孫天宇，于錫宏，蔣欣梅

（東北農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)業(yè)部東北地區(qū)園藝作物生物學(xué)與種質(zhì)創(chuàng)新重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，哈爾濱，150030）

不同光質(zhì)LED補(bǔ)光對(duì)甜瓜果實(shí)生長(zhǎng)發(fā)育及品質(zhì)的影響

孫天宇，于錫宏，蔣欣梅

（東北農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)業(yè)部東北地區(qū)園藝作物生物學(xué)與種質(zhì)創(chuàng)新重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，哈爾濱，150030）

研究3種不同LED燈（紅光、藍(lán)光、紅藍(lán)光）對(duì)薄皮甜瓜玉美人生長(zhǎng)發(fā)育及果實(shí)品質(zhì)的影響。試驗(yàn)結(jié)果表明，甜瓜單果質(zhì)量、橫徑、縱徑，處理組均高于對(duì)照組，依次為紅藍(lán)光、藍(lán)光、紅光、對(duì)照組。在同一補(bǔ)光時(shí)間下，對(duì)照組硬度始終高于處理組，處理10 d內(nèi)，硬度依次為：對(duì)照組、紅光、紅藍(lán)光、藍(lán)光；10 d以上依次為：對(duì)照組、藍(lán)光、紅光、紅藍(lán)光。隨時(shí)間的增加，果實(shí)中可溶性固形物及果糖、葡萄糖和蔗糖含量逐漸升高，處理組始終大于對(duì)照組；L值、b值逐漸增大，且處理組始終大于對(duì)照組；a值在處理10 d時(shí)達(dá)到峰值，10 d后逐漸下降；VC含量紅藍(lán)光處理始終大于其他處理。

甜瓜；品質(zhì)；補(bǔ)光；LED

LED作為第四代新型照明光源，是利用固體半導(dǎo)體芯片作為發(fā)光材料，當(dāng)兩端加上正向電壓，半導(dǎo)體中的載流子發(fā)生復(fù)合，放出過剩的能量而引起光子發(fā)射產(chǎn)生可見光，具有光電轉(zhuǎn)換效率高、節(jié)能環(huán)保、壽命長(zhǎng)、安全可靠、冷卻負(fù)荷低、體積小、質(zhì)量輕、光質(zhì)與光量可調(diào)節(jié)、易于分散或組合控制等許多重要特點(diǎn)[1]。隨著設(shè)施農(nóng)業(yè)的快速發(fā)展，研究不同光質(zhì)LED光源對(duì)園藝作物生長(zhǎng)發(fā)育、物質(zhì)代謝和形態(tài)建成的影響已成為熱點(diǎn)，溫室補(bǔ)光已成為設(shè)施園藝生產(chǎn)的一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)[2]。

甜瓜（Cucumis melovar.makuwaMakino）為葫蘆科甜瓜屬一年生蔓性草本植物，在世界各地均有栽培[3，4]。甜瓜因其栽培周期短、效益高，是致富效果顯著的經(jīng)濟(jì)作物，具有較大的市場(chǎng)潛力。甜瓜是喜光類作物，對(duì)光照及光質(zhì)有很高的要求。然而，溫室設(shè)施覆蓋材料遮蔽和過濾作用導(dǎo)致設(shè)施內(nèi)部光照不足，光質(zhì)不純，特別是溫室早春育苗階段會(huì)影響甜瓜品質(zhì)和產(chǎn)量。大量研究表明，通過對(duì)設(shè)施蔬菜幼苗（包括番茄、黃瓜、白菜、生菜等）補(bǔ)光，能顯著提高作物品質(zhì)及產(chǎn)量。但是甜瓜在這方面研究較少，而提高甜瓜果實(shí)品質(zhì)及產(chǎn)量是重中之重，因此，通過采取補(bǔ)光措施提高甜瓜果實(shí)品質(zhì)具有重要意義。本試驗(yàn)用不同光質(zhì)LED燈對(duì)甜瓜進(jìn)行處理，研究補(bǔ)光對(duì)甜瓜果實(shí)營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)的影響，旨在為甜瓜科學(xué)化生產(chǎn)栽培提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)材料為薄皮甜瓜玉美人，購自哈爾濱亞奇種子有限公司。3種LED光源，分別為紅光，藍(lán)光，紅藍(lán)組合光（紅藍(lán)比為6∶1），紅光和藍(lán)光波長(zhǎng)分別為630 nm和460 nm，每個(gè)補(bǔ)光燈長(zhǎng)1.2 m、36 W，購自廣東佛山。

1.2 試驗(yàn)方法

試驗(yàn)于2015年12月至2016年7月在東北農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝試驗(yàn)站19號(hào)日光溫室內(nèi)栽培，2015年12月5日采用50孔穴盤進(jìn)行播種，栽培方式為槽栽，每槽栽植2行，株行距30 cm×30 cm，雌花開花當(dāng)日上午用氯吡脲噴花，并掛牌標(biāo)記開花日期。單稈整枝，在10節(jié)以上連續(xù)留瓜，10節(jié)以下側(cè)枝全部打掉，每株留瓜3～4個(gè)，肥水正常田間管理。

1.3 試驗(yàn)處理與測(cè)定項(xiàng)目

劃分12個(gè)小區(qū)，包括對(duì)照共4個(gè)處理，各3次重復(fù)。甜瓜開花后10 d開始補(bǔ)光，補(bǔ)光時(shí)間為6：00～10：00和16：00～20：00 2個(gè)時(shí)間段，分別在甜瓜補(bǔ)光5、10、15、20 d后取樣，隨機(jī)選取節(jié)位相近的果實(shí)，并滿足無病蟲害、無機(jī)械損傷、果形端正、大小均一等條件，用無菌水沖洗干凈，擦干后稱重。

表1 不同LED補(bǔ)光對(duì)甜瓜果實(shí)性狀的影響

可溶性固形物含量測(cè)定：采用手持折光儀（DBR45）對(duì)甜瓜果肉及瓜瓤可溶性固形物含量進(jìn)行測(cè)定。將瓜去皮，按四分法將果實(shí)切開，用4層紗布濾取瓜瓤汁、果肉汁，分別選取3個(gè)瓜測(cè)定，重復(fù)3次[24]。

果實(shí)硬度測(cè)定：采用FHM-1型果實(shí)硬度計(jì)（底部直徑為12 mm）對(duì)甜瓜果實(shí)硬度進(jìn)行測(cè)定.沿果實(shí)赤道部分均勻選取6個(gè)點(diǎn)測(cè)定硬度，記錄數(shù)值，選取3個(gè)瓜測(cè)定，重復(fù)3次。

果皮色度測(cè)定：對(duì)甜瓜果實(shí)進(jìn)行色度測(cè)定。使用色彩色差儀（CR-400，日本）沿果實(shí)赤道部分均勻選取6個(gè)點(diǎn)測(cè)定色度（L*值，a*值，b*值），選取3個(gè)瓜測(cè)定，重復(fù)3次。

可溶性糖含量的測(cè)定：取樣品果實(shí)1 g放入試管，加入80%乙醇浸沒樣品約1 cm，80℃水浴1 h冷卻后封存。測(cè)定前倒出提取液，再向試管中加入80%乙醇浸沒樣品約1 cm，80℃水浴1 h，如此反復(fù)提取2次，合并提取液，轉(zhuǎn)入蒸發(fā)皿中蒸干，之后用1 mL超純水溶解，上清液經(jīng)0.45 μm濾膜過濾后進(jìn)液相（HPLC）測(cè)定。測(cè)定方法及色譜條件為:Waters 600E高效液相色譜，氨基柱，柱溫35℃，2410示差折光檢測(cè)器，流動(dòng)相比例為80%乙腈∶20%超純水，流速為1.0 mL/min。糖的標(biāo)樣為果糖、葡萄糖、蔗糖，均購自Sigma公司。根據(jù)保留時(shí)間的不同來區(qū)分不同糖，并用Waters Millennium軟件控制及數(shù)據(jù)處理。

1.4 試驗(yàn)數(shù)據(jù)處理方法

采用田間試驗(yàn)與室內(nèi)試驗(yàn)分析相結(jié)合的方法。原始數(shù)據(jù)通過Excel軟件等進(jìn)行初步整理，數(shù)據(jù)顯著性差異通過SPSS 19.0軟件進(jìn)行分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同LED補(bǔ)光處理對(duì)甜瓜果實(shí)性狀的影響

從表1可以看出，紅光、藍(lán)光、紅藍(lán)光處理下的單果質(zhì)量高于對(duì)照組，其中紅藍(lán)光處理下的單果質(zhì)量最大，比對(duì)照高出30 g左右，其次是藍(lán)光和紅光。橫、縱徑比較中，處理組相比對(duì)照組較高，但差異不顯著。其中紅藍(lán)光處理最大，其次為藍(lán)光和紅光。

2.2 不同LED補(bǔ)光處理對(duì)甜瓜硬度差異的影響

由表2可知，隨補(bǔ)光時(shí)間的增加，各處理硬度總體呈現(xiàn)先增高后降低的趨勢(shì)，在補(bǔ)光10 d時(shí)達(dá)到峰值。在同一補(bǔ)光時(shí)間下，3種光質(zhì)處理下的果實(shí)硬度顯著低于對(duì)照，但各處理之間差異并不顯著。補(bǔ)光20 d時(shí)，各處理果實(shí)硬度最低，其中在紅藍(lán)光處理下的果實(shí)硬度最低。由此推斷出，補(bǔ)光對(duì)甜瓜果實(shí)硬度的影響顯著，有助于甜瓜果實(shí)成熟，使甜瓜變軟，處理效果好壞依次為：紅藍(lán)、紅、藍(lán)。

表2 不同LED補(bǔ)光對(duì)甜瓜硬度的影響

2.3 不同LED補(bǔ)光處理對(duì)甜瓜可溶性固形物含量的影響

由表3可以看出，隨補(bǔ)光時(shí)間增加，各處理甜瓜果實(shí)可溶性固形物總體呈現(xiàn)遞增的趨勢(shì)，在補(bǔ)光時(shí)間達(dá)到10 d以后，紅藍(lán)處理可溶性固形物含量已經(jīng)顯著大于其他3個(gè)處理；補(bǔ)光時(shí)間為20 d時(shí)，處理組可溶性固形物含量顯著高于對(duì)照，其中紅藍(lán)光處理的可溶性固形物含量最高，達(dá)到9.7%，紅光8.5%、藍(lán)光8.2%。因此可以推斷，LED補(bǔ)光有利于甜瓜可溶性固形物含量的積累，其中，紅藍(lán)光最為顯著，其次是紅光、藍(lán)光。

表3 不同LED補(bǔ)光對(duì)甜瓜可溶性固形物的影響

2.4 不同LED補(bǔ)光處理對(duì)甜瓜色度差異的影響

由表4可知，各處理L值和b值均隨補(bǔ)光時(shí)間增加而提高。補(bǔ)光10 d以后，各處理L值顯著高于對(duì)照，且紅藍(lán)光處理L值顯著高于其他處理；在補(bǔ)光15、20 d時(shí)，3種光質(zhì)處理L值并無顯著差異。補(bǔ)光5 d以后，各處理b值都高于對(duì)照，其中在補(bǔ)光20 d時(shí)，紅藍(lán)處理b值要顯著高于其它處理，而紅、藍(lán)處理無顯著差異。可以判斷，LED補(bǔ)光對(duì)于改善甜瓜色度L值和b值有顯著效果，即能促進(jìn)甜瓜果實(shí)富有光澤，且紅藍(lán)光效果最為明顯。隨補(bǔ)光時(shí)間遞增，各處理甜瓜果實(shí)a值總體呈現(xiàn)先增加后降低的趨勢(shì)，在補(bǔ)光10 d達(dá)到峰值，補(bǔ)光10 d以后，各處理a值均低于對(duì)照，其中藍(lán)光處理顯著低于對(duì)照，在補(bǔ)光20 d時(shí)最低。由此判斷，甜瓜果實(shí)成熟過程中，L ED補(bǔ)光能有效改變色度a值，使果皮顏色偏紅，其中藍(lán)光效果最為明顯，其次是紅藍(lán)、紅。

表4 不同LED補(bǔ)光對(duì)甜瓜色度的影響

2.5 不同LED補(bǔ)光處理對(duì)甜瓜糖含量差異的影響

由表5～7可得出，隨補(bǔ)光時(shí)間遞增，各處理甜瓜果實(shí)糖含量均呈現(xiàn)逐漸增加的趨勢(shì)。補(bǔ)光5 d時(shí)，各處理果糖、葡萄糖含量無顯著差異，從第10天起，紅藍(lán)光處理的甜瓜樣品果糖與葡萄糖含量逐漸高于其他3個(gè)處理，補(bǔ)光20 d時(shí)，紅藍(lán)光處理果糖、葡萄糖含量顯著高于其他處理，最大相差分別可達(dá)20.00、25.00 mg/g。由此可以得出，相對(duì)其他2種光質(zhì)，紅藍(lán)光對(duì)提高甜瓜果糖、葡萄糖含量具有顯著效果。在蔗糖含量差異比較中，處理0～15 d時(shí)，檢測(cè)蔗糖含量為0。當(dāng)處理15 d時(shí)，紅藍(lán)光處理的甜瓜果實(shí)蔗糖含量最高，為28.00 mg/g，紅、藍(lán)光處理差異不明顯，為22.00 mg/g左右，對(duì)照為20.00 mg/g左右；處理20 d時(shí)，各處理果實(shí)蔗糖含量顯著高于對(duì)照，其中紅藍(lán)光處理最為顯著，其次是紅光和藍(lán)光。因此，相對(duì)其他2種光質(zhì)，紅藍(lán)光對(duì)提高甜瓜蔗糖含量效果更為顯著。

表5 不同LED補(bǔ)光對(duì)甜瓜果糖含量的影響

表6 不同LED補(bǔ)光對(duì)甜瓜葡萄糖含量的影響

2.6 不同LED補(bǔ)光處理對(duì)甜瓜VC含量的影響

由表8可知，隨著補(bǔ)光時(shí)間的增加，各處理甜瓜果實(shí)VC含量也相應(yīng)提高。補(bǔ)光5 d時(shí)，各處理差異不顯著，補(bǔ)光10 d時(shí)，紅藍(lán)光處理甜瓜果實(shí)VC含量顯著高于其他處理，而紅光、藍(lán)光，對(duì)照之間并無顯著差異；補(bǔ)光15 d以后，各處理VC含量都高于對(duì)照，其中紅藍(lán)光處理效果最為顯著。由此推斷，相對(duì)其他2種光質(zhì)，紅藍(lán)光對(duì)于提高甜瓜VC含量效果更為顯著。

表7 不同LED補(bǔ)光對(duì)甜瓜蔗糖含量的影響

表8 不同LED補(bǔ)光對(duì)甜瓜VC含量的影響

3 結(jié)論

從試驗(yàn)結(jié)果可以得出，紅藍(lán)組合光對(duì)于提高甜瓜的產(chǎn)量及硬度、可溶性固形物、色度、糖、VC等品質(zhì)指標(biāo)效果要優(yōu)于紅光和藍(lán)光。因此利用好紅藍(lán)光質(zhì)對(duì)于甜瓜在各個(gè)生長(zhǎng)階段的生長(zhǎng)具有非常重要的意義。在硬度、糖含量（果糖、葡萄糖、蔗糖）、VC含量等方面的差異較顯著，在產(chǎn)量、可溶性固形物、色度（L值、a值、b值）等方面差異不顯著。硬度指標(biāo)呈現(xiàn)出先增加后減小的趨勢(shì)；而其他各項(xiàng)指標(biāo)均呈逐漸增加的趨勢(shì)。即使在試驗(yàn)前期對(duì)照指標(biāo)優(yōu)于處理，但由于處理時(shí)間的增加，處理的品質(zhì)指標(biāo)逐漸優(yōu)于對(duì)照，與處理時(shí)間呈正相關(guān)。因此LED光質(zhì)對(duì)于提高甜瓜品質(zhì)具有顯著的作用，為今后的相關(guān)開發(fā)提供了寶貴的試驗(yàn)基礎(chǔ)。

[1]郝東川，司雨．LED燈對(duì)設(shè)施栽培瓜果類蔬菜產(chǎn)量的影響[J]．長(zhǎng)江蔬菜，2012（18）：58-60．

[2]曲溪，葉方銘，宋杰瓊，等．LED燈在植物補(bǔ)光領(lǐng)域的效用探究[J]．燈與照明，2008，32（2）：41-45．

[3]李承志，廉世勛，張華京，等．光合仿生農(nóng)膜的作物栽培試驗(yàn)[J]．湖南農(nóng)業(yè)科學(xué)，2001，18（5）：22-23．

[4]楊其長(zhǎng)，張成波.植物工廠概論[M].北京：中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)技術(shù)出版社，2005.

Effect of Different LED Lights on Fruit Growth,Development and Quality of Melon

SUN Tianyu,YU Xihong,JIANG Xinmei

(Northeast Agricultural University,Key Laboratory Biology and Genetic improvement of horticultural crops(northeast region),Ministry of agriculture,Harbin 150030)

The effects of 3 different LED lights(red light,blue light and red-blue light)on the growth and fruit quality of Yumeiren were studied.The results showed that the melon single fruit quality,transverse stem,longitudinal stem of the treatment group were higher than those of the control group,and the descending order was red-blue light,blue light,red light,control group.Under the same light condition,hardness of treatment group was always lower than that of control group,and the descending order was control group,red light,red-blue light,blue light within processing 10 days,while the descending order was control group,blue light,red light,red-blue light when the processing time was more than 10 days.As time goes,soluble solids and the contents of fructose,glucose and sucrose in fruit gradually increased,and these in treatment group were higher than those of control group all the time.In addition,L-value andb-value increased,and these of treatment group were always greater than those of control group.a-value reached peak when processed 10 days and decreased after being processed over 10 days.Vitamin C content of melon under red-blue light treatment was always greater than those of the others.

Melon;Quality;Fill light;LED

S652

A

1001-3547（2017）20-0072-04

10.3865/j.issn.1001-3547.2017.20.027

國(guó)家大宗蔬菜產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系專項(xiàng)（CARS-25-C-08）；黑龍江省經(jīng)濟(jì)作物現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)協(xié)同創(chuàng)新體系項(xiàng)目

孫天宇（1993－），男，碩士在讀，專業(yè)為蔬菜學(xué)，E-mail：904245396@qq.com

蔣欣梅，通訊作者，E-mail：jxm0317@163.com

2017-07-26