蓝紫光补光对小白菜、芥蓝苗菜品质的影响

摘要

试验一在设施大棚内，设置不同波段的蓝紫光（380nm、400nm、430nm、465nm，光强为40w/m2，12h/d）研究不同补光波段对小白菜(Brassica campestris L.ssp.chinensis Makino)和芥蓝(Brassica albograbraBailey)苗菜生长、品质、功能成分、以及抗氧化能力的影响。以试验一中补光效果最显著的波长（430nm）为补光光源，研究不同补光时间（白天12小时内，补光15分钟停1小时（T1），补光1小时停1小时（T2），补光12小时（T3））对小白菜和芥蓝苗菜生长、品质、功能成分、矿质元素含量以及抗氧化能力的影响。结果表明：
　　1不同补光波段对小白菜和芥蓝苗菜生长、品质、功能成分、矿质元素含量以及抗氧化能力的影响
　　（1）各波长补光处理均能显著促进小白菜苗菜和芥蓝苗菜的的生长，提高生物量，而蓝光（430nm、465nm）的补光效应强于UV-A（380nm、400nm），蓝光处理间无显著差异。430nm补光处理下小白菜苗菜和芥蓝苗菜鲜重分别显著增加73.73%和74.07%。各波长补光处理均能显著提高小白菜苗菜和芥蓝苗菜可溶性蛋白的含量，但各处理间没有显著性差异。430nm补光处理下小白菜苗菜和芥蓝苗菜可溶性蛋白含量分别显著增加17.09%和18.15%；与不补光（CK）相比，430nm补光处理下小白菜和芥蓝苗菜可溶性糖含量分别显著增加20.44%和34.60%，而UV-A补光对两种蔬菜苗菜可溶性糖含量无显著影响。
　　（2）不同波段补光处理对苗菜色素影响不同，蓝光比UV-A更能显著提高苗菜色素含量，以430nm波段补光效果更显著。与不补光（CK）相比，430nm补光处理下，小白菜苗菜花色苷、类胡萝卜素和叶绿素含量均显著增加22.61%、79.57%和24.00%；芥蓝苗菜花色苷、类胡萝卜素和叶绿素显著增加20.00%、145.51%和29.52%。
　　（3）不同补光波段补光对苗菜功能成分影响不同，蓝光比UV-A更能显著提高苗菜功能成分含量，以430nm波段补光效果最显著。与不补光（CK）相比，430nm补后，小白菜维生素C、维生素E、山萘素、槲皮素和多酚含量均显著增加36.87%、7.71%、119.34%、13.07%和37.11%；芥蓝维生素C、山萘素和多酚含量均显著增加了15.20%、150.44%和20.37%。与CK相比，四种补光波段中，只有400nm补光处理显著提高了小白菜苗菜硫代葡萄糖苷（硫苷）总含量，提高17.79%，其中小白菜苗菜4-甲基亚磺酰基丁基硫苷、3-丁烯基硫苷和4-甲氧基吲哚-3-甲基硫苷含量分别增加15.13%、117.21%和7.69%。与CK相比，430nm补光处理下芥蓝苗菜硫苷含量最高，提高了283.74%，其硫苷组分2-丙烯基硫苷、3-丁烯基硫苷、吲哚-3-甲基硫苷、4-甲氧基吲哚-3-甲基硫苷、1-甲氧基吲哚-3-甲基硫苷含量分别显著增加155.26%、737.78%、680.00%、85.71%、307.41%。
　　（4）补光降低了小白菜苗菜的磷、钙、镁、锌以及铁元素含量和芥蓝苗菜的钙、镁、锌、钾以及铁元素含量，补光对小白菜苗菜钾元素含量无显著影响，且对小白菜和芥蓝苗菜硫元素含量影响不显著。各补光处理对小白菜和芥蓝苗菜矿质元素积累量的影响依次为430nm、465nm、380nm、400nm。补充430nm波长光照后，小白菜苗菜全磷、全钾、全钙、全镁、全硫和全铁积累量均显著增加66.67%、75.93%、30.00%、40.39%、90.00%和34.23%，而全锌积累量没有显著差异。芥蓝全磷、全钾、全钙、全镁和全硫积累量均显著增加50.00%、36.00%、7.69%、11.46%和36.36%，而全锌和全铁积累量没有显著差异。
　　（5）与不补光（CK）相比，各补光处理均能提高小白菜与芥蓝苗菜抗氧化能力。蓝光处理下小白菜与芥蓝苗菜的抗氧化能力显著高于UV-A。与CK相比，430nm波段补光效应最显著。补充430nm波长光照后，小白菜苗菜DPPH自由基清除率和FRAP值均显著增加43.44%和26.15%，芥蓝苗菜DPPH自由基清除率和FRAP值分别显著增加16.67%和19.19%。
　　2不同补光时间对小白菜苗菜生长、品质、矿质元素含量、功能成分以及抗氧化能力的影响。
　　（1）补光明显改善小白菜苗菜的生长和品质，但效果随着补光时间递减而变弱。T3处理下，小白菜苗菜生物量、可溶性糖、可溶性蛋白含量均达到最大值。与不补光相比，T1、T2、T3处理下小白菜苗菜鲜重分别增加12.87%、38.46%和91.24%。与不补光相比，T2、T3处理的小白菜苗菜可溶性蛋白和可溶性糖含量分别提高9.32%、9.45%和23.13%、38.10%。
　　（2）补光时间显著影响小白菜苗菜叶片色泽。与不补光相比，小白菜苗菜叶绿素、类胡萝卜素和花色苷含量都随着补光时间的延长而呈增加趋势。与不补光相比，T3处理小白菜苗菜花色苷含量显著提高24.64%，其余两处理时长对其影响不显著。T2与T3处理的小白菜苗菜类胡萝卜素和叶绿素含量分别显著提高142.26%、322.70%和15.07%、16.89%。随着补光时间的延长，小白菜苗菜叶片亮度和彩度逐渐降低，红色与蓝色逐渐加深。
　　（3）随着补光时间的增加，小白菜苗菜磷、钙、锌含量随之减少。与不补光（CK）相比，各补光时长对小白菜硫和铁元素含量均无显著影响。结果表明，补光时间长短能够影响小白菜苗菜对磷、钙、锌等元素含量的吸收。
　　（4）与CK相比，小白菜苗菜维生素C、多酚、山萘素和槲皮素都随着补光时间的延长而呈增加趋势。补光时间对维生素E含量的影响不显著。与CK相比，T3处理的小白菜苗菜维生素C含量显著提高10.33%，T1与T2处理效果不显著。T1、T2与T3处理下小白菜苗菜山萘素含量分别显著提高13.61%、24.78%和40.90%。T2和T3处理下，小白菜苗菜多酚和槲皮素含量分别显著提高14.29%、10.88%和14.61%、14.60%。
　　（5）与不补光（CK）相比，小白菜苗菜DPPH自由基清除率和FRAP值都随着补光时间的延长而呈增加趋势。T3处理下小白菜苗菜DPPH自由基清除率和FRAP值分别提高17.79%和14.84%。
　　综上所述，蓝光比UV-A补光更能促进苗菜的生长，改善其品质和提高对人体健康有益的功能成分含量。相比较而言，波长更短的蓝光（430nm）的补光效应更显著。综合考虑补光能耗，相比于6h/d补光处理，12h/d补光处理用多一倍的电能，但效果并没有成倍增加。因此，6h/d是相对较为合适的补光措施。

目录

1 前言

1. 1蔬菜功能成分的种类和生物学功能

1. 2影响植物体内功能成分含量的因素

1.2.1遗传特性

1.2.2环境因子的影响

1. 3蓝紫光对植物生长发育与功能成分的影响

1.3.1蓝紫光对植物生长发育的影响

1.3.2蓝紫光对植物品质的影响

1.3.3蓝紫光对功能成分的影响

1. 4研究的目的、意义以及研究内容

2 材料与方法

2. 1试验材料和处理

2. 2试验设计

2.2.1 试验一不同蓝紫光补光对小白菜、芥蓝苗菜品质的影响

2.2.2试验二430 nm不同补光时长对小白菜苗菜品质的影响

2. 3指标测定与方法

2.3.1生长指标测定

2.3.2品质指标测定

2.3.3抗氧化能力测定

2.3.4功能成分测定

2.3.5叶片色泽测定

2.3.6矿质元素的测定

2. 4数据分析

3结果与分析

3. 1试验一不同蓝紫光补光对小白菜、芥蓝苗菜品质的影响

3.1.1 不同蓝紫光补光对小白菜和芥蓝苗菜生长的影响

3.1.2 不同蓝紫光补光对小白菜、芥蓝苗菜可溶性糖和可溶性蛋白含量的影响

3.1.3不同蓝紫光补光对小白菜、芥蓝苗菜色素含量的影响

3.1.4不同蓝紫光补光对小白菜、芥蓝苗菜功能成分含量的影响

3.1.5不同蓝紫光补光对小白菜、芥蓝苗菜抗氧化能力的影响

3.1.6不同蓝紫光补光对小白菜、芥蓝苗菜矿质元素含量的影响

3.1.7不同蓝紫光补光对小白菜、芥蓝苗菜矿质元素积累量的影响

3.2试验二430 nm不同补光时间对小白菜苗菜品质的影响

3.2.1不同补光时间对小白菜苗菜生长的影响

3.2.2 不同补光时间对小白菜苗菜叶片色泽的影响

3.2.3不同补光时间对小白菜苗菜可溶性糖和可溶性蛋白含量的影响

3.2.4不同补光时间对小白菜苗菜功能成分的影响

3.2.5不同补光时间对小白菜苗菜抗氧化能力的影响

3.2.6 不同补光时间对小白菜苗菜矿质元素含量的影响

3.2.7不同补光时间对小白菜苗菜矿质元素积累量的影响

4 讨论

4. 1不同蓝紫光补光对小白菜、芥蓝苗菜生长的影响

4. 2不同蓝紫光补光对小白菜、芥蓝苗菜品质的影响

4. 3不同蓝紫光补光对小白菜、芥蓝苗菜色素含量和功能成分的影响

4. 4不同蓝紫光补光对小白菜、芥蓝苗菜元素含量的影响

4. 5不同补光时间对小白菜苗菜品质的影响

5结论

致谢

参考文献