LED红蓝光模式对番茄果实光谱特性及着色的影响

为了探究红、蓝光在番茄果实着色过程中的作用关系,在人工光型植物工厂中采用岩棉种植微型番茄,以各发育阶段番茄果实在不同LED红蓝光模式下的反射光谱为切入点,通过对纯红光、红蓝组合光以及不同间隔的交替光照射下番茄果实色相指标和反射光谱的分析,研究了不同的红蓝光照射模式对番茄果实光谱特性及着色的影响。结果表明:(1)R_(6h)/RB_(2h)(纯红光/红蓝组合光6 h/2 h)交替供光模式最有利于番茄果实中呈红色素(如β-胡萝卜素和番茄红素)的积累和叶绿素的分解,最终促成番茄果实更早地转色;R(纯红光)供光模式作用效果仅次于R_(6h)/RB_(2h);相比之下,RB(红蓝组合光)供光模式不利于番茄果实呈红色素的积累和果实着色进程。(2)在促进番茄果实着色方面,红光和蓝光之间既存在协同增强效应,也存在信号串扰引发的削弱效应,红光与红蓝组合光以一定的间隔进行交替辐射,能最大化地发挥单一红光与红蓝混合光在番茄果实色素代谢及果实着色方面的积极作用。(3)转色期番茄果实红绿区域反射比(Red/Green)、修正叶绿素吸收比指数(MCARI)、光化学反射指数绝对值(|PRI|)等光谱参量所反映出的色素含量变化动态与Hue值所反映的番茄果实色相一致,该时期番茄果实反射光谱特性与果皮着色有较高的统一性,转色期番茄果实的反射光谱能够更好地反映番茄果实着色程度和着色进程。

非连续光对无土栽培番茄苗期无机元素吸收的影响

本研究在人工光型植物工厂中采用岩棉种植番茄植株,分析了在总光量一致的基础上红光背景下蓝光补充介入和蓝光取代介入两种非连续供光模式对番茄植株营养液无机元素吸收及叶片色素光谱参量的影响。结果表明,与连续红光相比,蓝光以不同方式介入均降低了番茄叶片中K元素含量而提高了茎中K元素含量,蓝光介入一定程度上抑制了番茄K元素由茎向叶片的运输;蓝光以不同方式介入均提高了番茄地上部中Mg含量(增幅8.93%~13.63%),而降低了地上部Fe含量(降幅28%~48%)及Mn含量(降幅3.93%~21.24%)。其中蓝光补充介入模式下番茄叶片中Mg元素含量随着蓝光补充强度的升高而增加,叶片Mg含量在蓝光取代介入模式下高于蓝光补充介入模式而地上部Fe含量趋势则相反,蓝光取代介入的非连续光模式较蓝光补充介入模式而言更有利于刺激叶片中Mg的积累而抑制地上部Fe的积累。与连续红光相比,蓝光以不同方式介入后番茄叶片色素光谱参量Hue值(色相角)和MCARI值(修正叶绿素吸收比指数)均有所提高,相反,Red/Green值(红绿区域光谱反射比)均有所降低,蓝光补充介入模式下叶片Hue值和MCARI值随蓝光补充强度的升高而增大,R/RB_(80)处理下Hue、MCARI值最高,较对照分别提高4%、124%;蓝光取代模式下Hue值和MCARI值随蓝光间歇时间的延长先增大后减小,R/RB_((1h))处理下Hue、MCARI值最高,较对照分别提高6%、215%。番茄叶片在绿光波段的反射率与各处理下Hue、MCARI值变化趋势接近,而番茄叶片中Mg元素含量与叶绿素光谱参量呈正相关性。蓝光取代介入的非连续光模式较蓝光补充介入模式而言更有利于刺激叶片类胡萝卜素分解和叶绿素积累,非连续供光模式通过调控番茄植株无机元素的吸收进而作用于叶片色素的形成。本研究为无土栽培番茄光环境调控提供了理论依据。