LED在芽苗菜生产中的应用及前景

芽苗菜俗称"芽菜",一般是指用植物种子或其他营养体,在一定条件下培育出可供食用的嫩芽、芽苗、芽球、幼梢或幼茎等芽苗类蔬菜。芽苗菜营养丰富,风味独特,品质柔嫩,且种子萌发后营养价值提升,具有人体不可缺少的多种氨基酸和矿物质,安全卫生并具有一定的医疗保健作用。但在生产中通常使用一些生长调节剂或微量元素溶液进行浸种或喷洒。易造成化学物质在芽苗菜内的积累,从而引发安全与卫生隐患。研究开发安全环保、经济有效的芽苗菜生产技术迫在眉睫。光环境调控技术采用物理手段调控植物生长,符合绿色农业的要求,在芽苗菜生产中具有广阔的应用前景。LED具有光质纯、光效高、波长类型丰富、光谱能量调制便捷等突出优势,是芽苗菜生产中理想的光环境调控设施。本文综述了我国芽苗菜的发展现状及存在问题,LED应用于芽苗菜生产的研究及LED光环境调控技术在芽苗菜生产中的应用前景。     

不同光质对萝卜芽苗菜生长和营养品质的影响

以荧光灯为对照,采用LED调制光质和光量,研究不同光质对萝卜芽苗菜生长和营养品质的影响.结果表明,红光处理对萝卜芽苗菜生长影响显著,下胚轴长、子叶面积、植株鲜质量及干质量均达到最大值,且显著高于对照.红光与红蓝光组合处理下,可溶性糖与淀粉含量均显著高于对照.综合考虑认为应用红光照射有利于萝卜芽苗菜生长,提高产量,改善部分营养品质.     

不同光质对萝卜芽苗菜生长和营养品质的影响

以荧光灯为对照,采用LED调制光质和光量,研究不同光质对萝卜芽苗菜生长和营养品质的影响。结果表明,红光处理对萝卜芽苗菜生长影响显著,下胚轴长、子叶面积、植株鲜质量及干质量均达到最大值,且显著高于对照。红光与红蓝光组合处理下,可溶性糖与淀粉含量均显著高于对照。综合考虑认为应用红光照射有利于萝卜芽苗菜生长,提高产量,改善部分营养品质。     

光质对萝卜芽苗菜总酚类物质含量及抗氧化能力的影响

采用发光二极管（LED）精确调制光质和光量,以黑暗为对照,研究光质对‘杨花萝卜’和‘青头萝卜’芽苗菜生长、总酚类物质含量、抗氧化能力及苯丙氨酸解氨酶（PAL）活性的影响。结果表明,芽苗菜的生长、总酚类物质含量、抗氧化能力和PAL 活性因光质和处理时间不同而异。总体来看,下胚轴长和地上部鲜质量在培养3 ~ 7 d 增加迅速,其后增加缓慢,且总酚类物质含量也是在培养初期高于培养后期。与黑暗处理相比,紫外光（UV-B）处理显著增加了芽苗菜中酚类物质的含量。相应地,芽苗菜的抗氧化能力和PAL 活性都在UV-B 处理下最高。另外,蓝光处理也显著增加了‘杨花萝卜’芽苗菜中酚类物质的含量及PAL 活性。因此认为UV-B 和蓝光,能增加芽苗菜中的总酚类物质含量,提高萝卜芽苗菜的营养品质。     

不同光质对豌豆芽苗菜生长和品质的影响

为探明光质对芽菜生长及品质的影响,以豌豆为试材,采用半导体发光二极管光源(LED)精确调制红光(R)、绿光(G)、蓝光(B)、红蓝光4∶1(RB 4∶1),以遮光处理为对照(CK),研究不同光质对豌豆芽苗菜生长及其品质的影响。结果表明:各光质都提高了豌豆芽苗菜品质指标氨基酸、蛋白质、维生素C、类胡萝卜素、花青素含量和生长指标干质量,红光处理的维生素C、蛋白质和花青素含量最大,较对照分别升高了312.51%、74.31%和157.68%,蓝光处理的氨基酸含量最高,较对照升高了312.55%,干质量的最大值为红蓝光4∶1处理,红蓝光4∶1处理的类胡萝素含量约为对照的13倍。应用模糊函数的隶属函数法,进行综合性评价,得到红蓝4∶1的和值最大,绿光的和值最小,由此可得红蓝4∶1最适合豌豆芽苗菜的生产。     

不同光质对苦荞芽苗菜生长和品质的影响

以荧光灯白光为对照,苦荞为试验材料,设蓝色(B)、红色(R)、绿色(G)、红蓝3︰1(R:B=3:1)4个处理,研究不同光质LED植物灯对苦荞芽苗菜生长、光合色素含量和营养品质的影响,结果显示:苦荞芽苗菜的株高、干重和鲜重在红光下最高,但干鲜比是蓝光下最高。白光处理下的叶绿素含量明显高于其他处理,类胡萝卜素在各处理下无明显差别。红蓝复合光下可溶性糖含量最高,氨基酸在蓝光下最高,纤维素含量是绿光下最高;Vc含量以白光最高。芦丁含量在蓝光处理下最高,含量为3.29mg/g。结论:在苦荞芽苗菜工厂化生产过程中可以根据生产需要选择不同的光质来进行光环境调节。     

科技文摘

正UV-A诱导大豆芽苗菜下胚轴中花青苷积累的分子机理目的:研究长波紫外光(UV-A)、白光(W)和蓝光(B)对大豆芽苗菜下胚轴中花青苷含量、花青苷合成相关酶活性、花青苷合成途径相关基因及光受体基因表达量的影响,以探明UV-A诱导大豆芽苗菜下胚轴中花青苷生物合成的分子机理,为光质调控技术应用于大豆芽苗菜工业化生产提供理论依据。方法:以大豆‘东农690’为试材,以黑暗培养为对照,连续     

LED光源在荞麦芽苗脱壳上的应用研究

为提高荞麦芽苗菜的脱壳率,试验研究了不同LED光质组成和光照强度对荞麦芽苗脱壳的影响。试验结果表明,使用含有远红外光(FR)光谱的LED灯组较提高光照强度更有利于荞麦芽苗脱壳;利用光敏色素在植物生长过程中的调控作用,调节R/FR比例,可降低荞麦芽苗的戴壳率。     

同光周期红光对油葵芽苗菜生长和品质的影响

采用发光二极管（light emitting diode,LED）精确调制红光（630 ± 20）nm的光强及光周期,研究不同光周期LED红光对油葵芽苗菜生长和品质的影响。结果表明：随着光周期从0延长至12 h · d-1,油葵芽苗菜下胚轴长显著降低,子叶面积显著增加;而随着光周期从0延长至16 h · d-1时,芽苗菜叶绿素和类胡萝卜素含量显著提高;全株鲜质量和淀粉含量在光周期为16 h · d-1时均有显著提高;维生素C的含量随光周期延长呈现逐渐提高的趋势,而游离氨基酸含量、SOD和CAT活性均呈现降低趋势。总体而言,红光光周期设置在16 h · d-1时有利于促进油葵芽苗菜生长和部分品质改善。     

不同光质下外源锌对水培生菜生长和品质的影响

以'意大利耐抽薹'生菜(Lactuca sativa L.)为试材,采用水培法,设置不同光质(红蓝光比例为4∶1、1∶2和全红光、全蓝光)和外源锌浓度(0、0.5、1.0 mg·L-1 ZnSO4·7H2O),研究不同光质下外源锌对水培生菜生长和品质特性的调控效应,以期为植物工厂在不同光质下施加外源锌提高蔬菜产量和品质提供参考依据.结果 表明:高比例红光会促进生菜生物量、可溶性糖和还原糖的积累,并降低硝酸盐的含量,其中以红蓝光比例为4∶1的光质处理效果最好;高比例蓝光会促进光合色素和可溶性蛋白质含量的增加,其中以全蓝光处理效果最好,但全蓝光处理会对植株的生长产生抑制作用.从光质与Zn的互作效果看,光质对生菜生长和品质的影响起主导作用,外源Zn起调节作用.综合考虑,红蓝光比例为4∶1光质下根施0.5 mg·L-1 ZnSO4·7H2O处理对生菜的生长发育、产量提高以及品质改善的促进作用最佳.     

光质和光周期对大豆芽苗菜生长及总酚类 物质含量的影响

采用发光二极管（light emitting diode,LED）精确调制光谱能量分布,研究不同光质和光周期对大豆芽苗菜生长、
总酚类物质含量及DPPH 自由基清除能力的影响。光质试验结果表明：紫外光（UV-B）处理显著降低了大豆芽苗菜下胚轴
长及可食率,且有利于植株水分积累;各光质处理均显著提高了下胚轴中总酚类物质含量,其中UV-B 处理含量最高,显著
高于黑暗培养和其他光质处理;UV-B 处理子叶和下胚轴中DPPH 自由基清除能力最强,均显著高于黑暗培养。光周期试验
结果表明：UV-B 8 h·d^-1 处理大豆芽苗菜根长最长,下胚轴长最短;UV-B 8 h·d^-1 和12 h·d^-1 处理下胚轴中总酚物质含量
和DPPH 自由基清除能力且均显著高于黑暗培养和其他光处理,其中8 h·d-¹ 光周期处理比12 h·d^-1 效果更好。总体而言,
8 h·d^-1 的UV-B 处理最有利于大豆芽苗菜下胚轴中总酚类物质积累和DPPH 自由基清除能力的提高。     

优质红豆芽苗菜无土栽培技术研究

红豆芽苗菜是一种口感鲜嫩,营养丰富的芽菜。研究了不同浸种时间、浸种温度、催芽温度以及不同生长介质对红豆芽苗菜生长发育的影响,结果表明：红豆芽苗菜适宜的浸种温度和时间为26℃、24h;催芽的适宜温度为20—24℃;同时在无纺布作为介质的生长条件下,生长最好,生物学效率可达116．84％,品质最佳。     

优质红豆芽苗菜无土栽培技术研究

红豆芽苗菜是一种口感鲜嫩,营养丰富的芽菜。研究了不同浸种时间、浸种温度、催芽温度以及不同生长介质对红豆芽苗菜生长发育的影响,结果表明:红豆芽苗菜适宜的浸种温度和时间为26℃、24 h;催芽的适宜温度为20²4℃;同时在无纺布作为介质的生长条件下,生长最好,生物学效率可达116.84%,品质最佳。     

蕹菜芽苗菜对LED 光强和光质的生长响应

以阔叶空心菜为试材,研究蕹菜芽苗菜对LED 光强和光质的生长响应。结果表明：绿化阶段结束时处理L₇₀₀₀RBW4∶1∶1（光强7 000 lx,红光∶蓝光∶白光为4∶1∶1）的脱壳率显著高于其他处理;光强为7 000 lx 时,3 种光质处理的蕹菜芽苗菜可食部分干质量均显著高于白光对照;光照强度过高显著影响叶绿素的累积,高光强（L₁₁₀₀₀）下的叶绿素a、叶绿素b 含量及叶绿素总量随红光比例的增加而降低,同时子叶白化现象越发明显;不同光强条件下,3 种光质处理的抗坏 血酸含量均随着红光比例的增加而降低,而可溶性糖含量处理间差异不显著;主成分分析结果表明,L₇₀₀₀RBW4∶1∶1 在本试验条件下表现最佳,是较适宜蕹菜芽苗菜工厂化生产的LED 光源配方。     

不同处理对萝卜芽苗菜产量及品质的影响

采用不同浸种时间、培养温度、GA3(赤霉素)溶液处理,对萝卜芽苗菜的生长速度、产量和品质进行研究。结果表明:不同浸种时间显著影响萝卜种子的发芽率,其中,浸种12h萝卜种子发芽率最高,平均发芽率为89.66%,同时,浸种12h的萝卜芽苗菜产量、Vc和蛋白质含量均高于其它处理;不同温度下培养可显著影响萝卜芽苗菜的苗高和产量,最佳的生长温度范围为20²5℃;在萝卜芽苗菜生长期间,喷施不同浓度的GA3溶液对萝卜芽苗菜的苗高和产量有显著的促进作用,以500mg/LGA3处理产量最高,同时萝卜芽苗菜中Vc和蛋白质含量与对照相比显著提高。     

植物工厂不同光配比对水芹生长及品质的影响

以“日本水芹”为试材，以LED白光为对照(CK),共设置5个不同光照水平，分别为R∶B=55∶45、R∶B=65∶35、R∶B=75∶25、R∶B=85∶15、R∶B=95∶5,研究了不同光质配比对水芹生长及品质的调控，以期为水芹的工厂化生长模式提供参考依据。结果表明：当红蓝光光质配比为T4处理R∶B=85∶15时，可溶性糖含量较高，硝酸盐、粗纤维含量较低，综合营养品质最好。该试验中红蓝光光质配比为R∶B=85∶15,为水芹生长的最佳光质配比。     

光强对黑豆芽苗菜生长和营养品质的影响

采用发光二极管（light emitting diode，LED）精确调制光强，研究不同光强对黑豆芽苗菜生
长和营养品质的影响。结果表明：与黑暗培养相比，光强为3、9、15 μmol·m^-2·s^-1 时黑豆芽苗菜的下胚
轴直径显著增加；光强为3 μmol·m^-2·s^-1 时黑豆芽苗菜的VC 含量显著增加；光强为9 μmol·m^-2·s^-1
时黑豆芽苗菜的可溶性蛋白、可溶性糖和蔗糖含量显著增加， 并且POD 活性显著提高。在3～15
μmol·m^-2·s^-1 的光强范围内，黑豆芽苗菜的叶绿素a、叶绿素b、叶绿素a+b 及类胡萝卜素含量均显著
高于黑暗培养，并且各色素含量均随着光强的增大而显著增加。总体而言，3～9 μmol·m^-2·s^-1 的光强
培养有利于黑豆芽苗菜的生长和部分营养品质的改善。     

不同光质对2种芽苗菜营养品质的影响

为满足防空洞或室内阴暗空间进行蔬菜种植时对光的需求,以灰碗豆芽和松柳芽为研究对象,采用不同光质的光源进行试验,以期为此种环境下蔬菜培养专用光源的选择提供依据。试验结果表明,与白光相比,红∶蓝=5∶1处理,2种芽苗菜的株高、地上部分质量、根系等均达到最佳生长状态,提高地上可食用部分;红∶蓝∶白=3∶2∶1、全光谱浅粉色、红∶白=3∶2处理也有一定的促进作用;红∶蓝∶白=3∶2∶1、红∶蓝=5∶1处理有利于蛋白质含量的提升;2种芽苗菜在红∶蓝=5∶1处理下可溶性糖含量最高,依次分别为红∶白=3∶2、红∶蓝∶白=3∶2∶1、白光、全光谱浅粉色处理;在红∶蓝=5∶1处理下维生素C含量最高,其次是红∶蓝∶白=3∶2∶1、红∶白=3∶2,与白光处理存在显著差异。红∶蓝=5∶1、红∶蓝∶白=3∶2∶1两种光处理可显著降低2种芽苗菜中的亚硝酸盐含量;松柳芽在红∶蓝=5∶1处理下硝酸盐含量最低,灰碗豆芽在全光谱浅粉色处理下硝酸盐含量最低,均与白光处理存在显著差异。从不同光质下芽苗菜的综合表现来看,红蓝复合光有利于提高芽苗菜的营养与功能品质,红∶蓝=5∶1、红∶蓝∶白=3∶2∶1可作为室内或者光线不足地方蔬菜种植的光源选择参考依据。     

光质对番茄幼苗生长及抗氧化酶活性的影响

保护地番茄育苗正值冬季,低温引起的氧化胁迫是导致番茄幼苗质量降低的主要原因之一。植物体内氧化还原反应会产生一定量的自由基,植物体自身形成了一系列清除自由基的体系,如过氧化氢酶和过氧化物酶类〔1〕。光在植物生长中具有特殊的地位,它除了作为一种能源控制着光合作用,还作为一种触发信号影响着植物的生长。已有研究表明,光质对植物的生长发育〔2〕、光合特性〔3〕、产量、品质、抗逆和衰老〔4〕等方面均有较大影响。但对光质与抗氧化酶活性的关系了解较少。本试验采用5种不同光质作为调控因子,探讨其对番茄幼苗的生长及抗氧化酶活性…     

萝卜芽苗菜品种筛选

以4个绿皮萝卜品种‘潍萝卜3号’、‘青岛特青萝卜’、‘翠绿水果萝卜’、‘潍萝卜1号’,2个红皮萝卜品种‘神农大红’、‘京红四号’和1个白萝卜品种‘浙大长’为试材,在室内采用苗盘法,比较评价了7个不同皮色萝卜品种芽苗菜生长情况、色素含量、营养品质以及生物产率,以期筛选适合芽苗菜生产的萝卜品种。结果表明:萝卜芽苗菜的生长和品质在不同品种间存在显著差异;绿皮萝卜和红皮萝卜品种在生长和营养品质上优于白皮萝卜‘浙大长’;萝卜‘京红四号’芽苗菜的鲜重为1.96g,维生素C含量为9.28mg/100g FW;‘潍萝卜3号’下胚轴长为6.02cm;‘京红四号’和‘潍萝卜3号’生物产率分别为8.99和8.77,均显著高于其它品种;综上,萝卜‘京红四号’和‘潍萝卜3号’更适合于作为萝卜芽苗菜生产使用。