人工光蔬菜生产光环境调控目标与品质生理

品质及功能性物质累积水平是设施蔬菜生产关注的重要指标之一。对蔬菜而言，主要的营养品质指标包括初级代谢产物(糖、蛋白质、矿物质、维生素、纤维素等)和次级代谢产物(花青素、酚类物质、类黄、番茄红素等)。这些指标受控于光照条件，是通过光照条件可以调控的营养品质指标，在LED光源应用中具有前景。

Hu等(2014)研究表明，每天食用200g水果(相当于两个苹果)，可将中风风险减低32％;每天食用200g蔬菜，中风风险可降低11％。蔬菜的外观品质和营养品质都非常重要。

郑晓蕾等(2011)研究了植物工厂条件下不同光质(白色荧光灯、红色LED、蓝色LED、红/蓝LED)对散叶莴苣生长和烧边发生的影响，为植物工厂内散叶莴苣优质高效生产提供了一定的理论依据。

结果表明:红/蓝LED能显著增加散叶莴苣的鲜重、叶数和叶面积，降低散叶莴苣的硝酸盐含量，但是没有降低烧边病情指数；红色LED能促进茎的伸长，显著降低烧边病情指数和硝酸盐含量，但是不利于干物质、维生素C积累和叶面积增加；蓝色LED则抑制散叶莴苣的生长，并增加硝酸盐含量，但能显著降低烧边病情指数。说明红色LED有利于植物工厂内散叶莴苣生长和降低烧边发生。

植物在红光照射下，节间较长而茎较细;在蓝光照射下，节间较短而茎较粗，伸长生长受到一定抑制作用(Jao和Fang，2003)。蓝色LED显著抑制散叶莴苣茎的生长。红光对茎的伸长有促进作用(Li和 Kubota，2009)；而在蓝色LED处理下，茎长较对照短了16％，说明蓝光抑制了茎的伸长，研究结果与前人一致。

因为蓝光提高了哚乙酸氧化酶的活性，降低了生长素水平，进而抑制了植物的伸长生长。红蓝LED灯与荧光灯处理相比，能增加散叶莴苣的维生素C含量含量，红色LED可显著降低散叶莴苣维生素C含量，陈强等（2009）在番茄上得发现了相同的结果。

光质对维生素C含量的影响与其合成分解酶活性有关。半乳糖内酯脱氢酶( GalLDH)直接催化半乳糖内酯合成维生素C；抗坏血酸氧化酶和抗坏血酸过氧化物酶(AAP)则是植物体内氧化维生素C的关键酶(安华明等，2005)，以上3种酶对光敏感。以上3种酶对不同光质的不同响应机理还有待进一步研究。

维生素C是重要的营养成分，是评价散叶莴苣品质的重要指标。叶菜类蔬菜极易富集硝酸盐，在使用过程中，转化为亚硝酸盐，危害人体健康。红色LED处理能降低散叶莴苣硝酸盐含量，蓝色LED处理则能提高散叶莴苣硝酸盐含量(郑晓蕾等，2011；邓江明等，2000)。

蓝色LED增加硝酸盐含量主要因为植物吸收硝态氮的过程需要消耗能量，蓝光很可能是通过刺激ATP形成而促进硝态氮吸收。硝酸还原酶(NR)的辅基有黄素腺嘌呤二核苷酸和嘌呤，而蓝光受体的生色团就含有黄素和嘌呤，所以，蓝光很可能对NR有直接刺激作用，使散叶莴苣叶片硝酸盐较快被还原。从而促进硝酸盐的吸收和积累。

红叶生菜在设施栽培条件下花青素的合成积累将减少。研究表明，夜间补充蓝光和UV-B复合光可大幅提高花青素的合成。Shoji等(2010)研究了红蓝复合光中蓝光强度增加对花青素合成的影响。100umol/m2·s下花青素积累最多相同光红光下最小，红蓝复合光居中。也就是说红蓝光比例在红叶生菜花青素合成中很重要。