本發(fā)明屬于生物技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種利用LED光源快速有效降低不結(jié)球白菜硝酸鹽含量的栽培技術(shù)。

背景技術(shù)：

蔬菜是人們?nèi)粘Ｉ钪胁豢扇鄙俚闹参镄允澄?，它為人?lèi)提供多種必需的氨基酸以及豐富的維生素、礦物質(zhì)和纖維素。同時(shí)，蔬菜也是一種硝酸鹽含量較高的作物，是人類(lèi)吸收硝酸鹽的主要來(lái)源，尤其是莖葉類(lèi)蔬菜。由于葉菜類(lèi)多數(shù)為喜硝類(lèi)植物，在硝態(tài)氮下才可能達(dá)到最大產(chǎn)量，再加上設(shè)施栽培中弱光環(huán)境的限制，因此更容易造成硝酸鹽的累積。食物中的硝酸鹽含量一直是人們十分關(guān)注的問(wèn)題，尤其是蔬菜，硝酸鹽含量的高低更被看作是蔬菜質(zhì)量的一個(gè)重要指標(biāo)。隨著人們生活水平的提高，硝酸鹽和亞硝酸鹽對(duì)人體的影響越來(lái)越受到重視。若能從蔬菜自身角度出發(fā)，降低硝酸鹽的積累，提高蔬菜對(duì)硝酸鹽的利用率，則對(duì)蔬菜生產(chǎn)、人類(lèi)健康以及氮肥利用率均有重大意義。因此，探索高效降低蔬菜硝酸鹽累積的調(diào)控途徑及其機(jī)理，對(duì)于提高我國(guó)蔬菜品質(zhì)，保障食品安全，維護(hù)民眾健康具有十分重要的意義。

青菜(Brassica campestris ssp.Chinensis Makino)又名不結(jié)球白菜、小白菜等，北方稱(chēng)油菜，是我國(guó)長(zhǎng)江中下游及其以南地區(qū)的一種主要蔬菜，基本上以秋季生產(chǎn)為主，可以周年生產(chǎn)，周年供應(yīng)。近十年來(lái)青菜已在全國(guó)普遍種植，有的季節(jié)成為當(dāng)?shù)氐闹饕卟恕＝陙?lái)，世界各地均廣泛引種栽培，已逐漸成為世界性蔬菜，具有十分重要的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。因此,青菜的研究已引起國(guó)內(nèi)外眾多學(xué)者的高度重視。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于合理調(diào)控設(shè)施光環(huán)境，提供了一種利用LED光源快速有效降低不結(jié)球白菜硝酸鹽含量的栽培技術(shù)。

本發(fā)明的目的可以通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

一種利用LED光源快速有效降低不結(jié)球白菜硝酸鹽含量的栽培方法，將長(zhǎng)有8～16片真葉的不結(jié)球白菜在LED光源下連續(xù)光照下無(wú)土栽培處理10～48小時(shí)。

本發(fā)明所述的利用LED光源快速有效降低不結(jié)球白菜硝酸鹽含量的栽培方法，具體包括以下步驟：

(1)、幼苗的制備：不結(jié)球白菜種子先放入清水中浸泡6～10小時(shí)，再放入清水浸泡的海綿育苗塊中育苗，待幼苗兩片真葉完全展開(kāi)后，將幼苗移入裝滿(mǎn)營(yíng)養(yǎng)液的水培箱中進(jìn)行水培；其中，育苗條件為：自然光照條件下，溫度20±2℃，光周期12h·d^-1，相對(duì)濕度控制在80％～90％；水培條件為：自然光照條件下，溫度20±2℃，光周期12h·d^-1，相對(duì)濕度控制在80％～90％。

(2)、LED光源處理：不結(jié)球白菜生長(zhǎng)至8～16片真葉時(shí)，在LED光源下連續(xù)光照下處理10～48小時(shí)，白天溫度22～25℃，夜間溫度18～20℃，光強(qiáng)設(shè)置為100～150μmol·m^-2·s^-1，相對(duì)濕度控制在60％～80％。

步驟(1)中，所述的營(yíng)養(yǎng)液為霍格蘭德?tīng)I(yíng)養(yǎng)液。本發(fā)明中對(duì)營(yíng)養(yǎng)液使用量無(wú)特殊要求，只要保證營(yíng)養(yǎng)供應(yīng)可以滿(mǎn)足生長(zhǎng)需求即可；使用水培可以保證氮素供應(yīng)均勻和數(shù)值精確，比固體基質(zhì)更準(zhǔn)確，從而降低不結(jié)球白菜中硝酸鹽含量。

步驟(2)中，不結(jié)球白菜生長(zhǎng)至10片真葉可食用且保證一定產(chǎn)量，因此，優(yōu)選不結(jié)球白菜生長(zhǎng)至10片真葉時(shí)，在LED光源下連續(xù)光照下處理。

所述的LED光源為白光(W)、單色紅光(R)、單色藍(lán)光(B)或紅藍(lán)4:1組合光(RB＝4:1)，優(yōu)選為單色藍(lán)光(B)或紅藍(lán)4:1組合光，進(jìn)一步優(yōu)選為紅藍(lán)4:1組合光。

優(yōu)選的，在LED光源下連續(xù)光照下處理10～24小時(shí)。

進(jìn)一步優(yōu)選的，在LED光源下連續(xù)光照下處理24小時(shí)。

本發(fā)明所述的LED光源是由發(fā)光二極管燈和驅(qū)動(dòng)調(diào)節(jié)器來(lái)控制光強(qiáng)和電流?？梢愿鶕?jù)不同的光源要求調(diào)節(jié)燈的組成。

和現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果：

本發(fā)明提供了一種利用光源調(diào)控控制不結(jié)球白菜硝酸鹽含量的方法，提高了白菜的品質(zhì)，具有以下優(yōu)點(diǎn)：1)試驗(yàn)效果穩(wěn)定、清楚，植株生長(zhǎng)健壯，在短時(shí)間內(nèi)可以快速有效降低硝酸鹽含量，提高安全品質(zhì)；2)操作簡(jiǎn)單，效果好；3)節(jié)省能源環(huán)保。

本發(fā)明方法為開(kāi)展與不結(jié)球白菜設(shè)施栽培有關(guān)的生物學(xué)研究和開(kāi)發(fā)提供了新的途徑和依據(jù)。

附圖說(shuō)明

圖1為不同LED光源處理的能效指標(biāo)；

圖2為不同LED光源連續(xù)光照處理48小時(shí)不結(jié)球白菜葉片硝酸鹽含量變化趨勢(shì)；

圖3為不同LED光源連續(xù)光照處理48小時(shí)不結(jié)球白菜葉片亞硝酸鹽含量變化趨勢(shì)；

圖4為不同LED光源處理24小時(shí)對(duì)不結(jié)球白菜葉綠素含量的影響。

具體實(shí)施方式

下面通過(guò)具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步的說(shuō)明。實(shí)施例中所用方法如無(wú)特別說(shuō)明均為常規(guī)方法，所述百分含量如無(wú)特別說(shuō)明均為體積百分含量。

1、首先對(duì)不結(jié)球白菜四月慢進(jìn)行LED光源處理，步驟如下：

(1)幼苗的制備：不結(jié)球白菜種子放入清水中浸泡8小時(shí)，放入清水浸泡的海綿育苗塊中育苗，環(huán)境條件如下：自然光照條件下，溫度20±2℃，光周期12h·d^-1，相對(duì)濕度控制在80％～90％；待幼苗兩片真葉完全展開(kāi)后，將幼苗移入裝滿(mǎn)霍格蘭德?tīng)I(yíng)養(yǎng)液的水培箱中進(jìn)行水培，水培條件和育苗條件相同。

(2)LED光源處理：待不結(jié)球白菜生長(zhǎng)至10片真葉時(shí)，選取形態(tài)長(zhǎng)勢(shì)一致的幼苗進(jìn)行光照處理。不結(jié)球白菜在LED光源下連續(xù)光照下處理48小時(shí)，白天溫度22～25℃，夜間溫度18～20℃，光強(qiáng)設(shè)置為120μmol·m^-2·s^-1，相對(duì)濕度控制在60％～80％。

2、光源：LED光源為白光(W)、單色紅光(R)、單色藍(lán)光(B)和紅藍(lán)4:1組合光(RB＝4:1)，以處理前為對(duì)照(CK)。LED光源是由發(fā)光二極管燈和一個(gè)驅(qū)動(dòng)調(diào)節(jié)器來(lái)控制光強(qiáng)和電流?？梢愿鶕?jù)不同的光源要求調(diào)節(jié)燈的組成。

3、處理效果：

3.1連續(xù)光照處理48小時(shí)不結(jié)球白菜葉片硝酸鹽含量變化趨勢(shì)

見(jiàn)圖2，試驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn)，經(jīng)過(guò)連續(xù)光照進(jìn)行處理后，單色白光、單色紅光、單色藍(lán)光和紅藍(lán)4:1組合光處理下硝酸鹽含量從處理開(kāi)始至10h均快速下降，自第10h開(kāi)始繼續(xù)下降，到第24h小時(shí)出現(xiàn)一個(gè)顯著低點(diǎn)，繼續(xù)光照硝酸鹽含量反而升高，但4個(gè)處理的上升趨勢(shì)不同。紅藍(lán)4:1組合光處理下硝酸鹽含量始終顯著的低于同期其他三組LED光源處理下的硝酸鹽含量，單色白光處理下硝酸鹽含量始終高于同期其他三組LED光源處理下的硝酸鹽含量。單色藍(lán)光、紅藍(lán)4:1組合光處理下10h-48h內(nèi)硝酸鹽含量均低于單色白光、單色紅光處理，且第24h的硝酸鹽含量最低值明顯低于單色白光、單色紅光處理的最低值，特別是紅藍(lán)4:1組合光處理下10h～48h內(nèi)硝酸鹽含量不高于25.5μg/g，最低可到13.4μg/g左右，顯著低于處理前的硝酸鹽含量(50μg/g)。

3.2連續(xù)光照處理48小時(shí)不結(jié)球白菜葉片亞硝酸鹽含量變化趨勢(shì)

見(jiàn)圖3，單色白光、單色紅光、單色藍(lán)光和紅藍(lán)4:1組合光處理下不結(jié)球白菜的亞硝酸鹽含量呈不同趨勢(shì)的變化，4個(gè)LED光源處理下，亞硝酸鹽含量從處理開(kāi)始至10h快速下降，連續(xù)處理10小時(shí)后，單色白光、單色紅光處理下不結(jié)球白菜的亞硝酸鹽含量隨著光照時(shí)間增加而增加，在單色藍(lán)光和紅藍(lán)4:1組合光處理下亞硝酸鹽含量繼續(xù)下降，在連續(xù)處理24小時(shí)后出現(xiàn)最低點(diǎn)，繼續(xù)光照亞硝酸鹽含量反而升高。單色藍(lán)光和紅藍(lán)4:1組合光處理下亞硝酸鹽含量的最低值分別為0.07μg/g、0.02μg/g，均低于單色白光、單色紅光處理的最低值(分別為0.09μg/g、0.12μg/g)，且紅藍(lán)4:1組合光處理下亞硝酸鹽含量始終顯著的低于同期其他三組LED光源處理，在連續(xù)處理10h～48h內(nèi)的亞硝酸鹽含量不高于0.05μg/g，最低值在0.02μg/g左右，顯著低于處理前的亞硝酸鹽含量(0.16μg/g)。

3.3不同光源處理24小時(shí)對(duì)不結(jié)球白菜品質(zhì)的影響

見(jiàn)表1，經(jīng)過(guò)連續(xù)24h處理后，可溶性糖和可溶性蛋白含量在紅藍(lán)4:1組合光下最高，顯著高于其它三個(gè)處理；谷氨酸含量在藍(lán)光下最高，谷氨酸含量顯著高于白光和紅光處理，與紅藍(lán)4:1組合光處理沒(méi)有差異；谷氨酰胺含量在白光下最高，但是四個(gè)處理之間差異不顯著。

表1不同LED光處理24小時(shí)下小白菜碳氮代謝產(chǎn)物含量

3.4不同光源處理24小時(shí)對(duì)不結(jié)球白菜葉綠素含量的影響

見(jiàn)圖4，與對(duì)照處理相比，紅光處理下葉綠素含量最低，紅藍(lán)4:1組合光處理下葉綠素含量最高。且紅藍(lán)4:1組合光下葉綠素a/b比值最高，說(shuō)明葉片抗逆性較強(qiáng)。

3.5不同光源處理24小時(shí)對(duì)不結(jié)球白菜氮代謝關(guān)建酶活性的影響

見(jiàn)表2，試驗(yàn)結(jié)果表明硝酸鹽還原酶活性、亞硝酸鹽還原酶活性以及谷氨酸合成酶在紅藍(lán)4:1組合光下最高，顯著高于其它三個(gè)處理。其次是藍(lán)光處理，白光下三種酶活性最低。

表2不同LED光處理24小時(shí)下小白菜葉片中氮代謝酶活力

綜合試驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn)，不結(jié)球白菜在霍格蘭德?tīng)I(yíng)養(yǎng)液中進(jìn)行無(wú)土栽培，4個(gè)處理下質(zhì)量差別較小，在紅藍(lán)4:1組合光或單色藍(lán)光處理下連續(xù)放置24小時(shí)后，不結(jié)球白菜的發(fā)育良好，植株生長(zhǎng)健壯，可溶性糖、可溶性蛋白等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)含量較高；且能耗較低，利于節(jié)約成本；硝酸鹽和亞硝酸鹽含量較低。特別是采用紅藍(lán)4:1組合光連續(xù)處理24h，硝酸鹽和亞硝酸鹽含量顯著低于其他三種光源處理，硝酸鹽還原酶活性、亞硝酸鹽還原酶活性以及谷氨酸合成酶顯著高于其它三個(gè)處理，因此，設(shè)施栽培中可以采用藍(lán)光連續(xù)照射24小時(shí)進(jìn)行快速有效的處理，以達(dá)到提高不結(jié)球白菜安全品質(zhì)的目的。