LED灯补光对温室甜椒产量及品质的影响

张子鹏，温健新，黄爱政，冯锦乾

(广东省江门市农业科学研究所，广东江门 529060)



LED灯补光对温室甜椒产量及品质的影响

张子鹏，温健新，黄爱政，冯锦乾

(广东省江门市农业科学研究所，广东江门 529060)

[目的]探明LED光源对温室甜椒产量和品质的影响。[方法]以甜椒为试验材料，在其不同生育阶段对其进行LED灯补光，观察其产量及品质变化。[结果]与对照相比，3个补光处理均可大幅提高甜椒的单果质量、商品率、产量，同时还可提高甜椒维生素C含量、降低其硝酸盐含量。[结论] LED灯补光有利于甜椒产量提高和品质改善，以从苗期开始补光效果最好。

LED；补光；甜椒；产量；品质

光是温室作物进行光合作用、形成温室内温度与湿度条件的能源。华南地区冬、春季节低温弱光、阴雨低温天气较多，再加上温室覆盖材料不清洁或老化导致透光率较低，温室内光照往往不能满足作物生长的需求。光照不足成为限制作物产量的重要因素。近年来，已开始采用人工光源补光来调控光质，以改善温室内光环境、提高作物的光合速率、增加叶面积、促进作物生长，从而达到增产、高效、优质、抗病的目的。LED光源为冷光源，具有寿命长、光谱纯、耗能低等优点而被广泛应用于植物生长的研究中[1]。目前国内LED光源在蔬菜中的应用研究主要集中在生菜[2-3]、菠菜[4]、芽菜苗[5]、樱桃番茄等，而在甜椒方面相对较少。基于此，笔者以甜椒为试验材料，在其不同生育阶段对其进行LED灯补光，研究LED光源对温室甜椒产量和品质的影响，以期为设施园艺生产提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 光源 使用的新型LED植物生长光源(灯带)型号为LT-ST-6，由江门市朗天照明有限公司提供。它由(650±20)nm的红光LED与(460±20)nm的蓝光LED组成，红蓝光比例为8∶1。每行甜椒上方安装1条灯带，灯带发光面与植株顶端的悬挂距离为15 cm，可根据植株生长高度调整光源位置，一般10 d左右调整1次。

1.2 试验材料 试验在广东省江门市农业科学研究所试验基地连栋温室进行。供试甜椒品种为奥罗，种子购于台山市利农种子有限公司。奥罗甜椒在江门地区种植较多，是当地主栽品种，产品以出口港澳地区为主，经济效益较高。

1.3 试验方法 于2015年9月6日播种，采用穴盘基质育苗，10月9日移栽至温室内，2016年4月20日最后一次采收。以不用任何光源为对照(CK)，设3个LED处理：处理A，10月15日开始照灯，此时间点为甜椒苗刚过缓苗期，淋施第1遍肥，植株开始生长；处理B，11月17日开始照灯，此时间点为开花期；处理C，12月16日开始照灯，此时间点为结果期。3次重复。小区面积15 m2，栽种48株，株距40 cm，双行植。采用无土基质栽培，整个生育期管理一致。光照强度设置为100 μmol/(m·s)。补光时间为5：30—7：00及17：30—20：00，每天4 h，由时控开关自动控制。

1.4 测定项目与方法 果实成熟后每个处理随机采摘5个果实测定单果质量、果实品质(硝酸盐、维生素C、可溶性总糖含量)，统计果实商品率、小区产量等。硝酸盐采用水杨酸消化法测定；维生素C采用二氯酚靛酚滴定法测定；可溶性总糖采用蒽酮比色法测定。

1.5 数据处理 采用Excel软件对数据进行统计分析。

2 结果与分析

2.1 大气日照时数对甜椒产量的影响 试验中虽然进行LED灯补光，但是仍不可避免受到当地气候的影响，尤其是气温和日照时数，因为试验中每天补光的时数还是相对较少，大气日照时数对甜椒产量的影响还是非常大的。由表1、2可知，每次采收的甜椒产量与大气日照时数呈一定的正相关关系，在日照时数最少的1月，其产量也是最少的。

表1 2015年10月—2016年4月江门市大气日照时数

Table 1 Atmospheric sunshine duration of Jiangmen City from October 2015 to April 2016

h

表2 各采摘时间点产量变化

2.3.2 不同处理对甜椒商品性及产量的影响 田间观察显示，补光处理组的果实明显比CK组大，而且其畸形果较少；二者坐果率差异较大，特别是在气温低、日照时数较少的月份，补光处理优势更为明显。

2.2.1 不同处理对甜椒单果质量、商品率的影响。由表3可知，与CK组相比，各补光处理均可显著提高甜椒单果质量及商品率，其中以处理A效果最为明显，而处理B与处理C之间差异不大。

2.2.2 不同处理对甜椒产量、单株结果数的影响。从产量来看，补光越早，产量提高越大。处理A小区产量最高，达90.05 kg/小区，比CK组增产82.81%。CK组单株结果数仅7.7个，而其他处理组单株结果数均比CK组高，处理A、B、C单株结果数分别比CK组增加3.5、3.0、2.0个，增加幅度也较大(表3)。可见，补光处理时间对甜椒产量具有叠加效果，处理时间越长，对产量影响越大。

表3 不同处理对甜椒商品性及产量的影响

Table 3 Effects of different treatments on the commodity and yield of pimiento

处理Treat-ment单果质量Singlefruitqualityg商品率Commodityrate%单株结果数Fruitnumberperplant个小区产量Plotyieldkg/小区较CK增幅YieldincreasecomparedwithCK%A168a91a11.2a90.05a82.81B156b85b10.7b80.42b63.26C154b84b9.7c72.02c46.20CK133c62c7.7d49.26d—

注：同列不同小写字母表示处理间在0.05水平差异显著。

Note：Different lowercases in the same column indicated significant differences at 0.05 level.

2.3 不同处理对甜椒品质的影响

2.3.1 不同处理对甜椒维生素C含量的影响。维生素C是甜椒重要的营养成分，也是评价甜椒品质的重要指标。由图1可知，处理A、B、C甜椒中维生素C含量均显著高于CK组，其中以处理A甜椒中维生素C含量最高，达95.91 mg/100 g，比CK组高1.51 mg/100 g。可见，补光有助于增加甜椒维生素C含量。

注：不同小写字母表示处理间在0.05水平差异显著。Note：Different lowercases in the same column indicated significant differences at 0.05 level.图1 不同处理对甜椒维生素C含量的影响Fig.1 Effects of different treatments on the vitamin C content of pimiento

2.3.2 不同处理对甜椒硝酸盐含量的影响。大量研究表明，硝酸盐对人类健康存在潜在的威胁。如果硝酸盐摄入量过大可导致人体活动迟钝，工作能力减退，头晕、昏迷，甚至死亡。而人体中摄取的硝酸盐81.5%来自蔬菜，因此硝酸盐含量是评价蔬菜品质的关键。由图2可知，处理A、B、C甜椒中硝酸盐含量均比CK组低，其中处理A甜椒中硝酸盐含量最低，仅为90.10 mg/kg，比CK组低43.67 mg/kg，减幅为32.65%。可见，增加LED灯补光可以明显降低蔬菜中硝酸盐含量。参考蔬菜中硝酸盐含量标准，该试验生产出的甜椒均符合其规定。

注：不同小写字母表示处理间在0.05水平差异显著。Note：Different lowercases in the same column indicated significant differences at 0.05 level.图2 不同处理对甜椒硝酸盐含量的影响Fig.2 Effects of different treatments on the nitrate content of pimiento

2.3.3 不同处理对甜椒可溶性总糖含量的影响。由图3可知，各补光处理总糖含量均比CK组稍有提高，但总体差异不大，处理间差异不显著。说明增加LED灯补光对于增加可溶性总糖含量效果并不明显。

3 结论与讨论

注：不同小写字母表示处理间在0.05水平差异显著。
Note：Different lowercases in the same column indicated significant differences at 0.05 level.
图3 不同处理对甜椒可溶性总糖含量的影响
Fig.3 Effects of different treatments on the total soluble sugar content of pimiento

上均有较大的提升，且以从苗期开始补光处理效果最好，其产量较对照增加82.81%，商品率较对照也大幅提高。商品的价格与商品性密切相关，甜椒经补光处理后商品性大为改善，因而其经济价值也有较大的提升。这与吴根良等[6]的研究结果一致。

蔬菜中硝酸盐的累积是一个复杂的过程，其受硝态氮吸收及还原同化的控制，同时也受光照条件的影响。该试验中，对照的硝酸盐含量远高于其他3个补光处理，说明LED红蓝光补光有助于减少硝酸盐的吸收量，从而提高蔬菜品质，这与高波等[7]在芹菜中的研究结果一致。甜椒维生素C含量变化与硝酸盐一致，但可溶性总糖含量各处理间差异不大，该结论与吴根良等[6]、闻婧等[8]的研究结果不一致。这可能与研究对象的不同有关，具体原因有待进一步探究。

[1] 刘晓英，常涛涛，郭世荣，等.红蓝LED光全生育期照射对樱桃番茄果实品质的影响[J].中国蔬菜，2010(22)：21-27.

[2] LI Q，KUBOTA C.Effects of supplemental light quality on growth and phytochemicals of baby leaf lettuce[J].Environmental and experimental botany，2009，67(1)：59-64.

[3] 周晚来，刘文科，闻婧，等.短期连续光照下水培生菜品质指标变化及其关联性分析[J].中国生态农业学报，2011，19(6)：1319-1323.

[4] 齐连东，刘世琦，许莉，等.光质对菠菜草酸、单宁及硝酸盐积累效应的影响[J].农业工程学报，2007，23(4)：201-205.

[5] 马超，张欢，郭银生，等.LED在芽苗菜生产中的应用及前景[J].中国蔬菜，2010(20)：9-13.

[6] 吴根良，郑积荣，李许可.不同LED光源对设施越冬辣椒果实品质和产量的影响[J].浙江农林大学学报，2014，31(2)：246-253.

[7] 高波，杨振超，李万青，等.3种不同LED光质配比对芹菜生长和品质的影响[J].西北农业学报，2015，24(12)：125-132.

[8] 闻婧，杨其长，魏灵铃，等.不同红蓝LED组合光源对叶用莴苣光合特征和品质的影响及节能评价[J].园艺学报，2011，38(4)：761-769.

Effects of LED Supplementary Lighting on the Yield and Quality of Pimiento in Greenhouse

ZHANG Zi-peng, WEN Jian-xin, HUANG Ai-zheng et al

(Jiangmen Research Institute of Agricultural Science, Jiangmen, Guangdong 529060)

[Objective] To research the effects of LED supplementary lighting on the yield and quality of pimiento in greenhouse. [Method] With pimiento as the test material, LED supplementary lighting was carried out in different growth periods. The yield and quality changes of pimiento were observed. [Result] Compared with the control, three supplementary lighting treatments greatly enhanced the single fruit quality, commodity rate and yield of pimiento, enhanced the vitamin C content in pimiento, and reduced the nitrate content. [Conclusion] LED supplementary lighting is conductive to improving yield and quality of pimiento, especially at seedling stage.

LED; Supplementary lighting; Pimiento; Yield; Quality

江门市科技计划项目(20140160125296)。

张子鹏(1981- )，男，广东新会人，农艺师，从事蔬菜新品种新技术研究与推广工作。

2016-08-15

S 123

A

0517-6611(2016)29-0024-02