CN112273085B

CN112273085B - 一种基于fr和uva提高生菜品质的方法

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Publication number: CN112273085B
Application number: CN202011245064.XA
Authority: CN
Inventors: 刘厚诚; 何锐; 李雅旻
Original assignee: South China Agricultural University
Current assignee: Shenzhen Houdi Technology Co.,Ltd.
Priority date: 2020-11-10
Filing date: 2020-11-10
Publication date: 2021-09-21
Anticipated expiration: 2040-11-10
Also published as: CN112273085A

Abstract

本发明公开一种基于FR和UVA提高生菜品质的方法，属于蔬菜栽培领域，具体步骤为以光周期为10h/d、总光强为250μmol·m^‑2·s^‑1的红白光为基础光，所述红白光比例为2:3，同时以光强为10W·m^‑2的380±10nmUVA和光强为15W·m^‑2的735±10nm FR为补光协同照射生菜苗。补充UVA可提高生菜的抗氧化成分和营养成分含量，FR+UV补光相比于FR补光，在生物量(鲜重、干重)显著增加的同时，营养物质成分更高，与现有技术相比，本发明成本低，操作方法简单，易于推广，可以直接应用于生产，有较好的经济效益和社会效益。

Description

一种基于FR和UVA提高生菜品质的方法

技术领域

本发明涉及蔬菜栽培领域，特别是涉及一种基于FR和UVA提高生菜品质的方法。

背景技术

叶用莴苣(Lactuca sativa)，俗称生菜，菊科莴苣属，为一年生或二年生草本植物，叶长倒卵形。生菜传入中国的历史较悠久，其富含多种人体所需的营养成分，口感佳，且具有较强的观赏性，十分受欢迎，成为了设施农业中主要水培叶菜，近年来栽培面积迅速扩大。

远红光FR对植物的作用主要表现在两方面，一是为植物光合作用提供辐射能，二是作为信号调节植物整个生命周期的许多生理过程。补充FR LED增加了生菜的总生物量、茎长、叶宽等生长参数，降低了花色苷、类胡萝卜素等次生产物的含量。FR补光会诱导甜椒茎部伸长和增加植株株高，使光截获能力增强，提高植株生物量和果实产量。但是有研究表明较低的红光/远红光(R/FR)比率，或远红光多于红光，将导致植物中花色苷的含量下降(Yanovsky et al.，1998；Ramalho et al.，2002；Alokam et al.，2002)。

紫外光UV-A辐射对植物的光形态建成过程具有重要的调节作用。研究表明过量紫外线辐射对植物产生有害影响，包括对细胞结构和新陈代谢的破坏，最终导致植物生长受到抑制,然而，设施园艺栽培研究表明缺乏紫外线可能会损害作物的品质和产量。UVA能够增加生菜的叶面积，使植株拥有更强的光截获能力从而加速植株生长，提高全株生物量，且UVA促进多种次生代谢物如类黄酮、酚类、生物碱、萜类化合物在水果、蔬菜和草药中的积累。也有研究表明，UVA可以抑制植物叶片扩张而抑制植物生长。

植物通过不同光受体感受不同波段的光谱，不同波段的入射光被不同的感光受体所吸收，引发不同的生理效应，光质对植物生长发育和形态建成有着显著影响。相比于单一色光，生长在复合光下的植物具有较高的产量和品质。目前，生菜多层设施栽培主要以LED灯为主，分为全光谱LED补光和红蓝LED灯补光，全光谱LED灯除了含有植物最需要的红蓝光以外，还含有一些绿光等促进植物生理生长的光谱，目前还未见研究UV-A与FR协同补光对生菜生长品质、抗氧化能力及营养吸收的影响的报道。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于FR和UVA提高生菜品质的方法，以解决上述现有技术存在的问题。

为实现上述目的，本发明一种基于FR和UVA提高生菜品质的方法，在生菜苗生长期，以光周期为10h/d、总光强为250μmol·m^-2·s^-1的红白光为基础光，同时以UVA和FR为补光协同照射生菜苗；所述红白光的比例为2:3。

进一步的，所述UVA的波长为380±10nm，光强为10W·m^-2。

进一步的，所述FR的波长为735±10nm，光强为15W·m^-2。

本发明公开了以下技术效果：本发明提供一种基于FR和UVA提高生菜品质的方法，补充UVA可提高生菜的抗氧化成分和营养成分含量，FR+UV补光相比于FR补光，在生物量(鲜重、干重)显著增加的同时，营养物质成分更高，与现有技术相比，本发明成本低，操作方法简单，易于推广，可以直接应用于生产，有较好的经济效益和社会效益。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为实施例5中测定的光合色素结果图，其中A为奶油红生菜，B为胭脂生菜；

图2为实施例5中测定的硝酸盐结果图，其中A为奶油红生菜，B为胭脂生菜；

图3为实施例5中测定的可溶性糖结果图，其中A为奶油红生菜，B为胭脂生菜；

图4为实施例5中测定的Vc结果图，其中A为奶油红生菜，B为胭脂生菜；

图5为实施例5中测定的可溶性蛋白结果图，其中A为奶油红生菜，B为胭脂生菜；

图6为实施例5中测定的多酚结果图，其中A为奶油红生菜，B为胭脂生菜；

图7为实施例5中测定的类黄酮结果图，其中A为奶油红生菜，B为胭脂生菜；

图8为实施例5中测定的DPPH自由基结果图，其中A为奶油红生菜，B为胭脂生菜；

图9为实施例5中测定的FRAP结果图，其中A为奶油红生菜，B为胭脂生菜；

图10为实施例5中测定的花色苷图，其中A为奶油红生菜，B为胭脂生菜。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

实施例1生菜植株的获取

分别将胭脂生菜和奶油红生菜种子置于湿润的海绵块，进行海绵块育苗，20天后选取长势一致的生菜苗移植到定植板上，每板种植20株，移植后缓苗两天，再进行光照处理。

实施例2光照处理

将实施例1中缓苗后的胭脂生菜苗和奶油红生菜苗分为四组，进行光照处理，以红白2:3为基础光，总光强为250μmol·m^-2·s^-1，光周期为10h/d。胭脂生菜苗和奶油红生菜苗的其中一组为对照(CK)不做补光，其余三组分别做以下补光处理：UVA(10W·m^-2)、FR(15W·m^-2)、UVA(10W·m^-2)+FR(15W·m^-2)。处理13天后取样分析。

实施例3生菜鲜重与干重的测定

测量实施例2中的各组生菜的地上部和地下部的鲜重和干重，结果如表1所示。

表1各组生菜的地上部和地下部的鲜重和干重

由表1可知，胭脂生菜的全株鲜重在三种补光处理下提高了12.12％-44.48％，全株干重在各补光处理下提高了22.09％-48.41％。UVA+FR补光显著提高了奶油红生菜的全株鲜重和全株干重，涨幅分别为14.16％和13.06％。

实施例4生菜叶片形态的测定

测量实施例2中的各组生菜的叶片形态，结果如表2所示。

表2不同光质补光处理对胭脂、奶油红生菜生长的影响

由表2可知，FR和UVA+FR处理影响奶油红生菜和胭脂生菜叶片的形态，显著增加了奶油红生菜和胭脂生菜的叶长和叶宽。

实施例5品质指标测定与方法

测定实施例2中光照处理后生菜的品质指标：

(1)光合色素含量的测定采用丙酮乙醇混合法(图1)；(2)硝酸盐含量采用水杨酸分光光度计法测定(图2)；(3)可溶性糖含量采用蒽酮比色法测定(图3)；(4)VC含量采用钼蓝比色法测定(图4)；(5)可溶性蛋白含量采用考马斯亮蓝G-250比色法测定(图5)；(6)多酚含量的测定采用Folin-Cioealteu法(图6)；(7)类黄酮含量的测定采用Mashiba法(图7)；(8)DPPH自由基清除率的测定参照Tadolino的方法(Tadolini et al.,2000)(图8)；(9)FRAP抗氧化能力的测定参照(Benzie et al.,1999)所述方法(图9)；(10)花色苷的测定采用PH示差法(图10)。

奶油红生菜的品质指标：UVA补光下叶绿素a和b、总叶绿素含量分别提高5.68％、11.85％和7.29％。FR补光下的叶绿素a和b、总叶绿素含量较CK分别降低16.83％、15.59％、16.51，。UVA+FR补光处理的叶绿素含量叶绿素a和b、总叶绿素含量较CK分别降低9.98％，7.39％、9.31％，虽高于FR补光的叶绿素含量，但差异不显著。UVA+FR补光处理的类胡萝卜素含量较CK增加了3.70％，且显著高于FR补光处理。对于奶油红生菜，UVA补光下可溶性蛋白质和可溶性糖含量分别增加29.47％和17.92％，硝酸盐降低50.38％。FR和UVA+FR补光下，可溶性蛋白质的含量与CK无明显差异，硝酸盐含量则显著降低了47.88％和44.95％，且两处理的可溶性蛋白质和硝酸盐含量无显著性差异。可溶性糖含量在FR补光无显著性影响，在UVA+FR补光下显著提高16.84％。奶油红生菜的DPPH自由基清除率在FR和UVA+FR补光下显著高于CK，在UVA补光下无显著差异。FRAP还原能力在FR补光下显著增加30.80％，在UVA+FR补光下显著降低20.89％，在UVA补光下无显著差异。UVA补光能够增加奶油红生菜花色苷、总类黄酮、总多酚和Vc含量，增幅分别为13.98％、11.59％、16.35％、37.21％。FR补光处理抑制了奶油红生菜的花色苷、总类黄酮合成，降幅分别为72.19％、7.20％，对总多酚和VC含量无显著性影响。UVA+FR补光下花色苷的含量降低62.01％，总多酚和Vc含量显著增加28.42％和21.64％，对总多酚含量无显著性影响。除FRAP还原能力外，UVA+FR补光下的抗氧化物质的含量介于UVA补光处理与FR补光处理之间。

胭脂生菜的品质指标：胭脂生菜在UVA补光下叶绿素a、b、总叶绿素含量均显著增加，增幅分别为27.25％、41.71％和30.95％，而类胡萝卜素显著降低了18.73％。FR补光处理提高了胭脂生菜的叶绿素b含量，涨幅为21.96％，对胭脂生菜的叶绿素a、总叶绿素含量和类胡萝卜素含量无显著影响。UVA+FR补光下胭脂生菜的光合色素含量与CK均无显著性差异。UVA补光对胭脂生菜可溶性糖、硝酸盐和可溶性蛋白含量无显著影响。FR补光显著降低了可溶性蛋白质和可溶性糖的含量，降幅为26.51％、4.94％，使硝酸盐含量显著增加了37.28％。FR+UV补光与FR补光类似，除可溶性糖含量较低外，两处理间生菜可溶性蛋白和硝酸盐含量无显著性差异。所有的补光处理均显著增加胭脂生菜的DPPH自由基清除率，增幅约为87％，处理之间无显著差异。FRAP还原能力和总多酚含量在UVA和FR补光不受影响，在UVA+FR补光中分别降低了19.16％和24.17％。UVA补光显著增加了花色苷、总类黄酮和Vc含量，增幅分别为18.21％、35.49％和18.69％。FR补光中，Vc和类黄酮含量显著分别增加了50.84％和20.07％，花色苷含显著降低21.23％，总多酚含量与CK无显著性差异。UVA+FR补光下，花色苷含量降低11.48％，Vc和类黄酮含量显著分别增加了48.26％和21.44％。

综上所述，在生菜种植过程中，补充UVA可提高生菜的抗氧化成分和各种营养成分含量，FR+UV补光相比于FR补光，各种营养物质成分更高。

以上所述的实施例仅是对本发明的优选方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。

Claims

1.一种基于FR和UVA提高生菜品质的方法，其特征在于，在生菜苗生长期，以光周期为10h/d、总光强为250μmol·m^-2·s^-1的红白光为基础光，同时以UVA和FR为补光协同照射生菜苗；所述红白光的比例为2:3；

所述UVA的波长为380±10nm，光强为10W·m^-2；

所述FR的波长为735±10nm，光强为15W· m^-2。