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摘要：以金乡4号大蒜青蒜苗为试材，采用发光二极管（LED）精量调制光源，以白光为对照，研究红、蓝、黄、红/蓝/黄（7/2/1）、红/蓝（7/2）5种不同光质对青蒜苗生长及品质的影响。结果表明：黄光有利于干物质积累及地上部生长，红光有利于色素形成，蓝光抑制干物质积累与色素形成；红光有利于碳水化合物形成，黄光及蓝光有利于含氮化合物形成。
关键词：LED光源；青蒜苗；光质；生长；品质
中图分类号：S633.425.5+2文献标识号：A文章编号：1001-4942（2015）05-0031-03
Effect of Different LED Light Sources
on Growth and Nutritional Quality of Garlic Seedlings
Ma Guiqin1， Liu Shiqi1*， Liu Yingying2， Qian Shengyan1， Chen Yafei1， Liu Xingchen1
（ 1.College of Horticulture Science and Engineering， Shandong Agricultural University/ State Key Laboratory of Crop Biology，
Taian 271018， China；2.Information Research Institute， Shandong Academy of Agricultural Sciences， Jinan 250100，China ）
AbstractTaking garlic cultivar Jinxiang 4 as material， the effects of different LED light sources， including red light， blue light， yellow light， red+blue+yellow（7∶2∶1）， red+blue（7∶2）， and white light （as control） on the growth and nutrition quality of garlic seedlings were studied. The results showed that the dry mass accumulation and growth of the above ground part were improved by yellow light but inhibited by blue light. The formation of pigments was promoted by red light but inhibited by blue light.The formation of carbohydrates was improved by red light， and that of nitrogen compounds was improved by yellow light and blue light.
Key wordsLED light sources； Garlic seedlings； Light quality； Growth；Nutritional quality
光质是植物生长发育的重要影响因素之一。关于不同光质对植物影响的研究，多以有色塑料膜、滤光膜或有色荧光灯为主，其缺点为光质不纯、光谱不集中、杂质光多，试验结果的可靠性不高，亟需改善。LED（Light emitting diode）精量调制光源具有体积小、重量轻、固态、寿命长、驱动电压低、光效率高、能耗小、安全、可靠耐用、不易色衰等优点，波谱范围较窄，波长正好与植物光合成和光形态建成的光谱范围相吻合。因此，LED光源日益受到人们的关注，并逐渐应用于植物组织培养、设施园艺与工厂化育苗及航天受控生态生保系统等可控设施环境的植物栽培中。
青蒜苗是常见的大蒜食用部位，不仅营养丰富，而且繁殖速度快，土地利用率高，为最受欢迎的蔬菜之一。近年来，LED光源对植物生长影响的研究已有报道，但对青蒜苗的研究较少。本试验以金乡4号大蒜青蒜苗为试材，采用发光二极管（LED）精量调制光源，以白光为对照，研究红、蓝、黄、红/蓝/黄（7/2/1）、红/蓝（7/2）5种不同光质对青蒜苗生长及品质的影响，旨在为LED光源在青蒜苗设施栽培上的应用提供科学依据。
1材料与方法
1.1试验材料
供试大蒜品种为金乡4号。
1.2试验设计
LED光源共设5个处理：T1，红光（630～680 nm，吸收峰为660 nm）；T2，蓝光（450～500 nm，吸收峰为470 nm）；T3，黄光（560～630 nm，吸收峰为590 nm）；T4，红/蓝/黄=7/2/1（灯的数量比为红∶蓝∶黄=7∶2∶1）；T5，红/蓝=7/2（灯的数量比为红∶蓝=7∶2）。以LED白光为对照（CK）。以上光源由深圳纯英科技有限公司提供，灯珠成平面分布，共10排24列，设于顶部，光强可调节，光照培养架为钢架结构，高度可调节，四周设有遮光材料。
1.3试验方法与项目测定
试验于2013年11月至2014年1月在山东农业大学光质实验室进行。选取大小一致、无病虫害或损伤的蒜瓣，于2013年11月上旬种植于装有基质的塑料方盆中，方盆容积为44 cm（长）×33 cm（宽）×14 cm（高）。每处理2盆，每盆48棵，6行8列，置于不同LED光源下。实验室温度为（25±2）℃，光照12 h/d，光强为500 μmol ·m-2·s-1，每周喷施一次Hogland全量营养液，生长过程精细管理。出苗照光30 d后，每处理取随机选取10棵测定品质指标，取其平均值，重复3次。 可溶性糖采用蒽酮比色法 测定，可溶性蛋白采用考马斯亮蓝法测定，游离氨基酸采用茚三酮溶液显色法测定，色素采用丙酮比色法，VC含量采用2，6–二氯靛酚比色法测定，大蒜素含量采用苯腙法测定。
1.4数据处理
试验数据采用Microsoft Excel 和DPS7.05进行处理和统计分析。
2结果与分析
2.1不同光质对青蒜苗生长指标的影响
由表1可知，黄光处理的青蒜苗株高、假茎长、单株干重、干鲜质量比均为最大，分别比对照高29.13%、20.42%、31.91%、26.59%，显著高于其它处理；蓝光处理的最小，分别比对照低8.34%、12.50%、36.17%、29.67%，明显低于其它处理。假茎粗与单株鲜重分别为红光、红/蓝（7/2）处理最大，分别比对照高8.60%、7.38%，显著高于其它处理，蓝光处理的最小，分别比对照低7.80%、12.64%，明显低于其它处理。由此可见，黄光促进青蒜苗地上部生长，有利于干物质的积累，蓝光抑制青蒜苗地上部生长，不利于干物质的积累。
2.2不同光质对青蒜苗色素的影响
由表2可知，红光处理的青蒜苗叶绿素a、叶绿素b及类胡萝卜素含量最高，分别比对照高22.34%、25.00%、15.79%，显著高于其它处理；蓝光处理的叶绿素a及类胡萝卜素含量最低，分别比对照低35.11%、52.63%，显著低于其它处理；红/蓝（7/2）处理的叶绿素b含量最低，比对照低20.00%，除显著低于红光处理外，与其它各处理差异不显著。叶绿素a+b以红光处理最高，比对照高23.89%，显著高于其它处理，蓝光处理最低，比对照低29.20%，显著低于其它处理。叶绿素a/b以红/蓝（7/2）处理最高，高于对照5.70%，与红光、红/蓝/黄（7/2/1）处理差异不显著，但显著高于蓝光及黄光处理；蓝光处理最低，显著低于对照。可见，红光有利于叶绿素及类胡萝卜素的形成，而蓝光对其形成具有一定的抑制作用。
2.3不同光质对青蒜苗品质的影响
由表3可知，红光处理的青蒜苗叶片可溶性糖、大蒜素含量最高，显著高于其它处理，黄光处理最低，显著低于其它处理。黄光处理的青蒜苗叶片可溶性蛋白、游离氨基酸、VC含量最高，显著高于其它处理，其次为蓝光、红红/蓝/黄（7/2/1）、红/蓝（7/2）处理，红光处理最低，显著低于其它处理。不同光质条件对青蒜苗假茎品质指标影响的变化趋势与叶片一致。
3结论与讨论
本试验结果表明，不同光质条件对青蒜苗生长及品质的影响差异显著。黄光有利于青蒜苗地上部的生长，蓝光对其具有抑制作用，这与蒲高斌、杨晓建等的部分结论一致，但与张欢、鲁燕舞、刘文科等的结论有所不同。红光处理的青蒜苗叶绿素a、叶绿素b及类胡萝卜素含量最高，蓝光处理较低。这与杨晓建等关于青蒜苗的研究结果一致，但与蒲高斌等关于番茄的研究不一致。可见，光质对植物生长指标及色素含量的影响存在物种差异。
此外，试验发现红光处理的青蒜苗可溶性糖与大蒜素含量最高，黄光与蓝光处理下含量较低，而可溶性蛋白、游离氨基酸和维生素C含量为黄光与蓝光处理下较高，红光处理下最低，表明红光有利于碳水化合物的形成，而黄光及蓝光有利于含氮化合物的形成。这与大多数的研究及报道结果相符。
参考文献：
[1]闫新房，丁林波，丁义，等.LED光源在植物组织培养中的应用[J].中国农学通报，2009，25（12）：42-45.
[2]Brown C S，Schuerger A C，Sager J C. Growth and photomorphogenesis of pepper plants under red light-emitting diodes with supplemental blue or far red lighting [J].HortScience，1995，120（5）：808-813.
[3]Bula R J， Morrow R C， Tibbitts T W， et al. Light-emitting diodes as a radiation source for plants [J]. HortScience， 1991，26（2）：203-205.
[4]张育铨.LED与传统灯泡之好坏研究[EB/OL].http：//www.Shs.Edu.tw/works/essay/2007/ 03/ 2007031715220544. pdf.
[5]杨其长，张成波.植物工厂概论[M].北京：中国农业科学技术出版社，2005：144-149.
[6]刘江，范广涵，刘承宜.用于细胞及组织培养的低强度 LED 生物光源[J].激光杂志， 2003，24（4）：78-80.
[7]贺冬仙，杨其长，马承伟，等.植物生产中人工光环境调控[C]//第五次全国高等学校农业工程类学科专业教学改革暨国际学术研讨会，2002.
[8]魏星，顾清，戴艳娇，等.不同光质对菊花组培苗生长的影响[J].中国农学通报，2008，24（12）： 344-349.
[9]Guo S， Liu X， Ai W， et al. Development of an improved ground-based prototype of space plant-growing facility[J]. Advances in Space Research，2008，41（5）：736-741.
[10]赵世杰，史国安，董新纯. 植物生理学实验指导[M]. 北京：中国农业科学技术出版社，2002.
[11]屈姝存，周朴华. 大蒜油提取及大蒜油与大蒜渣的化学成分分析[J]. 湖南农业大学学报，1998，24（3）：235-237.
[12]王学奎. 植物生理生化实验原理和技术[M].第2 版.北京：高等教育出版社，2006.
[13]蒲高斌，刘世琦，刘磊，等.不同光质对番茄幼苗生长和生理特性的影响[J].园艺学报，2005， 32（3）： 420- 425.
[14]杨晓建，刘世琦，张自坤，等.不同LED光源对青蒜苗生长及叶绿素荧光特性的影响[J].中国蔬菜，2011（6）：62-67.
[15]张欢，徐志刚，崔瑾，等.不同光质对萝卜芽苗菜生长和营养品质的影响[J].中国蔬菜，2009 （10）： 28-32.
[16]鲁燕舞，唐丽，张晓燕，等.光质对香椿芽苗菜生长和营养品质的影响[J].营养学报，2014，36（2）：188-192.
[17]刘文科，杨其长，邱志平，等.不同LED光质对生菜生长和营养品质的影响[J].蔬菜，2012（11）：63-65.
[18]郑洁，胡美君，郭延平.光质对植物光合作用的调控及其机理[J].应用生态学报，2008，19（7）：1619-1624.
关键词：LED光源；青蒜苗；光质；生长；品质
中图分类号：S633.425.5+2文献标识号：A文章编号：1001-4942（2015）05-0031-03
Effect of Different LED Light Sources
on Growth and Nutritional Quality of Garlic Seedlings
Ma Guiqin1， Liu Shiqi1*， Liu Yingying2， Qian Shengyan1， Chen Yafei1， Liu Xingchen1
（ 1.College of Horticulture Science and Engineering， Shandong Agricultural University/ State Key Laboratory of Crop Biology，
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AbstractTaking garlic cultivar Jinxiang 4 as material， the effects of different LED light sources， including red light， blue light， yellow light， red+blue+yellow（7∶2∶1）， red+blue（7∶2）， and white light （as control） on the growth and nutrition quality of garlic seedlings were studied. The results showed that the dry mass accumulation and growth of the above ground part were improved by yellow light but inhibited by blue light. The formation of pigments was promoted by red light but inhibited by blue light.The formation of carbohydrates was improved by red light， and that of nitrogen compounds was improved by yellow light and blue light.
Key wordsLED light sources； Garlic seedlings； Light quality； Growth；Nutritional quality
光质是植物生长发育的重要影响因素之一。关于不同光质对植物影响的研究，多以有色塑料膜、滤光膜或有色荧光灯为主，其缺点为光质不纯、光谱不集中、杂质光多，试验结果的可靠性不高，亟需改善。LED（Light emitting diode）精量调制光源具有体积小、重量轻、固态、寿命长、驱动电压低、光效率高、能耗小、安全、可靠耐用、不易色衰等优点，波谱范围较窄，波长正好与植物光合成和光形态建成的光谱范围相吻合。因此，LED光源日益受到人们的关注，并逐渐应用于植物组织培养、设施园艺与工厂化育苗及航天受控生态生保系统等可控设施环境的植物栽培中。
青蒜苗是常见的大蒜食用部位，不仅营养丰富，而且繁殖速度快，土地利用率高，为最受欢迎的蔬菜之一。近年来，LED光源对植物生长影响的研究已有报道，但对青蒜苗的研究较少。本试验以金乡4号大蒜青蒜苗为试材，采用发光二极管（LED）精量调制光源，以白光为对照，研究红、蓝、黄、红/蓝/黄（7/2/1）、红/蓝（7/2）5种不同光质对青蒜苗生长及品质的影响，旨在为LED光源在青蒜苗设施栽培上的应用提供科学依据。
1材料与方法
1.1试验材料
供试大蒜品种为金乡4号。
1.2试验设计
LED光源共设5个处理：T1，红光（630～680 nm，吸收峰为660 nm）；T2，蓝光（450～500 nm，吸收峰为470 nm）；T3，黄光（560～630 nm，吸收峰为590 nm）；T4，红/蓝/黄=7/2/1（灯的数量比为红∶蓝∶黄=7∶2∶1）；T5，红/蓝=7/2（灯的数量比为红∶蓝=7∶2）。以LED白光为对照（CK）。以上光源由深圳纯英科技有限公司提供，灯珠成平面分布，共10排24列，设于顶部，光强可调节，光照培养架为钢架结构，高度可调节，四周设有遮光材料。
1.3试验方法与项目测定
试验于2013年11月至2014年1月在山东农业大学光质实验室进行。选取大小一致、无病虫害或损伤的蒜瓣，于2013年11月上旬种植于装有基质的塑料方盆中，方盆容积为44 cm（长）×33 cm（宽）×14 cm（高）。每处理2盆，每盆48棵，6行8列，置于不同LED光源下。实验室温度为（25±2）℃，光照12 h/d，光强为500 μmol ·m-2·s-1，每周喷施一次Hogland全量营养液，生长过程精细管理。出苗照光30 d后，每处理取随机选取10棵测定品质指标，取其平均值，重复3次。 可溶性糖采用蒽酮比色法 测定，可溶性蛋白采用考马斯亮蓝法测定，游离氨基酸采用茚三酮溶液显色法测定，色素采用丙酮比色法，VC含量采用2，6–二氯靛酚比色法测定，大蒜素含量采用苯腙法测定。
1.4数据处理
试验数据采用Microsoft Excel 和DPS7.05进行处理和统计分析。
2结果与分析
2.1不同光质对青蒜苗生长指标的影响
由表1可知，黄光处理的青蒜苗株高、假茎长、单株干重、干鲜质量比均为最大，分别比对照高29.13%、20.42%、31.91%、26.59%，显著高于其它处理；蓝光处理的最小，分别比对照低8.34%、12.50%、36.17%、29.67%，明显低于其它处理。假茎粗与单株鲜重分别为红光、红/蓝（7/2）处理最大，分别比对照高8.60%、7.38%，显著高于其它处理，蓝光处理的最小，分别比对照低7.80%、12.64%，明显低于其它处理。由此可见，黄光促进青蒜苗地上部生长，有利于干物质的积累，蓝光抑制青蒜苗地上部生长，不利于干物质的积累。
2.2不同光质对青蒜苗色素的影响
由表2可知，红光处理的青蒜苗叶绿素a、叶绿素b及类胡萝卜素含量最高，分别比对照高22.34%、25.00%、15.79%，显著高于其它处理；蓝光处理的叶绿素a及类胡萝卜素含量最低，分别比对照低35.11%、52.63%，显著低于其它处理；红/蓝（7/2）处理的叶绿素b含量最低，比对照低20.00%，除显著低于红光处理外，与其它各处理差异不显著。叶绿素a+b以红光处理最高，比对照高23.89%，显著高于其它处理，蓝光处理最低，比对照低29.20%，显著低于其它处理。叶绿素a/b以红/蓝（7/2）处理最高，高于对照5.70%，与红光、红/蓝/黄（7/2/1）处理差异不显著，但显著高于蓝光及黄光处理；蓝光处理最低，显著低于对照。可见，红光有利于叶绿素及类胡萝卜素的形成，而蓝光对其形成具有一定的抑制作用。
2.3不同光质对青蒜苗品质的影响
由表3可知，红光处理的青蒜苗叶片可溶性糖、大蒜素含量最高，显著高于其它处理，黄光处理最低，显著低于其它处理。黄光处理的青蒜苗叶片可溶性蛋白、游离氨基酸、VC含量最高，显著高于其它处理，其次为蓝光、红红/蓝/黄（7/2/1）、红/蓝（7/2）处理，红光处理最低，显著低于其它处理。不同光质条件对青蒜苗假茎品质指标影响的变化趋势与叶片一致。
3结论与讨论
本试验结果表明，不同光质条件对青蒜苗生长及品质的影响差异显著。黄光有利于青蒜苗地上部的生长，蓝光对其具有抑制作用，这与蒲高斌、杨晓建等的部分结论一致，但与张欢、鲁燕舞、刘文科等的结论有所不同。红光处理的青蒜苗叶绿素a、叶绿素b及类胡萝卜素含量最高，蓝光处理较低。这与杨晓建等关于青蒜苗的研究结果一致，但与蒲高斌等关于番茄的研究不一致。可见，光质对植物生长指标及色素含量的影响存在物种差异。
此外，试验发现红光处理的青蒜苗可溶性糖与大蒜素含量最高，黄光与蓝光处理下含量较低，而可溶性蛋白、游离氨基酸和维生素C含量为黄光与蓝光处理下较高，红光处理下最低，表明红光有利于碳水化合物的形成，而黄光及蓝光有利于含氮化合物的形成。这与大多数的研究及报道结果相符。
参考文献：
[1]闫新房，丁林波，丁义，等.LED光源在植物组织培养中的应用[J].中国农学通报，2009，25（12）：42-45.
[2]Brown C S，Schuerger A C，Sager J C. Growth and photomorphogenesis of pepper plants under red light-emitting diodes with supplemental blue or far red lighting [J].HortScience，1995，120（5）：808-813.
[3]Bula R J， Morrow R C， Tibbitts T W， et al. Light-emitting diodes as a radiation source for plants [J]. HortScience， 1991，26（2）：203-205.
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[7]贺冬仙，杨其长，马承伟，等.植物生产中人工光环境调控[C]//第五次全国高等学校农业工程类学科专业教学改革暨国际学术研讨会，2002.
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[9]Guo S， Liu X， Ai W， et al. Development of an improved ground-based prototype of space plant-growing facility[J]. Advances in Space Research，2008，41（5）：736-741.
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[13]蒲高斌，刘世琦，刘磊，等.不同光质对番茄幼苗生长和生理特性的影响[J].园艺学报，2005， 32（3）： 420- 425.
[14]杨晓建，刘世琦，张自坤，等.不同LED光源对青蒜苗生长及叶绿素荧光特性的影响[J].中国蔬菜，2011（6）：62-67.
[15]张欢，徐志刚，崔瑾，等.不同光质对萝卜芽苗菜生长和营养品质的影响[J].中国蔬菜，2009 （10）： 28-32.
[16]鲁燕舞，唐丽，张晓燕，等.光质对香椿芽苗菜生长和营养品质的影响[J].营养学报，2014，36（2）：188-192.
[17]刘文科，杨其长，邱志平，等.不同LED光质对生菜生长和营养品质的影响[J].蔬菜，2012（11）：63-65.
[18]郑洁，胡美君，郭延平.光质对植物光合作用的调控及其机理[J].应用生态学报，2008，19（7）：1619-1624.