人工气候室控制条件下青葱对LED光质的响应特性

【目的】研究人工气候室控制条件下青葱生长、产品品质及光合特性对不同光质的响应特性,优化青葱工厂化生产光环境调控参数,提高以鲜嫩绿叶为产品的青葱生产效率。【方法】在人工气候室LED控制光源条件下,以‘章丘’和‘天光’2个不同品种大葱为试验材料,将苗高15 cm左右、具2—3片真叶的穴盘中大葱幼苗,分别置于蓝光(B)、红光(R)、绿光(G)、黄光(Y)、白光(W)等5种不同光质条件下进行培养,光照强度均控制在(301.6±12.7)μmol·m^-2·s^-1,光照时间为12 h/d,昼/夜温度分别控制在25℃/18℃。分别在试验处理0、10、20、30和40 d时取样,测定不同光质处理的青葱叶片光合作用参数,以及培养40 d时青葱的生长量和产品品质。【结果】青葱的生长量、产品品质、叶片色素含量、净光合速率(Pn)、表观量子效率(AQY)和RuBP最大再生速率均以白光显著优于各单色光处理。培养40 d时,白光处理青葱单株鲜重为25.21 g,分别比蓝光、红光、绿光、黄光处理增加了7.83%、20.28%、35.68%和60.78%;其叶片Pn为7.63μmol·m^-2·s^-1,分别比蓝光、红光、绿光和黄光处理提高了11.39%、24.07%和39.23%和59.62%;叶片光饱和光合速率(Pmax)达13.29μmol·m^-2·s^-1,分别较蓝光、红光、绿光和黄光处理增加了5.39%、9.47%、15.57%和21.48%;光饱和点(LSP)除白光处理较高外,其他单色光处理间无显著差异;而光补偿点(LCP)则以黄光较高,绿光、红光次之,蓝光、白光较低。不同单色光处理间也存在显著差异,以蓝光处理青葱单株鲜重较高,黄光处理较低,分别达24.22和16.52 g,绿光、红光居中;蓝光处理青葱叶片Pn、AQY、光饱和光合速率(Pmax)、羧化效率(CE)以及RuBP最大再生速率也显著高于其他单色光处理。青葱假茎可溶性糖、粗纤维、丙酮酸、可溶性蛋白、游离氨基酸和干物质含量等品质指标均以白光处理显著高于各单色光处理,但各单色光处理之间则以蓝光处理较高,其他依次为红光、绿光、黄光。【结论】全光谱的白光处理最有利于青葱生长,表现为叶片光合效率较高,产品品质较优;各单色光处理则以蓝光效应较高,红光次之,黄光、绿光较差,反映青葱对白光、蓝光光能利用能力较强。

光质对大葱叶片碳氮代谢的影响

为明确光质对大葱生长及碳氮代谢的影响,采用LED光源调控不同光质,测定了‘天光’和‘章丘’ 2个品种大葱的相对生长速率、碳氮代谢组分含量及相关酶活性。结果表明,大葱干物质积累量及生长速率以‘章丘’高于‘天光’。白光处理的大葱相对生长速率较高,蓝光、红光、绿光和黄光仅分别达白光的94.36%、89.30%、84.33%和76.21%;大葱叶片不同形态氮含量、糖含量,以及硝酸还原酶(NR)、谷氨酰胺合成酶(GS)、谷氨酸脱氢酶(GDH)、谷氨酸合酶(GOGAT)、蔗糖磷酸合成酶(SPS)和蔗糖合成酶(SS)等活性也均以白光处理显著高于各单色光处理。单色光处理的大葱生长速率以蓝光较高,黄光较低,绿光、红光居中;蓝光处理大葱叶片NO3^--N、NH4^+-N、可溶性蛋白、游离氨基酸等含量以及NR、GS、GDH、GOGAT等活性均显著高于红光、绿光和黄光等单色光处理,而蓝光处理的大葱叶片蔗糖、还原糖、总糖等含量和SPS、SS等活性亦显著高于其他单色光处理。综上,相同光强下,与其他单色光相比,蓝光能够提高大葱幼苗碳氮代谢关键酶活性,促进碳和氮素吸收同化及总糖的积累,有利于大葱生长。