李偉，佟靜，武占會(huì)，劉寧，王寶駒，季延海，王麗萍

(1. 河北工程大學(xué)園林與生態(tài)工程學(xué)院，河北 邯鄲 056038；2. 北京市農(nóng)林科學(xué)院蔬菜研究所，北京 100097；3. 農(nóng)業(yè)農(nóng)村部華北都市農(nóng)業(yè)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100097)

LED 燈作為人工補(bǔ)充光源，其電光的轉(zhuǎn)化效率高，發(fā)光效率在80 ～180 lm/W 之間，大大節(jié)約成本[1]。 隨著LED 燈的發(fā)展、普及與不斷的更新?lián)Q代，其逐漸在植物工廠中開始使用，實(shí)現(xiàn)了植物多層多架多時(shí)段種植，這不僅能提高植物工廠內(nèi)的空間利用效率，還能增大不同顏色光質(zhì)在生產(chǎn)中的利用效率[2]。 不同植物的不同生長時(shí)期對光質(zhì)敏感程度不盡相同，白光作為一種混合光源，雖能滿足植物對光源的要求，但會(huì)造成資源浪費(fèi)。

光質(zhì)是光的重要屬性，植物的生長和品質(zhì)直接受到光質(zhì)的影響[3-4]。 植物體內(nèi)存在著光敏色素、隱花色素以及紫外光-B 受體三種類型的感光受體，分別感應(yīng)600 ～800 nm 紅光、320 ～500 nm藍(lán)紫光及280～320 nm 紫外光[5]。 紅光可以促進(jìn)植物的營養(yǎng)生長，增大葉面積，提高株高、植株生物量以及光化學(xué)效率，同樣對莖生長也具有正向調(diào)控作用，它通過調(diào)控體內(nèi)激素IAA 含量實(shí)現(xiàn)[6-8]。 藍(lán)光可以影響植物光形態(tài)的建成，也可以提高植物的營養(yǎng)品質(zhì)[9]。 綠光不僅能刺激較低冠層的光能利用效率，還能延緩葉片衰老[10]。綠光的加入提高了甜椒的果實(shí)重以及干物質(zhì)含量[11]。 有研究表明經(jīng)過綠光處理的植株，生長速率和生物量得到提高，但光強(qiáng)過大則會(huì)抑制生長[12]。

韭菜(Allium tuberosumRottl. ex Spr.)為百合科蔥屬多年生草本宿根植物，因其獨(dú)特的風(fēng)味品質(zhì)廣受大眾歡迎。 S-烴基半胱氨酸亞砜[S-alk(en)yl cysteine sulfoxide，CSOs]是蔥屬植物中含硫的天然產(chǎn)物[13]，是形成韭菜風(fēng)味品質(zhì)的主要成分之一[14-15]。 跟土培相比，水培韭菜茬次頻率較快、生長期短，CSOs 表達(dá)不充分，造成韭菜風(fēng)味品質(zhì)下降。

CSOs 主要存在于蔥屬蔬菜植物中，但不同種類蔬菜中的CSOs 種類也不同，主要有四種類型，分別為S-烯丙基-L-半胱氨酸亞砜(ACSO)、S-甲基-半胱氨酸亞砜(MCSO)、S-丙基-半胱氨酸亞砜(PCSO)、S-1-丙烯基-L-半胱氨酸亞砜(PeCSO)。 ACSO 存在于大蒜，MCSO 存在于蔥屬和蕓薹屬，PCSO 和PeCSO 存在于洋蔥[16]。 當(dāng)植物受到損傷時(shí)，CSOs 與蒜氨酸酶(alliinase)等一系列酶反應(yīng)生成丙酮酸鹽、氨和含硫化合物，后者會(huì)分解成易揮發(fā)、有氣味的風(fēng)味物質(zhì)[17]。

前人在洋蔥風(fēng)味的研究上表明，洋蔥風(fēng)味與辛辣性息息相關(guān)，丙酮酸含量決定了洋蔥的辛辣性，而蔥屬植株中有機(jī)硫化物的合成和丙酮酸含量80%以上取決于遺傳因素，其余部分受到外界環(huán)境影響[18]。 為此，本試驗(yàn)以白光為對照，設(shè)置紅光、藍(lán)光、綠光3 種光質(zhì)處理，研究不同LED 光質(zhì)對水培韭菜生長、品質(zhì)以及風(fēng)味指標(biāo)的影響，以期為植物工廠條件下高效率、高品質(zhì)、低成本生產(chǎn)韭菜提供技術(shù)參考。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)于2022 年3 月9 日至4 月12 日在北京市農(nóng)林科學(xué)院蔬菜研究所的人工光植物工廠中進(jìn)行。 供試韭菜品種為‘791’，播種時(shí)間為2021 年7 月20 日，定植時(shí)間為2021 年10 月20 日。 供試營養(yǎng)液由北京市農(nóng)林科學(xué)院蔬菜研究所專門研發(fā)的肥料添加蒸餾水配制而成。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)與管理

本試驗(yàn)所用營養(yǎng)液濃度統(tǒng)一控制在EC 為(2.5±0.2) mS/cm、pH 值為6.0±0.2。 光照采用LED 植物生長燈供給，燈管與韭菜距離控制在25 cm 左右。 試驗(yàn)設(shè)置4 種光質(zhì)處理，即白光、紅光、藍(lán)光、綠光，光照強(qiáng)度均為200 μmol/(m2·s)，光周期設(shè)置為12 h(光)/12 h(暗)。

2022 年3 月9 日選取沒有產(chǎn)生分蘗且生長一致的單株韭菜割去前茬后移栽至水培架上，采用液培法種植。 植物工廠內(nèi)，溫度為20 ℃，CO2濃度為1 680 μmol/mol，相對濕度為60%。

1.3 測定指標(biāo)及方法

1.3.1 生長指標(biāo)調(diào)查 采用直尺測量株高、葉長、葉寬，采用游標(biāo)卡尺測量假莖粗，記錄葉片數(shù)。韭菜鮮重和干重采用電子天平稱重。 鮮韭菜稱重后放進(jìn)烘箱，105 ℃殺青后75 ℃烘干至恒重，干燥冷卻后稱干重。 每處理重復(fù)3 次，每次5 株韭菜。

1.3.2 葉片熒光參數(shù)測定 將整株韭菜進(jìn)行暗處理30 min，利用Fluor Cam 葉綠素?zé)晒獬上裣到y(tǒng)測定韭菜葉片最大熒光(Fm)、可變熒光(Fv)、初始熒光(Fo)，然后在作用光強(qiáng)400 μmol/(m2·s)下測定初始熒光(Fo＇)、可變熒光(Fv＇)、穩(wěn)態(tài)熒光(Fs)、最大熒光(Fm＇)等參數(shù)。 利用相應(yīng)計(jì)算公式算出暗適應(yīng)下最大光化學(xué)效率(Fv/Fm)、光適應(yīng)下實(shí)際光化學(xué)效率(ФPSⅡ)、光化學(xué)猝滅系數(shù)(qP)、光系統(tǒng)Ⅱ的潛在活性(Fv/Fo)。

1.3.3 生理與營養(yǎng)品質(zhì)指標(biāo)測定 用乙醇浸提比色法測定葉片光合色素含量；用2，6-二氯酚靛酚比色法測定VC 含量；用考馬斯亮藍(lán)比色法測定可溶性蛋白含量；用蒽酮比色法測定可溶性糖含量；用60% H2SO4消化-蒽酮比色法測定纖維素含量；用氯化三苯基四氮唑(TTC)法測定根系活力；用硝基水楊酸法測定硝態(tài)氮含量；用紫外分光光度法測定類黃酮和總酚含量[19-22]。

1.3.4 韭菜辛辣度測定 利用洋蔥辛辣度的檢測方法對韭菜的辛辣度進(jìn)行分析，其辛辣度通過測定CSOs 水解后酶促丙酮酸含量來表示[23]。 每處理取5～8 株長勢一致的韭菜，去掉葉尖及莖保留中間部位，并切成3 ～5 mm 小段。 每處理分為背景組和反應(yīng)組，每組重復(fù)3 次，每重復(fù)取0.200 g 韭菜放入EP 管中，之后背景組加入5% TCA 磷酸緩沖液(pH 6.5)1.5 mL，反應(yīng)組加入蒸餾水1.5 mL。 采用高通量植物勻漿提取儀研磨成勻漿，用臺(tái)式冷凍離心機(jī)在10 000 r/min、25 ℃條件下離心5 min。 將離心后的各處理上清液稀釋5 倍。背景組和反應(yīng)組分別按比例加入稀釋后的韭菜組織上清液、0.0125% 2，4-二硝基苯肼溶液、0.6 mol/L NaOH(3∶1∶5)，室溫下反應(yīng)5 min。 用Bio Tek 酶標(biāo)儀在波長520 nm 處進(jìn)行吸光值測定。將丙酮酸鈉溶液進(jìn)行梯度稀釋，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線，用于計(jì)算韭菜葉片的酶促丙酮酸含量，間接測定其辛辣度。 為確定韭菜生長期間不同光質(zhì)下韭菜酶促丙酮酸含量的變化趨勢，于處理7 天后每3 天進(jìn)行一次酶促丙酮酸含量測定，共測定10 次。

1.3.5 產(chǎn)量調(diào)查 參考文獻(xiàn)[24]的方法進(jìn)行產(chǎn)量調(diào)查。 產(chǎn)量(kg/hm2)＝(單個(gè)營養(yǎng)液栽培格盤收獲韭菜重×10 000)/格盤面積(0.11505 m2)。

1.3.6 風(fēng)味檢測 利用PEN3 電子鼻進(jìn)行韭菜風(fēng)味品質(zhì)測定。 采用頂空吸空氣法檢測，將5 g 韭菜磨成勻漿并用25 mL 蒸餾水沖洗進(jìn)50 mL 燒杯中用封口膜封口，放置10 min，將取樣針頭插入密封燒杯的頂部吸取氣體樣品。 檢測條件:傳感器沖洗時(shí)間為100 s，歸零時(shí)間以及樣品準(zhǔn)備時(shí)間為5 s，進(jìn)樣流量為300 mL/min，樣品測定時(shí)間為150 s。 將傳感器響應(yīng)曲線中第100 s 的平均值作為特征穩(wěn)定值用于后續(xù)建模。

1.4 數(shù)據(jù)處理與分析

采用Microsoft Excel 2010 進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和作圖，采用SPSS 25.0 軟件進(jìn)行單因素方差分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同LED 光質(zhì)對水培韭菜生長指標(biāo)的影響

由圖1 可知，藍(lán)光處理韭菜長勢被抑制，沒有出現(xiàn)分蘗現(xiàn)象，地下部長勢優(yōu)于其他處理，更利于硫素的轉(zhuǎn)化積累和提高韭菜辛辣度。

圖1 不同LED 光質(zhì)下水培韭菜形態(tài)

由表1 可以看出，株高、葉長以綠光處理最大，與白光處理相比分別顯著增加51.4%和40.4%；但綠光處理韭菜莖過度伸長，假莖變細(xì)，葉片數(shù)減少，韭菜纖弱易倒伏，且產(chǎn)量只有21 137.48 kg/hm2，較白光處理顯著降低26.8%。紅光在提高葉寬和產(chǎn)量方面具有顯著促進(jìn)作用，與白光相比，分別提高17.0%和31.6%；紅光處理產(chǎn)量最高，為38 028.59 kg/hm2，說明紅光可以顯著提高韭菜產(chǎn)量。 與白光相比，藍(lán)光顯著抑制韭菜的葉長、假莖粗和葉片數(shù)。 白光處理下，韭菜假莖粗和葉片數(shù)達(dá)到最大值，分別為13.66 mm 和10.33片，顯著高于紅光、藍(lán)光以及綠光處理的韭菜，說明二者可能受到多種光質(zhì)的調(diào)控。

表1 不同LED 光質(zhì)對水培韭菜生長及產(chǎn)量的影響

由表2 可知，韭菜地上部鮮重紅光處理下最大，為73.73 g，最低值出現(xiàn)在綠光處理，為31.83 g，因其地上部徒長而莖稈纖弱。 與白光相比，紅光、藍(lán)光、綠光抑制韭菜干物質(zhì)積累，地上部干重分別下降19.5%、9.3%、72.6%。 植株地上部含水率在綠光處理下達(dá)到最大值，為95.1%。 4種光質(zhì)處理地下部鮮重表現(xiàn)為白光＞紅光＞藍(lán)光＞綠光，地下部干重表現(xiàn)為藍(lán)光＞白光＞紅光＞綠光，說明藍(lán)光促進(jìn)地下部干物質(zhì)積累。

表2 不同LED 光質(zhì)對水培韭菜生長指標(biāo)的影響

2.2 不同LED 光質(zhì)對水培韭菜熒光指標(biāo)的影響

Fv/Fo 常被用來衡量植株葉片中PSⅡ原初光能轉(zhuǎn)化效率以及潛在的活性；ФPSⅡ常被用作衡量葉片中光合電子傳遞快慢的指標(biāo)；qP 為光化學(xué)淬滅系數(shù)，反映PSⅡ中原初電子QA 的還原狀態(tài)，qP 值越大PSⅡ中的電子傳遞活性越大。 由表3 可知，F(xiàn)v/Fm、Fv/Fo 的變化趨勢相同，均為藍(lán)光＞綠光＞白光＞紅光，藍(lán)光處理達(dá)到最大值，分別為0.794、3.85；綠光處理qP 達(dá)到最大值，為0.829；紅光處理ФPSⅡ達(dá)到最大值，為0.622。

2.3 不同LED 光質(zhì)對水培韭菜葉綠素含量的影響

由表4 可知，與白光相比，紅光、藍(lán)光、綠光都抑制韭菜葉綠素的合成，并且綠光的抑制效果更顯著。 葉綠素a、葉綠素a+b含量均為白光＞藍(lán)光＞紅光＞綠光，葉綠素b 含量為白光＞紅光＞藍(lán)光＞綠光。 說明韭菜葉綠素對單一光源敏感程度不同，受到多種光質(zhì)共同影響。

表4 不同LED 光質(zhì)對水培韭菜葉綠素含量的影響

2.4 不同LED 光質(zhì)對水培韭菜營養(yǎng)品質(zhì)的影響

由表5 可知，VC 含量表現(xiàn)為藍(lán)光＞白光＞紅光＞綠光，說明紅光和綠光抑制韭菜VC 的生成，而藍(lán)光有利于韭菜VC 的生成，VC 含量最大值為389.85 mg/kg。 韭菜可溶性糖含量各處理間沒有顯著差異，含量在2.13%～2.17%。 經(jīng)過藍(lán)光處理的韭菜可溶性蛋白含量最高，為6.34 mg/g，紅光、綠光處理韭菜的可溶性蛋白含量都有不同程度的降低，較白光處理分別降低2.9%、29.0%。 經(jīng)過單色光處理的韭菜酶促丙酮酸含量都有不同程度的提高，紅光、藍(lán)光、綠光處理之間差異不顯著。硝態(tài)氮含量表現(xiàn)為紅光＞白光＞綠光＞藍(lán)光，最低值為5 100.16 mg/kg，與白光相比降低34.6%。說明適當(dāng)?shù)乃{(lán)光可以降低韭菜的硝態(tài)氮含量，提高韭菜營養(yǎng)品質(zhì)。

表5 不同LED 光質(zhì)對水培韭菜營養(yǎng)品質(zhì)的影響

由圖2 可知，白光處理韭菜的纖維素含量最高，表現(xiàn)為白光＞紅光＞綠光＞藍(lán)光；紅光處理韭菜的總酚含量和類黃酮含量最高，總酚含量表現(xiàn)為紅光＞白光＞藍(lán)光＞綠光，類黃酮含量表現(xiàn)為紅光＞藍(lán)光＞白光＞綠光。 總酚和類黃酮含量最大值分別為7.33 mg/g 和126.1 mg/kg，較白光處理分別提高28.6%和40.9%；藍(lán)光處理的韭菜纖維素含量最少，較白光處理降低50.1%。 紅光處理韭菜的根系活力最大，為734.57 μg/(g·h)，較白光處理提高9.2%；與白光相比，藍(lán)光、綠光處理降低韭菜的根系活力，繼而降低韭菜從營養(yǎng)液中吸收營養(yǎng)物質(zhì)的效率。

圖2 不同LED 光質(zhì)對水培韭菜營養(yǎng)品質(zhì)的影響

2.5 不同LED 光質(zhì)對水培韭菜酶促丙酮酸含量的影響

從圖3 可以看出，LED 光質(zhì)處理第10 天時(shí)韭菜酶促丙酮酸含量出現(xiàn)峰值，以綠光處理最大，含量為10.66 μmol/g；第34 天時(shí)白光處理韭菜酶促丙酮酸含量最低，為5.62 μmol/g。 韭菜生長初期至收獲期，紅光、藍(lán)光、綠光處理下韭菜體內(nèi)酶促丙酮酸含量總體高于白光處理，韭菜生長期內(nèi)酶促丙酮酸含量大致呈下降趨勢。 從韭菜風(fēng)味考慮，可以將韭菜收獲期提前。

圖3 不同LED 光質(zhì)處理的水培韭菜酶促丙酮酸含量變化趨勢

2.6 不同LED 光質(zhì)對水培韭菜風(fēng)味成分的影響

表6 為電子鼻儀器測定的10 種風(fēng)味指標(biāo)。圖4 為韭菜樣品在電子鼻中的檢測信號(hào)圖，即電子鼻對韭菜樣品敏感物質(zhì)的響應(yīng)曲線，根據(jù)10 個(gè)電子鼻傳感器檢測到的10 種風(fēng)味物質(zhì)的相對電導(dǎo)率數(shù)值繪制。 其中，G0 為傳感器通入空氣時(shí)的初始電導(dǎo)率，G 為檢測到韭菜樣品中揮發(fā)性物質(zhì)時(shí)的電導(dǎo)率，G/G0 代表傳感器的相對電導(dǎo)率。電子鼻檢測到的氣體濃度越大，其響應(yīng)就越高。

表6 PEN3 電子鼻傳感器敏感物質(zhì)

圖4 電子鼻對韭菜樣品敏感物質(zhì)的響應(yīng)曲線

圖5 為利用100 s 時(shí)電子鼻中趨于穩(wěn)定的相對電導(dǎo)率繪制的4 個(gè)處理10 種風(fēng)味物質(zhì)的柱形圖。 其中氮氧化物(W5S)、硫化合物(W1W)、芳烴化合物和硫的有機(jī)化合物(W2W)是判斷韭菜風(fēng)味的關(guān)鍵指標(biāo)。 可知，W5S、W1W、W2W 均以藍(lán)光處理最佳，相對電導(dǎo)率分別為4.31、12.67、3.19，較白光分別提高4.9%、16.6%、9.2%，紅光和綠光處理的相對電導(dǎo)率都低于白光。 說明韭菜的特征風(fēng)味可以因光質(zhì)的變化而改變，并以藍(lán)光處理最佳。

圖5 100 s 時(shí)電子鼻對韭菜樣品敏感物質(zhì)的響應(yīng)

3 討論

3.1 不同LED 光質(zhì)對水培韭菜生長及葉綠素?zé)晒庵笜?biāo)的影響

植株的生長發(fā)育、形態(tài)建成以及根系生長均受到光質(zhì)的直接影響[25]。 本研究表明，紅光處理提高韭菜植株地上部干物質(zhì)積累，增加葉片寬度，提高產(chǎn)量；藍(lán)光對株高、葉長起抑制作用，植株矮化，其原因可能是藍(lán)光處理使韭菜體內(nèi)的吲哚乙酸氧化酶活性受到抑制進(jìn)而影響韭菜長勢；綠光處理顯著增加韭菜莖部長度而徒長，長勢弱易倒伏，這與姜宗慶[26]在香椿芽苗菜、劉慧蓮等[27]在番茄幼苗上的研究結(jié)果一致。 韭菜產(chǎn)量受到地上部鮮重、株高、葉長、莖粗、葉片數(shù)等生長指標(biāo)的影響，紅光促進(jìn)韭菜地上部干物質(zhì)積累，產(chǎn)量也隨干物質(zhì)量的上升而增加。

本研究表明，與白光相比，紅光、藍(lán)光對韭菜葉片的葉綠素a、葉綠素b 含量均有顯著抑制作用，這與前人在蕹菜上的研究結(jié)果一致[28]。 綠光處理韭菜體內(nèi)葉綠素含量顯著低于白光處理，這可能是由于綠光光譜中600 ～800 nm 和320 ～500 nm 兩個(gè)吸收區(qū)的光量較低，不利于葉綠素的形成。 本試驗(yàn)中，綠光處理提高韭菜的qP 值，紅光和藍(lán)光處理降低qP 值且藍(lán)光的抑制更加顯著，這與吳艷等[29]在珙桐上的研究結(jié)果一致。 這是因?yàn)榫G光能透過植株上層葉片激發(fā)低冠層葉片的光合能力，促進(jìn)低冠層葉片的光合作用。 韭菜的Fv/Fm、Fv/Fo 紅光處理時(shí)下降、藍(lán)光處理時(shí)上升，這可能是因?yàn)镻SⅡ受到藍(lán)光的激發(fā)后葉片的潛在活力增大。 不同光質(zhì)處理間ФPSⅡ值差異不顯著，但以紅光處理最大，顯示韭菜葉片的ФPSⅡ受到光質(zhì)的輕微調(diào)控，這跟紅桔、木荷、杉木幼苗[30-31]上的研究結(jié)果一致。

3.2 不同LED 光質(zhì)對水培韭菜營養(yǎng)品質(zhì)指標(biāo)的影響

植物的次生代謝物VC、總酚和類黃酮具有較強(qiáng)的抗氧化能力，其含量受到光質(zhì)的調(diào)控，是植物中重要的生物活性物質(zhì)[32]。 由本試驗(yàn)結(jié)果可知，藍(lán)光處理韭菜VC 含量顯著高于白光處理，可能是由于藍(lán)光提高韭菜體內(nèi)的半乳糖內(nèi)酯脫氫酶活性，繼而促進(jìn)韭菜VC 合成，這與發(fā)芽大豆[33]、蘿卜芽苗菜[34]上的研究結(jié)果一致，與芹菜[35]上的研究結(jié)果不同，這可能與作物品種特性相關(guān)。 紅光處理使總酚和類黃酮含量顯著增加，這是因?yàn)榧t光處理提高了韭菜的抗氧化能力，進(jìn)而提高二者的含量；而綠光使類黃酮合成受阻，這是因?yàn)榫G光處理下韭菜的抗氧化能力受到抑制；藍(lán)光下韭菜類黃酮和總酚含量下降，這與前人的研究結(jié)果一致[36]。

本試驗(yàn)中，藍(lán)光下韭菜硝態(tài)氮含量顯著低于白光、紅光以及綠光處理。 有研究表明，硝酸還原酶活性極易受到光質(zhì)的影響[37]，推測藍(lán)光處理下硝酸還原酶活性高于白光、紅光及綠色處理，從而降低植株體內(nèi)的硝態(tài)氮含量。

植株的光合作用受到光質(zhì)的直接影響，繼而影響葉片的光合產(chǎn)物轉(zhuǎn)運(yùn)到根系，間接影響植株根系的生長和活力[38]。 本試驗(yàn)結(jié)果表明，韭菜根系活力在紅光處理下顯著提高，藍(lán)光、綠光處理顯著下降，這與陳嫻[39]的研究結(jié)果一致。

從本研究結(jié)果可以看出，隨著白光、紅光、藍(lán)光、綠光處理時(shí)間延長，韭菜酶促丙酮酸含量在其生長期間波動(dòng)變化，但總體呈降低趨勢，說明韭菜的辛辣性有降低趨勢。 造成酶促丙酮酸含量呈波動(dòng)變化的原因可能是韭菜生長和品質(zhì)指標(biāo)建成之間相互轉(zhuǎn)化，表現(xiàn)為:處理10～13 d 間韭菜長勢較快，酶促丙酮酸含量下降也較快，造成體內(nèi)CSOs含量表達(dá)不足，韭菜辛辣性減??；10 ～34 d 間，綠光處理下酶促丙酮酸含量從10.66 μmol/g 降至7.28 μmol/g，這和其他處理差異明顯，其原因可能是綠光造成韭菜徒長且后期養(yǎng)分積累受阻，進(jìn)而造成辛辣性降幅增大。

電子鼻系統(tǒng)檢測中，W5S(氮氧化物)、W1W(硫化合物)、W2W(芳烴化合物和硫的有機(jī)化合物)為韭菜的特征性風(fēng)味物質(zhì)[40]。 本研究結(jié)果表明藍(lán)光處理提高韭菜中W5S、W1W、W2W 等關(guān)鍵風(fēng)味物質(zhì)含量。 有研究表明，紅光促進(jìn)草莓果實(shí)中相關(guān)基因的表達(dá)，提高草莓香氣的組成與擴(kuò)散，并提高草莓果實(shí)中烷烴、 醛類以及酸類物質(zhì)[41-42]；而在本研究中紅光抑制韭菜特征性風(fēng)味物質(zhì)合成，這與前人的研究結(jié)果不一致，造成這樣的結(jié)果可能跟物種有關(guān)。 烷類(W1S)相對電導(dǎo)率的大小可以反映植株成熟度，值越高，植株的成熟度越高[43]。 經(jīng)過光的誘導(dǎo)，4 個(gè)處理韭菜中W1S 的相對電導(dǎo)率明顯高于韭菜的特征性風(fēng)味指標(biāo)，造成這樣的原因可能是光質(zhì)促進(jìn)烷類在植株體內(nèi)的合成，但紅光、藍(lán)光以及綠光處理韭菜中W1S 的提升量低于白光處理，說明白光處理韭菜的成熟度大于其他單色光質(zhì)處理，單色光質(zhì)處理可以延長韭菜的種植時(shí)間。

4 結(jié)論

本試驗(yàn)采用液培無土栽培方式在植物工廠中進(jìn)行，設(shè)置光照強(qiáng)度為200 μmol/(m2·s)的白光、紅光、藍(lán)光及綠光處理，研究不同顏色光質(zhì)對韭菜生長、產(chǎn)量、辛辣性、總酚、類黃酮含量以及風(fēng)味成分的影響。 結(jié)果顯示，紅光對韭菜株高、葉長、葉寬、假莖粗和產(chǎn)量有促進(jìn)作用，并增大地上地下部鮮重；紅光處理下韭菜總酚、類黃酮含量最高，可溶性蛋白、酶促丙酮酸含量較高，纖維素含量顯著低于白光處理，但硝態(tài)氮含量最高。 藍(lán)光處理下韭菜生長健壯，產(chǎn)量較高，可溶性蛋白、酶促丙酮酸、VC 含量最高，總酚、類黃酮含量較高，纖維素、硝態(tài)氮含量最少。 綜合分析，韭菜生產(chǎn)上，建議使用藍(lán)光進(jìn)行處理，以實(shí)現(xiàn)較高產(chǎn)量、最優(yōu)品質(zhì)及風(fēng)味的有機(jī)結(jié)合。