專利名稱：一種利用短期連續(xù)光照提高葉菜類蔬菜品質(zhì)的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于蔬菜品質(zhì)調(diào)控及提高技術(shù)領(lǐng)域，特別是針對(duì)采收前的葉菜類蔬菜進(jìn)行 短期品質(zhì)調(diào)控的方法，即，利用短期連續(xù)光照提高葉菜類蔬菜品質(zhì)的方法。
背景技術(shù)：
蔬菜是人們?nèi)粘ｏ嬍持斜夭豢缮俚氖澄镏?，可為人類提供各種蛋白質(zhì)、碳水化 合物、礦物質(zhì)、多種維生素及各種有益的生物活性物質(zhì)，對(duì)維持人體健康必不可少。然而，蔬 菜特別是綠色莖葉類蔬菜容易高量累積一種對(duì)人體健康存在極大潛在威脅的物質(zhì)-硝酸 鹽。據(jù)統(tǒng)計(jì)，人類從蔬菜中攝取的硝酸鹽占人類攝取的硝酸鹽總量的80%以上。為了獲取 高品質(zhì)的蔬菜，人們一直在研究如何在栽培過(guò)程中盡可能提高蔬菜中諸如可溶性糖、維生 素C等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的含量而同時(shí)降低其中的硝酸鹽積累量。通常蔬菜品質(zhì)調(diào)控措施包括長(zhǎng)期調(diào)控和短期調(diào)控兩大類，前者是指在蔬菜的整個(gè) 生長(zhǎng)過(guò)程中實(shí)施各種環(huán)境調(diào)控、營(yíng)養(yǎng)調(diào)控等措施；而后者是指在蔬菜生長(zhǎng)過(guò)程中的某一特 定階段(如采收前)對(duì)蔬菜實(shí)施一個(gè)短期(幾天)的調(diào)控措施。一般說(shuō)來(lái)，長(zhǎng)期的調(diào)控措 施存在調(diào)控成本高，很容易影響蔬菜產(chǎn)量等缺陷。相比而言，短期調(diào)控措施見效快，對(duì)蔬菜 產(chǎn)量影響小。已見報(bào)道的蔬菜品質(zhì)短期調(diào)控措施包括氮素形態(tài)、氮素濃度調(diào)整，加入滲調(diào) 離子(Cr、S042-、AC_)等。其中，典型的如Mozafar報(bào)道了一種通過(guò)在采收前利用無(wú)氮營(yíng)養(yǎng) 液取代栽培營(yíng)養(yǎng)液來(lái)調(diào)控蔬菜品質(zhì)的方法(Plant Foods for HumanNutr it ion，1996，49， 155-162)。其研究結(jié)果表明，經(jīng)過(guò)3天處理后可顯著降低菠菜硝酸鹽的含量并提高維生素 C含量。董曉英和李式軍開展了在采收前減少小白菜營(yíng)養(yǎng)液中的氮量或在去除硝態(tài)氮的基 礎(chǔ)上加入滲調(diào)離子以試圖降低小白菜的硝酸鹽積累的試驗(yàn)(植物營(yíng)養(yǎng)與肥料學(xué)報(bào)，2003， 9(4) :447-451)。結(jié)果表明，在去除營(yíng)養(yǎng)液中的硝態(tài)氮后，在營(yíng)養(yǎng)液中加入Cl—、S042—、蘋果酸 根離子、山梨酸根離子、乙酸根離子是降低溶液培養(yǎng)小白菜硝酸鹽積累的有效措施，同時(shí)其 維生素C含量也顯著提高。盡管上述短期調(diào)控措施在降低硝酸鹽提高維生素C含量上取得了良好效果，但也 存在著一些問(wèn)題(1)由于去除了或減少了氮肥使用量，使得蔬菜的產(chǎn)量有所降低，隨著調(diào) 控時(shí)間的延長(zhǎng)，這種影響更加明顯；( 上述措施降低了其他營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的含量，如在董曉英 和李式軍的試驗(yàn)中，經(jīng)過(guò)處理的蔬菜中糖類的含量顯著降低；03)上述這些調(diào)控措施都需 要在蔬菜生長(zhǎng)后期更換營(yíng)養(yǎng)液，大大增加了管理難度和生產(chǎn)成本；(4)上述短期調(diào)控措施 僅僅適用于無(wú)土栽培，而在傳統(tǒng)的土壤栽培中，上述措施都不可利用；( 上述方法對(duì)天氣 要求較高，在沒有人工補(bǔ)光的條件下必需連續(xù)的幾個(gè)晴天使光照強(qiáng)度達(dá)到一定水平，否則 無(wú)法有效降低蔬菜體內(nèi)的硝酸鹽含量。光是影響植物生長(zhǎng)發(fā)育最重要的環(huán)境因子之一，其對(duì)植物的光合作用、硝酸鹽代 謝、維生素C代謝等過(guò)程都有顯著的影響。然而，已有的研究大多是基于自然光照或光期和 暗期交替的光照，目前尚未見利用短期的連續(xù)光照來(lái)調(diào)控蔬菜品質(zhì)的方法報(bào)道。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是為了克服以上蔬菜品質(zhì)調(diào)控方法的缺陷，提供一種通過(guò)采收前 短期調(diào)控以提高葉菜類蔬菜中可溶性糖和維生素C含量，同時(shí)降低其硝酸鹽含量的方法， 其適用于無(wú)土栽培，亦適用于土壤栽培，操作簡(jiǎn)單方便，效果顯著且不受自然光照條件的影 響。本發(fā)明的目的通過(guò)下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)，一種利用短期連續(xù)光照提高葉菜類蔬菜品 質(zhì)的方法，該方法是在蔬菜采收前2 5天，對(duì)蔬菜施以2 5天連續(xù)光照，增加其體內(nèi)(葉 柄和葉片)的可溶性糖及維生素C營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)積累，同時(shí)降低硝酸鹽含量，該方法既適用于 無(wú)土栽培蔬菜也適用于土壤栽培蔬菜。上述連續(xù)光照是指光照過(guò)程連續(xù)進(jìn)行，沒有光期和暗期的交替，可采用人工光源 提供連續(xù)光照，或白天利用自然光照，僅在夜晚采用人工光源補(bǔ)光。人工光源為電光源，最 優(yōu)為高壓鈉燈、熒光燈、白熾燈、紅色LED光源或紅色和藍(lán)色LED組合光源的一種或幾種光 源的組合。上述方法中的光照強(qiáng)度下限為不低于ΙΟΟμπιοΙ ·πΓ2 · s—1，上限為不超過(guò)該種類蔬 菜的光合作用光飽和點(diǎn)。本發(fā)明的技術(shù)方法利用簡(jiǎn)單的連續(xù)光照實(shí)現(xiàn)了無(wú)土栽培或土壤栽培蔬菜的短期 品質(zhì)調(diào)控，改變了上市蔬菜的成份含量，增加了人體有用的可溶性糖及維生素C營(yíng)養(yǎng)物質(zhì) 積累，同時(shí)減少了硝酸鹽含量，方法簡(jiǎn)單，結(jié)果可靠。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合實(shí)例對(duì)本發(fā)明的方法進(jìn)行具體驗(yàn)證，但不以任何方式限制本發(fā)明的范圍。實(shí)施例11. 1試驗(yàn)材料、試驗(yàn)設(shè)計(jì)試驗(yàn)用植物材料為奶油生菜。生菜育苗及前期培養(yǎng)均在玻璃溫室內(nèi)進(jìn)行，2010年 8月3日播種于蛭石基質(zhì)苗盤，8月觀日移栽至水培裝置。2010年9月17日下午選擇整齊 一致的生菜移栽至植物工廠中的3層栽培架上，并于次日早上6點(diǎn)開始實(shí)施連續(xù)光照試驗(yàn)。 采用熒光燈作為連續(xù)光照光源，通過(guò)調(diào)整燈管密度和高度保持生菜植株高度處的光照強(qiáng)度 為150 士 ΙΟμπιοΙ · m_2 · s—1，植物工廠內(nèi)溫度設(shè)定為20 士 1°C。試驗(yàn)中每層栽培架作為一次 重復(fù)，共3次重復(fù)，每次重復(fù)下有12株生菜。生菜前期培養(yǎng)及連續(xù)光照試驗(yàn)期間均采用循環(huán) 營(yíng)養(yǎng)液水培，其營(yíng)養(yǎng)液組成一致，具體組成如下=KNO3, 5. 94 ；MgSO4,1. 42 ；NH4H2PO4,1. 00 ； KH2PO4jO. 44 ；Ca (NO3)2, 2. 12 ；EDTA-Fe, 4. 29X10-2 ；H3BO3,4. 839Χ1(Γ2 ；MnSO4, 1. 325 X IO-2 ； ZnSO4,1. 35 X IO"3 ；CuSO4, 5 X IO"4 ； (NH4) 6Μο7024，4Χ 1(Γ4，上述成份的單位為 mmol · I71。分別在連續(xù)光照的第0、10、M、48、72小時(shí)從各個(gè)重復(fù)中隨機(jī)取一株生菜，每次取 樣后立即進(jìn)行測(cè)試，測(cè)試項(xiàng)目包括單株鮮重、硝酸鹽含量、可溶性糖含量以及維生素C含 量，所有的測(cè)試項(xiàng)目均分葉片和葉柄分別測(cè)試。硝酸鹽和可溶性糖含量的測(cè)定分別采用水楊酸分光光度計(jì)比色法和苯酚法。采用 0. 04mg/ml的2，6- 二氯酚靛酚溶液滴定維生素C浸提液求得維生素C含量。1.2試驗(yàn)結(jié)果與分析
由表1和2可知，在連續(xù)光照下，生菜單株鮮重穩(wěn)步增加，在72小時(shí)中葉片單株鮮 重凈增加3. 49g，增加幅度為74. 8 %，而葉柄單株鮮重凈增加1. 96g，增幅為41. 5%?？紤]到 試驗(yàn)生菜此前已定植了 20天，而連續(xù)光照的時(shí)間僅為3天，可以看出連續(xù)光照可顯著促進(jìn) 生菜生長(zhǎng)。表1也表明了在72小時(shí)連續(xù)光照下，生菜中的硝酸鹽含量持續(xù)降低。其中葉片中 的硝酸鹽含量從4447. 3mg/此降到了 2069. 2mg/kg,降幅為53. 5%，而葉柄中從50 . 5mg/ kg降低到了 3456. 8mg/此，降幅為31. 2%。72小時(shí)連續(xù)光照下生菜中的可溶性糖及維生素 C含量以近似恒定的速度快速提高。從表1中可以看出，葉片中的可溶性糖含量從0.23% 增加到了 2. 45%，提高了 9. 7倍，而維生素C含量則從0. 031mg/g提高到了 0. 284mg/g, 高了 8. 18倍。葉柄中的可溶性糖含量與葉片中不相上下，從0. 32%增加到了 2. 05%，提高 了 5. 3倍，而葉柄中的維生素C含量遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于葉片中，從0. 008mg/g增加到了 0. 067mg/g，僅 增加了 0. 058mg/g。不同于硝酸鹽含量降低速度在光照后期逐漸變緩的趨勢(shì)，在整個(gè)連續(xù)光 照過(guò)程中，無(wú)論是葉片還是葉柄中，可溶性糖和維生素C含量的增加速度都比較穩(wěn)定，在72 小時(shí)連續(xù)光照后期并沒有出現(xiàn)減緩的趨勢(shì)，從上述結(jié)果可以預(yù)測(cè)，若將連續(xù)光照繼續(xù)延長(zhǎng) 一段時(shí)間，生菜中的可溶性糖及維生素C含量將繼續(xù)升高。表1連續(xù)熒光燈光照下生菜葉片中硝酸鹽、可溶性糖及維生素C含量的變化
權(quán)利要求
1.一種利用短期連續(xù)光照提高葉菜類蔬菜品質(zhì)的方法，其特征在于，在蔬菜采收前 2 5天，對(duì)蔬菜施以2 5天連續(xù)光照，增加其體內(nèi)的可溶性糖及維生素C營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)積累， 同時(shí)降低硝酸鹽含量。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用短期連續(xù)光照提高葉菜類蔬菜品質(zhì)的方法，其特征在 于，連續(xù)光照是指光照過(guò)程連續(xù)進(jìn)行，沒有光期和暗期的交替，可采用人工光源提供連續(xù)光 照或白天利用自然光照夜晚采用人工光源補(bǔ)光。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的利用短期連續(xù)光照提高葉菜類蔬菜品質(zhì)的方法，其特征在 于，人工光源為電光源，最優(yōu)為高壓鈉燈、熒光燈、白熾燈、紅色LED光源或紅色和藍(lán)色LED 組合光源中的一種或幾種的組合光源。
4.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的利用短期連續(xù)光照提高葉菜類蔬菜品質(zhì)的方法，其特 征在于，光照強(qiáng)度不低于ΙΟΟμπιοΙ · m_2 · s—1。
5.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的利用短期連續(xù)光照提高葉菜類蔬菜品質(zhì)的方法，其特 征在于，該方法適用于無(wú)土栽培的蔬菜或土壤栽培的蔬菜。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種利用短期連續(xù)光照提高葉菜類蔬菜品質(zhì)的方法，該方法是在蔬菜采收前2～5天，對(duì)蔬菜施以2～5天連續(xù)光照，增加其體內(nèi)的可溶性糖及維生素C(Vc)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)積累，降低硝酸鹽含量，蔬菜可以是無(wú)土栽培或土壤栽培蔬菜。連續(xù)光照是指光照過(guò)程連續(xù)進(jìn)行，沒有光期和暗期的交替，可采用人工光源提供連續(xù)光照或白天利用自然光照夜晚采用人工光源補(bǔ)光的方式。人工光源為傳統(tǒng)的電光源，最優(yōu)為高壓鈉燈、熒光燈、白熾燈、紅色LED光源或紅色和藍(lán)色LED組合光源的一種或幾種光源的組合。上述方法中的光照強(qiáng)度不低于100μmol·m-2·s-1。本發(fā)明利用簡(jiǎn)單的連續(xù)光照實(shí)現(xiàn)了葉菜類蔬菜的短期品質(zhì)調(diào)控，改變了上市蔬菜的成份含量，增加了人體有用的可溶性糖及Vc營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)積累，同時(shí)減少了硝酸鹽含量，方法簡(jiǎn)單，結(jié)果可靠。
文檔編號(hào)A01G31/00GK102144503SQ20101058850
公開日2011年8月10日 申請(qǐng)日期2010年12月15日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月15日
發(fā)明者劉文科, 周晚來(lái), 楊其長(zhǎng), 程瑞峰, 魏靈玲 申請(qǐng)人:中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)環(huán)境與可持續(xù)發(fā)展研究所