光源及光质调控在温室蔬菜生产中的应用研究进展

利用光质调控植株形态建成和生长发育是温室栽培领域的一项重要技术。近年来,为克服温室蔬菜的光照不足现象,多采用人工补光来改善温室内光照条件。本文综述了人工补光光源及光质调控在温室蔬菜生产中的应用研究进展,包括人工光源的特征(传统人工光源以及LED光源)及其在温室蔬菜中的应用、光质对温室蔬菜生长发育和品质的影响等方面,重点介绍了温室蔬菜侧面补光方面的应用进展。并对LED灯在我国温室蔬菜栽培领域的应用前景及侧面补光的应用进行了展望。     

科技文摘

光源及光质调控在温室蔬菜生产中的应用研究进展利用光质调控植株形态建成和生长发育是温室栽培领域的一项重要技术。近年来,为克服温室蔬菜的光照不足现象,多采用人工补光来改善温室内光照条件。文章综述了人工补光光源及光质调控在温室蔬菜生产中的应用研究进展,包括人工光源的特征(传统人工光源以及LED光源)及其在温室蔬菜中的应用、光质对温室蔬菜生长发育     

设施栽培蔬菜光环境及调控研究进展

光照是影响设施栽培蔬菜生长发育的最主要环境因子之一,光环境特征和调控是设施环境研究的热点。传统的光环境调控采用普通电光源或滤光膜等,无法定量精确调节光谱能量分布;随着新型半导体光源的兴起,LED补光以其可调节的光质配比组合、光谱能量分布等被广泛应用。本文从日光温室光环境对设施栽培蔬菜的影响入手,对近些年设施内光环境特征及自然光和人工光对温室光环境调控的研究展开综述,同时对未来的研究方向作出了展望。     

不同补光时长对日光温室西葫芦生长、品质及产量的影响

我国西北地区冬季光照时间短,日光温室内部光照不足,严重影响设施越冬茬蔬菜的生长发育,本试验使用LED植物生长灯对日光温室西葫芦进行补光,以期筛选出西北地区设施越冬茬西葫芦栽培最佳补光时长,为日光温室补光技术的研究和应用提供理论依据。在日光温室条件下,以LED植物生长灯(红蓝7∶2)为补光光源,以不补光为对照,研究不同补光时长(1、2、3 h)对西葫芦生长发育、品质、产量及经济效益的影响。结果表明:与无补光对照相比,补光2、3 h处理显著增加西葫芦果实中维生素C含量、可溶性蛋白含量和糖酸比;补光3 h处理西葫芦的单株结果数、单果质量和产量均显著增加,增幅分别为11.9%、6.8%和11.5%,并且补光3 h处理每667 m^2增加西葫芦经济收入1 307.3元。综上,补光3 h对西葫芦的果实品质改善、产量的提高及农户收入的增加效果最好。     

补光处理对设施栽培巨峰葡萄冬季果生长的影响

为研究补充光源对设施反季节栽培巨峰葡萄冬季果生长发育的影响,以6年生的巨峰葡萄为试材,在花前期至果实膨大期分别进行每天夜间4、6和8h的光照处理。结果表明,补光处理能明显促进新梢的营养生长,对新梢的增粗生长促进作用明显,补光处理能有效增加果实的有核果率、单粒质量和果穗质量,对于设施栽培葡萄的产量和品质有着积极作用。     

补光对设施栽培樱桃果实成熟和糖分积累的影响

【目的】探究不同补光处理对樱桃果实的影响，筛选设施栽培樱桃最佳人工补光方案。【方法】以设施栽培的中国樱桃诸暨短柄与黑珍珠为材料，从果实硬核期到采收期间，分别使用不同功率的LED灯光源、白炽灯光源、商品补光灯光源进行补光，以自然光照作为对照，对果实内源激素、相关酶活性与基因表达进行测定。【结果】发现采用红蓝光比例6∶1的LED光源补光显著促进了果实成熟进程，能够使果实成熟过程中内源激素动态变化趋势较对照组提早出现，并且显著提高了成熟软化与糖合成基因的表达，使果实蔗糖合成酶活性比同期对照组提高18.75%以上。【结论】功率36 W的LED补光处理效果最好，显著促进了果实成熟进程，提高樱桃糖分积累量，值得在樱桃生产中应用和推广。     

夜间不同LED补光时段对番茄幼苗生长生理指标的影响

设施番茄在育苗过程中生长常会受到弱光、低温等环境的制约,可利用人工补光手段,改善设施光环境,培育出更加健壮的幼苗。以番茄品种Money Maker为材料,采用夜间LED补光,探究夜间4个不同补光时段对番茄幼苗生长发育的影响。结果表明,夜间LED补光对番茄幼苗生长发育有一定的影响,其中,T3（白天正常照射4.5 h后进行3 h暗期补光）处理相比对照,能显著提高番茄幼苗株高、茎粗、叶片数、壮苗指数、根系活力、净光合速率、保护酶活性以及叶片中叶绿素、可溶性蛋白质、可溶性糖和脯氨酸含量;而T2（白天正常照射结束后每隔3 h补光1 h）处理则在提高番茄幼苗株高、CAT活性方面效果最显著,但与T3差异不显著。此外,T3处理番茄幼苗叶片中的MDA含量也是最低,显著低于T4处理和对照。综上所述,T3处理是对设施番茄幼苗的生长发育最为有利的夜间补光时间段,最能提高植物光合能力,有利于物质的积累和培育健壮的幼苗。     

补光对设施葡萄生长发育及果实品质的影响

以“夏黑”葡萄为研究对象,在花期对葡萄进行不同光照处理,研究了不同补光时长对设施葡萄生长发育及果实品质的影响,以期提高南方设施葡萄品质及产量.结果 表明:补光4h处理的枝条节间粗度和补光3h处理的叶片Fv、Fv/Fm和果穗数均显著高于对照;与此同时,补光处理的果粒数、穗质量、单果质量及纵横径均显著低于对照.补光对不同时期的果实品质具有不同的影响,补光3h的单宁含量在青果期达到最高;补光3h处理的类黄酮、总酚和可滴定酸含量在转色期显著高于对照;补光3h处理的总酚、类黄酮和单宁含量在成熟期均显著高于对照.在一定程度上,补光对枝条和叶片的生长发育及转色后的果实品质具有一定的促进作用.     

人工补光、反光膜、泡沫板在设施蔬菜育苗中的应用

蔬菜育苗过程中经常因弱光、低温环境导致幼苗徒长,影响幼苗质量,补光和保温是控制幼苗徒长、提高幼苗质量的有效措施。本试验研究不同光源补光、悬挂反光膜和苗床铺设泡沫板对幼苗生长的影响,旨在为选取简单方便的设施蔬菜育苗补光、保温方式提供理论和实践依据。试验结果表明,光源距离蔬菜20cm以内可起到补光效果,以5~10cm效果最好,补光效果以LED灯、植物灯最好;反光膜垂直地面悬挂时,并不能增加作物生长空间内某个点的光照强度,补光效果不明显;苗床用泡沫板,保温效果显著。     

LED补光对日光温室脱毒马铃薯微型薯结薯特性的影响

为了探究LED光源在马铃薯微型薯日光温室繁育中的作用,以马铃薯脱毒试管苗克新13号为试材,以温室内自然光照为对照,利用LED混合光源绿光∶蓝光∶红光=1∶1∶3对脱毒试管苗进行补光,研究现代化全光温室中LED光源补光对微型薯结薯特性的影响。结果表明,LED光源补光后微型薯的结薯数量和总质量分别提高了10.0%和14.4%;除了0～10 g级别的微型薯外,其他级别微型薯的结薯总数量和结薯总质量均有所提高。综上所述,LED混合光源绿光∶蓝光∶红光=1∶1∶3处理可以增加日光温室微型薯生产的数量和质量,LED人工补光条件下11～20 g、21～30 g、31～40 g各级别微型薯质量和微型薯数量分别为对照条件下的1.1、1.7、2.4倍和1.3、1.6、2.4倍,这将为马铃薯微型薯日光温室生产中补充光源的选择提供参考。     

不同玉米芯含量对培养料中酶活和木耳产量及其子实体中氨基酸含量的影响

探讨玉米芯含量不同对木耳(Auricularia auricula-judae)培养料中木质素酶和纤维素酶以及子实体产量和氨基酸含量的影响,设置培养料中玉米芯含量分别为10%、30%、50%和70%,在菌丝生长满袋后(菌丝期)和子实体期(第4潮耳出菇期)分别从菌袋的上中下3个部位取培养料混合,测定酶活及木质素和纤维素含量;采收子实体统计4潮菇的产量并测定子实体中氨基酸含量。结果表明:当培养料中玉米芯含量为50%时,菌丝生长速度最快。在菌丝期,当培养料中玉米芯含量为70%时木质素过氧化物酶活性最高,当玉米芯含量为50%时锰过氧化物酶活性最高,漆酶活性随玉米芯含量的增加而降低;羧甲基纤维素酶在4个配方中活性均较高,其中当玉米芯含量为30%时酶活性最高;随玉米芯含量的增加,N-乙酰β-D-葡萄糖苷酶活性升高,β-1,3-葡聚糖酶、β-葡萄糖苷酶和内切β-1,4-葡聚糖酶活性呈先升高后降低的趋势,当玉米芯含量为50%时酶活性达到最高。在子实体期,除木质素过氧化物酶和漆酶外,其余几种酶随玉米芯含量的增加,活性的变化规律均与菌丝期不同。在菌丝期,随玉米芯含量增加,培养料中的木质素含量逐渐减少,纤维素含量逐渐增加;在子实体期,随玉米芯含量增加,培养料中的木质素和纤维素含量均先减少后增加,当培养料中玉米芯含量为50%时含量最低。当培养料中玉米芯含量为50%时子实体每袋总单产和总产量均最高;当玉米芯含量为30%时,子实体中氨基酸及其衍生物含量最高,其中包括人体必需的8种氨基酸。因此培养料中添加玉米芯可以提高与木质素、纤维素降解相关的酶活性,但是不同的酶在不同含量玉米芯的培养料中分泌规律存在差异。     

基于SNP分型的香菇交配型AS-PCR鉴定

目前食用菌的交配型鉴定通常采用单核体两两交配后镜检观察锁状联合的方式进行,工作量大,耗时长且易产生人为误检。本研究以香菇(Lentinula edodes)菌株"申香215"为例,通过对需鉴定交配型的单核体的双核体亲本菌株进行基因组重测序,获得双核体交配型A和B因子区域的序列比对信息,对交配型因子等位基因内部的SNP位点进行统计分析,选择合适位点设计引物,采用等位基因特异PCR(Allele-specificPCR,AS-PCR)技术,根据扩增结果可快速确定单核体的交配型并排除双核体和杂合体。用该方法鉴定香菇单核体的交配型,提高了鉴定效率和准确率,该方法可作为分子标记辅助育种的一种手段,为食用菌遗传育种工作提供新的技术支撑。     

樟芝皿培菌丝提取物体外对SPCA-1肺癌细胞增殖的抑制作用

利用细胞克隆实验、划痕实验和alamarBlue^TM细胞活力测定实验评价樟芝皿培菌丝体醇提物石油醚萃取相和氯仿萃取相对SPCA-1非小细胞肺癌的体外抑制作用,并进一步利用流式细胞术Annexin V-FITC(fluorescein isothiocyanate)/PI(propidium iodide)双染测定细胞早期凋亡率、流式细胞术2',7'-二氯荧光素二乙酸酯(2',7'-dichlorofluorescindiacetate,H2DCFDA)单染测定ROS(reactive oxygen species)释放量、流式细胞术PI单染测定细胞周期变化和ELISA(enzyme-linked immunosorbent assay)检测细胞凋亡相关蛋白Caspase-3、p53和PARP的表达,探讨樟芝皿培菌丝体醇提物石油醚萃取相和氯仿萃取相抑制SPCA-1增殖的作用机理。研究结果表明:樟芝皿培菌丝体醇提物石油醚萃取相和氯仿萃取相均能抑制SPCA-1细胞克隆的形成、迁移和增殖,石油醚萃取相的活性明显好于氯仿萃取相;石油醚萃取相通过促进SPCA-1释放ROS来诱发线粒体依赖性早期凋亡的发生,并使促凋亡蛋白Caspase-3和p53表达上升,同时抑制蛋白PARP表达,从而发挥其抑制SPCA-1肺癌细胞增殖的作用;而氯仿萃取相主要通过将SPCA-1细胞阻滞在S期抑制其增殖。     

改良石蜡切片法观察金针菇子实体不同发育时期组织结构

运用改良石蜡切片法制备了金针菇(Flammulina filiformis)子实体不同发育时期的切片,观察其菌褶和菌柄的细胞结构。结果表明,以柠檬烯为透明剂,金针菇子实体组织结构清晰、完整、无皱缩。观察不同发育时期的金针菇子实体组织切片发现,金针菇原基内部有呈菌丝无规则扭结状态的菌盖结构,随着子实体不断发育,菌盖下端有菌褶结构分化,随后菌柄结构随菌盖发育而进一步分化,菌柄组织细胞状纵向紧密排列,横切面有维管束状细胞呈外紧密内疏松状排列且其间有孔洞出现,菌褶菌髓部呈菌丝与球泡状细胞共同存在的异型分布结构。     

利用不同培养料栽培的草菇子实体挥发性风味成分分析

采用顶空固相微萃取(head space solid phase micro-extraction,HS-SPME)和气相色谱质谱(gas chromatography-mass spectrometer,GC-MS)技术分析稻草、废棉、棉籽壳、金针菇(Flammulina velutiper)菌渣、刺芹侧耳(Pleurotus eryngii)菌渣5种不同培养料栽培的草菇(Volvariella volvacea)子实体挥发性风味成分,利用相对气味活度值(relative odor activity value,ROAV)评价挥发性风味成分对草菇子实体总体风味的贡献,并采用主成分分析法明确了对不同培养料栽培的草菇香气影响较大的挥发性香味成分,通过综合评价指数(general evaluation indexes, GEI)对不同培养料栽培的草菇子实体香气进行评价,采用感官评定法验证分析草菇挥发性风味成分评价模型的准确性。结果表明:不同培养料栽培的草菇子实体中共检测出38种挥发性化合物,其中共有的化合物为26种,主要是芳香族和烯烃类、醛类化合物,其次是醇类化合物、酮类化合物。通过对主要挥发性风味物质的主成分分析发现,异戊醛、己醛、1-辛烯-3-醇、甲硫醇、2-戊基呋喃、二甲基硫醚对草菇子实体香气影响较大。GEI评价结果表明不同培养料栽培的草菇子实体香气差异显著,用刺芹侧耳菌渣栽培的草菇香气品质最优,金针菇菌渣栽培的草菇香气品质最差,感官评定结果与构建的挥发性风味成分评价模型结果一致。     

大孔吸附树脂联用KB-2微球柱层析法分离纯化虫草素的工艺优化

通过比较19种大孔吸附树脂对虫草素的解吸附率并联用KB-2微球柱层析法优选出一种简单快捷分离纯化蛹虫草(Cordyceps militaris)培养基中虫草素的制备工艺。结果表明,经大孔吸附树脂XDA-8D吸附后,再用体积分数30%的乙醇解吸附,虫草素纯度从原料中的0.4%达到了10.53%;联用KB-2微球柱层析法分离虫草素,可将纯度提升至66.94%,其优化后的参数为:上样流速1.0 mL/min,上样浓度0.5 mg/mL,用300 mL(2VB)水和体积分数10%的乙醇450 mL(3VB)除杂,30%乙醇1500 mL(10VB)洗脱得到虫草素。     

α-酮戊二酸对金针菇菌丝生长及赖氨酸合成的影响

使用不同浓度的α-酮戊二酸处理金针菇(Flammulina filiformis)Dan3菌丝,结果显示低浓度α-酮戊二酸(1~5mmol/L)促进菌丝生长,高浓度α-酮戊二酸(10~20mmol/L)抑制其生长。金针菇赖氨酸合成途径中有3个基因(HCS、HIDH以及SDH)的表达模式呈α-酮戊二酸低浓度促进表达,而高浓度抑制表达;另有4个基因(HAH、AAR、AAT2和SDR)在添加α-酮戊二酸后表达量下降。金针菇菌丝中赖氨酸含量也显示出被低浓度α-酮戊二酸促进而被高浓度抑制的现象,2.5mmol/L是诱导赖氨酸合成的最佳浓度。     

保鲜液对芍药‘荷兰橙’切花瓶插期间花瓣色泽变化的影响

以芍药品种‘荷兰橙’切花为试验材料,通过测定其瓶插寿命、花茎变化、水分平衡值、花瓣颜色变化、花青素苷含量、乙烯释放速率、呼吸速率,探讨保鲜液调控‘荷兰橙’切花衰老的生理学效应,以期为芍药切花保鲜技术开发提供理论依据。结果表明:芍药‘荷兰橙’切花能够迅速吸水而开放,花瓣由橙红色逐渐转变为黄色。保鲜液能够改善水分代谢状况,延长切花瓶插最佳观赏期0.4 d,增大花朵的最大花径0.9 cm;同时,瓶插2 d后抑制乙烯释放和呼吸速率达46.2%和28.6%,减缓了花色素苷降解,提高了花瓣的红度。保鲜液能够有效地提高芍药切花的瓶插品质。     

施用强根素对蓝莓生长及品质的影响

试验以辽宁省果树科学研究所大棚栽培的5年生‘北陆’蓝莓等为材料,研究强根素对蓝莓生长、产量和品质的影响。结果显示,强根素处理对蓝莓树体生长、产量提高和品质改善有促进作用。萌芽至现蕾期、果实膨大至转色期和果实采后施用3次的效果最好,其次为萌芽至现蕾期和果实膨大至转色期施用2次的,施用浓度为15 000倍液。     

酸化土壤改良对‘烟富3’苹果产量和品质的影响

为了探索酸化土壤改良对苹果产量和品质的影响,本试验以山东烟台主栽红富士品种‘烟富3’为试材,研究了土壤改良年限对果园土壤理化性质、苹果产量、优质果率和苹果品质的影响。结果表明,连续土壤改良3年后,‘烟富3’吸收根密度显著增加,吸收能力显著增强,在减肥33%的条件下,还能增产15.9%,优果率提升6%,硬度增加1kg/cm2,苦痘病发生率降低81.7%;土壤的pH由5.1上升到6.5,有机质含量上升,有益微生物含量增加,大中微量元素配比更加合理。