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摘要[目的]研究不同LED光质对小白菜品质的影响，为提高叶菜类的营养品质提供理论支持。[方法] 以镝灯为对照，设置4种不同光谱能量分布的LED光质处理，即红光、蓝光、绿光、红蓝组合光（红光∶蓝光=6∶1）处理，观测不同处理下的小白菜生长情况。[结果]红蓝组合光处理下，小白菜鲜重和干重最大，磷、钾含量最高，亚硝酸盐含量最低；粗蛋白含量在蓝光处理下最高。[结论] 红蓝组合光是适合小白菜生长的光源，可应用于作物的生产栽培中。
关键词LED；光质；小白菜；品质
中图分类号S634.3文献标识码A文章编号0517-6611（2016）10-018-02
Abstract[Objective] To research the effects of different LED lights on the quality and safety of pakchoi， and to provide theoretical support for improving leafy vegetable nutrition and safety. [Method]With seedlings under dysprosium lamp as control， four LED light treatments were designed with different spectral energy distributions， which were red light， blue light， green light， and combination of red and blue light （red light∶blue light =6∶1）.[Result]Under the treatment of combination of red and blue light， the fresh mass， dry mass and the content of phosphorus and potassium were the greatest， whereas the content of nitrite was the lowest. The content of crude protein was the highest under blue light. [Conclusion]The combination of red and blue light is the effective light source for growth of pakchoi， and can be used in the production and cultivation of crops.
Key wordsLED； Light quality； Pakchoi； Quality
蔬菜是人們日常生活中不可缺少的植物性食物，它为人类提供多种必需的氨基酸以及丰富的维生素、矿物质和纤维素。同时，蔬菜也是一种亚硝酸盐含量较高的作物，是人类吸收亚硝酸盐的主要来源，尤其是茎叶类蔬菜[1]。根据其周期生产和设施栽培的特点，调控设施环境逐渐成为降低硝酸盐含量的重要手段。光是设施栽培中的限制环境因素之一，因此研究光照这一特定影响因子对小白菜品质的影响，对叶菜设施化栽培的周期生产具有重要意义。目前，国内外学者对降低蔬菜硝酸盐含量的方法研究主要集中在调节植物养分供应，如改变氮素浓度和氮素形态[2]、调节氮磷钾比例[3]、添加微量元素[4]等方面。但是以上肥料措施调节降低蔬菜硝酸盐含量存在许多不足之处，例如氮肥施用时间十分重要[5]，施肥和收获之间需要有一个合适的安全间隔期，追施氮肥需要寻找到不同蔬菜收获上市的安全期[6]。虽然施用钾可以减少蔬菜硝酸盐含量，但是钾的作用只有在氮和钾平衡时才能发挥[7]。叶菜中亚硝酸盐含量的高低已成为评估其安全价值的重要指标[8]。光质是影响叶菜品质指标的重要因素之一，借助现代设施中光源调控技术提高植株对硝酸盐的同化能力，从而获得低硝酸盐积累产品是十分有效的方法[9]。目前关于光质对叶菜中亚硝酸盐含量及其他品质的影响报道较少，鉴于此，笔者以小白菜为材料，研究不同LED光质对其品质的影响，旨在为安全有效地提高叶菜类的营养品质提供理论支持。
1材料与方法
1.1试验材料供试小白菜品种为“特矮青”，由南京绿领种苗有限公司提供。当幼苗第2片真叶完全展开时，选取形态、长势一致的幼苗移栽入营养钵（长6 cm×宽6 cm×高10 cm）中，基质选用草炭+蛭石+珍珠岩（1 V∶1 V∶1 V），置于不同LED光源下，以镝灯为对照。保持温度为20～26 ℃，光照强度为150 μmol/（m2 ·s），光周期为12 h/ d。每天用园试配方营养液进行浇灌，每钵浇80 ml营养液。生长30 d待测。
1.2试验设计LED光源系统由南京农业大学农学院研制，以日光色镝灯（LZ400D/H）作为对照，设置不同光谱能量分布的LED光质处理，即红光、蓝光、绿光、红蓝组合光（红光∶蓝光=6∶1）处理，各处理光谱能量分布的技术参数见表1。
1.3测定项目与方法随机选取5株植物样品，设3次重复。干重测定是将植株置85 °C烘箱中烘干至恒重，用电子天平进行称重；测定粗蛋白含量时先用微量凯氏定氮法测定样品中全氮含量[10]，然后换算成粗蛋白的质量分数（干重），换算因数采用6.25[11]；亚硝酸盐含量测定根据秦遂初[12]的方法；全磷含量和全钾含量测定根据南京农业大学生命科学院中心实验室的方法，使用岛津 ICP-1000Ⅱ光谱仪进行测定。
1.4数据处理采用Microsoft excel 2003和SPSS 16.0系统进行一维方差分析（ANOVA），采用Tukey和Duncan法进行差异显著性分析。 2结果与分析
2.1不同LED光质对小白菜生物量和营养品质的影响由表2可知，不同LED光质对小白菜生物量的影响有显
著差异。植株鲜量和干量在红蓝组合光处理下最大，其数量均是对照的2倍之多。鲜重在对照下最小，干重在绿光处理下最小。植株粗蛋白含量在蓝光处理下显著高于其他处理，表现为蓝光处理>红蓝组合光处理>红光处理>对照>绿光处理，说明蓝光LED促进小白菜粗蛋白含量增加效果最显著。磷和钾是植物体内重要的矿质元素，蓝光及红蓝组合光处理下磷、钾含量均显著高于对照。红光LED和绿光LED处理下钾的含量均显著低于对照，磷的含量与对照差异不显著。
2.2不同光质对小白菜叶片亚硝酸盐含量的影响由图1
可知，不同光质处理的亚硝酸盐含量差异显著，红蓝组合光处理下亚硝酸盐含量最低，对照的亚硝酸盐含量最高；绿光LED处理下亚硝酸盐含量与对照差异不显著；红光LED和蓝光LED处理下亚硝酸盐含量显著降低。亚硝酸盐含量表现为对照>绿光处理>红光处理>蓝光处理>红蓝组合光处理。
图1不同LED光质对小白菜亚硝酸盐含量的影响
Fig.1Effects of LED light quality on the nitrite content of pakchoi3结论与讨论
（1）蛋白质是生命的物质基础，是构成各种酶活性的重要成分。该研究发现小白菜粗蛋白含量在蓝光处理下最高，其次是红蓝组合光处理，说明这2种光处理对蛋白质合成与积累有利。张立伟等[13]发现蓝光下豌豆苗的可溶性蛋白含量最高，史宏志等[14]也认为，提高蓝光比例可以促进烟叶的氮代谢，使叶片蛋白质含量提高。
（2）磷在植物的能量代谢、糖分代谢、酶促反应和光合作用等过程中起至关重要的作用[15]。该试验结果表明，蓝光及红蓝组合光处理下磷的含量均较高，这与陈娴等[16]在韭菜上的研究结果是一致的。
（3）钾能够增强细胞对外界环境的调节作用，有助于增加植物的抗逆性。该试验发现红蓝组合光及蓝光处理对不结球白菜体内钾元素含量有明显促进作用，陈娴等[16]在关于韭菜的研究中也有相似报道。
（4）亚硝酸盐含量是一项评价蔬菜品质的卫生指标，蔬菜的营养品质与亚硝酸盐含量呈负相关关系。该试验结果发现，含有一定量的蓝光光谱就可以促进硝酸盐代谢分解。红蓝组合光处理的光谱中含有红光和蓝光，可能是光敏色素和隐花色素共同协调控制的结果，有效激活亚硝酸盐代谢过程的酶活和基因表达。
综上所述，红蓝组合光处理的小白菜生物量及粗蛋白等各种营养物质含量均较高，且安全品质显著提高，较对照及各种单色LED光处理有明显优势。试验结果表明，红蓝组合光是应用于设施中综合提高植物产品品质的理想光源。
参考文献
[1] 林志刚，赵仪华，薛耀英.叶菜类蔬菜的硝酸盐积累规律及其控制方法研究[J].土壤通报，1993，24（6）：253-255.
[2] 陈秀虎，杨敏，黎晓峰.磷、 钾和不同氮源对小白菜产量和品质的影响与分析[J].江西农业大学学报，2008，44（6）：643-655.
[3] 孙权，高艳明，李建设.氮、磷、钾配合施用对油菜硝酸盐含量的影响[J].中国生态农业学报，2003，24（7）：1355-1361.
[4] 甄英肖，刘淑君，刘书起.钼肥对莴苣、油麦菜硝酸盐含量的影响[J].中国土壤与肥料，2007，21（4）：322-324.
[5] AMR A，HADIDI N.Effect of caltivar and harvest date on nitrate（NO3）and nitrite（NO2）content of selected vegetables grown under open field and greenhouse conditions in Jordan[J].Journal of food composition and analysis，2001，14：59-67.
[6] 任祖淦，邱孝渲，蔡元呈.化学氮肥对蔬菜积累硝酸盐的影响[J].植物营养与肥料学报，1997，3（1）：81-84.
[7] 何天秀，何成辉，吴德意.蔬菜中硝酸盐含量及其与钾含量的关系[J].农业环境保护，1992，11（5）：209-211.
[8] 朱小梅，王正银，叶学见，等.氮素形态对蔬菜品质元素吸收的影响[J].吉林蔬菜，2006（2）：53-55.
[9] 樊小雪，宋波，徐海，等.不同LED光源对生菜生长和品质的影响[J].湖北民族学院学报（自然科学版），2015（3）：330-333.
[10] 李合生.植物生理生化实验原理和技术[M].北京：高等教育出版社，2000.
[11] 周焱，羅安程.有机肥对大棚蔬菜品质的影响[J].浙江农业学报，2004（4）：210-212.
[12] 秦遂初.作物营养施肥与诊断实验[M].北京：农业出版社，1992.
[13] 张立伟，刘世琦，张自坤，等.光质对萝卜芽苗菜营养品质的影响[J].营养学报，2010，32（4）：390-392.
[14] 史宏志，韩锦峰，管春云，等.红光和蓝光对烟叶生长碳氮代谢和品质的影响[J].作物学报，1999，25（2）：215-220.
[15] LYNCH J P，BEEBE S E.Adaptation of beans（Phaseolus vulgaris L.）to low phosphorus availability[J].Hort science，1995，30：1165-1171.
[16] 陈娴，刘世琦，孟凡鲁，等.不同光质对韭菜营养品质的影响[J].山东农业大学学报，2012，43（3）：361-366.
关键词LED；光质；小白菜；品质
中图分类号S634.3文献标识码A文章编号0517-6611（2016）10-018-02
Abstract[Objective] To research the effects of different LED lights on the quality and safety of pakchoi， and to provide theoretical support for improving leafy vegetable nutrition and safety. [Method]With seedlings under dysprosium lamp as control， four LED light treatments were designed with different spectral energy distributions， which were red light， blue light， green light， and combination of red and blue light （red light∶blue light =6∶1）.[Result]Under the treatment of combination of red and blue light， the fresh mass， dry mass and the content of phosphorus and potassium were the greatest， whereas the content of nitrite was the lowest. The content of crude protein was the highest under blue light. [Conclusion]The combination of red and blue light is the effective light source for growth of pakchoi， and can be used in the production and cultivation of crops.
Key wordsLED； Light quality； Pakchoi； Quality
蔬菜是人們日常生活中不可缺少的植物性食物，它为人类提供多种必需的氨基酸以及丰富的维生素、矿物质和纤维素。同时，蔬菜也是一种亚硝酸盐含量较高的作物，是人类吸收亚硝酸盐的主要来源，尤其是茎叶类蔬菜[1]。根据其周期生产和设施栽培的特点，调控设施环境逐渐成为降低硝酸盐含量的重要手段。光是设施栽培中的限制环境因素之一，因此研究光照这一特定影响因子对小白菜品质的影响，对叶菜设施化栽培的周期生产具有重要意义。目前，国内外学者对降低蔬菜硝酸盐含量的方法研究主要集中在调节植物养分供应，如改变氮素浓度和氮素形态[2]、调节氮磷钾比例[3]、添加微量元素[4]等方面。但是以上肥料措施调节降低蔬菜硝酸盐含量存在许多不足之处，例如氮肥施用时间十分重要[5]，施肥和收获之间需要有一个合适的安全间隔期，追施氮肥需要寻找到不同蔬菜收获上市的安全期[6]。虽然施用钾可以减少蔬菜硝酸盐含量，但是钾的作用只有在氮和钾平衡时才能发挥[7]。叶菜中亚硝酸盐含量的高低已成为评估其安全价值的重要指标[8]。光质是影响叶菜品质指标的重要因素之一，借助现代设施中光源调控技术提高植株对硝酸盐的同化能力，从而获得低硝酸盐积累产品是十分有效的方法[9]。目前关于光质对叶菜中亚硝酸盐含量及其他品质的影响报道较少，鉴于此，笔者以小白菜为材料，研究不同LED光质对其品质的影响，旨在为安全有效地提高叶菜类的营养品质提供理论支持。
1材料与方法
1.1试验材料供试小白菜品种为“特矮青”，由南京绿领种苗有限公司提供。当幼苗第2片真叶完全展开时，选取形态、长势一致的幼苗移栽入营养钵（长6 cm×宽6 cm×高10 cm）中，基质选用草炭+蛭石+珍珠岩（1 V∶1 V∶1 V），置于不同LED光源下，以镝灯为对照。保持温度为20～26 ℃，光照强度为150 μmol/（m2 ·s），光周期为12 h/ d。每天用园试配方营养液进行浇灌，每钵浇80 ml营养液。生长30 d待测。
1.2试验设计LED光源系统由南京农业大学农学院研制，以日光色镝灯（LZ400D/H）作为对照，设置不同光谱能量分布的LED光质处理，即红光、蓝光、绿光、红蓝组合光（红光∶蓝光=6∶1）处理，各处理光谱能量分布的技术参数见表1。
1.3测定项目与方法随机选取5株植物样品，设3次重复。干重测定是将植株置85 °C烘箱中烘干至恒重，用电子天平进行称重；测定粗蛋白含量时先用微量凯氏定氮法测定样品中全氮含量[10]，然后换算成粗蛋白的质量分数（干重），换算因数采用6.25[11]；亚硝酸盐含量测定根据秦遂初[12]的方法；全磷含量和全钾含量测定根据南京农业大学生命科学院中心实验室的方法，使用岛津 ICP-1000Ⅱ光谱仪进行测定。
1.4数据处理采用Microsoft excel 2003和SPSS 16.0系统进行一维方差分析（ANOVA），采用Tukey和Duncan法进行差异显著性分析。 2结果与分析
2.1不同LED光质对小白菜生物量和营养品质的影响由表2可知，不同LED光质对小白菜生物量的影响有显
著差异。植株鲜量和干量在红蓝组合光处理下最大，其数量均是对照的2倍之多。鲜重在对照下最小，干重在绿光处理下最小。植株粗蛋白含量在蓝光处理下显著高于其他处理，表现为蓝光处理>红蓝组合光处理>红光处理>对照>绿光处理，说明蓝光LED促进小白菜粗蛋白含量增加效果最显著。磷和钾是植物体内重要的矿质元素，蓝光及红蓝组合光处理下磷、钾含量均显著高于对照。红光LED和绿光LED处理下钾的含量均显著低于对照，磷的含量与对照差异不显著。
2.2不同光质对小白菜叶片亚硝酸盐含量的影响由图1
可知，不同光质处理的亚硝酸盐含量差异显著，红蓝组合光处理下亚硝酸盐含量最低，对照的亚硝酸盐含量最高；绿光LED处理下亚硝酸盐含量与对照差异不显著；红光LED和蓝光LED处理下亚硝酸盐含量显著降低。亚硝酸盐含量表现为对照>绿光处理>红光处理>蓝光处理>红蓝组合光处理。
图1不同LED光质对小白菜亚硝酸盐含量的影响
Fig.1Effects of LED light quality on the nitrite content of pakchoi3结论与讨论
（1）蛋白质是生命的物质基础，是构成各种酶活性的重要成分。该研究发现小白菜粗蛋白含量在蓝光处理下最高，其次是红蓝组合光处理，说明这2种光处理对蛋白质合成与积累有利。张立伟等[13]发现蓝光下豌豆苗的可溶性蛋白含量最高，史宏志等[14]也认为，提高蓝光比例可以促进烟叶的氮代谢，使叶片蛋白质含量提高。
（2）磷在植物的能量代谢、糖分代谢、酶促反应和光合作用等过程中起至关重要的作用[15]。该试验结果表明，蓝光及红蓝组合光处理下磷的含量均较高，这与陈娴等[16]在韭菜上的研究结果是一致的。
（3）钾能够增强细胞对外界环境的调节作用，有助于增加植物的抗逆性。该试验发现红蓝组合光及蓝光处理对不结球白菜体内钾元素含量有明显促进作用，陈娴等[16]在关于韭菜的研究中也有相似报道。
（4）亚硝酸盐含量是一项评价蔬菜品质的卫生指标，蔬菜的营养品质与亚硝酸盐含量呈负相关关系。该试验结果发现，含有一定量的蓝光光谱就可以促进硝酸盐代谢分解。红蓝组合光处理的光谱中含有红光和蓝光，可能是光敏色素和隐花色素共同协调控制的结果，有效激活亚硝酸盐代谢过程的酶活和基因表达。
综上所述，红蓝组合光处理的小白菜生物量及粗蛋白等各种营养物质含量均较高，且安全品质显著提高，较对照及各种单色LED光处理有明显优势。试验结果表明，红蓝组合光是应用于设施中综合提高植物产品品质的理想光源。
参考文献
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[8] 朱小梅，王正银，叶学见，等.氮素形态对蔬菜品质元素吸收的影响[J].吉林蔬菜，2006（2）：53-55.
[9] 樊小雪，宋波，徐海，等.不同LED光源对生菜生长和品质的影响[J].湖北民族学院学报（自然科学版），2015（3）：330-333.
[10] 李合生.植物生理生化实验原理和技术[M].北京：高等教育出版社，2000.
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[12] 秦遂初.作物营养施肥与诊断实验[M].北京：农业出版社，1992.
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[16] 陈娴，刘世琦，孟凡鲁，等.不同光质对韭菜营养品质的影响[J].山东农业大学学报，2012，43（3）：361-366.