光温耦合对生菜生长和品质的影响(2)
表4 光温耦合对生菜品质的影响 6
图1 光温耦合对生菜DPPH清除率和硝酸盐含量的影响 6
光温耦合对生菜生长和品质的影响
引言 光照和温度是影响植物生长的重要环境因子，它们不仅影响着植物的光合作用，而且对植物形态建成、新陈代谢和品质形成有着重要的调节作用[1]。大量研究表明，光照和温度对菠菜抽薹[2]、番茄苗期叶片生长[3]、黄瓜光合产物运输与分配[4]、菊花花期[5]和金钗石斛生长[6]等植物生理生长有显著影响，且因物种和品种不同存在较大差异。
生菜（Lactuca sativa L.）即叶用莴苣，因适宜生食而得名，是水培绿叶蔬菜生产面积最大的蔬菜之一，有着重要的经济价值。其株型矮小紧凑，且适合工厂化设施立体栽培，在当前大力发展设施园艺的背景下，工厂化生菜栽培有着广泛的发展前景。工厂化蔬菜栽培是一种通过对设施环境参数不断优化和调控实现蔬菜优质高效生产的现代农业方式。其运行和智能化管理时刻消耗电能，其光照和温控系统能耗最大，占总能耗的 90 %以上[7]。目前，光温条件的能耗成本已成为工厂化蔬菜栽培运行成本的构成主体。因此，提高光、温能量利用率，优化光温环境参数是降低工厂化设施栽培能耗的必由之路。
目前，大多数有关生菜的研究侧重于不同光照、温度等单因子对生菜生长和品质的影响[8-10]，而关于光温耦合对生菜生长和品质影响的研究相对较少，Knight等[11]探究了不同高光强与温度对两种生菜产量的交互作用，周静等[12]研究玻璃温室垂直空间上不同光温环境对生菜生长的影响，姜仕豪等[13]探索不同温度下采收前持续光照对水培生菜硝酸盐积累的影响。基于光温条件对生菜的影响虽有以上研究成果，但在全人工环境条件下采用 LED 灯为光源给予光强和温度的变化对生菜生长和品质的研究还比较少见。而光温条件的建立对设施环境调控下生菜的健康生长和品质提高有重要的作用，而且关系到设施环境调控的能耗。本试验中基于光温耦合对生菜生长和品质研究的结果，不仅可用于植物工厂光温环境的调控，也可为太空农业中生菜栽培的光温环境设置提供参考。
1材料与方法
1.1 材料与处理
本试验在南京农业大学 LED 实验室进行，以‘糕华’散叶生菜为试验材料，研究不同光温条件对生菜生长和品质影响。光照强度分别设置为 160 µmol m-2 s-1（G1）和 200 µmol m-2 s-1（G2）；昼/夜温度分别是 20±2/15±2℃（T1），24±2/18±2℃（T2），光温交互共 4 个处理：T1G1、T1G2 、T2G1、T2G2。种子催芽 5 天后，播于直径为 8 cm 的营养钵采用蔬菜栽培专用基质育苗，待长至 2 叶 1 心时分别移植入以上的光温环境中，并处理 45 天。光源采用红蓝 LED 复合光，红色和蓝色 LED 光的光量子比为 3:1 (其红光峰值波长为 660 nm，蓝光峰值波长为 445 nm，半波宽为 20 nm)。光周期为 12 h/d，相对湿度为 60 % ～ 80 %，按需水肥管理，每处理 21 株， 3 次重复。
1.2 测定指标与方法
植株处理 45 天后取样，各处理随机取样 3 株，测量生菜株高、茎粗等形态指标并称取鲜质量，并将植株上、下部分置于烘箱中 105 ℃杀青 15 min 后， 85 ℃烘干至恒质量，获取干样质量；采用纸重法测定叶面积[14]；光合色素采用乙醇丙酮液提取，采用分光光度计测定[15]；1 % HCl-甲醇提取法花青素含量[16]；分光法测定 DPPH 清除率[17]；蒽酮比色法测定可溶性糖含量[15]；间二苯酚比色法测蔗糖含量[15]；考马斯亮蓝法测定可溶性蛋白含量[15]；TCA 分光光度计法测定文生素 C 含量[18]；水杨酸比色法测硝酸盐含量[18]；各指标均重复测定 3 次。