LED光質(zhì)對蟹味菇子實體生長的影響*

劉文科，楊其長，趙姣姣

(中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)環(huán)境與可持續(xù)發(fā)展研究所，農(nóng)業(yè)部設(shè)施農(nóng)業(yè)節(jié)能與廢棄物處理重點實驗室，北京 100081)

LED光質(zhì)對蟹味菇子實體生長的影響*

劉文科，楊其長，趙姣姣

(中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)環(huán)境與可持續(xù)發(fā)展研究所，農(nóng)業(yè)部設(shè)施農(nóng)業(yè)節(jié)能與廢棄物處理重點實驗室，北京 100081)

在密閉培養(yǎng)室內(nèi)采用LED燈管為光源研究了不同光質(zhì)對蟹味菇子實體生長的影響。結(jié)果表明，光質(zhì)不僅影響子實體的生長高度，也影響生物量。白光和藍光下蟹味菇的高度為5.5 cm～6 cm，黃光下為3 cm～3.5 cm，橙光下為2.5 cm，紅光下為2.5 cm，綠光下1 cm～5 cm。不同光質(zhì)條件下蟹味菇子實體的生物量差異顯著，白光和藍光條件下蟹味菇子實體的生物量最高，達到每瓶75 g～80 g，顯著高于黃光、橙光、綠光和紅光處理。白光和藍光處理間，以及黃光、橙光、綠光和紅光處理間在子實體生物量上無顯著差異

發(fā)光二極管(LED)；蟹味菇；光質(zhì)；產(chǎn)量；子實體

食用菌作為集營養(yǎng)與保健功能于一體的食品，越來越受到消費者的青睞，市場潛力巨大，需求逐年遞增。食用菌工廠化栽培是具有現(xiàn)代農(nóng)業(yè)特征的產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)方式, 是滿足市場日益增長的食用菌需求的必由之路，也是食用菌產(chǎn)業(yè)的發(fā)展趨勢。食用菌工廠化生產(chǎn)必需對生產(chǎn)設(shè)施內(nèi)的環(huán)境要素(光照、溫度、CO2濃度、濕度等)進行自動化控制，其中光照條件是重要環(huán)境因子之一。光不僅影響食用菌的菌絲體的生物學(xué)特征(生長速率、菌絲體密度和顏色)和子實體的生物學(xué)形態(tài)(菌柄、菌蓋及其顏色形成)，還對食用菌生理生化過程、營養(yǎng)物質(zhì)代謝具有調(diào)控作用[1，2]。迄今，食用菌光生物學(xué)研究進展緩慢，處于停滯狀態(tài)，鮮有報道，已經(jīng)滯后于快速發(fā)展的食用菌種類和工廠化生產(chǎn)的技術(shù)要求。在上世紀(jì)80年代和90年代，我國一些學(xué)者以人造單色光進行了食用菌光質(zhì)生物學(xué)的研究，但由于光質(zhì)純度問題，結(jié)果一致性差，未能系統(tǒng)深入探究。21世紀(jì)以來，國內(nèi)外有關(guān)光照條件，特別是光質(zhì)對食用菌生長發(fā)育、產(chǎn)量品質(zhì)的影響研究有少量報道[3-6]。

LED為半導(dǎo)體固態(tài)冷光源，可發(fā)出單色可見光，具有光質(zhì)純、光效高、波長類型豐富、光強與光譜能量調(diào)制便捷等優(yōu)點，呈現(xiàn)出傳統(tǒng)光源無法比擬的光電優(yōu)勢，是設(shè)施生物生產(chǎn)中理想的光環(huán)境調(diào)控光源[7-11]，也是食用菌工廠化栽培光環(huán)境調(diào)控最佳光源，具有很強的實用性。然而，有關(guān)LED光質(zhì)對食用菌子實體生長方面的研究報道很少，本文通過研究LED光質(zhì)對蟹味菇子實體生長的影響，以期為蟹味菇工廠化生產(chǎn)光環(huán)境管理提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 蟹味菇材料與試驗設(shè)計

蟹味菇材料購于市場，為菌絲生長良好即將出菇的栽培瓶。試驗共設(shè)定6個光質(zhì)處理，分別為白光、藍光、綠光、橙光、黃光和紅光處理，每個處理設(shè)置6瓶出菇前栽培瓶。試驗在黑暗密閉性培養(yǎng)室內(nèi)進行，LED光源為燈管，長度為1.2 m，單只懸掛，與栽培瓶距離5 cm以上，各處理通過調(diào)節(jié)燈管與栽培瓶的距離使栽培瓶口上方9 cm處光強為100 umol·m-2·S-1。光照管理方法為光每隔2 h，光照處理24 min。2013年4月12日下午開始照光，2013年4月12日試驗開始，2013年4月25日收獲測定。

1.2 測定指標(biāo)與方法

采用直尺測定子實體的高度，并稱量子實體的鮮重。采用SAS軟件進行差異顯著性分析(p<0.05)。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同光質(zhì)對蟹味菇高度的影響

不同光質(zhì)對蟹味菇高度的影響見圖1。

由圖1可知，不同光質(zhì)處理下蟹味菇子實體高度差以較大。測量可知，白光和藍光下蟹味菇的高度為5.5 cm～6 cm，黃光下為3 cm～3.5 cm，橙光下為2.5 cm，紅光下為2.5 cm。綠光下蟹味菇的高度重復(fù)間差異較大，多在1 cm～5 cm之間。

2.2 不同光質(zhì)對蟹味菇生物量的影響

不同光質(zhì)對蟹味菇生物量的影響見圖2。

由圖2可知，不同光質(zhì)處理下蟹味菇的子實體的生物量差異顯著。白光和藍光條件下蟹味菇的生物量最高，達到75 g～80 g每瓶，顯著高于黃光、橙光、綠光和紅光處理(p<0.05)。白光和藍光處理間在生物量上無顯著差異，且黃光、橙光、綠光和紅光處理間在生物量上也無顯著差異。

3 結(jié)論與討論

試驗結(jié)果表明，LED光質(zhì)對蟹味菇生長發(fā)育具有顯著影響。白光和藍光在促進蟹味菇子實體生長發(fā)育上表現(xiàn)較好，藍光效果最佳，而其它可見光較差。本試驗結(jié)果證明了蟹味菇子實體生長發(fā)育對光質(zhì)具有選擇性。這一結(jié)果與日本學(xué)者研究結(jié)果相一致。Miyazaki等[4]發(fā)現(xiàn)LED藍光對滑子菇子實體生長發(fā)育有促進作用，光質(zhì)間差異明顯。食用菌種類龐大，不同種類間在光質(zhì)需求以及光強和光周期上存在差異，必須深入研究光環(huán)境調(diào)控食用菌生長發(fā)育的規(guī)律，才能更有效地將LED光源引入食用菌工廠化栽培實踐，促進食用菌生產(chǎn)的節(jié)能和高效生產(chǎn)。

[1] 于海龍，郭倩，楊娟，等. 環(huán)境因子對食用菌生長發(fā)育影響的研究進展[J]. 上海農(nóng)業(yè)學(xué)報， 2009， 25(3)：100-104.

[2] 李玉，于海龍，周峰，等. 光照對食用菌生長發(fā)育影響的研究進展[J]. 食用菌，2011(2)：3-4.

[3] 羅茂春，林標(biāo)生，林躍鑫. 光質(zhì)對紅平菇菌絲體和子實體生長發(fā)育的影響[J]. 食品工業(yè)科技，2012，33(8)：188-190.

[4] 劉明月，何長征，譚金蓮，等. 光質(zhì)對金針菇子實體生長發(fā)育的影響[J]. 中國食用菌，1997，16(6)：11-12.

[5] Miyazaki Y, Masuno K, Abe M, et al. Light-stimulative effects on the cultivation of edible mushrooms by using blue LED[C]Proceedings of the 7th International Conference on Mushroom Biology and Mushroom Products (ICMBMP7). Section Posters, 2011.

[6] 王立華，陳向東， 王秋穎， 等. LED光源的不同光質(zhì)對靈芝菌絲體生長及抗氧化酶活性的影響[J]. 中國中藥雜志， 2011，36(18)：2471-2474.

[7] 劉文科，楊其長. 紅藍光質(zhì)對豌豆苗生長、光合色素與營養(yǎng)品質(zhì)的影響[J]. 中國農(nóng)業(yè)氣象，2012，33(4)：500-504.

[8] 崔瑾，徐志剛，邸秀茹. LED在植物設(shè)施栽培中的應(yīng)用和前景[J]. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報，2008，24(8)：249-253.

[9] 劉文科，楊其長，魏靈玲. LED光源及其設(shè)施園藝應(yīng)用[M]. 北京：中國農(nóng)業(yè)科學(xué)技術(shù)出版社，2012.

[10] Zhou WL, Liu WK, Yang QC. Reducing nitrate concentration in lettuce by elongated lighting delivered by red and blue LEDs before harvest[J]. Journal of Plant Nutrition, 2013, 36(3): 481-490.

[11] Zhou WL, Liu WK, Yang QC. Quality changes of hydroponic lettuce under pre-harvest short-term continuous light with dif ferent intensity[J]. The Journal of Horticultural Science & Biotechnology, 2012, 87(5): 429-434.

Effect of LED Light Qualities on Growth of Fruit Body ofHypsizygusmammoreusBigelow

LIU Wen-ke, YANG Qi-chang, ZHAO Jiao-jiao

(Institute of Environment and Sustainable Development in Agriculture,Chinese Academy of Agricultural Sciences, Key Lab of Energy Conservation and Waste Management of Agricultural Structures, Ministry of Agriculture, Beijing100081)

Effect of light quality on fruiting ofHypsizygusmammoreusBigelow was investigated in a closed culture chamber. The results showed that light qualities influenced significantly on fruiting ofHypsizygusmammoreusBigelow. Under white and blue light, the height of fruit body ranged from 5.5 cm to 6 cm, while 3 cm～3.5 cm, 2.5 cm, 2.5 cm and 1 cm～5 cm centimeters under yellow, orange, red and green light respectively. Additionally, biomass ofHypsizygusmammoreusBigelow under white and blue light was significant higher than those under yellow, orange, red and green light. However, there were no difference in fruit body biomass under white and blue light, and no difference was found in fruit body biomass under yellow, orange, red and green light.

Light-emitting diode (LED);HypsizygusmammoreusBigelow; Light quality; Yield; Fruit body

*項目來源：國家“十二五”863課題“植物工廠節(jié)能LED光源及光環(huán)境智能控制技術(shù)”(2013AA103001)；863計劃重大項目課題“LED非視覺照明技術(shù)研究”(2011AA03A114)。

劉文科(1974-)，男，研究員，主要從事設(shè)施蔬菜光生物學(xué)方面的研究工作。E-mail: liuwke@163.com

2013-11-27

S646.9

A

1003-8310(2014)01-0042-02