CN102144503A

CN102144503A - 一种利用短期连续光照提高叶菜类蔬菜品质的方法

Info

Publication number: CN102144503A
Application number: CN2010105885056A
Authority: CN
Inventors: 杨其长; 刘文科; 周晚来; 魏灵玲; 程瑞峰
Original assignee: Institute of Environment and Sustainable Development in Agriculturem of CAAS
Current assignee: Institute of Environment and Sustainable Development in Agriculturem of CAAS
Priority date: 2010-12-15
Filing date: 2010-12-15
Publication date: 2011-08-10
Anticipated expiration: 2030-12-15
Also published as: CN102144503B

Abstract

本发明公开了一种利用短期连续光照提高叶菜类蔬菜品质的方法，该方法是在蔬菜采收前2～5天，对蔬菜施以2～5天连续光照，增加其体内的可溶性糖及维生素C(Vc)营养物质积累，降低硝酸盐含量，蔬菜可以是无土栽培或土壤栽培蔬菜。连续光照是指光照过程连续进行，没有光期和暗期的交替，可采用人工光源提供连续光照或白天利用自然光照夜晚采用人工光源补光的方式。人工光源为传统的电光源，最优为高压钠灯、荧光灯、白炽灯、红色LED光源或红色和蓝色LED组合光源的一种或几种光源的组合。上述方法中的光照强度不低于100μmol·m^-2·s^-1。本发明利用简单的连续光照实现了叶菜类蔬菜的短期品质调控，改变了上市蔬菜的成份含量，增加了人体有用的可溶性糖及Vc营养物质积累，同时减少了硝酸盐含量，方法简单，结果可靠。

Description

一种利用短期连续光照提高叶菜类蔬菜品质的方法

技术领域

本发明属于蔬菜品质调控及提高技术领域，特别是针对采收前的叶菜类蔬菜进行短期品质调控的方法，即，利用短期连续光照提高叶菜类蔬菜品质的方法。

背景技术

蔬菜是人们日常饮食中必不可少的食物之一，可为人类提供各种蛋白质、碳水化合物、矿物质、多种维生素及各种有益的生物活性物质，对维持人体健康必不可少。然而，蔬菜特别是绿色茎叶类蔬菜容易高量累积一种对人体健康存在极大潜在威胁的物质-硝酸盐。据统计，人类从蔬菜中摄取的硝酸盐占人类摄取的硝酸盐总量的80％以上。为了获取高品质的蔬菜，人们一直在研究如何在栽培过程中尽可能提高蔬菜中诸如可溶性糖、维生素C等营养物质的含量而同时降低其中的硝酸盐积累量。

通常蔬菜品质调控措施包括长期调控和短期调控两大类，前者是指在蔬菜的整个生长过程中实施各种环境调控、营养调控等措施；而后者是指在蔬菜生长过程中的某一特定阶段(如采收前)对蔬菜实施一个短期(几天)的调控措施。一般说来，长期的调控措施存在调控成本高，很容易影响蔬菜产量等缺陷。相比而言，短期调控措施见效快，对蔬菜产量影响小。已见报道的蔬菜品质短期调控措施包括氮素形态、氮素浓度调整，加入渗调离子(Cl^-、SO₄ ^2-、AC^-)等。其中，典型的如Mozafar报道了一种通过在采收前利用无氮营养液取代栽培营养液来调控蔬菜品质的方法(Plant Foods for HumanNutrition，1996，49，155-162)。其研究结果表明，经过3天处理后可显著降低菠菜硝酸盐的含量并提高维生素C含量。董晓英和李式军开展了在采收前减少小白菜营养液中的氮量或在去除硝态氮的基础上加入渗调离子以试图降低小白菜的硝酸盐积累的试验(植物营养与肥料学报，2003，9(4)：447-451)。结果表明，在去除营养液中的硝态氮后，在营养液中加入Cl^-、SO₄ ^2-、苹果酸根离子、山梨酸根离子、乙酸根离子是降低溶液培养小白菜硝酸盐积累的有效措施，同时其维生素C含量也显著提高。

尽管上述短期调控措施在降低硝酸盐提高维生素C含量上取得了良好效果，但也存在着一些问题：(1)由于去除了或减少了氮肥使用量，使得蔬菜的产量有所降低，随着调控时间的延长，这种影响更加明显；(2)上述措施降低了其他营养物质的含量，如在董晓英和李式军的试验中，经过处理的蔬菜中糖类的含量显著降低；(3)上述这些调控措施都需要在蔬菜生长后期更换营养液，大大增加了管理难度和生产成本；(4)上述短期调控措施仅仅适用于无土栽培，而在传统的土壤栽培中，上述措施都不可利用；(5)上述方法对天气要求较高，在没有人工补光的条件下必需连续的几个晴天使光照强度达到一定水平，否则无法有效降低蔬菜体内的硝酸盐含量。

光是影响植物生长发育最重要的环境因子之一，其对植物的光合作用、硝酸盐代谢、维生素C代谢等过程都有显著的影响。然而，已有的研究大多是基于自然光照或光期和暗期交替的光照，目前尚未见利用短期的连续光照来调控蔬菜品质的方法报道。

发明内容

本发明的目的就是为了克服以上蔬菜品质调控方法的缺陷，提供一种通过采收前短期调控以提高叶菜类蔬菜中可溶性糖和维生素C含量，同时降低其硝酸盐含量的方法，其适用于无土栽培，亦适用于土壤栽培，操作简单方便，效果显著且不受自然光照条件的影响。

本发明的目的通过下述技术方案实现，一种利用短期连续光照提高叶菜类蔬菜品质的方法，该方法是在蔬菜采收前2～5天，对蔬菜施以2～5天连续光照，增加其体内(叶柄和叶片)的可溶性糖及维生素 C营养物质积累，同时降低硝酸盐含量，该方法既适用于无土栽培蔬菜也适用于土壤栽培蔬菜。

上述连续光照是指光照过程连续进行，没有光期和暗期的交替，可采用人工光源提供连续光照，或白天利用自然光照，仅在夜晚采用人工光源补光。人工光源为电光源，最优为高压钠灯、荧光灯、白炽灯、红色LED光源或红色和蓝色LED组合光源的一种或几种光源的组合。

上述方法中的光照强度下限为不低于100μmol·m^-2·s^-1，上限为不超过该种类蔬菜的光合作用光饱和点。

本发明的技术方法利用简单的连续光照实现了无土栽培或土壤栽培蔬菜的短期品质调控，改变了上市蔬菜的成份含量，增加了人体有用的可溶性糖及维生素C营养物质积累，同时减少了硝酸盐含量，方法简单，结果可靠。

具体实施方式

下面结合实例对本发明的方法进行具体验证，但不以任何方式限制本发明的范围。

实施例1

1.1试验材料、试验设计：

试验用植物材料为奶油生菜。生菜育苗及前期培养均在玻璃温室内进行，2010年8月3日播种于蛭石基质苗盘，8月28日移栽至水培装置。2010年9月17日下午选择整齐一致的生菜移栽至植物工厂中的3层栽培架上，并于次日早上6点开始实施连续光照试验。采用荧光灯作为连续光照光源，通过调整灯管密度和高度保持生菜植株高度处的光照强度为150±10μmol·m^-2·s^-1，植物工厂内温度设定为20±1℃。试验中每层栽培架作为一次重复，共3次重复，每次重复下有12株生菜。生菜前期培养及连续光照试验期间均采用循环营养液水培，其营养液组成一致，具体组成如下：KNO₃，5.94；MgSO₄，1.42；NH₄H₂PO₄，1.00；KH₂PO₄，0.44；Ca(NO₃)₂，2.12；EDTA-Fe，4.29×10-2；H₃BO₃，4.839×10^-2；MnSO₄，1.325×10^-2；ZnSO₄，1.35×10^-3；CuSO₄，5×10^-4；(NH₄)₆Mo₇O₂₄，4×10^-4，上述成份的单位为mmol·L^-1。

分别在连续光照的第0、10、24、48、72小时从各个重复中随机取一株生菜，每次取样后立即进行测试，测试项目包括单株鲜重、硝酸盐含量、可溶性糖含量以及维生素C含量，所有的测试项目均分叶片和叶柄分别测试。

硝酸盐和可溶性糖含量的测定分别采用水杨酸分光光度计比色法和苯酚法。采用0.04mg/ml的2，6-二氯酚靛酚溶液滴定维生素C浸提液求得维生素C含量。

1.2试验结果与分析：

由表1和2可知，在连续光照下，生菜单株鲜重稳步增加，在72小时中叶片单株鲜重净增加3.49g，增加幅度为74.8％，而叶柄单株鲜重净增加1.96g，增幅为41.5％。考虑到试验生菜此前已定植了20天，而连续光照的时间仅为3天，可以看出连续光照可显著促进生菜生长。表1也表明了在72小时连续光照下，生菜中的硝酸盐含量持续降低。其中叶片中的硝酸盐含量从4447.3mg/此降到了2069.2mg/kg，降幅为53.5％，而叶柄中从5026.5mg/kg降低到了3456.8mg/此，降幅为31.2％。72小时连续光照下生菜中的可溶性糖及维生素C含量以近似恒定的速度快速提高。从表1中可以看出，叶片中的可溶性糖含量从0.23％增加到了2.45％，提高了9.7倍，而维生素C含量则从0.031mg/g提高到了0.284mg/g，提高了8.18倍。叶柄中的可溶性糖含量与叶片中不相上下，从0.32％增加到了2.05％，提高了5.3倍，而叶柄中的维生素C含量远远低于叶片中，从0.008mg/g增加到了0.067mg/g，仅增加了0.058mg/g。不同于硝酸盐含量降低速度在光照后期逐渐变缓的趋势，在整个连续光照过程中，无论是叶片还是叶柄中，可溶性糖和维生素C含量的增加速度都比较稳定，在72小时连续光照后期并没有出现减缓的趋势，从上述结果可以预测，若将连续光照继续延长一段时间，生菜中的可溶性糖及维生素C含量将继续升高。

表1连续荧光灯光照下生菜叶片中硝酸盐、可溶性糖及维生素C含量的变化

表2连续荧光灯光照下生菜叶柄中硝酸盐、可溶性糖及Vc含量的变化

实施例2

2.1试验材料、试验设计

试验用植物材料为奶油生菜。试验于2010年3月5日播种于蛭石基质育苗盘中，并于当月30日移栽至试验植物工厂内培养，该阶段生菜定植于深液流水培栽培槽上，环境温度为21/15℃(白天/夜晚)，光照制度为10/14h(光期/暗期)，在植物生长高度处的光照强度为150μmol·m^-2·s^-1，光源为荧光灯。2010年4月26日选择整齐一致的生菜开始实施连续的光照处理。连续光照采用红色和蓝色的LED组合光源，试验共设置2个处理，具体参数如表3所示。每个处理3次重复，每次重复下有12株生菜。生菜前期培养及连续光照试验期间均采用循环营养液水培，其营养液组成一致，具体组成如下：KNO₃，5.94；MgSO₄，1.42；NH₄H₂PO₄，1.00；KH₂PO₄，0.44；Ca(NO₃)₂，2.12；EDTA-Fe，4.29×10^-2；H₃BO₃，4.839×10^-2；MnSO₄，1.325×10^-2；ZnSO₄，1.35×10^-3；CuSO₄，5×10^-4；(NH₄)₆Mo₇O₂₄，4×10^-4，上述成份的单位为mmol·L^-1。

在连续光照开始的时候从生菜中随机取3株生菜测试得初始值，在连续光照48小时候从各个处理中取3株生菜测试得最终值。测试项目包括单株鲜重、硝酸盐及可溶性糖含量，所有的测试项目均分叶片和叶柄分别测试。硝酸盐和可溶性糖含量的测定分别采用水杨酸分光光度计比色法和苯酚法。

表3不同处理中的光谱分布

2.2试验结果与分析

由表4可知，在48小时纯红光和红蓝混合光连续照射下，生菜叶片鲜重的增幅分别为65.6％和47.2％，叶柄鲜重的增幅分别为51.1％和14.1；生菜叶片中的硝酸盐含量的降幅分别达到了52.7％和66.0％，叶柄中的降幅分别达到了20.2％和41.0％；生菜叶片中可溶性糖含量分别增加到了初始的9.6倍和17.6倍，叶柄中则分别增加到了初始的3.9倍和4.9倍。由此可见，连续48小时的LED光照显著增加了生菜的单株鲜重，而大大降低了其硝酸盐含量，同时提高了其可溶性糖含量，相比而言，红蓝混合光对生菜品质的调控效果要远远好于红色单色光。表4不同光质的连续LED光照下生菜叶片和叶柄中硝酸盐及可溶性糖含量的变化

上述技术方案仅体现了本发明技术方案的优选技术方案，本技术领域的技术人员对其中某些部分所可能做出的一些变动均体现了本发明的原理，属于本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种利用短期连续光照提高叶菜类蔬菜品质的方法，其特征在于，在蔬菜采收前2～5天，对蔬菜施以2～5天连续光照，增加其体内的可溶性糖及维生素C营养物质积累，同时降低硝酸盐含量。

2.根据权利要求1所述的利用短期连续光照提高叶菜类蔬菜品质的方法，其特征在于，连续光照是指光照过程连续进行，没有光期和暗期的交替，可采用人工光源提供连续光照或白天利用自然光照夜晚采用人工光源补光。

3.根据权利要求2所述的利用短期连续光照提高叶菜类蔬菜品质的方法，其特征在于，人工光源为电光源，最优为高压钠灯、荧光灯、白炽灯、红色LED光源或红色和蓝色LED组合光源中的一种或几种的组合光源。

4.根据权利要求1、2或3所述的利用短期连续光照提高叶菜类蔬菜品质的方法，其特征在于，光照强度不低于100μmol·m^-2·s^-1。

5.根据权利要求1、2或3所述的利用短期连续光照提高叶菜类蔬菜品质的方法，其特征在于，该方法适用于无土栽培的蔬菜或土壤栽培的蔬菜。