近年来,光质已成为国内外研究热点,相关研究表明,光质对植物的形态建成[1]、光合作用[1]、幼苗生长[2]、果实品质[3-4]和物质代谢[5]等均具有调控作用,光质还参与糖信号和激素信号[6]共同协调植物某些生长发育过程。但是,目前人工得到的光质大多采用普通电光源或滤光膜等措施获得,往往还掺杂少量波长相差甚远的异色光,进而无法定量精确调制光谱能量分布,影响了研究结论的可靠性和可比性[6].发光二极管( Light Emitting Diodes,LED) 是一种柔性的固体人工电光源,具有低功耗、波谱窄、寿命长、光量和光质柔性可调、易于分散或组合控制、光质纯等优势[7-9],提高了光质对植物影响试验研究结果的可靠性。香椿[Toona sinensis( A. Juss) Roem]为楝科香椿属树种,其嫩芽于早春采摘,芳香馥郁,营养丰富,是蔬菜之上品。但其采收季节性较强,供应鲜食时间短,可利用香椿种子生产芽苗菜,替代传统的香椿树芽,实现陆续上市,周年供应,且以这种方法栽培的椿芽,生物效率高,产品无污染,口感脆嫩,风味天然,是一种深受消费者青睐的绿色食品。香椿属喜光植物,光照对香椿的生长发育起重要作用,但传统的香椿芽苗菜培养中往往忽略光质的影响,致使香椿芽苗菜生长畸形,品质下降。目前国内外对光质的研究大多针对花卉、农作物及组培,对蔬菜品质影响研究的报道甚少。本文利用四周为黑色遮光材料的培养架进行红蓝光对香椿芽苗菜的光照培养,旨在探究红蓝光对香椿芽苗菜总黄酮、氨基酸、维生素 C( Vc) 、亚硝酸盐等品质指标的影响,以探索提高香椿芽苗菜品质的光质,为不同生产目的采取不同的光质提供理论依据。
1 材料与方法
1. 1 材料
1. 1. 1 试验材料精选当年生红油香椿、红叶香椿种子,分别随机挑选100 粒种子进行种子发芽试验,发芽率均大于90%.
1. 1. 2 试验设计光质: 光源为红光( RL: 波幅 590 - 670nm,波峰640nm) 、蓝光( BL: 波幅 420 - 510nm,波峰 460nm) 、红蓝光组合( R/BL: 红︰蓝 = 3︰1,灯的数量比) ,制成LED 均匀分布的长 135cm,宽 60cm 的平面光源,对照为普通日光灯( WL) .灯管( 光源) 固定在钢架培养架顶端,其高度可调,确保光源下部 50cm 处光照强度为 100μmol·m- 2·s- 1.培养架内层用镀铝反光膜,外层为黑色遮光材料,各光质培养架随机排列。各处理均设 3 个重复。
培养条件: 试验于 2012 - 12 - 20 在山东农业大学园艺科学与工程学院光质培养室进行。将精选新鲜种子于 0. 1% 的 KMnO4溶液中浸泡 1min,洗净后在清水中浸泡 24h,28℃恒温装盘催芽,1/3 露白后均匀播在长 60cm,宽 22cm,底部均匀铺设 1. 5cm 厚湿珍珠岩的育苗盘中,置不同波长光照下培养,每个处理 3 盘。白天温度 20 ~25℃,夜间 12 ~15℃,光照时间 13h·d- 1; 每日喷水 4 次,湿度保持在 80% ~90% .香椿芽苗菜生长过程中只添加自来水。
1. 2 测定方法
可食部分于光照处理 17d 后测定品质指标,随机取样,在贴近基质表面剪下地上部,蒸馏水冲洗数次,用吸水纸吸干水分,剪碎混匀作为试验样品。游离氨基酸测定采用水合茚三酮显色法[10],Vc 含量用 2,6-二氯靛酚滴定法测定[10],单宁采用苯酚 - 硫酸法测定[10],总黄酮含量测定采用 Al( NO3)3- NaNO2比色法[11],粗纤维采用酸碱洗涤法测定[10],硝酸盐含量采用磺基水杨酸法测定[10].
1. 3 统计分析
采用 DPS 软件进行数据分析,各组间的差异比较采用 LSD 法。
2 结果与分析
2. 1 红蓝光质对香椿芽苗菜氨基酸含量的影响
由图 1 可见,不同光质处理下两个品种香椿芽苗菜氨基酸含量变化基本一致,但略有区别。红叶香椿芽苗菜氨基酸含量以蓝光处理最高( 3. 39mg·g- 1) ,白光( 对照) 次之,红光处理最低( 2. 97mg·g- 1) ; 蓝光处理氨基酸含量比对照高5. 28%,红光处理比对照低 7. 76%,红蓝混合光处理比对照低 4. 35% ,各处理与对照差异显着( P <0. 05) .红油香椿芽苗氨基酸含量以红蓝混合光处理为最高( 3. 25mg·g- 1) ,蓝光处理次之 ( 3. 12mg · g- 1) ,红 光 处 理 最 低,仅 为2. 17mg·g- 1,除蓝光和红蓝混合光处理间差异为显着外( P <0. 05) ,其它处理间差异均达极显着水平( P< 0. 01) .红蓝混合光处理比对照氨基酸含量高14. 45% ,蓝光处理比对照高 6. 34% ,红光处理比对照低23. 59%.可见,对于两个品种来说,蓝光有利于香椿芽苗菜氨基酸的形成和累积,而红光对氨基酸的形成和累积有明显的抑制作用; 相对来说,红油香椿品种在对照条件下的氨基酸含量明显低于红叶品种,但在红蓝混合光条件下氨基酸含量却高于红叶品种,红光条件下明显低于红叶品种,说明蓝光的促进、红光的抑制作用对红油香椿品种更敏感。
2. 2 红蓝光质对香椿芽苗菜 Vc 含量的影响
Vc 是香椿芽苗菜的重要营养成分,是评价香椿芽苗菜品质的重要指标。图 2 表明,不同处理对两个品种香椿芽苗菜的 Vc 含量的影响趋于一致,均表现为蓝光 > 红蓝混合光 > 红光 > 对照。红叶香椿芽苗菜 Vc 含量以蓝光处理最高( 116. 63mg·100g- 1) ,红蓝混合光处理次之( 106. 39mg·100g- 1) ,白光处理( 对照) 最低( 87. 17mg·100g- 1) ,蓝光、红蓝混合光和红 光 处 理 的 Vc 含 量 分 别 比 对 照 高 33. 80%、22. 05% 和 12. 89% ,且处理间差异为极显着水平 ( P< 0. 01) .红油香椿芽苗菜 Vc 含量表现为蓝光处理最高( 107. 52mg ·100g- 1) ,红蓝混合光处理次之( 100. 92mg · 100g- 1) ,白 光 处 理 ( 对 照) 最 低( 95. 15mg·100g- 1) ; 蓝光、红蓝混合光和红光处理Vc 含量分别比对照高 13. 00% 、6. 06% 和 1. 74% ,除红光处理与对照无差异外,其它处理间差异均达极显着水平( P < 0. 01) .由此可见,对于两个品种来说,蓝光、红光和红蓝混合光均有利于香椿芽苗菜 Vc 的形成和累积,且促进作用大小依次为蓝光 > 红光 > 红蓝混合光,相对来说,蓝光、红光和红蓝混合光对红油香椿品种 Vc 的形成和累积的促进作用均低于对红叶品种,说明红叶香椿 Vc 含量对光质反应更敏感。