近年來,光質已成為國內外研究熱點,相關研究表明,光質對植物的形態建成[1]、光合作用[1]、幼苗生長[2]、果實品質[3-4]和物質代謝[5]等均具有調控作用,光質還參與糖信號和激素信號[6]共同協調植物某些生長發育過程。但是,目前人工得到的光質大多采用普通電光源或濾光膜等措施獲得,往往還摻雜少量波長相差甚遠的異色光,進而無法定量精確調制光譜能量分布,影響了研究結論的可靠性和可比性[6].發光二極管( Light Emitting Diodes,LED) 是一種柔性的固體人工電光源,具有低功耗、波譜窄、壽命長、光量和光質柔性可調、易于分散或組合控制、光質純等優勢[7-9],提高了光質對植物影響試驗研究結果的可靠性。香椿[Toona sinensis( A. Juss) Roem]為楝科香椿屬樹種,其嫩芽于早春采摘,芳香馥郁,營養豐富,是蔬菜之上品。但其采收季節性較強,供應鮮食時間短,可利用香椿種子生產芽苗菜,替代傳統的香椿樹芽,實現陸續上市,周年供應,且以這種方法栽培的椿芽,生物效率高,產品無污染,口感脆嫩,風味天然,是一種深受消費者青睞的綠色食品。香椿屬喜光植物,光照對香椿的生長發育起重要作用,但傳統的香椿芽苗菜培養中往往忽略光質的影響,致使香椿芽苗菜生長畸形,品質下降。目前國內外對光質的研究大多針對花卉、農作物及組培,對蔬菜品質影響研究的報道甚少。本文利用四周為黑色遮光材料的培養架進行紅藍光對香椿芽苗菜的光照培養,旨在探究紅藍光對香椿芽苗菜總黃酮、氨基酸、維生素 C( Vc) 、亞硝酸鹽等品質指標的影響,以探索提高香椿芽苗菜品質的光質,為不同生產目的采取不同的光質提供理論依據。
1 材料與方法
1. 1 材料
1. 1. 1 試驗材料精選當年生紅油香椿、紅葉香椿種子,分別隨機挑選100 粒種子進行種子發芽試驗,發芽率均大于90%.
1. 1. 2 試驗設計光質: 光源為紅光( RL: 波幅 590 - 670nm,波峰640nm) 、藍光( BL: 波幅 420 - 510nm,波峰 460nm) 、紅藍光組合( R/BL: 紅︰藍 = 3︰1,燈的數量比) ,制成LED 均勻分布的長 135cm,寬 60cm 的平面光源,對照為普通日光燈( WL) .燈管( 光源) 固定在鋼架培養架頂端,其高度可調,確保光源下部 50cm 處光照強度為 100μmol·m- 2·s- 1.培養架內層用鍍鋁反光膜,外層為黑色遮光材料,各光質培養架隨機排列。各處理均設 3 個重復。
培養條件: 試驗于 2012 - 12 - 20 在山東農業大學園藝科學與工程學院光質培養室進行。將精選新鮮種子于 0. 1% 的 KMnO4溶液中浸泡 1min,洗凈后在清水中浸泡 24h,28℃恒溫裝盤催芽,1/3 露白后均勻播在長 60cm,寬 22cm,底部均勻鋪設 1. 5cm 厚濕珍珠巖的育苗盤中,置不同波長光照下培養,每個處理 3 盤。白天溫度 20 ~25℃,夜間 12 ~15℃,光照時間 13h·d- 1; 每日噴水 4 次,濕度保持在 80% ~90% .香椿芽苗菜生長過程中只添加自來水。
1. 2 測定方法
可食部分于光照處理 17d 后測定品質指標,隨機取樣,在貼近基質表面剪下地上部,蒸餾水沖洗數次,用吸水紙吸干水分,剪碎混勻作為試驗樣品。游離氨基酸測定采用水合茚三酮顯色法[10],Vc 含量用 2,6-二氯靛酚滴定法測定[10],單寧采用苯酚 - 硫酸法測定[10],總黃酮含量測定采用 Al( NO3)3- NaNO2比色法[11],粗纖維采用酸堿洗滌法測定[10],硝酸鹽含量采用磺基水楊酸法測定[10].
1. 3 統計分析
采用 DPS 軟件進行數據分析,各組間的差異比較采用 LSD 法。
2 結果與分析
2. 1 紅藍光質對香椿芽苗菜氨基酸含量的影響
由圖 1 可見,不同光質處理下兩個品種香椿芽苗菜氨基酸含量變化基本一致,但略有區別。紅葉香椿芽苗菜氨基酸含量以藍光處理最高( 3. 39mg·g- 1) ,白光( 對照) 次之,紅光處理最低( 2. 97mg·g- 1) ; 藍光處理氨基酸含量比對照高5. 28%,紅光處理比對照低 7. 76%,紅藍混合光處理比對照低 4. 35% ,各處理與對照差異顯著( P <0. 05) .紅油香椿芽苗氨基酸含量以紅藍混合光處理為最高( 3. 25mg·g- 1) ,藍光處理次之 ( 3. 12mg · g- 1) ,紅 光 處 理 最 低,僅 為2. 17mg·g- 1,除藍光和紅藍混合光處理間差異為顯著外( P <0. 05) ,其它處理間差異均達極顯著水平( P< 0. 01) .紅藍混合光處理比對照氨基酸含量高14. 45% ,藍光處理比對照高 6. 34% ,紅光處理比對照低23. 59%.可見,對于兩個品種來說,藍光有利于香椿芽苗菜氨基酸的形成和累積,而紅光對氨基酸的形成和累積有明顯的抑制作用; 相對來說,紅油香椿品種在對照條件下的氨基酸含量明顯低于紅葉品種,但在紅藍混合光條件下氨基酸含量卻高于紅葉品種,紅光條件下明顯低于紅葉品種,說明藍光的促進、紅光的抑制作用對紅油香椿品種更敏感。
2. 2 紅藍光質對香椿芽苗菜 Vc 含量的影響
Vc 是香椿芽苗菜的重要營養成分,是評價香椿芽苗菜品質的重要指標。圖 2 表明,不同處理對兩個品種香椿芽苗菜的 Vc 含量的影響趨于一致,均表現為藍光 > 紅藍混合光 > 紅光 > 對照。紅葉香椿芽苗菜 Vc 含量以藍光處理最高( 116. 63mg·100g- 1) ,紅藍混合光處理次之( 106. 39mg·100g- 1) ,白光處理( 對照) 最低( 87. 17mg·100g- 1) ,藍光、紅藍混合光和紅 光 處 理 的 Vc 含 量 分 別 比 對 照 高 33. 80%、22. 05% 和 12. 89% ,且處理間差異為極顯著水平 ( P< 0. 01) .紅油香椿芽苗菜 Vc 含量表現為藍光處理最高( 107. 52mg ·100g- 1) ,紅藍混合光處理次之( 100. 92mg · 100g- 1) ,白 光 處 理 ( 對 照) 最 低( 95. 15mg·100g- 1) ; 藍光、紅藍混合光和紅光處理Vc 含量分別比對照高 13. 00% 、6. 06% 和 1. 74% ,除紅光處理與對照無差異外,其它處理間差異均達極顯著水平( P < 0. 01) .由此可見,對于兩個品種來說,藍光、紅光和紅藍混合光均有利于香椿芽苗菜 Vc 的形成和累積,且促進作用大小依次為藍光 > 紅光 > 紅藍混合光,相對來說,藍光、紅光和紅藍混合光對紅油香椿品種 Vc 的形成和累積的促進作用均低于對紅葉品種,說明紅葉香椿 Vc 含量對光質反應更敏感。