红蓝光对蔬菜品质影响的研究进展

ZHAOMING GONGCHENG XUEBAO

照明工程学报

Aug. 2018 Vol. 29 No. 4

红蓝光对蔬菜品质影响的研究进展

魏晶晶，宋世威，刘厚诚(华南农业大学园艺学院，广

东广州

5102)

摘要：红蓝光是植物光合作用吸收的主要光源。我们简要地总结了红蓝光对蔬菜营养品质和蔬菜保健功能成分 的影响，介绍了红蓝光对蔬菜品质影响的机理，为进一步研究红蓝光蔬菜品质，以及红光蓝光之间的协同作 用机理提供参考。

关键词：红蓝光；营养品质；功能成分；蔬菜；植物光合作用中图分类号：

>626 文献标识码：A DOI： 10. 3969/j. issn. 1004-440X. 2018. 04. 001

Research Progress of Red and Blue Li^^ht Regulation of Vegetable Quality

，SONG Shiwei，LIUJ Houcheng

(College of Horticulture，South China Agricultural University，Guangzhou 5102，China)

WEI Jinjin

Abstract: Red and blue light are the main light sources for plant photosynthesis. This paper reviews the

efects of red and blue light on nutrition and function component of vegetable，and tof red and blue light on vegetable quality. It is expected to provide informationvegetable quality by red and blue light.Key words： red and blue light； nutrition quality； function component； vegetable % plant photosynthesis

影响植物生长发育和物质代谢的一个重要因

引言

蔬菜对于维持人类健康至关重要，因为蔬菜可 以产生有益或有害的植物化学物质，如可溶性糖、 可溶性蛋白质、盐、维生素和抗氧化剂。而蔬 菜中植物化学物质的积累容易受基因型、光照条件、 环境温度、灌溉和施肥等因素的影响。近年来， 消费者越来越重视蔬菜品质，尤其是营养品质。因 此，减少有害物质的含量，同时增加蔬菜中有益的 植物化学物质含量已成为一个重要的研究课题。

光是影响植物生长发育的重要环境因子，作为 光合作用的主要能量来源，光除了通过光照强度和 光照时间作用于植物并影响其生长代谢，光质也是

素[8'10)。植物进行光合作用的器官是叶绿体，叶绿 体中的叶绿素最强的吸收光波区有两个：0 ~ 660

nm的红光部分和430 ~450 nm的蓝紫光部分。不同

光质的生物学效应存在显著差异。红光、蓝光和红 蓝组合光源对植株的生长发育来说是一种有效的光 源，并且能提高植物营养品质。

1

红蓝光对蔬菜营养品质的影响

糖类是光合作用的产物，是有机代谢的起点物

1.1红蓝光对蔬菜可溶性糖含量的影响质， 是

生

的 主 要 能

，

源。

为的 一

物质提供能 和 作 为 植物

基金项目：国家重点研发计划项目（批准号：2017YFD0701504)，广州市科技计划项目（批准号：201704020058

201704020006)通信作者：刘厚诚，E-mail： liuhch@scau.edu. cn

2

照明工程学报

2018年8月

信号分子参与植物生长发育进程[11]。可溶性糖 是光合作用的直接产物，是植物体内多糖等大分子 化合物合成的物质基础，也是蔬菜营养品质的重要 指标之一'。

大多数的研究结果发现，红光处理提高了蔬菜 的可溶性糖含量。叶用莴苣[12]、菠菜[13]、萝卜苗 菜[14]、辣椒[15]、白菜[1=]、甘蓝[17]、豇豆[18]、青 蒜苗[1%]、韭菜[2。]、黄瓜幼苗叶片[21]、番茄果 实[22,2?]、乌塌菜[24]、苜蓿[25]等蔬菜在红光处理下 可溶性糖含量都显著提高。然而，也有研究表明， 蓝光处理下番茄幼苗叶片中可溶性糖含量最高[2=]。

研究发现红蓝组合光更利于蔬菜可溶性糖的积 累。与单色光相比，红蓝组合光照射下，甜椒[27]、 生菜[28]和叶用莴苣[12]可溶性糖含量都有更明显的 提高。红蓝白混合光也有效地提高了结球生菜中可 溶性糖含量[2%]。这可能是因为适宜的红蓝组合光提 高了光合效率，促进了蔬菜可溶性糖的积累。1.2红蓝光对蔬菜游离氨基酸和可溶性蛋白质含量

的影响

氨基酸作为植物体内重要的组分之一，其正 常的生理代谢和运输转化等行为是植物体完成生 命周期活动的必要保证[?。]。可溶性蛋白质是蔬菜 中重要的营养素，它们为人体提供必需的蛋白质 和能 。

大多数的研究结果发现，蓝光处理提高了蔬菜 的游离氨基酸和可溶性蛋白质含量。蓝光处理下黄 瓜叶片游离氨基酸含量最高[31];蓝光和白光下彩色 甜椒叶片的游离氨基酸含量最高[32];蓝色LED灯 (460 nm)照射下的生菜可溶性蛋白含量高[28]%蓝 光处理下的绿瓣型大豆芽苗菜可溶性蛋白含量显著 高于其他光质处理[??];蓝光显著提高了苜蓿芽苗 菜[?4]和香椿芽苗菜[?5]的游离氨基酸和可溶性蛋白 含量；蓝光处理下青蒜苗游离氨基酸和可溶性蛋白 含量最高[1%]。与其他光质相比，红光明显抑制了豌 豆LED幼苗中可溶性蛋白质的合成[?6];在红光和蓝光 光照下观察到番茄幼苗可溶性蛋白质含量最 高[?7];蓝光

LED或红蓝LED混合光照射下，萝卜

幼LED苗中可溶性蛋白质浓度高于白色或红色 光[14]。

增加蓝光可明显促进植物氮代谢，使叶片总氮、 蛋白质、氨基酸含量提高[?8]。其作用机理可能是以 下四个方面：①蓝光可显著促进线粒体的暗呼吸，

呼吸过程中有机酸为有机含氮化合物的合成提供了 碳架，进一步促进蛋白质合成[?8]。蓝光可以通过调 节呼吸作用中的各种酶活性从而影响氨基酸和蛋白 质的合成。蓝光处理促进水稻幼苗的呼吸作用，对 丙酮酸激酶、还原酶、谷氨酰胺合成酶、谷氨 酸合成酶和转氨酶的活性表现出一致的促进效 应[?%]。②蓝光与还原酶活性呈正相关关系[40]， 对还原酶有激活作用[41，42]，从而为蛋白质的合 成提供了较多的可同化态的氮源。③蛋白质是大分 子物质，较其他光合产物的合成需要更多能量，而 蓝光 光

能

，

蓝光促进

的合成

可能与光质能量有关[4?]。④蓝光可诱导抗氧化酶基 因的表达和酶活性的上升，缓解植物体内可溶性蛋 白的降解而提高可溶性蛋白含量[44,45]。1.红蓝光对蔬菜维生素C含量的影响

维生素c (VC或

AsA)又称L-抗坏血酸，为

酸性己糖衍生物，是烯醇式己糖酸内酯，主要来源 于新鲜水果和蔬菜。8C是一种很强的抗氧化剂， 能够清除活性氧自由基对膜与酶分子的结构的损害 从而具有抗衰老的保护功能[46]。VC也有降血胆固 醇、减缓动脉粥样硬化和增强机体对肿瘤的抵抗力 的作用[47]。

光质是调节植物8C生物合成和积累的关键因 素。研究发现红光、蓝光和红蓝混合光都能显著提 高蔬菜8C含量。不同单色光照射处理，红光促进 了大蒜组织中8C的合成，蓝光的作用与之相 反[48]。也有研究发现蓝光也能促进各种叶菜类蔬菜 中VC的合成[4%，50]，蓝色LED灯处理下，红叶香椿 芽苗菜[51]、生菜[28’52’53]、青蒜苗[54]和番茄果 实[22,4?]中VC含量最高。红蓝组合光处理能显著提 高豌豆苗叶片[55]、菠菜[56]、生菜[57]和萝卜芽苗 菜[58]中8C的含量。

在蓝光LED灯和红蓝混合LED灯处理下，生 菜中VC的含量高于红光LED灯[5%]。使用不同颜色 的荧光灯处理生菜，发现在高波长蓝光照射下，生 菜中8C含量显著增加，原因可能是较高蓝光光谱 的光照可以提高植物的光合能力并增加己糖和D-葡 萄糖的合成和积累。己糖和D-葡萄糖是VC的前体， 可以通过高等植物中的几种代谢途径刺激8C的合 成[5%’60]。然而，[1等[10]使用不同的LED灯处理红 叶生菜，发现红叶生菜中8C含量没有显著差异。 表明光质对植物中VC含量的影响受物种影响。

第29卷第4期魏晶晶等：红蓝光对蔬菜品质影响的研究进展3

1.4红蓝光对蔬菜盐含量的影响

蔬菜是一种易于富集盐的植物，盐进 人人体时会在人体内转变成有毒的亚盐，从而 导致高铁血红蛋白症，亚盐还能与其他食品、 医药品、残留农药成分中的次级胺（仲胺、叔胺、 酞胺及氨基酸）反应，在消化系统中形成强力致癌 物-亚硝胺，从而诱发人体消化系统痛变[61]，严重 危害人的健康。据统计，人们摄取的盐有70% ~80%来自蔬菜[59]。

许多研究表明，光照条件和氮肥是影响植物硝 酸盐含量的两个主要因素[62^]。在光照条件下，光 质是调节植物盐含量的关键因素[=5]。红光具有 最高的光合能力以刺激还原酶的活性，这意味 着红光可以有效降低植物中的盐含量[==]，而蓝 光提高了总氮浓度[=7]，在萝卜的盐还原方面显 示的效果较差[=8]。蓝光和红光对于减少菠菜的 盐浓度比白光或黄光更有效[69];蓝光、红光或红蓝 混合光处理下，生菜中盐浓度明显低于白 光[49];红色

LED灯（638 nm)补光处理叶用莴苣3

天后，盐含量下降30% [70];红光处理可极大 地降低菠菜盐和草酸含量[69]。在抑制香椿芽苗 菜盐的累积方面，其中红光的抑制作用最 强[51]，而蓝光显著降低了苜蓿芽苗菜盐的 含量[3']。

红光和蓝光（R/B)比率的改变也有效地影响 了植物中的盐含量。R/B为8的红蓝LED混合 光下生长的生菜盐含量最低[71];而

R/B比为4 时，生菜中盐含量从3 125.7 mgkg'1降至 1 0. 6 mg kg'1，以红光为主添加少量的短波光，

可使蔬菜的盐含量降低20%以上[36]。较高光 照强度的红蓝组合光可以有效提高莴苣的光能利用

率，促进光合作用，有效降低盐含量[72]。这或 许是红蓝组合光有利于植物生长和促进植物中碳水 化合物的合成，碳水化合物可以为氮代谢提供能量 和碳架，并刺激盐的代谢[73]。

一般认为植物盐同化的主要途径是& N〇3'

氨基酸！蛋白质。NR还原酶

和.

R亚还原酶参与氮素代谢的两个还原过 程，NR是其中的关键酶和限速酶。早期研究发现 红光能使黄化豌豆NR活性显著提高[74]。红光的这

种促进作用几乎可完全被随后的远红光消除，表明 植物光敏色素系统参与了此过程，此后研究者分别

在黄化的水稻[75]、拟南芥[76]、玉米[77]、番茄[78,79] 等黄化植物体内发现了光敏色素系统参与了对NR 诱导的。在光合器官成熟的绿色植物组织中， 光敏色素对NR水平的影响非常微弱，光的影响主 要是通过光合作用得以实现[80]。除了红光直接促进

NR基因转录及翻译从而提高NR蛋白水平，红光或

者蓝光还可以间接通过提高光强和光照时间来影响 光合作用中氧化磷酸化和电解质平衡和以及光合作 用产物，如糖类、某些碳水化合物调节NR基因转 录和翻译水平来提高NR蛋白，促进有机物合成， 从而达到降低盐的目的[66'81'82]。

A

红蓝光对蔬菜功能成分的影响

2.1红蓝光对蔬菜多酚、类黄酮和花色苷含量的影响植物多酚是一类广泛存在于植物体内的重要次

生代谢产物，具有抑菌、抗氧化、抗肿瘤、抗老化 和保护肝脏等多种生理功能。类黄酮是从维管植物 中分离的一大类多酚物质的总称，具有抗菌、抗氧 化等多种生理功能，现已知包括8 000多种化合物， 包括黄酮醇、花色苷等类，其中黄酮、黄酮醇 和花色苷较常见。蔬菜中的花色苷（花青素）是一 类水溶性色素，具有抗氧化、抗突变肿瘤、防治心 血管疾病、抗炎等多种生理功能。

光是调节植物 多

生

产物生物合成和

积累的重要能量来源和环境信号。在不同的光环境 下，植物体内会产生一系列的生理生化过程来响应 光质的变化，表现在保护酶体系活性变化以及增加 次生代谢合成抗氧化物质[83]，如多酚、类黄酮和花 色苷等酚类物质。红光处理能有效提高生菜的总酚 含量[10];蓝光处理能显著提高苜蓿芽苗菜[34]总酚

和总黄 的

; 蓝光和红蓝 合光

提

高了苋菜芽的总酚含量，红蓝组合光的类黄酮含量 是对照白光的2倍[84];蓝色

LED处理的番茄幼苗

中的总酚化合物显著增加[26];与全红光和对照相

比，高比例的蓝光（59%蓝光、47%蓝光、35%蓝 光）处理下生菜有较高总酚和总类黄酮含量[85];红 蓝复合光下绿叶生菜多酚、类黄酮含量较高[28];红 光处理提高了红叶甘蓝的总花色苷含量[86]，而蓝光 处理下草莓[87]、生菜[56]和紫苏[88]的花色苷含量显 著高于其他处理。花后50天以后，番茄果实花青素 含量增加迅速，蓝光和红蓝组合光处理花青素含量

4

照明工程学报

2018年8月

显著高于其他处理[8%]。

苯丙烷类代谢途径产生的代谢物约占植物体次 生代谢产物的五分之一，是植物三大次生代谢途径 中极为重要的一支，植物体中多酚，类黄酮和花色 苷等酚类物质合成与其密切相关。苯丙氨酸解氨酶 (PAL)催化的反应一直被认为是苯丙烷代谢中的限 速步骤。苯丙烷类代谢酶系是诱导酶。不同类型的 光（白光、蓝光、红光、紫外光）都可以诱导PAL 活性的提高，并且发生在转录水平上(90-%2]。所以， 红蓝光对蔬菜多酚、类黄酮和花色苷的作用机理可 能是通过苯丙烷类代谢途径的PAL活性来影响

的

。

2.2红蓝光对蔬菜类胡萝卜素含量的影响

番茄红素和％-胡萝卜素都是类胡萝卜素的一 种。医学研究表明，类胡萝卜素在淬灭自由基[93]、 增强人体免疫力[94]、预防心血管疾病和防癌抗 癌[%<]等保护人类健康方面起着重要的作用。人体自 身不能合成类胡萝卜素，主要依赖饮食中类胡萝卜 素的供应。番茄红素和％-胡萝卜素是蔬菜中常见的 类胡萝卜素，通过红蓝光处理提高蔬菜中的番茄红 素和％-胡萝卜素对人体膳食健康具有重大意义。

用短暂的红光照射绿熟期的番茄果实可刺激果 实番茄红素比对照提高2. 1倍[96];花后60天，红 光处理下的番茄果实番茄红素含量最高[4?]，但有研 究发现蓝光处理下成熟番茄果实的番茄红素含量最 高[%7];在红光基础上补充蓝光提高了生菜的％-胡萝 卜素含量[%8]。荧光灯光源下补加LED蓝光可增加 菠菜中类胡萝卜素的含量[%%]。蓝光处理有利于提高 豇豆叶片的类胡萝卜素含量[100]。红光或黄光能够 显著提高生菜的％-胡萝卜素含量[101]。补充蓝光生 菜叶片中花青素和类胡萝卜素含量显著提高[102]。 蓝光处理的生菜类胡萝卜素含量提高了 12% [10]。 红蓝（3R1B)混合光在促进彩椒果实类胡萝卜素和 花青素合成上优势最明显[27]。因此，光质对类胡萝 卜素浓度的影响可能因物种或栽培品种而异，但与 其他光质相比，红光，蓝光和UV-B对蔬菜中类胡 萝卜 的生物合成和

影响 明 。

B

问题与展望

光是通过不同光受体来调节植物生长发育过程。

因此，提供适宜的光照条件是确保蔬菜更高产量和

营养品质的关键因素。通过人工补光可以改善蔬菜 生长的光照条件，并有效增加有益的植物化学物质 含量，同时降低有害物质的含量。但是，在选择蔬 菜辅助光源时，应针对不同植物物种和发育阶段采 用不同的光质组合和方法，因为即使在相同的 栽培

下， 光质对植物 学物 质

的 影 响 因物种或栽培品种的不同而产生不同的结果。

红蓝光是植物 光合 作 用 的 主要 能

源， 对植

物次生代谢物的影响机理尚不很清晰。因此，未来 我们应进一步研究其植物化学物质的生理、生 化和分子机制。除了红光和蓝光之外，还应该关注 其他光质（如紫外光和远红光），以此来揭示光质 对植物生 发 和 生

物的影响。

参考文献

[1 ]赵首萍，张瑞麟，徐明飞，等.铵硝比例对不同基因型 小白菜盐积累影响机理研究[J]. 土壤，2011，43 ⑴

& 32-38.

[2 ]

王玲平，戴丹丽，胡海娇，等.不同基因型茄子果实发 育过程中色素与可溶性糖的关系2010(22) & 41-46.

[

J].中国蔬菜，

，1 [3 ] Marti R， Leiva-E»rondo M， Lahoz I， et al. Polyphenol and

1-ascorbic acid content in tomato as influenced by high lycopene genotypes and organic farming at different environments [J]. Food Chemistry，2017，239 & 148.[4 ] Kopsell DA，Kopsell D E. Genetic and environmental

factors affecting plant lutein/zeaxanthin [ J ] . Agro Food Industry Hi Tech，2008，19 (2) & 44-46.[5 ] Perez-Balibrea S， Moreno D A， Garcia-Viguera C.

Influence of light on health-promoting phytochemicals of broccoli sprouts [ J ] . Journal of the Science of Food & Agriculture，2008，88 (5) & 904-910.

[6 ] Tiwari B K，Brunton N P，Brennan CS，et al. Handbook

of plant food phytochemicals & sources， stability and extraction [ M] . Handbook of Plant Food Phytochemicals， 2013 & 434-451.

[7 ] Walters R G. Towards an understanding of photosynthetic

acclimation. [ J] . Journal of Experimental Botany，2005， 56 (411) & 435.[8 ] Rajapakse N C， Pollock R K， Mcmahon M J， et al.

Interpretation of light quality measurements and plant response in spectral filter research [ J ] . Hortscience， 1992, 27 (11)& 1208-1211.

[9 ] Fukuda N，Fujita M，Ohta Y，et al. Directional blue light

irradiation triggers epidermal ccll elongation of abaxial side

第29卷第4期魏晶晶等：红蓝光对蔬菜品质影响的研究进展5

resulting in inhibition of leaf epinasty in geranium under red light condition [J]. Scientia Horticulturae，2008，115 (2): 176-182.[10] Qian L， Kubota C. Effects of supplemental light quality on

growth and phytochemicals of baby leaf lettuce [ J ). Environmental & Experimental Botany， 2009，67 ( 1 )： 59-.[11] Ho S， Chao Y， Tong W， et al. Sugar coordinately and

differentially regulates growth-and stress-related gene expression via a complex signal transduction network and multiple control mechanisms [ J ] . Plant Physiology，2001，125 (2): 877-0.

[12] 刘晓英，焦学磊，徐志刚，等.红蓝LED光对叶用莴

苣生长、营养品质和硝态氮含量的影响[J].南京农 业大学学报，2013, 36 (5): 139-143.

[13] 齐连东.光质对菠菜生理特性及其品质的影响[D].

泰安：山东农业大学，2007.

[14] 张欢，徐志刚，崔瑾，等.不同光质对萝卜芽苗菜生长和营养品质的影响[J].中国蔬菜，2009, 2009 (10): 28-32.

[15] 崔瑾，马志虎，徐志刚，等.不同光质补光对黄瓜、辣

椒和番茄幼苗生长及生理特性的影响[J].园艺学报， 2009, 36 (5): 663-670.[16]王 婷，李雯琳，巩芳娥，等.LED光源不同光质对不结

球白菜生长及生理特性的影响[J].甘肃农业大学学 报，2011，46 (4): 69-73.

[17] 郑冬梅，李彩霞，林碧英，等.不同LED光质对紫甘

蓝幼苗生长的影响[J].热带作物学报，2017, 38 (6): 1058-1063.

[18] 张瑜.环境因子对豇豆光合特性和若干生理生化指标的影响[D].福州：福建农林大学，2010.

[19] 杨晓建.不同光质对青蒜苗生理特性及品质的影响

[D].泰安：山东农业大学，2011.

[20] 陈娴.不同LED光源对韭菜生理特性及品质的影响[D].泰安：山东农业大学，2012.

[21] 唐大为，张国斌，张帆，等.LED光源不同光质对黄瓜

幼苗生长及生理生化特性的影响[J].甘肃农业大学 学报，2011，46 (1): 44-48.

[22] 蒲高斌，刘世琦，杜洪涛，等.光质对番茄果实转色期

品质变化的影响[J].中国农学通报，2005, 21 (4): 176-178.[23]王 英利，王勋陵，岳明.UV-B及红光对大棚番茄品质

的影响[J].西北植物学报，2000, 20 (4): 590-595.[24] 陈祥伟，刘世琦，王越，等.不同LED光源对乌塌菜生长、光合特性及营养品质的影响[J].应用生态学 报，2014, 25 (7): 1955-1962.

[25]冯娜娜.不同光质对紫花苜蓿芽苗菜品质和抗氧化性 影响的研究[D

].新乡：河南师范大学，2016.

[26 ] Kim E Y，Park S A，Park B J，et al. Growth and

antioxidant phenolic compounds in chery tomato seedlings grown under monochromatic light-emitting diodes [ J ). Horticulture Environment & Biotechnology， 2014， 55 (6) : 506-513.

[27] 崔慧茹.光质对彩色甜椒生理特性及品质的影响

[D].泰安：山东农业大学，2009.

[28] 余意，杨其长，赵姣姣，等.LED光质对三种叶色生菜

光谱吸收特性、生长及品质的影响[J].照明工程学 报，2013, 24 (增刊）：139-145.

[29 ] Lin K H，Huang M Y，Huang W D，et al. The effects of

red， blue， and white light-emitting diodes on the growth， development， and edible quality of hydroponically grown lettuce ( Lactuca sativa， L. var. capitata) [ J ] . ScientiaHorticulture，2013, 150 (2): 86-91.

[30] 宋奇超，曹凤秋，巩元勇，等.高等植物氨基酸吸收与

转运及生物学功能的研究进展[J].植物营养与肥料 学报，2012, 18 (6): 1507-1517.

[31] 刘丹.LED光源对花生以及黄瓜幼苗生长的影响

[D].南京：南京农业大学，2013.

[32] 杜洪涛.光质对彩色甜椒幼苗生长发育特性的影响

[D].泰安：山东农业大学，2005.

[33] 马超.光环境对绿瓣型大豆芽苗菜生长和品质的

影响[D].南京：南京农业大学，2012.

[34] 唐丽，鲁燕舞，崔瑾.光质对苜蓿芽苗菜营养品质和抗

氧化特性的影响[J].食品科学，2014, 35 ( 13 ): 32-36.

[35] 鲁燕舞，唐丽，张晓燕，等.光质对香椿芽苗菜生长和

营养品质的影响[J].营养学报，2014, 36 (2): 188-192.

[36] 张立伟，刘世琦，张自坤，等.不同光质对豌豆苗品质

的动态影响[J].北方园艺，2010 (8): 4-7.

[37] 常涛涛，刘晓英，徐志刚，等.不同光谱能量分布对番

茄幼苗生长发育的影响[J].中国农业科学，2010, 43 (8): 1748-1756.[38] Kowallik W. Blue light effects on Biology，2003, 33 (33): 51-72.

[39] 李韶山，潘瑞炽.蓝光对水稻幼苗碳水化合物和蛋白

质代谢的调节[J].植物生理学报，1995 (1): 22-28.[40] 孙非，曹悦群，刘立侠，等.不同光质下栽培人参

还原酶（NR)活性和蛋白质含量的变化[J].生物物 理学报，1993, 9 (1): 153-157.

[41] Ninnemann H. Some. Aspects of blue light research during

the last decade [ J ). Photochemistry & Photobiology，

respira

6

照明工程学报

2018年8月

1995, 61 (1): 22-31.

[42] Campbell W H. Nitrate reductase biochemistry comes of

age. [ J]. Plant Physiology, 1996 , 111 (2 )： 355-361.[43] 陈强，刘世琦，张自坤，等.不同LED光源对番茄果

实转色期品质的影响[J].农业工程学报，2009, 25 (5): 156-161.

[44 ] Kong S S, Murtliy H N, Heo J W, et al. The effect of light

quality on the growth and development of in vitro cultiured Doritaenopsis , plants [ J ] . Acta Physiologiae Plantarum , 2008 , 30 (3 )： 339-343.

[45] Wang H , /u M , Cui J, et al. Effects of light quality on

C〇2 assimilation, chlorophyll-fluoresccnce quenching, expression of Calvin cycle genes and carbohydrate accumulation in Cucumis sativus [ J ] . Journal of Photochemistry & Photobiology B Biology, 2009, 96 (1)： 30-37.

[46] Halliwell B. Ascorbic acid and the illuminated chloroplast

[J]. Adv chem ser, 1982: 263-274.[47]李 铁生，吕敏，孙灿，等.荧光法测定食品中维生素C

的研究[J].食品科学，1982, 3 ( 11): 28-31.

[48] 马琳.激素与光质对大蒜组织培养的影响[D].泰安：

山东农业大学，2011.[49] Keiko 0 K. Effect of light quality on

quality in leaf lettuce, spinach and komatsuna [ J ). Environment Control in Biology, 2007, 45 ( 3 )：1-198.

[50] Lester / E. Environmental regulation of human health

nutrients (ascorbic acid, %-carotene, and folic acid) in fruits and vegetables [ J ) . Hortscience , 2006 , 41 ( 1 )： 59-.

[51] 刘素慧，张立伟.红蓝光质对香椿芽苗菜营养品质的

影响[J].中国农业气象，2015, 36 (3): 306-312.[52] 陈文昊，徐志刚，刘晓英，等.LED光源对不同品种生

菜生长和品质的影响[J].西北植物学报，2011, 31 ( 7) : 1434-1440.

[53] 周华，刘淑娟，王碧琴，等.不同波长LED光源对生

菜生长和品质的影响[J].江苏农业学报，2015, 31 (2): 429-433.

[54] 杨晓建，刘世琦，张自坤，等.不同发光二极管对青蒜

苗营养品质的影响[J].营养学报，2010, 32 (5): 518-520.

[55] 刘文科，杨其长，邱志平，等.LED光质对豌豆苗生

长、光合色素和营养品质的影响(4): 500-504.

[J].中国农业气象， 2012, 33 [56] Matsiuda R, OhashiKaneko K, Fujiwara K, et al. Analysis

of the relationship between blue-light photon flux densityand the photosynthetic properties of spinach ( Spinacia oleracea L. ) leaves with regard to the acclimation of photosynthesis to growth irradiance [ J ] . Soil Science & Plant Nutrition, 2007 , 53 (4): 459-465.

[57] 刘文科，杨其长，邱志平，等.不同LED光质对生菜

生长和营养品质的影响[J].蔬菜，2012 (11): 63-65.

[58] 张立伟，刘世琦，张自坤，等.光质对萝卜芽苗菜营养

品质的影响[J].营养学报，2010, 32 (4): 390-392.[59] Toledo M EA, Ueda Y, Imahori Y, et al. 1-asccrbic acid

metabolism in spinach ( Spinacia oleracea, L. ) during postharvvst storage in light and dark [ J ] . Postharvvst Biology & Technology, 2003 , 28 (1): 47-57.

[60] Chow C K, Hong C B. Dietary vitamin E and selenium and

toxicity of nitrite and nitrate [ J ]. Toxicology, 2002 , 180 (2): 195-207.

[61] 杨芸.不同小白菜品种盐积累差异及光照、温度

和湿度机理研究[D].重庆：西南大学，2015.[62 ] Lips S H，Leidi E 0， Silberbush M，et al. Physiological

asjDects of ammonium and nitrate fertilization [ J ] . Journal of Plant Nutrition, 1990，13 (10): 1271-12.[63] Elia A, Santamaria P, Serio F. Nitrogen nutrition， yield and and quality vegetableof spinach. [ J) . Journal of the Science of

Food k Agriculture, 1998, 79 (3): 341-346.

[] Fytianos K，Zarogiannis P. Nitrate and nitrite accumulation

in fresh vegetables from Greece [ J ) . Bulletin ofEnvironmental Contamination & Toxicology， 1999，62( 2) : 187.

[65] 邓江明，宾金华，潘瑞炽.光质对水稻幼苗初级氮同化

的影响[J].植物学报，2000, 42 (3): 234-238.[66] Lillo C， Appenroth K J. Light regulation of nitrate

reductase in higher plants: Which photoreceptors areinvolved? [J]. Plant Biology, 2001，3 (5): 455-465.[67] OhashiKaneko K， Matsiuda R, Goto E， et al. Growth of

rice plants under red light with or without supplemental blue light [J]. Soil Science & Plant Nutrition, 2006，52 (4): 444_452.

[68] Maevskaya S N，Bukhov N G. Effect of light quality on

nitrogen metabolism of Radish plants [ J ] . Russian Journal of Plant Physiology, 2005, 52 (3): 304-310.

[69] 齐连东，刘世琦，许莉，等.光质对菠菜草酸、单宁及

盐积累效应的影响[J].农业工程学报，2007, 23 (4): 201-205.

[70] Samuoliene G, Urbonaviciiu Te A, Brazaityte A, et al. The

benefits of red LEDs: improved nutritional quality due to accelerated senescence in lettuce [ J ] . Sodininkyste Ir

growth 第29卷第4期魏晶晶等：红蓝光对蔬菜品质影响的研究进展7

Darzininkyste, 2009, 28 (2): 111-120.

[71] 闻婧，鲍顺淑，杨其长，等.LED光源R/B对叶用莴

苣生理性状及品质的影响[J].中国农业气象，2009, 30 (3 )： 413-416.

[72] 王志敏，宋非非，徐志刚，等.不同红蓝LED光照强

度对叶用莴苣生长和品质的影响[J].中国蔬菜， 2011，1 (16): 44-49.

[73] Champigny M L. Integration of photosynthetic carbon and

nitrogen metabolism in higher plants [ J ] . Photosynthesis

Research，1995，

46 (1-2 )： 117-127.[74] Jones R W， Sheard R W. Nitrate reductase activity：

phytochrome mediation of induction in etiolated peas [ J]. Nature New Biology，1972，238 (85 )： 221.

[75] SasakawaH，Yamamoto Y. Effects of red，far red，and

blue light on enhancement of nitrate reductase activity and on nitratJuptakJin JtiolatJd ricJsJJdlings [ J ] . Plant Physiology，1979，63 (6)： 1098.

[76] Pilgrim M L，Caspar T，Quail PH，et al. Circadian and

light-regulated expression of nitrate reductase inArabidopsis [ J] . Plant Molecular Biology， 1993， 23 (2): 349.[77] Sharma A K， Raghuram N， Chandok MR，et al.

Investigations on the nature of the phytochrome-induced transmitter for the regulation of nitrate reductase in etiolated leaves of maize [J]. Journal of Experimental Botany，1994，45 (273) ： 485-490.[78] Becker T W，Foyer C， Caboche M. Light-regulated

expression of the nitrate-reductase and nitrite-reductase genes in tomato and in the phytochRome-deficientauRea mutant of tomato [ J] . Planta，1992，188 ( 1 )： 39-47.[79] Goud K V， Sharma R. Retention of photoinduction of

cytosolic enzymes in aurea mutant of tomato ( Lycopersicon esculentum) [ J ] . Plant Physiology， 1994， 105 ( 2 )： 3-650.

[80] Lillo C，Provan F，Appenrotli K J. Photoreceptors involved

in the regulation of nitrate reductase in SpiroPela polyrhiza [J] . Journal of Photochemistry & Photobiology B Biology， 1998, 44 (3): 205-210.[81] Beevers L， Schrader L E， Flesher D， et al. The role of

light and nitrate in the induction of nitrate reductase in radish cotylJdons and maizJ sJJdlings [ J ] . Plant Physiology，1965，40 (4)： 691.

[82 ] Huber S C，Huber J L，Campbell W H，et al. Comparative

studies of the light modulation of nitrate reductase and sucrose-phosphate synthase activities in spinach leaves [ J] . Plant Physiology，1992，100 (2)： 706.

[83] Samuolien G，Sirtautas R，Brazaityt A，et al. LED lighting

and seasonality effects antioxidant properties of baby leaf lettuce. [ J] . Food Chemistry，2012，134 ( 3 )： 1494.[84] Jayong C， Dongmo S， Jongman K， et al. Effects of LEDs

on the germination， growth and physiological activities of amaranth sprouts. [J]. Korean Journal of Horticultural Science & Technology，2008，26 (2) ： 106-112.[85] Son K H， Oh M M. Leaf shape， growth， and antioxidant

phenolic compounds of two lettuce cultivars grown under various combinations of blue and red light-emitting diodes [J]. Hortscience，2013，48 (8 )： 988-995.[86] Mizuno T，Amaki W， Watanabe H. Effects of

monochromatic light irradiation by LED on the growth and anthocyanin contents in leaves of cabbage seedlings [ J ]. Chemical Physics Letters，2011，508 (4)： 248-251.[87] Kadomuraishikawa Y， Miyawaki K， Noji S， et al.

Phototropin 2 is involved in blue light-induced anthocyanin accumulation in Fragaria x ananasa friiits. [J]. Journal of Plant Research，2013, 126 (6): 847-857.[88] Nishioka N， Nishimura T，Ohyama K，et al. Light quality

afected growth and contents of essential oil components of Japanese mint plants [J]. Acta Horticulture，2008， 797 ： 431-436.

[] 陈强.不同LED光源对番茄果实转色过程中生理特性

及果实品质的影响[D].泰安：山东农业大学，2009.[90] Ensminger P A， Schafer E. Blue and ultraviolet-B light

photoreceptors in parsley cells [ J ] . Photochemistry & Photobiology，2010，55 (3)： 437-447.[91] Leyva A， Jarillo J A， Salinas J， et al. Low temperature

induces the accumulation of phenylalanine ammonia-lyase and chalcone synthase mRNAs of ArabicPopsis thaliana in a light-dependent manner [J]. Plant Physiology，1995，108 ⑴：39-46.[92] Kiho S， Junhyung P， Daeil K， et al. Leaf shape index，

growth， and phytochemicals in two leaf lettuce cultivars grown under monochromatic light-emitting diodes. [ J ]. Wonye kwahak kisulchi，2012，30 (6): 6-672.

[93] Miki W. Biological functions and activities of animal

carotenoids [J]. Pure & Applied Chemistry， 1990，28 (4): 219-227.

[94] Harumijyonouchi，HR，Tomita Y， et al. Studies of

immunomodulating actions of carotenoids. I. Effects of %- carotene and astaxanthin on murine lymphocyte functions and ccll surface marker expression in in vitro culture system [J]. Nutrition k Cancer，1991，16 (2): 93-105.

(下转第30页）

30

照明工程学报

2018年8月

崔瑾，徐志刚，邸秀茹.用和前景

性。最后，我们利用光学仿真软件TrlPr对大功 率型LED条形光源进行了仿真分析，结果发现灯珠 的不同排列方式对LED光源的辐射照度均匀度的影 响是显著的，对称双重等差数列的排列方式优于等 间距排列方式，其首项值为30 mm时LED条形光源 的均匀度最高，均匀性良好，其排列合理。

本次研究仅对红光蓝光两种LED构成的条形

[6][7 ]

LED在植物设施栽培中的应

[J].农业工程学报，2008，24 (8):

LED光源在现代农业

249-253.

杨其长，徐志刚，陈弘达，等.的应用原理与技术进展[

LED光源进行了仿真分析，分析方法及结果具有一

定的普遍性和参考性。但是，植物生长需要的是全 光谱复色光照明。因此，针对全光谱复色LED组合 光源的排布及光照均匀性还有待做进一步研究，为 开发满足植物生长需求的高效LED植物生长光源提 供理论依据。

参考文献

[1] 李艳艳.自适应LED补光照明系统的设计与实现

[D].天津：天津工业大学，2016.

[2] 杨其长.LED在农业领域的应用现状与发展战略

[J].中国科技财富，2011 (1): 112-117.[3]王 加文，苏宙平，袁志军，等.LED阵列模组化中的

照度均勻性问题[J].光子学报，2014, 43 ( 8): 16-22.

[4] 刘晓英，徐志刚，焦学磊，等.植物照明的研究和应

用现状及发展策略[J].照明工程学报，2013, 24(4): 1-7.[5]魏 灵玲，杨其长，刘水丽.LED在植物工厂中的研究

现状与应用前景[J].中国农学通报，2007，23 (11 )： 408-411.

(上接第7页）

2011，13 (5): 37-43.

[8]邓 一凡，徐晓辉，苏彦莽，等.LED植物组培阵列的

设计与均勻性研究[J].江苏农业科学，2017, 45 (24): 225-228.[9]朱 舟，应盛盛，胡洪钧，等.LED植物光源阵列光照

分布及均勻性研究[J].浙江农业学报，2015, 27(8): 14-1493.

[10] 武礼宾，曹立，陈美香，等.植物培养箱LED光源均

勻性的研究[J].照明工程学报，2015, 26 (2): 104-109.

[11] 刘文科，杨其长.植物工厂led照明应用的几点思考

[J].照明工程学报，2015, 26 (4): 98-102.

[12] 郭威威，毕超，王兵.新型节能高效植物组培专用

LED光源的研制与试验[J].浙江农业科学，2011，1(5): 1192-1195.[13 ] Kim H H， Goins G D， Wheeler R M， et al. Green-light

supplementation for enhanced lettuce growth under red-and blue-light-emitting diodes [ J ] . Hortscience A Publication of the American Society for Horticultural Science， 2004, 39 (7) : 1617.

[14]牛萍娟，李艳艳，田会娟，等.基于Lab8EW的智能

LED植物补光照明系统设计[J].江苏农业科学， 2016，44 (10): 394-398.

J].中国农业科技导报，

[95] Giovannucci E， Ascherio A， Rimm E B， et al. Intake of

carotenoids and retinol in relation to risk of prostate cancer. [ J] . J Natl Cancer Inst，1995，87 (23 ): 1767­1776.[96] Alba R， Cordonnierpratt M M，Pratt L H. Fruit-localized

phytochromes regulate lycopene accumulation independently of ethylene production in tomato. [ J] . Plant Physiology， 2000, 123 (1): 363-370.

[97] 刘晓英，常涛涛，郭世荣，等.红蓝LED光全生育期

照射对櫻桃番茄果实品质的影响[J].中国蔬菜， 2010, 1 (22): 21-27.

[98] Fu W G，Li PP，Wu Y Y，et al. Effects of different light

intensities on anti-oxidative enzyme activity， quality and biomass in lettuce. [J]. Horticultural Science，2012，39

(3): 129-134.[99] Li J，Hikosaka S， Goto E. Effects of light quality and

photosynthetBc photon flux on growth and carotenoBd pigments in Spinach ( Spinacia oleracea L ) [ J ] . Acta Horticulture，2011，907 (907): 105-110.

[100] 林碧英，张瑜，林义章.不同光质对豇豆幼苗光合特

性和若干生理生化指标的影响[J].热带作物学报， 2011，32 (2): 235-239.[101]许 莉，刘世琦，齐连东，等.不同光质对叶用莴苣光

合作用及叶绿素荧光的影响[J].中国农学通报， 2007, 23 (1): 96-100.

[102] 李倩.光质对生菜、丹参生长和次生代谢物的影响

[D].咸阳：西北农林科技大学，2010.