LED紅藍(lán)光對(duì)不同品種水培生菜的影響效果對(duì)比*

李邦耀，李建設(shè),2**，高艷明,2，李 芮

LED紅藍(lán)光對(duì)不同品種水培生菜的影響效果對(duì)比*

李邦耀1，李建設(shè)1,2**，高艷明1,2，李 芮1

（1.寧夏大學(xué)農(nóng)學(xué)院，銀川 750021；2.寧夏現(xiàn)代設(shè)施園藝工程技術(shù)研究中心，銀川 750021）

選取9個(gè)不同葉色和葉形的生菜品種，以紅藍(lán)光比為7︰1的復(fù)合光（RBL）為光源，在植物工廠內(nèi)對(duì)比白光（WL）進(jìn)行試驗(yàn)，以探究紅藍(lán)復(fù)合光（RBL）對(duì)不同品種生菜（L.）的響應(yīng)差異性及影響效果。結(jié)果表明，相比于白光（WL）處理，紅藍(lán)光（RBL）促進(jìn)了綠色散葉生菜品種的株高相對(duì)生長(zhǎng)速率（P＜0.05），但是抑制了其長(zhǎng)勢(shì)過旺；降低了紫色生菜品種后期葉綠素含量；提高了半結(jié)球和散葉生菜品種的凈光合速率、蒸騰速率和氣孔導(dǎo)度（P＜0.05）；抑制了所有品種生菜PSⅡ的最大光化學(xué)效率；提高了散葉生菜品種的ETR值（P＜0.05）；提高了半結(jié)球生菜的可溶性固形物含量和可溶性糖含量（P＜0.05）；提高了綠色散生生菜品種的維生素C含量、產(chǎn)量和干物率（P＜0.05）?？傊?，紅藍(lán)光（RBL）對(duì)不同品種生菜生長(zhǎng)發(fā)育及光合熒光特性的影響差異性主要與葉片離散程度相關(guān)，對(duì)綠色生菜品種品質(zhì)和產(chǎn)量的提升效果普遍優(yōu)于紫色生菜品種。

紅藍(lán)光；品種差異；生長(zhǎng)發(fā)育；光合熒光；品質(zhì)產(chǎn)量

植物工廠的技術(shù)運(yùn)用高度密集，能夠衡量一個(gè)國家農(nóng)業(yè)高科技術(shù)水平的強(qiáng)弱，通過人工光源實(shí)現(xiàn)植物工廠光環(huán)境智能調(diào)控是其主要特征之一[1]。光對(duì)植物的生長(zhǎng)發(fā)育和物質(zhì)代謝均起到關(guān)鍵的調(diào)控作用，植物進(jìn)行光合作用和光形態(tài)建成時(shí)對(duì)紅藍(lán)光比例十分敏感[2]。研究表明，單一紅光有利于植株莖節(jié)間伸長(zhǎng)、葉片展開、干物質(zhì)累計(jì)，但會(huì)降低凈光合速率、碳代謝能力，單一藍(lán)光有利于提高葉綠素含量，增大氣孔導(dǎo)度，增加維生素C含量，增強(qiáng)根系活力，但會(huì)矮化植株，而紅藍(lán)復(fù)合光兼具兩者優(yōu)點(diǎn)，更有利于植株生長(zhǎng)發(fā)育和優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)[3?4]。

生菜是當(dāng)前國內(nèi)植物工廠的主栽葉菜，大量研究表明紅藍(lán)光對(duì)優(yōu)質(zhì)生菜生產(chǎn)的積極影響極其明顯，當(dāng)其比例在4～9之間、光強(qiáng)為200μmol·m?2·s?1左右時(shí)，生菜的生長(zhǎng)速度最快，干物質(zhì)累計(jì)量最多[5?6]，光合作用、光能及電能利用效率綜合最佳[7]，品質(zhì)及產(chǎn)量最優(yōu)[8?9]。而研究發(fā)現(xiàn)植物對(duì)紅藍(lán)光的需求存在明顯的物種差異[10]，特別是不同品種的生菜品質(zhì)在相同光質(zhì)處理下呈現(xiàn)一定的差異性[11]。當(dāng)前大部分有關(guān)紅藍(lán)光對(duì)生菜的影響效應(yīng)及機(jī)制多注重于單一品種[12]，或是偏向于光條件設(shè)置的不同對(duì)生菜生理的影響[13?14]，或是選擇單一葉色研究其光合特性[15?16]，并未針對(duì)性地選擇不同品種來研究紅藍(lán)光對(duì)生菜的響應(yīng)差異性及影響效果。因此，本試驗(yàn)以紅藍(lán)復(fù)合光（R/B=7/1）為光源，選取9個(gè)不同葉形和葉色的生菜品種為試驗(yàn)材料對(duì)比白光進(jìn)行研究，以探究紅藍(lán)光對(duì)生菜生長(zhǎng)發(fā)育、光合熒光及品質(zhì)產(chǎn)量的調(diào)控作用，以及不同品種處于同一紅藍(lán)光條件下的差異性對(duì)比，以期為植物工廠所栽生菜品種的優(yōu)化選擇提供參考依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)于2020年6月21日?8月13日在寧夏賀蘭園藝產(chǎn)業(yè)園植物工廠內(nèi)進(jìn)行，根據(jù)《萵苣種質(zhì)資源描述規(guī)范和數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)》[17]選取9個(gè)不同葉形和葉色的生菜品種為試驗(yàn)材料，各品種具體情況如表1所示。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

植物工廠總面積約225m2，分為生產(chǎn)間、育苗間、控制間和設(shè)備間，選用T8一體化LED條形燈管（120cm）進(jìn)行光照處理，白色光源全光譜，紅光（R）波長(zhǎng)660nm，藍(lán)光（B）波長(zhǎng)450nm，紅藍(lán)組合光燈珠個(gè)數(shù)比例7:1。每個(gè)品種設(shè)置白光（white light，WL）和紅藍(lán)光（red and blue light，RBL）兩種光照條件，光照時(shí)間為每日6：30?18：30，整個(gè)生育期生菜冠層光源光強(qiáng)值為200μmol·m?2·s?1，具體如表2所示。采用智能管理系統(tǒng)實(shí)時(shí)控制溫濕度，保證生產(chǎn)間環(huán)境溫度24℃左右，濕度52%左右。

表1 各品種生菜農(nóng)藝性狀描述

表2 試驗(yàn)光源、光周期、光強(qiáng)及光譜參數(shù)的設(shè)置

注：紅光與藍(lán)光的比例為燈珠個(gè)數(shù)之比。

Note：The ratio of red light to blue light is the ratio of the number of beads.

1.3 栽培管理

V1?V4品種種子采購自荷蘭，V5?V9購自北京某公司，6月21開始采用海綿缽育苗，播種后將整個(gè)播種盤置于育苗間多層播種床上，通過溫、濕度調(diào)節(jié)催芽80h，之后保持溫度20℃，濕度95%～100%，繼續(xù)讓其生長(zhǎng)4d左右，到達(dá)分苗期（即子葉展平，根系長(zhǎng)度>4cm）將生長(zhǎng)良好的生菜幼苗分至育苗床上利用營養(yǎng)液水培，7d左右苗化期結(jié)束后（即秧苗生長(zhǎng)為5葉1心且葉片長(zhǎng)度超過5cm），每個(gè)品種挑選長(zhǎng)勢(shì)良好的植株60株，于7月8日分別定植在白光生產(chǎn)間和紅藍(lán)光生產(chǎn)間，所用栽培槽長(zhǎng)為480cm，寬40cm，深5cm，株行距20cm，小區(qū)面積0.24m2，每小區(qū)種10株，定植后統(tǒng)一采用Hoagland營養(yǎng)液配方水培。

1.4 指標(biāo)測(cè)定與分析

1.4.1 生長(zhǎng)指標(biāo)

每個(gè)處理標(biāo)記6株生菜，定植緩苗1d后每隔7d測(cè)量株高和葉綠素含量。

（1）株高：采用0.1cm鋼卷尺測(cè)定生菜莖基部到自然最高處的高度[17]，測(cè)定完成后分別計(jì)算每個(gè)處理生長(zhǎng)前期（定植后15d）和生長(zhǎng)后期（定植后16～36d）的株高相對(duì)生長(zhǎng)速率（RGH）[18]，計(jì)算式為

式中，RGH表示生菜株高相對(duì)生長(zhǎng)速率（cm·cm?1·d?1）；h1、h2表示所測(cè)株高（cm）；t表示兩次株高測(cè)定的間隔時(shí)間（d）。

（2）葉綠素：隨機(jī)選取長(zhǎng)勢(shì)均勻的生菜葉片6片，并作標(biāo)記，采用SPAD?502葉綠素儀測(cè)定每片葉的葉綠素值，每測(cè)6片葉求其平均值為該株生菜葉綠素含量。

1.4.2 生菜株高Logistic曲線擬合

結(jié)合所測(cè)生菜的株高，利用Logistic模型模擬分析各品種生菜生長(zhǎng)，表達(dá)式為[19]

式中，y1表示株高的生長(zhǎng)量（cm）；t表示從定植到測(cè)定時(shí)生菜的生長(zhǎng)天數(shù)（d）；K、a、b是參數(shù)；e是自然對(duì)數(shù)的底數(shù)，對(duì)式（2）求一階導(dǎo)數(shù)，可得生長(zhǎng)速率曲線方程y2，即

對(duì)式（3）繼續(xù)求導(dǎo)，得到生長(zhǎng)速率變化量曲線方程y3，即

借此方程可以研究對(duì)比不同處理生菜的生長(zhǎng)規(guī)律及其最大生長(zhǎng)速率（maximum growth rate，MGR）和達(dá)到最大生長(zhǎng)速率所需天數(shù)（days of maximum growth rate，DMGR）。

1.4.3 光合熒光指標(biāo)測(cè)定

生菜定植后第25天，每個(gè)處理隨機(jī)選取長(zhǎng)勢(shì)均勻的植株3株，每個(gè)植株選取最大蓮座葉葉片，采用LI-6400XT便攜式光合作用測(cè)定系統(tǒng)測(cè)定凈光合速率（Pn）、蒸騰速率（Tr）、氣孔導(dǎo)度（Gs）；同樣的葉片暗適應(yīng)20min以上，避開葉脈，采用OS-5P便攜式脈沖調(diào)制葉綠素?zé)晒鈨x測(cè)定PSⅡ最大光化學(xué)效率（Fv/Fm）和光合電子傳遞速率（ETR）。

1.4.4 品質(zhì)及產(chǎn)量測(cè)定

生菜收獲后，每個(gè)處理隨機(jī)取長(zhǎng)勢(shì)均勻的生菜9株，用電子天平稱量單株重和小區(qū)總產(chǎn)量。取其中6株測(cè)定品質(zhì)，采用鉬藍(lán)比色法測(cè)定維生素C含量；NaOH滴定法測(cè)定有機(jī)酸含量；蒽酮比色法測(cè)定可溶性糖總糖；TD-45數(shù)字折光儀測(cè)定可溶性固形物。剩下3株測(cè)定生物量，將地上部與地下部分開，并清洗干凈，控干水分后用天平測(cè)定地上部和地下部鮮重，之后用信封進(jìn)行包裝并標(biāo)記，在105℃下殺青30min，用烘箱烘干至恒重，再稱量地上部和地下部干重，并計(jì)算各品種的干物率。

1.5 數(shù)據(jù)分析

采用Excel 2010進(jìn)行數(shù)據(jù)整理，用Origin 2019b進(jìn)行數(shù)據(jù)繪圖，用MATLAB 2014a進(jìn)行生長(zhǎng)曲線擬合，用SPSS 20.0進(jìn)行差異顯著性分析(LSD法，P<0.05)。

2 結(jié)果與分析

2.1 紅藍(lán)光對(duì)不同品種生菜生長(zhǎng)的影響

2.1.1 不同階段生菜株高相對(duì)生長(zhǎng)率

由圖1可知，在生長(zhǎng)前期，RBL處理下品種V1、V5、V8、V9生長(zhǎng)迅速，其中V5的相對(duì)生長(zhǎng)率顯著高于除T8外的所有品種；V2、V5在RBL和WL處理下皆存在顯著差異，RBL處理下V5的株高相對(duì)生長(zhǎng)率比同時(shí)期的WL處理高了40%；在生長(zhǎng)后期，各品種長(zhǎng)勢(shì)開始減緩，除V3、V6外，其余品種在RBL處理下的株高相對(duì)生長(zhǎng)率皆高于WL處理，V3品種在RBL與WL處理差異達(dá)到極顯著，RBL處理比同時(shí)期的WL處理株高相對(duì)生長(zhǎng)率低了9%，說明此時(shí)期RBL處理更有利于綠色圓葉散生類生菜品種生長(zhǎng)。

2.1.2 株高變化過程的Logistic擬合

由表3可知，以株高生長(zhǎng)量擬合Logistic曲線方程，其株高生長(zhǎng)量符合先慢后快再慢的規(guī)律，得到方程與實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)相關(guān)性均達(dá)到極顯著水平（P<0.01），擬合優(yōu)度較高；RBL處理下品種V4的最大生長(zhǎng)速率（MGR）增大，相比同時(shí)期WL處理高了13%，其余品種的MGR均小于WL處理；除V7外所有品種達(dá)到最大生長(zhǎng)速率所需天數(shù)（DMGR）均減小，這說明RBL處理在一定程度上減緩了生菜長(zhǎng)勢(shì)，但是加快了生菜形態(tài)建成的速度。

2.1.3 葉綠素含量實(shí)測(cè)值變化

由圖2可知，兩種光處理下所有品種的葉綠素含量均呈現(xiàn)先升高后降低的趨勢(shì)，RBL處理明顯升高了除V4、V8外所有品種整個(gè)生育期的葉綠素含量，但分別降低了V4品種定植后15d內(nèi)和V8品種定植29d后的葉綠素含量，其中V6在RBL處理下定植第29天時(shí)的葉綠素含量最高，比同時(shí)期WL處理高了13%，說明RBL處理對(duì)結(jié)球生菜品種葉綠素含量的提升作用更加明顯，而橡葉形生菜品種在定植后兩周和采摘前一周的葉綠素含量受到輕微的抑制作用。

注：WL和RBL分別表示白光處理和紅藍(lán)光處理。生長(zhǎng)前期表示生菜定植后前15d，生長(zhǎng)后期表示生菜定植后16～36d。小寫字母和大寫字母分別表示W(wǎng)L和RBL處理下不同品種在0.05水平上的差異顯著性。*和**分別表示同一品種的WL處理和RBL處理在0.05和0.01水平上的差異顯著性，ns表示無顯著性差異。誤差線以標(biāo)準(zhǔn)誤表示，下同。

Note: WL and RBL represent white light treatment and red and blue light treatment respectively. The prophase of growth is the first 15 days after lettuce colonization, and the late growth stage is the 16?36 days after lettuce colonization. Lowercase letters and uppercase letters indicate the difference at 0.05 level between different varieties under WL and RBL treatment, respectively. * and ** indicate the difference between WL treatment and RBL treatment at the level of 0.05 and 0.01 for the same variety, respectively, and ns indicates no significant difference. The error line is expressed as standard error, the same as below.

表3 兩種光處理下各品種生菜株高生長(zhǎng)量的Logistic擬合參數(shù)

注：MGR表示最大生長(zhǎng)速率，DMGR表示達(dá)到最大生長(zhǎng)速率所需天數(shù)。*、**分別表示相關(guān)系數(shù)R通過0.05、0.01水平的顯著性檢驗(yàn)。下同。

Note: MGR represents the maximum growth rate and DMGR represents the number of days required to reach the maximum growth rate.*and**indicated that the decision coefficient passed the significance test of 0.05 and 0.01 levels, respectively. The same as below.

2.2 紅藍(lán)光對(duì)不同品種生菜光合熒光特性的影響

由圖3可知，RBL處理下除V5、V9外所有品種的凈光合速率均比WL處理提高，其中V2品種在RBL和WL處理下差異顯著，RBL處理下的凈光合速率比WL處理高了32%，且V2顯著高于同處理下的所有品種；RBL處理下除V5、V9外所有品種的蒸騰速率均增大，其中V2、V6品種在RBL與WL處理下差異顯著，V4品種在RBL與WL處理下差異達(dá)極顯著，RBL處理蒸騰速率相比WL處理高了72%，此外RBL處理下V7品種顯著高于除V4外的所有品種；RBL處理下除V5、V8、V9外所有品種的氣孔導(dǎo)度得到大幅提升，其中V2、V4、V7在RBL和WL處理下差異顯著，V4在RBL處理下的氣孔導(dǎo)度相比WL處理高了70%，RBL處理下V7氣孔導(dǎo)度顯著高于同處理下除V4外的所有品種，而V5、V8、V9的氣孔導(dǎo)度相比WL處理則顯著降低，其中V9降低了84%；RBL處理使所有品種的Fv/Fm值降低，其中V2、V6品種在RBL與WL處理下差異顯著，V1品種差異達(dá)極顯著水平，RBL處理下V1的Fv/Fm值比WL處理低了3%，WL處理下的V2顯著高于除V5外所有品種；RBL處理使除V2、V3、V4外所有品種的ETR值增大，其中V8、V9品種在RBL與WL處理下差異顯著，RBL處理下V8的ETR值比WL處理高了48%，V9品種ETR值顯著高于同處理下除V2、V7外的所有品種，RBL處理下V2的ETR值顯著低于WL 15%。由上可知，RBL處理可以明顯提高散生和半結(jié)球平滑葉生菜品種的光合能力，對(duì)散生皺葉生菜品種光合能力的提升有限，甚至造成了一定程度的抑制作用。

2.3 紅藍(lán)光對(duì)不同品種生菜品質(zhì)及產(chǎn)量的影響

2.3.1 對(duì)生菜品質(zhì)的影響

由圖4可知，RBL處理更有利于V6、V9維生素C的累積，其中V6品種在RBL與WL處理下差異極顯著，RBL處理下V6的維生素C含量比WL處理高了25%；RBL處理使除V6、V8、V9外所有品種的可溶性固形物含量增加，其中V2、V4、V7在RBL與WL處理下差異極顯著，T2、T4的可溶性固形物含量相比WL處理下提高了38%、45%，RBL處理下的V2顯著高于同處理下所有的品種；RBL處理提高了V8、V9的可溶性糖含量，V5、V6、V7在RBL處理下的可溶性糖含量顯著低于WL處理；RBL處理使V1、V2、V3、V4、V8的有機(jī)酸含量增加，其中V4顯著高于除V2外的所有處理，其中V1、V2、V3、V4在RBL與WL處理下差異極顯著，RBL處理下V4的有機(jī)酸含量比WL處理高了44%，RBL處理下V7的有機(jī)酸含量比WL處理低了25%。由上可知，RBL處理對(duì)半結(jié)球綠葉生菜品種的可溶性固形物含量和可溶性糖含量的提升效果更加明顯，對(duì)綠葉散生生菜品種維生素含量有明顯增加作用，明顯降低了V2的有機(jī)酸含量。

2.3.2 對(duì)生菜產(chǎn)量的影響

由表4可知，RBL處理使得V8、V9的產(chǎn)量提高，其中V9的產(chǎn)量顯著高于同處理下除V5外的所有品種，V4、V6、V7、V9在RBL和WL處理下差異顯著，RBL處理下V9的產(chǎn)量比WL處理高了58%；RBL處理使得V1、V2、V3、V5的干物率提高，其中V2、V9品種在RBL與WL處理下差異顯著，RBL處理下V2的干物率比WL處理高了44%，V5的干物率顯著高于RBL處理下除V2外所有品種。由此可知，RBL處理可以顯著提高綠葉散生生菜的產(chǎn)量和干物率。

表4 兩種光處理對(duì)各品種生菜產(chǎn)量及干物率的影響效果對(duì)比

注：數(shù)據(jù)為平均值±標(biāo)準(zhǔn)誤。小寫字母和大寫字母分別表示W(wǎng)L和RBL處理下不同品種在0.05水平上的差異性。*和**分別表示同一品種在WL與RBL處理下在0.05和0.01水平上的差異性，ns表示無顯著性差異。

Note: Data are mean ± standard error. Lowercase letters and uppercase letters indicate the difference at 0.05 level between different varieties under WL and RBL treatment, respectively. * and ** denote the difference of the same variety at 0.05 and 0.01 levels under WL and RBL treatment, respectively, and ns denote no significant difference.

3 討論與結(jié)論

3.1 討論

不同的光質(zhì)組合會(huì)調(diào)節(jié)植株生長(zhǎng)，改變植株形態(tài)，影響植株發(fā)育，使其充分適應(yīng)當(dāng)前環(huán)境[2?4]。本研究發(fā)現(xiàn)以紅藍(lán)光（R/B=7/1）為光源，使得綠葉散生品種生菜生長(zhǎng)進(jìn)入快速發(fā)育期的時(shí)間縮短，使初期生菜生長(zhǎng)速度加快，后期抑制各品種生菜生長(zhǎng)。主要原因是紅藍(lán)光提高了凈同化效率，這與高振等[20]的研究結(jié)果一致，紅藍(lán)光使生菜形態(tài)建成加快，體內(nèi)物質(zhì)開始大量轉(zhuǎn)換的時(shí)間提前，而復(fù)合光中的藍(lán)光會(huì)矮化植株[10]，進(jìn)一步降低了生菜長(zhǎng)勢(shì)，使其更快進(jìn)入物質(zhì)轉(zhuǎn)換期[21]。散生品種的生菜株高高、葉面積大、葉片數(shù)少，所以生長(zhǎng)前期對(duì)光能利用效率高，生長(zhǎng)迅速、同化效率也更高，但后期長(zhǎng)勢(shì)過旺，導(dǎo)致葉片相互遮掩，使得栽培架頂端的LED光源難以充分照射到生菜下位葉，導(dǎo)致靠近栽培板的生菜葉片黃化腐爛。此外，紫色生菜品種后期的葉綠素含量降低，而紫葉生菜葉片內(nèi)花青素、總酚、類黃酮等次生代謝物質(zhì)含量較高，次生代謝產(chǎn)物與蔬菜的色澤發(fā)育密切相關(guān)[16]，可能是由于花青素含量影響了葉色，進(jìn)一步導(dǎo)致光合能力減弱，使得葉綠素含量下降，也有可能是后期生菜本身處于嫩葉成熟期，色素含量減少，還有可能是植物工廠本身光輻射太弱，導(dǎo)致葉綠素合成受阻。由此可見，紅藍(lán)光對(duì)不同品種生菜生長(zhǎng)的影響主要是通過葉片離散程度作用，與葉色的相關(guān)性并不大。此外，在植物工廠對(duì)于長(zhǎng)勢(shì)比較旺的散葉生菜品種，為保證其商品性和品質(zhì)，可增大株行間距或者適當(dāng)提前采摘時(shí)間。

光合作用是植株物質(zhì)和能量的來源之一[22]，而不同的光質(zhì)會(huì)調(diào)控植株氣孔器、葉面積大小、葉綠素和光合色素含量，進(jìn)而影響光合碳代謝[23]。本研究發(fā)現(xiàn)，紅藍(lán)光使散生和半結(jié)球平滑葉生菜品種的凈光合速率、蒸騰速率、氣孔導(dǎo)度得到提升，這與Hernández等[23]的結(jié)論一致。這是因?yàn)橹参矬w內(nèi)的光敏色素、隱花色素、向光素皆對(duì)藍(lán)光比較敏感，對(duì)其有較強(qiáng)的吸收能力[23]，所以復(fù)合光源可促進(jìn)植株光合作用[24]。但是散生皺葉生菜品種的光合能力并未得到提升，反而白光處理下更優(yōu)，這可能是因?yàn)樯⑷~型和長(zhǎng)葉型生菜品種葉片離散程度較大，過于旺盛的植株在相對(duì)狹小的空間里反而降低了其光合效率。葉綠素?zé)晒鈪?shù)主要體現(xiàn)光系統(tǒng)對(duì)光能的吸收、傳遞、耗散和分配情況，更具有反映“內(nèi)在性”特點(diǎn)[25]。本研究發(fā)現(xiàn)，以紅藍(lán)光為光源降低了所有品種的Fv/Fm值，提高了除橡葉生菜品種外所有品種的相對(duì)電子傳遞速率。Fv/Fm和ETR與植株光合效率的高低密切相關(guān)[26]，而Fv/Fm值降低，說明紅藍(lán)光對(duì)其造成了一定程度的光抑制[24,27]，給PSⅡ反應(yīng)中心造成了損傷，降低了PSⅡ反應(yīng)中心的活性及原初光能轉(zhuǎn)化效率[28]，ETR的提高可能主要是由于紅藍(lán)光對(duì)PSⅠ電子傳遞有促進(jìn)作用致使其活性提升，這有利于ATP和NADPH的合成，使其產(chǎn)量能夠充分滿足卡爾文循環(huán)中對(duì)同化力的需求，從而達(dá)到平衡[29]。

優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)是設(shè)施蔬菜的最終目的，而光質(zhì)是影響植株生長(zhǎng)發(fā)育進(jìn)而形成品質(zhì)與產(chǎn)量的重要因素之一。本研究發(fā)現(xiàn)，紅藍(lán)光處理使半結(jié)球綠葉生菜品種的可溶性固形物含量和可溶性糖含量提升，對(duì)綠葉散生生菜品種維生素含量有明顯增加作用，明顯降低了品種V2的有機(jī)酸含量。維生素C是植物細(xì)胞內(nèi)重要的抗氧化劑之一，可保護(hù)葉綠體免于氧化損傷[30]，光質(zhì)對(duì)維生素C的影響主要與其合成酶的活性密切相關(guān)，藍(lán)光可以通過提高植物體內(nèi)半乳糖酸內(nèi)酯脫氫酶活性進(jìn)而促進(jìn)維生素C的合成[31]。有機(jī)酸代謝決定果實(shí)的品質(zhì)及風(fēng)味，其與有機(jī)體內(nèi)的糖類、蛋白質(zhì)等代謝密切相關(guān)[32]，有機(jī)酸的積累主要靠糖類呼吸的產(chǎn)物[33]，紅藍(lán)復(fù)合光可能使得植物體內(nèi)酸轉(zhuǎn)化酶和降解酶的活性提高[30]，進(jìn)而導(dǎo)致其有機(jī)酸含量增加。紅藍(lán)復(fù)合光中紅光更有利于可溶性總糖累積，但是藍(lán)光促進(jìn)了植株的呼吸速率，使其有機(jī)物消耗增大；也有可能是藍(lán)光給PSⅡ反應(yīng)中心造成了損傷，最終影響了生菜的碳同化作用，使之可溶性總糖含量減少。

3.2 結(jié)論

以紅藍(lán)光（R/B=7/1）為光源，促進(jìn)了綠色散葉生菜品種的形態(tài)建成，但可抑制其長(zhǎng)勢(shì)過旺；降低了紫色生菜品種后期葉綠素含量；提高半結(jié)球和散生平滑葉生菜品種的光合能力；抑制所有品種生菜PSⅡ的最大光化學(xué)效率；提高了半結(jié)球生菜的品質(zhì)以及綠色散生生菜品種的產(chǎn)量和干物率?？傊?，紅藍(lán)光對(duì)不同品種生菜生長(zhǎng)發(fā)育及光合熒光特性的影響差異性主要與葉片離散程度相關(guān)，對(duì)綠色生菜品種品質(zhì)和產(chǎn)量的提升效果普遍優(yōu)于紫色生菜品種。

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Comparison of the Effects on Different Varieties of Hydroponic Lettuce Exerted by LED Red and Blue Light

LI Bang-yao1，LI Jian-she1,2，GAO Yan-ming1,2，LI Rui1

(1. Agricultural College of Ningxia University, Yinchuan 750021, China; 2. Ningxia Modern Protected Horticulture Engineering Technology Research Center, Yinchuan 750021)

In this study, nine types of lettuce with different leaf color and leaf shape were selected in this experiment, the light source was set up with compound light whose ratio of red and blue composite light was 7:1, and the contrast experiment was carried out with white light in plant factory. The results showed that compared to the white light (WL) treatment, red and blue (RBL) composite light enhanced the relative growth rate of plant height of green leaf lettuce (P < 0.05), but inhibited its overgrowth, and decreased the chlorophyll content of purple lettuce the net photosynthetic large rate, transpiration rate and stomatal conductance of half-enveloped and loose-leaf lettuce varieties were increased (P < 0.05). The maximum photochemical efficiency of PSⅡ of all varieties of lettuce was inhibited. The ETR value of loose-leaf lettuce varieties was increased (P < 0.05); The soluble solid content and soluble sugar content of half-headed lettuce were increased (P < 0.05); The content of vitamin C, yield and dry matter rate of green loose-leaf lettuce were increased (P < 0.05). In a word, the effect of red and blue composite light on the growth, development and photosynthetic fluorescence characteristics of different lettuce varieties was mainly related to the degree of leaf dispersion, the effect of improving the quality and yield of green lettuce was better than that of purple lettuce.

Red and blue light; Varietal variation; Growth and development; Photosynthetic fluorescence; Quality and yield

10.3969/j.issn.1000-6362.2021.11.003

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收稿日期：2021?03?15

寧夏“十三五”重大科技項(xiàng)目（2018BBF02012)“人工光植物工廠節(jié)能及高效栽培技術(shù)研究與示范”

通訊作者：李建設(shè)，博士，教授，博士生導(dǎo)師，從事設(shè)施蔬菜栽培研究，E-mail: jslinxcn@163.com

李邦耀，E-mail:1244246736@qq.com