采收前LED红蓝光连续照射对水培生菜品质的提升作用.pdf

中国农业气象 Chinese Journal of Agrometeorology 2020 年 doi 10 3969 j issn 1000 6362 2020 07 004 张玉彬 刘文科 杨其长 等 采收前 LED 红蓝光连续照射对水培生菜品质的提升作用 J 中国农业气象 2020 41 7 436 445 采收前LED红蓝光连续照射对水培生菜品质的提升作用 张玉彬 1 刘文科 1 杨其长 1 查凌雁 1 周成波 1 邵明杰 1 王 奇 1 李宝石 1 吴启保 2 1 中国农业科学院农业环境与可持续发展研究所 农业农村部设施农业节能与废弃物处理重点实验室 北京 100081 2 深圳信 息职业技术学院 智能制造与装备学院 深圳 518172 摘要 在环境可控的植物工厂内 以水培 意大利耐抽薹 生菜 Lactuca sativa L 为试验材料 于采收前 72h 用不同光照强度的 LED 红蓝光进行连续照射 CL 研究照射对水培生菜叶片 C N P K Ca Mg Fe Mg Cu 和 Zn 十种营养元素含量的影响 生菜定植后在 6 00 22 00 光期下连续培养 17d 培养阶段 红蓝光光强均为 150 mol m 2 s 1 从定植后第 18 天开始进行连续 72h 不同光强的 CL 处理 试验设置 CL 光 强分别为 100 150 200 300 和 500 mol m 2 s 1 用 CL100 CL150 CL200 CL300 和 CL500 表示 并 设置全生长期光强为 150 mol m 2 s 1 的处理作为对照 CK 其光期为 6 00 22 00 结果表明 CK 处理 下 生菜干物质中 P K Ca Mg 的含量最高 采收前最后 72h 用 LED 红蓝光连续照射后 生菜干物质中 C 的含量随 CL 光强的增加而增加 CL100 处理下 N 和 Mn 的含量最高 CL300 时 Cu 的含量最高 CL 对 Zn 的含量无显著影响 生菜干物质中 C N Fe 和 Zn 的总量在 CL500 处理下最高 CL200 处理下 P 和 K 的总量最高 CL300 处理下 Mg 和 Cu 的总量最高 CL 光强对 Ca 和 Mg 的总量无显著影响 因此 实际生产中可以通过采收前集中连续 LED 红蓝光照射 达到提高生菜品质或生产富含某种营养元素的功能 性蔬菜的目的 关键词 采收前连续光照 LED 红蓝光 植物工厂 水培生菜 矿质元素 Improvement Effects of Red and Blue LED Continuous Lighting before Harvest on Quality of Hydroponic Lettuce ZHANG Yu bin 1 LIU Wen ke 1 YANG Qi chang 1 ZHA Ling yan 1 ZHOU Cheng bo 1 SHAO Ming jie 1 Wang Qi 1 LI Bao shi 1 WU Qi bao 2 1 Institute of Environment and Sustainable Development in Agriculture Chinese Academy of Agricultural Sciences Key Laboratory of Energy Conservation and Waste Management of Agricultural Structures Ministry of Agriculture and Rural Affairs Beijing 100081 China 2 School of Intelligent Manufacturing and Equipment Shenzhen Institute of Information Technology Shenzhen 518172 Abstract Plant factory is the most advanced production facility in the field of facility horticulture It could make the best use of water fertilizer electric energy and other resources to meet the needs of plant growth and realize high yield and high quality leaf vegetable production In theory plant factories could produce vegetable products with rich nutrient elements according to people s wishes It was particularly important to improve the yield and quality of vegetables by regulating the light environment under certain conditions of nutrition supply It was found that the yield and quality of lettuce could be significantly improved by short term red and blue LED light before harvest In a plant factory with the controllable environment the red and blue LED light of different light intensity was used to light continuously CL 72 hours before harvest and Italian bolting resistant lettuce Lactuca sativa 收稿日期 2020 02 08 通讯作者刘文科 E mail liuwenke 吴启保 E mail wuqb 基金项目 国家自然科学基金面上项目 31672202 广东省科技计划项目 2019B020214003 深圳市科技计划项 目 GJHZ20180929154602092 第一作者联系方式 张玉彬 E mail zhangyubin26 第 7 期 张玉彬等 采收前 LED 红蓝光连续照射对水培生菜品质的提升作用 437 L was used as the experimental material The effects of irradiation on the contents of C N P K Ca Mg Fe Mg Cu and Zn in lettuce leaves were studied After the lettuce was planted it was continuously cultivated for 17 days under the light period of 6 00 22 00 The red and blue light intensity in the culture stage were all 150 mol m 2 s 1 CL treatment with different light intensities for 72h was started from the 18th day after transplantation The light intensity of CL was 100 150 200 300 and 500 mol m 2 s 1 represented by CL100 CL150 CL200 CL300 and CL500 And set a growth light intensity of 150 mol m 2 s 1 during the whole growth period and a light period of 6 00 22 00 as control treatment CK In the experiment samples were taken at the beginning and the end of concentrated continuous irradiation and 4 lettuce plants were randomly selected as repeated samples in each treatment then dried and ground into powder The contents of K P Ca Mg Fe Mn Cu and Zn were determined by atomic absorption spectrophotometer and inductively coupled plasma mass spectrometer and the contents of N and C were determined by combustion isotope analysis The results showed that the fresh weight and dry weight of lettuce increased with the increase of CL light intensity and reached the maximum value respectively at CL500 The content of P K Ca and Mg in the dry matter of lettuce was the highest under the treatment of CK After continuous irradiation with LED red and blue light for the last 72 hours before harvest the content of C in lettuce dry matter increased with the increase of CL light intensity The total amount of C N Fe and Zn in lettuce dry matter increased with the increase of CL light intensity which was the highest under CL500 treatment The total amount of P K Mg and Cu showed a trend of increasing first and then decreasing with the increase of CL light intensity Under the treatment of CL200 the total amount of P and K was the highest under the treatment of CL300 the total amount of Mg and Cu was the highest The light intensity of CL has no significant effect on the total amount of Ca and Mg Therefore continuous red and blue LED light could be applied before harvesting for improving the quality of lettuce or producing functional vegetables rich in some nutrients Key words Pre harvest continuous light LED red and blue light Plant factory Hydroponic lettuce Mineral elements 目前 具有保健作用的 药食同源 类植物越 来越受到关注 长期食用某种特定营养元素含量丰 富的蔬菜可起到调理身体 改善体质的作用 1 如钙 钾 镁等元素可使神经 肌肉保持正常的反应 锌 可以促进生长发育 提高人体免疫力 铁可以防止 疲劳 预防因缺铁而引起的贫血等病症 2 人体可以 通过自身生化反应合成很多物质来维持正常新陈代 谢活动 但是矿质元素只能通过饮食获取 理论上 植物工厂可以根据人们的意愿 生产出满足特定需 求的产品 LED 光源植物工厂是目前设施园艺领域最高级 的生产设施 可最大程度地利用水肥 电能等资源 来满足植物对于生长环境的需求 获得高产优质的 叶菜产品 3 光照和营养是植物工厂生产中两个最为 重要的控制要素 在很大程度上决定了水培叶菜的 产量和品质 在供给营养一定的条件下 通过调控 光照环境来提高蔬菜的产量和品质就显得尤为重 要 研究表明 相比于全光谱的荧光灯处理 LED 红蓝光质比例 4 1 的处理可以更加促进生菜对 Fe Na Zn Ca Mg 等元素的吸收累积 4 研究已经证 实可以通过延长光周期来增加植物的有效光照 从 而提高植物产量和品质 5 在人工光植物工厂中 利 用人工光源可最大限度地延长光周期至连续光照 即打破植物原有的 24h 光周期 给植物提供超过 24h 的光照条件 但长期的 CL 不仅会对植物产生胁迫伤 害 还极大浪费了电力等能源 查凌雁等 6 发现 30d 的全生长期高光强 CL 处理会导致生菜 Ca Mg Fe Mn Cu 和 Zn 含量的降低及叶片伤害 在 80 和 120 mol m 2 s 1 的全生长期连续光照下 生菜矿质元 素的含量相对较高 但对产量无显著促进作用 Zhou 等 7 发现 在采收前进行短期的集中连续 LED 红蓝 光照射在节约能源的条件下还显著提高了生菜的产 量和品质 理论上 通过采收前集中连续 LED 红蓝 光照射也可以调增水培蔬菜中矿质元素含量 达到 提高植物工厂水培蔬菜品质的目的 采收前集中连 续 LED 红蓝光照射对植物的作用效果主要依赖于光 中 国 农 业 气 象 第 41 卷 438 照强度的大小 但采收前集中连续 LED 红蓝光照射 的光强对植物养分吸收状况的影响尚无报导 生菜是一种被人们广泛食用的世界性蔬菜 也 适宜在植物工厂中规模化种植 生菜体内所含的矿 质元素是维持人体健康不可缺少的营养成分 本研 究以生菜作为种植材料 采用红蓝组合光谱 LED 作 为光源 探究采收前集中连续 LED 红蓝光照射的光 强对水培生菜的生长及营养元素吸收的影响 以期 为基于生菜营养元素吸收特征确定适宜的 CL 光强 提供科学依据 为进一步开发具有较高营养价值的 植物工厂产品提供技术支撑 1 材料与方法 1 1 试验设计 试验于 2019 年 2 3 月在中国农业科学院农业环 境与可持续发展研究所植物工厂内进行 栽培环境 温度为 25 1 相对湿度为 65 5 以 意大利 耐抽薹 生菜 Lactuca sativa L 为试验材料 先将 种子播种于海绵块中育苗 培养 15d 后于 3 月 7 日 下午将大小一致的生菜苗随机移栽于长方形塑料栽 培槽 长 180cm 宽 60cm 高 6cm 内 并于次日开 始光照试验 生菜育苗和试验期间均采用营养液水 培 营养液配方为 mmol L 1 4 Ca NO 3 2 4 H 2 O 0 75K 2 SO 4 0 5KH 2 PO 4 0 1KCl 0 65Mg SO 4 7 H 2 O 1 0 10 3 H 3 BO 3 1 0 10 3 MnSO 4 H 2 O 1 0 10 4 CuSO 4 5H 2 O 1 0 10 3 ZnSO 4 7 H 2 O 0 1 EDTA Fe 5 10 6 NH 4 6 Mo 7 O 24 4 H 2 O 试验前期正常光照采用 LED 红蓝光面板灯进行光照处理 LED 灯的光照强 度为 150 mol m 2 s 1 红光与蓝光的组成比例为 4 1 光暗周期设置为 16h 8h 光期时间段为 6 00 22 00 此种光环境设置可以更好地促进生菜的产 量和品质的提高 7 植物工厂生菜因品种不同 生长 发育速度也不同 据观察前期试验结果 本试验统 一连续培养 17d 生菜长到 15 片叶左右 达到采收 标准时 开始进行不同强度光照集中连续处理 72h 从定植后第 18 天 3 月 24 日 6 00 开始 在第 21 天 3 月 27 日 6 00 光照结束 每个处理栽培生 菜 26 株 选用红光波峰为 655nm 蓝光波峰为 430nm 的 LED 红蓝光组合灯板 49cm 49cm 进行光照处 理 灯板放置在栽培槽上方 40cm 处 连续光照强度 分别为 100 150 200 300 和 500 mol m 2 s 1 用 CL100 CL150 CL200 CL300 和 CL500 表示 处 理 以不连续光照 光强 150 mol m 2 s 1 16h 8h 光暗变化 为对照 CK 1 2 项目测定 在连续照射开始和结束时取样 分别于每个处 理中随机选 4 株生菜作为重复样本 从茎基部切开 用电子计数天平 JM B1002T 精度为 0 01g 浙江 称取地上部鲜重 然后将生菜 100 下杀青 20min 以 80 烘干至恒重 用分析天平 Si 234 精度为 0 1mg 美国 称取干重 烘干的植物样品用高通量 组织研磨器 SCIEZTZ 48 宁波 研磨成粉末后过 筛备用 精确称取样品 0 3g 放入消煮管中 加入 60 高氯酸和浓硝酸的混合酸浸提 12h 然后在 180 下 加热至溶液澄清透明 消解后加入 1 1 混合的 HCl 水溶液 10mL 最后定容至 50mL 取样 2mL 上机测 定 8 采用原子吸收分光光度计 ATC 006 和电感 耦合等离子体质谱仪 ATC 155 测定 K P Ca Mg Fe Mn Cu 和 Zn 的含量 生菜样品中的 N C 含量采用燃烧 同位素分析 法进行测定 待测样品利用 vario PYRO cube 元素分 析仪还原为 N 2 CO 2 N 2 CO 2 通过氦载气流经过吸 附与解吸附柱分离 然后再传入同位素质谱仪 IRMS 进行同位素分析 9 1 3 数据处理 采用 Microsoft Excel 2013 软件对数据进行处理 并作图 采用 SPSS 25 0 统计分析软件对数据进行差 异显著性检验 LSD 法 0 05 2 结果与分析 2 1 采收前不同强度 LED 红蓝光连续照射对生菜 营养元素含量的影响 2 1 1 对生菜大 中量元素含量的影响 大量元素是指植物生长过程中需要量或者含量 较多的营养元素 包括碳 氮 磷和钾等元素 中 量元素是指作物生长发育中需要量低于大量元素而 高于微量元素的营养元素 中量元素通常指钙 镁 等元素 图 1a 显示 光照处理开始前 生菜植株地 上部分干物质中 C 碳 含量为 38 06g 100g 1 非连 续照射处理 72h CK 后 C 含量略有增加 达到 39 51g 100g 1 而集中连续照射处理 72h 后 高强度 光照处理干物质中 C含量随 CL光强的增大而明显增 加 CL200 光照强度为 200 mol m 2 s 1 CL300 光照强度为 300 mol m 2 s 1 和 CL500 光照强度 为 500 mol m 2 s 1 处理中 72h 后 C 含量分别增加 了 3 10 4 39 和 5 17g 100g 1 图 1b 显示 光照处理 第 7 期 张玉彬等 采收前 LED 红蓝光连续照射对水培生菜品质的提升作用 439 开始前 生菜植株地上部分干物质中 N 氮 含量为 5 47g 100g 1 非连续照射处理 72h CK 后 生菜 干物质中 N 含量有所降低 为 5 18g 100g 1 而集中 连续照射处理 72h 后 高强度光照处理干物质中 N 含量明显降低 其中 CL300 和 CL500 处理中 72h 后 N 含量分别降低 1 43 和 1 66g 100g 1 图 1c 显示 光照处理开始前 生菜植株地上部分干物质中 P 磷 含量为 0 48g 100g 1 非连续照射处理 72h CK 后 P 含量略微降低 为 0 46g 100g 1 而集中连续照射 处理 72h 后 高强度光照处理干物质中 P 含量明显 图1 各处理生菜植株地上部干物质中大 中量营养元素含量的比较 Fig 1 Comparison of the content of large medium nutrient elements in the dry matter of the lettuce shoots among treatments 注 CL100 CL150 CL200 CL300 和 CL500 表示采收前集中连续 持续 72h LED 红蓝光照射强度分别为 100 150 200 300 和 500 mol m 2 s 1 CK 表示全生长期照射光强为 150 mol m 2 s 1 光期为 6 00 22 00 的对照处理 虚线表示采收前集 中连续 LED 红蓝光照射处理前的取样 小写字母表示处理间在 0 05 水平上的差异显著性 短线表示均方误 下同 Note CL100 CL150 CL200 CL300 and CL500 indicates that the concentrated red and blue light intensity of the LED continuous for 72h lighting was100 150 200 300 and 500 mol m 2 s 1 before harvest CK indicates that the growth light intensity of 150 mol m 2 s 1 and the light period of 6 00 22 00 in the whole growth period The dashed line indicates the sampling before the continuous LED red and blue light irradiation treatment before harvest Lowercase indicates the difference significance among treatments at 0 05 level Dash indicates mean square error The same as below 中 国 农 业 气 象 第 41 卷 440 降低 其中 CL300 和 CL500 处理中 72h 后 P 含量 分别降低 0 22 和 0 26g 100g 1 图 1d 显示 光照处 理开始前 生菜植株地上部分干物质中 K 钾 含量 为 6 77g 100g 1 非连续照射处理 72h CK 后 K 含量降至 6 68g 100g 1 而集中连续照射处理 72h 后 高强度光照处理干物质中 K 含量明显降低 其中 CL200 CL300 和 CL500 处理中 72h 后 K 含量分 别降低 1 36 2 38 和 2 94g 100g 1 图 1e 显示 光照 处理开始前 生菜植株地上部分干物质中 Ca 钙 含量为 0 86g 100g 1 非连续照射处理 72h CK 后 Ca 含量降至 0 74g 100g 1 而集中连续照射处理 72h 后 高强度光照处理中 CL500 处理下 干物质中 Ca 含量明显降低 降低了 0 42g 100g 1 图 1f 显示 光照处理开始前 生菜植株地上部分干物质中 Mg 镁 含量为 0 21g 100g 1 非连续照射处理 72h CK 后 Mg 含量仅略微降低了 0 01g 100g 1 而集中连 续照射处理 72h 后 高强度光照处理中干物质中 Mg 含量明显降低 其中 CL200 CL300 和 CL500 处理 中 72h 后 Mg 含量分别降低了 0 11 0 08 和 0 13g 100g 1 可见 采收前最后 72h 用 LED 红蓝光 集中连续照射的光强越高 生菜干物质中 C 的含量 越增加 N P K Ca 和 Mg 的含量越降低 2 1 2 对生菜微量元素含量的影响 微量元素是指生物体健康成长所需要的数量很 少的必需化学元素 包括铁 锰 铜和锌等 图 2a 显示 光照处理开始前 生菜植株地上部分干物质 中 Fe 铁 含量为 65 67mg kg 1 非连续照射处理 72h CK 后 Fe 含量有所降低 为 49 43mg kg 1 而集中连续照射处理 72h 后 高强度光照处理干物 质中 Fe 含量明显增加 CL200 CL300 和 CL500 处 理中 72h 后 Fe 含量分别增加了 13 06 23 2 和 20 66mg kg 1 图 2b 显示 光照处理开始前 生菜 植株地上部干物质中 Mn 锰 含量为 98 88mg kg 1 非连续照射处理 72h CK 后 Mn 含量有所增加 达到 107 13mg kg 1 而连续照射处理 72h 后 高强 度光照处理干物质中 Mn 含量明显降低 CL200 CL300 和 CL500 处理中 72h 后 Mn 含量分别降低 14 78 6 6 和 46 15mg kg 1 图 2c 显示 光照处理开 始前 生菜植株地上部分干物质中 Cu 铜 含量为 7 34mg kg 1 非连续照射处理 72h CK 后 Cu 含 量有所降低 为 5 85mg kg 1 而连续照射处理 72h 后 CL300 处理下 Cu 含量明显增至 7 86mg kg 1 CL500 处理下 Cu 含量则明显降至 2 34mg kg 1 图 2d 显示 光照处理开始前 生菜植株地上部分干物 图2 各处理生菜植株地上部干物质微量营养元素含量的比较 Fig 2 Comparison of the contents of trace nutrient element in the dry matter of the lettuce shoots among treatments 第 7 期 张玉彬等 采收前 LED 红蓝光连续照射对水培生菜品质的提升作用 441 质中 Zn 锌 含量为 15 43mg kg 1 非连续照射处 理 72h CK 后 Zn 含量有所降低 为 13 88mg kg 1 连续照射处理 72h 后 Zn 含量随 CL 光强的变化无 显著差异 可见 采收前最后 72h 用 LED 红蓝光连 续照射的光强越高 生菜干物质中 Fe 含量越增加 Mn 含量越降低 Cu 含量先增加后降低 Zn 含量无 显著变化 2 2 采收前不同强度 LED 红蓝光连续照射对生菜 营养元素总量的影响 2 2 1 对生菜产量的影响 生菜所含的营养元素总量是指单株生菜干物质 中所含的营养元素的总量 由图 3a 可知 光照处理 开始前 生菜植株地上部分鲜重为 16 85g 非连续 照射处理 72h CK 后 鲜重增至 19 5g 增加了 2 65g 而集中连续照射处理 72h 后 生菜植株地上部分鲜 重明显增加 CL100 CL150 CL200 CL300 和 CL500 处理中 鲜重分别增加 9 45 11 25 16 05 18 25 和 21 75g 可见 采收前最后 72h 用 LED 红蓝光集 中连续照射的光强越高 生菜地上部分鲜重越大 由图 3b 可知 光照处理开始前 生菜植株地上部分 干物质重量为 0 75g 非连续照射处理 72h CK 后 干重有所增加 为 0 89g 而集中连续照射处理 72h 后 高强度光照处理中干物质重明显增加 CL150 CL200 CL300 和 CL500 处理中 72h 后干物质重分 别增加 0 63 1 23 1 45 和 2 33g 可见 采收前最 后 72h 用 LED 红蓝光集中连续照射的光强越高 生 菜干物质重量越大 图3 各处理单株生菜植株地上部鲜重和干重的比较 Fig 3 Comparison of fresh weight and dry weight of one lettuce shoots among treatments 2 2 2 对生菜大中量元素总量的影响 光是影响植物体内营养元素累积的重要影响因 素之一 由图 4 可见 采收前用不同强度 LED 红蓝 光连续照射 72h 后 对生菜大中量营养元素总量具 有不同程度的影响 图 4a 显示 光照处理开始前 生菜植株地上部分干物质中 C 总量为 283 58mg 非 连续照射处理 72h CK 后 生菜干物质中 C 总量 略有增加 达到 359 56mg 而集中连续照射处理 72h 后 C 总量随 CL 光强的增大而明显增加 CL150 CL200 CL300 和 CL500 处理中 72h 后分别增加了 256 76 530 94 613 83 和 999 62mg 图 4b 显示 光照处理开始前 生菜植株地上部分干物质中 N 总 量为 40 75mg 非连续照射处理 72h CK 后 生菜 干物质中 N 总量略有增加 达到 47 11mg 而集中连 续照射处理 72h 后 N 总量随 CL 光强的增大而显著 增加 CL150 CL200 CL300 和 CL500 处理中 72h 后 N 总量分别增加了 29 21 52 00 45 22 和 72 98mg 图 4c 显示 光照处理开始前 生菜植株地上部分干 物质中 P 总量为 3 61mg 非连续照射处理 72h CK 后 P 总量增加到 4 16mg 而集中连续照射处理 72h 后 生菜干物质中 P 总量随 CL 光强的增大呈现先增 大后降低的趋势 CL200 和 CL300 处理中 72h 后 P 总量分别增加 4 51 和 2 65mg 图 4d 显示 光照处 理开始前 生菜植株地上部分干物质中 K 总量为 49 25mg 非连续照射处理 72h CK 后 生菜干物 质中 K 总量增至 63 37mg 而集中连续照射处理 72h 后 K 总量显著增加 CL150 CL200 CL300 和 CL500 处理 72h 后 K 总量分别增加 31 26 68 82 54 96 和 55 79mg 图 4e 显示 光照处理开始前 生菜植 株地上部干物质中 Ca 总量为 6 39mg 非集中连续照 射处理 72h CK 后 Ca 总量增加了 0 32mg 而集 中连续照射处理 72h 后 生菜干物质中 Ca 总量有所 增加 但并无显著差异 图 4f 显示 光照处理开始 前 生菜植株地上部分干物质中 Mg 总量为 1 57mg 中 国 农 业 气 象 第 41 卷 442 图4 各处理单株生菜植株地上部干物质中大 中量营养元素总量的比较 Fig 4 Comparison of the total amount of large medium nutrient elements in the dry matter of one lettuce shoots among treatments 非连续照射处理 72h CK 后 Mg 总量增至 1 84mg 集中连续照射处理 72h 后 Mg 总量有所增加 也均 无显著差异 可见 采收前最后 72h 用 LED 红蓝光 集中连续照射的光强越高 生菜植株干物质中 C 和 N 的总量越增加 以 CL200 处理 P 和 K 的总量最高 而 CL 光强对 Ca 和 Mg 的总量则无显著影响 2 2 3 对生菜微量元素总量的影响 图 5a 显示 光照处理开始前 生菜植株地上部 分干物质中 Fe 总量为 48 54 g 非连续照射处理 72h CK 后 生菜干物质中 Fe 总量略有降低 为 46 52 g 而集中连续照射处理 72h 后 Fe 总量随 CL 光强的增大而明显增加 CL200 CL300 和 CL500 处理中 72h 后 Fe 总量分别增加了 115 2 147 45 和 206 96 g 图 5b 显示 光照处理开始前 生菜植株 地上部干物质中 Mn 总量为 73 32 g 非连续照射处 理 72h CK 后 生菜干物质中 Mn 总量略有升高 达到 97 95 g 增加了 24 63 g 而集中连续照射处 理 72h 后 Mn 总量随 CL 光强的增大而明显增加 CL150 CL200 CL300 和 CL500 处理中 72h 后 Mn 总量分别增加 75 25 91 22 123 04 和 80 05 g 图 5c 显示 光照处理开始前 生菜植株地上部分干 物质中 Cu 总量为 5 46 g 非连续照射处理 72h CK 后 Cu 总量略有降低 而集中连续照射处理 72h 后 Cu 总量随 CL 光强的增大而明显增加 CL150 CL200 CL300 和 CL500 处理中 72h 后 Cu 总量分 别增加了 5 17 10 25 14 27 和 5 49 g 图 5d 显示 第 7 期 张玉彬等 采收前 LED 红蓝光连续照射对水培生菜品质的提升作用 443 光照处理开始前 生菜植株地上部分干物质中 Zn 总 量为 11 36 g 非连续照射处理 72h CK 后 Zn 总量略有增加 而集中连续照射处理 72h 后 Zn 总 量随 CL 光强的增大而增加 CL500 处理中 72h 后 Zn 总量明显增加 36 34 g 可见 采收前最后 72h 用 LED 红蓝光集中连续照射的光强越高 生菜干物 质中 Fe 和 Zn 的总量越增加 CL300 处理 Mn 和 Cu 的总量最高 图5 各处理单株生菜植株地上部干物质微量营养元素总量的比较 Fig 5 Comparison of the total amount of trace nutrient elements in the dry matter of one lettuce shoots among treatments 3 结论与讨论 3 1 结论 采收前最后 72h 用 LED 红蓝光集中连续照射 CL 可以促进水培生菜的地上部产量增加 且 CL 光强越高 生菜产量越高 CL 高光强处理 500 mol m 2 s 1 下 生菜植株 C 和 Fe 的含量显 著增加 CL 中光强处理 300 mol m 2 s 1 显著 促进 Cu 含量的增加 CL 低光强处理 100 mol m 2 s 1 下 N 和 Mn 的含量显著增加 CL 处理不利于增加地上部 P K Ca Mg Zn 的 含量 CL 高光强处理 500 mol m 2 s 1 显著促 进生菜植株 C N Fe 和 Zn 总量的提高 CL 中光 强处理 300 mol m 2 s 1 下 P K 和 Cu 的总量 显著提高 CL 处理不利于提高生菜植株 Ca 和 Mg 的总量 因此 实际生产中可以根据不同营养元素 的需求 通过调整采收前集中连续 LED 红蓝光照 射的光照强度来达到生产富含某种营养元素的功 能性蔬菜的目的 3 2 讨论 本研究表明 采收前集中连续 LED 红蓝光照射 后 生菜地上部鲜重和干重均显著增加 与前人研 究结果一致 可能是通过增加了光合作用的时长提 高了光合产物的累积 10 因此 通过采收前集中连 续 LED 红蓝光照射是一个增加产量有效途径 植物对矿质元素的吸收主要是由根表皮细