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摘要[目的]研究影响芹菜产量和品质的有效光质。[方法]以芹菜（Apium graveolens L.）为材料，在快速生长期用透光率相近的红、蓝有色薄膜分别对其进行全程遮光处理，或与自然光交替处理35 d，研究实际生产条件下，光质对芹菜生长和有效成分积累的影响，并分析了最终的产量和经济收益。[结果]与自然光处理（CK）相比，全程红膜处理（T1）促进了芹菜的伸长生长，但不利于叶绿素和黄酮的积累，全程蓝膜处理（T3）提高了葉绿素和黄酮含量，但抑制了芹菜的生长和黄酮总产量的提高，全程覆有色薄膜的2个处理芹菜纤维素含量均有改善，但整体产量和品质均下降，经济收益减少。红膜与自然光交替处理（T2）促进了芹菜的伸长生长、横向生长以及叶芽分化，同时改善了纤维素水平，提高了黄酮的产量，最终提升了芹菜的产量和品质，经济收益增加；蓝膜与自然光交替处理（T4）各项指标与CK相当。[结论]各色薄膜与自然光交替处理效果好于全程遮盖有色膜处理。
关键词芹菜；有色薄膜；光质；有效成分；经济效益
中图分类号S636.3文獻标识码
A文章编号0517-6611（2017）20-0056-04
Abstract[Objective]To study the effective light quality on yield and character of Apium graveolens L..[Method]The A.graveolens L. was cultured with colored films of similar transmittance for 35 d，adding or without adding alternating nature light.We studied the effects of light quality on the A.gravedens L. growth and the accumulation of effective components in shoots or leaves of Apium graveolens L..The yield and economic income in A.graveolens L. production were also calculated.[Result]Compared with the nature light（CK），the A.graveolens L. treated with red film （T1） had a better elongation growth rate but do harm to the chlorophyll and flavone accumulation，while blue film treatment （T3） increased the content of chlorophyll and flavonoids，but inhibited A.graveolens L. growth and total flavonoids production. Both of these two treatments decreased the yield and economic income of A.graveolens L. production. Red film alternating with nature light promoted the elongation growth，lateral growth and bud differentiation，and also improved the cellulose level，increased the flavonoids production in A.graveolens L. which ultimately improved yield and quality of A.graveolens L.，brought better economic benefits than control. The treatment of blue film alternating with nature light （T4） had the same effects on A.graveolens L. compared with the control.[Conclusion]The effect of colored film alternating with nature light is better than the whole color film processing.
Key wordsApium graveolens L.；Colored film；Light quality；Active ingredients；Economic benefits
光是植物生命活动的能量来源，也是影响植物生长发育的重要环境因子之一，光质对植物的生长发育、形态建成、光合作用、物质代谢以及基因表达有广泛的调节作用，对产量和品质有重要影响[1]。通过人工光源技术，调制利于植物特征生长的光谱，改变植物的生长规律，对提高产量和品质，加快现代农业发展具有重要的现实意义[2]。由于研究和生产上难以获得具有特定波长的单纯光质，人们通过使用不同颜色的有色薄膜来获得不同的光质环境，以进行植物生长或次生代谢物的研究，或是强化植物的特征生长，获得所需品质的农产品[3]。
芹菜（Apium graveolens L.）为伞形花科（Umbelliferae）一年生或多年生草本植物，分布于全球温带地区，是我国设施栽培的主要绿叶蔬菜之一。芹菜中含有芹菜素等黄酮类化合物、挥发油、丁基苯酞类、氨基酸、不饱和脂肪酸、膳食纤维等活性物质，具有抗菌杀虫、镇静止痛、抗氧化和抗肿瘤等功效[4]。近年来，利用LED光源，关于光质对芹菜生长发育、光合作用、碳氮代谢以及有效成分积累影响的研究报道较多。宁宇等[5]以红、蓝LED光源处理芹菜发现，增加红光比例可促进芹菜的碳同化、转化及氮的吸收，加速物质积累；增加蓝光比例可使芹菜氮代谢增强、碳的积累代谢下降。高波[6]研究表明，红蓝光配比为3∶1时光照能够有效促进芹菜株高生长、干物质及有效成分的积累。然而有关生产上利用有色膜调控芹菜生长和生理特性的研究较少。将红、蓝薄膜与自然光以不同方式搭配对芹菜进行培养，以期获得提高芹菜生物量和品质的适宜光质条件，为生产上通过栽培和生态措施改变光质比例，调节碳氮代谢，改善芹菜品质，突显风格特色提供理论依据。 1材料与方法
1.1试验地概况与供试材料
试验于2016年6—9月在农业部植物营养与新型肥料创制重点实验室智能温室内进行，土壤类型为棕壤。供试土壤基本理化性状为pH 5.2，有机质3.4 g/kg、碱解氮75.5 mg/kg、有效磷37.4 mg/kg、速效钾36.8 mg/kg。
供试芹菜品种为‘文图拉西芹’。所用光膜购于济南永发塑料厂，红膜（R）（波长620～780 nm，波峰662 nm，透光率83.7%），蓝膜（B）（波长400～450 nm，波峰420 nm，透光率86.1%），膜厚度均为30 μm。
1.2试验设计
试验于2016年6月下旬开始，翻耕整地，施底肥，开沟做畦后，浇透水，选取长势一致、第4片真叶展平后的芹菜幼苗定植于畦内，栽培密度为7 cm×7 cm。2016年8月上旬，开始对芹菜幼苗进行不同光照处理。试验以与太阳光透光率相近的红、蓝色薄膜得到不同光质，共设5个处理：全程红膜（T1）、红膜与自然光交替（各1 d，T2）、全程蓝膜（T3）、蓝膜与自然光交替（各1 d，T4）、自然光（CK），共处理35 d。每处理10株，重复3次，各处理小区面积为1.5 m×1.0 m，随机区组排列，后期统一定量浇水、冲施（18-18-18）水溶肥，小区其他管理措施按照单一差异原则保持一致。
将各色滤膜覆盖于PVC管（直径1.5 cm）做成的支架上，支架150 cm×100 cm×150 cm。将覆膜的PVC支架罩在各处理小区的地块上，各处理间隔1 m。处理时间35 d，试验期间，调节支架高度使膜下光强保持一致。
1.3测定指标及方法
1.3.1生长和产量的测定。2016年9月中旬，对所有处理的芹菜进行分区收割，测定株高、茎粗、叶柄数、单株重及小区产量。其中，株高是叶柄基部至最高处的高度（cm），用刻度尺直接测量；茎粗为叶柄基部的茎粗度（cm），用游标卡尺测量。
1.3.2叶绿素含量的测定。每处理选取长势均一的4株植株，以SPAD-502叶绿素仪读取3个全展叶片的叶绿素含量，测定时避开叶片中部，将3个读数的平均值作为这个叶片的SPAD值。
1.3.3纤维素含量及黄酮总含量的测定。每处理选取长势均一的4株植株地上部为1个重复（称重并记录），共3个重复，将每个重复植株茎除去后横切混匀，四分法取1/2，称重并记录4株叶和叶柄混合的样品，分别装入编号的自封袋中密封，保存在-20 ℃的冰箱中备用，用于测定纤维素含量及黄酮总含量。纤维素含量的测定采用蒽酮比色法[7]。黄酮总含量的测定采用分光光度计法[8]。
1.3.4经济收益的计算。
根据各处理的理论产量，计算各处理的毛收益，去除各种成本后，计算出各处理芹菜的经济收益。
1.4数据分析采用Microsoft Excel 2016 软件对数据进行处理，采用SPSS 17.0 统计分析软件对试验数据进行LSD差异显著性分析。
2结果与分析
2.1不同光质处理对芹菜生长及产量的影响
株高是反映植株生长势强弱的重要指标。由表1可知，快速生长期全程以红膜处理（T1）的植株显著高于CK，红膜、蓝膜分别与自然光交替处理（T2和T4）的植株株高同CK相当，而全程以蓝膜处理（T3）的植株株高显著低于CK。该试验结果表明，红光促进植株的伸长生长，蓝光抑制伸长生长，这与杜建芳等[9]、刘媛等[10]、高波[6]的研究结果一致。有研究认为，过氧化物酶（POD）具有某些吲哚乙酸（IAA）氧化酶的功能，红光会导致POD活性降低，从而引起茎的伸长[11]；植株高度和节间长度的增加与远红光∶红光之比有关，远红光∶红光比值增加有助于提高植物体内赤霉素（GA）的含量，从而增加节间长度和植株高度[12]。而植株伸长生长受到蓝光抑制，其原因可能与蓝光提高吲哚乙酸氧化酶活性，降低植株体内生长素（IAA）水平，进而影响植物的生长有关[13-14]。
蓝膜与自然光交替处理（T4）的植株茎最粗，自然光处理（CK）、红膜与自然光交替处理（T2）、全程红膜处理（T1）次之，全程蓝膜处理（T3）的茎最细，其中，蓝膜与自然光交替处理（T4）与全程蓝膜处理（T3）相比，茎粗显著增加，表明过多的蓝光抑制植株的横向生长，适当增加蓝光比例有利于促进横向生长。这与吴衍材[15]、高波[6]的结论一致。
红膜与自然光交替处理（T2）的芹菜叶柄数最多，但与自然光处理（CK）、蓝膜与自然光交替处理（T4）的差异不大，三者显著高于全程红膜（T1）和全程蓝膜（T3）处理。由于叶芽的萌动和发育涉及植物内源激素、养分运输和吸收、碳水化合物分解等诸多因素，具体原因尚不清楚，需要进一步研究。
单株重以红膜与自然光交替处理（T2）的芹菜为最高，自然光处理（CK）、蓝膜与自然光交替处理（T4）的单株重次之，红膜、蓝膜分别与自然光交替处理（T2和T4）的单株重与CK差异不显著，全程红膜处理（T1）单株重显著降低，所有处理中，全程蓝膜处理（T3）的单株重最低。宁宇等[5]和高波[6]的研究结果表明，过多的蓝光抑制了叶柄的伸长生长和横向生长，而对叶柄分化的影响较小，最终导致单株地上部产量显著降低。
从小区产量和单位面积产量（表2）来看，趋势与单株重相同，红膜与自然光交替处理（T2）的芹菜最高，产量12.606 4万kg/hm2，与自然光处理（CK）产量11.652 6万kg/hm2相比，提高了8.19%。蓝膜与自然光交替处理（T4）、全程红膜处理（T1）、全程藍膜处理（T3）的小区产量和单位面积产量均低于CK。该研究中，蓝光显著抑制芹菜产量的增加，这与宁宇等[5]在芹菜上的试验结果一致，却与常涛涛[16]在番茄上的研究结果相反，可见，同一光谱对不同植物产量的影响是不同的。 2.2不同光质处理对芹菜叶绿素含量和有效成分积累的影响
叶绿素是光合作用中光传导途径和光反应中心的重要结构成分，体现了植物对光能的利用和调节能力，是评价植物生长发育的一项基本指标[17]。许多研究表明，蓝光控制叶绿体的发育、叶绿素的形成及光形态建成[18-19]。史宏志等[18]以红蓝光处理烟草，发现增加蓝光比例可使烟草叶片叶绿素含量增加，而增加红光比例可降低叶绿素含量。田发明[19]研究表明，蓝膜覆盖的甜椒叶片叶绿素含量高于对照（白膜）和红膜处理。该试验中，全程蓝膜处理（T4）的叶绿素含量显著高于其他处理，且差异显著；全程红膜处理（T1）的叶绿素含量显著低于其他处理，其他处理间差异不大。这可能是因为蓝膜下的光质为光合色素对光吸收的主要区间。
纤维素不能被人体吸收，但有助于消化，芹菜是高纤维植物，但纤维含量过高，芹菜口感会变差。该试验结果表明，在快速生长期，红膜、蓝膜分别与自然光交替处理（T2和T4）的芹菜纤维素含量低于自然光处理（CK），但差异不显著；全程以红膜或蓝膜处理（T1和T3）能够显著降低芹菜纤维素含量，而蓝膜处理（T3）的植株纤维素含量降低幅度更大。高波[6]研究发现，与白色LED灯光处理相比，红蓝光复合光有效促进芹菜组织纤维素的减少，且纤维素含量与红蓝光比例呈正相关，红蓝光比例越大，纤维素含量越高。这可能与蓝光不利于碳水化合物的形成与积累有关，而纤维素是由碳水化合物衍生的，所以使得纤维素的积累受阻[5，18]。
黄酮类化合物是植物天然活性产物，是一类供氢型自由基清除剂，在植物生长发育和逆境胁迫过程中起重要作用，同时具有很高的药用价值，是芹菜的有效药用成分[4，16]。多项研究认为，长波段的光（如红光）不利于黄酮积累而有利于植株生长，短波段的光（如蓝光）不利于植株生长但有利于黄酮积累[20-21]。该研究结果表明，各处理芹菜总黄酮含量由高到低依次为全程蓝膜处理（T3）、蓝膜与自然光交替处理（T4）、自然光处理（CK）、红膜与自然光交替处理（T2）、全程红膜处理（T1），总黄酮含量分别为1 521.88、1 427.42、1 397.55、1 366.91、1 275.37 mg/kg。分析认为，蓝光抑制黄酮积累可能是由于蓝光抑制了黄酮合成的关键酶——苯丙氨酸解氨酶（PAL）的活性[20-21]。根据总黄酮含量，结合单株重，计算出不同光质处理下黄酮产量，依次为红膜与自然光交替处理（T2）、蓝膜与自然光交替处理（T4）、自然光处理（CK）、全程蓝膜处理（T3）、全程红膜处理（T1），黄酮分别为0.861、0.813、0.811、0.654、0.650 g/株。结果表明，尽管红光抑制了芹菜植株黄酮的积累，但是红光与自然光交替处理（T2）下植株产量的优势提高了整株植株黄酮的总产量。
2.3不同光质处理对芹菜生产经济效益的影响
所有处理中，红膜与自然光交替处理（T2）的芹菜叶柄数最多，单株重最大，产量最高，纤维素含量较低，黄酮总含量最高，品质最好，可以按照2.5元/kg的最高价格计算，经济收益达27.016 0万元/hm2，为所有处理中最高，较自然光处理（CK）增收5.210 9万元/hm2，增收率达23.90%（表4）。全程红膜处理（T1）叶绿素和黄酮含量最低，外观和内在品质较差，根据市场行情，以最低价格1.5元/kg计算，收益最低，为10.887 8万元/hm2，较CK相比，收益减少10.917 3万元/hm2，收益下降50.07%。
全程蓝膜处理（T3）的芹菜叶柄数、单株重以及产量在各处理中最低，但有效成分黄酮的积累量以及叶绿素含量较高，品质较好，而蓝膜与自然光交替处理（T4）的芹菜产量略低于CK，品质相差不大，两者价格与CK相当，经济收益分别较CK下降9.029 7万元/hm2和3.386 8万元/hm2，降幅分别为41.41%和15.53%。
3结论与讨论
（1）不同光质对芹菜的形态建成、产量以及有效成分的累积有显著影响。全程红膜处理（T1）极大地促进了芹菜的伸长生长，但茎粗和叶柄数较低，因而单株重显著低于自然光处理（CK），造成产量较CK下降11.96%。T1处理叶绿素含量最低，虽然纤维素含量有所改善，但黄酮累积量低于其他处理，因此价格最低。由于产量较低的缘故，T1处理最终收益较CK下降50.07%，为各处理中最低。
红膜与自然光交替处理（T2）极大地提高了芹菜的叶柄数、单株重、产量以及黄酮总产量，表现出良好的生长趋势、产能趋势和品质提升趋势，最终收益较CK提高23.90%，在试验中是唯一能够提高芹菜产量和经济收益的处理。
全程蓝膜处理（T3）抑制了芹菜的伸长生长、横向生长和叶芽发育，造成单株重和产量显著低于各处理。尽管T3叶绿素和黄酮含量最高，也有效改善了纤维素的水平，但较低的单株产量造成黄酮产量偏低，价格也不高，最终收益较CK大幅下降，达41.41%。
蓝膜与自然光交替处理（T4）的芹菜长势、产量和品质各项特征与自然光处理（CK）基本相当，收益与CK处于同一个水平。
综合来看，各色薄膜与自然光交替处理效果好于全程遮盖有色膜的处理，其中，红膜与自然光交替处理（T2）的多项指标优于其他处理，对芹菜生长、产量和品质提高有极大的促进作用，生产中有效增加了经济收益。在芹菜生产的实际应用中，应考虑红膜与自然光搭配应用，在充分利用自然光的前提下，调节红膜与自然光交替的时间比例和时间选择，有助于提高芹菜的产量和品质，最终获得较好的经济收益。
（2）该研究中，光质调控薄膜对植物的生长发育和产量形成起到了一定的调节作用，并能够有效改善农产品品质。研究表明，光质调控薄膜在不同作物上得出的结果不尽一致，一方面可能是由于光质调控薄膜染色的深浅以及加工工艺缺乏统一标准，导致透过的光谱不同；另一方面，不同作物对光质的需求不同，也会使研究结果不一致[22]。此外，在光质调控薄膜的应用中应注意其所含有的化学色素降低了薄膜的透光率，导致植物干物质生产量下降[12] 。为了克服以上缺点，有效控制不同作物生长发育的专用光质调控薄膜正在系統研发中，其实际应用在美、日、以色列等国积极开展，而光质调控薄膜与太阳能搭配充分利用自然能源的试验研究也在逐步展开。随着人们对高品质蔬菜的需求日益增加和设施农业的大力发展，适宜不同作物生长的光质调控薄膜具有更加广阔的应用前景。 参考文献
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关键词芹菜；有色薄膜；光质；有效成分；经济效益
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A文章编号0517-6611（2017）20-0056-04
Abstract[Objective]To study the effective light quality on yield and character of Apium graveolens L..[Method]The A.graveolens L. was cultured with colored films of similar transmittance for 35 d，adding or without adding alternating nature light.We studied the effects of light quality on the A.gravedens L. growth and the accumulation of effective components in shoots or leaves of Apium graveolens L..The yield and economic income in A.graveolens L. production were also calculated.[Result]Compared with the nature light（CK），the A.graveolens L. treated with red film （T1） had a better elongation growth rate but do harm to the chlorophyll and flavone accumulation，while blue film treatment （T3） increased the content of chlorophyll and flavonoids，but inhibited A.graveolens L. growth and total flavonoids production. Both of these two treatments decreased the yield and economic income of A.graveolens L. production. Red film alternating with nature light promoted the elongation growth，lateral growth and bud differentiation，and also improved the cellulose level，increased the flavonoids production in A.graveolens L. which ultimately improved yield and quality of A.graveolens L.，brought better economic benefits than control. The treatment of blue film alternating with nature light （T4） had the same effects on A.graveolens L. compared with the control.[Conclusion]The effect of colored film alternating with nature light is better than the whole color film processing.
Key wordsApium graveolens L.；Colored film；Light quality；Active ingredients；Economic benefits
光是植物生命活动的能量来源，也是影响植物生长发育的重要环境因子之一，光质对植物的生长发育、形态建成、光合作用、物质代谢以及基因表达有广泛的调节作用，对产量和品质有重要影响[1]。通过人工光源技术，调制利于植物特征生长的光谱，改变植物的生长规律，对提高产量和品质，加快现代农业发展具有重要的现实意义[2]。由于研究和生产上难以获得具有特定波长的单纯光质，人们通过使用不同颜色的有色薄膜来获得不同的光质环境，以进行植物生长或次生代谢物的研究，或是强化植物的特征生长，获得所需品质的农产品[3]。
芹菜（Apium graveolens L.）为伞形花科（Umbelliferae）一年生或多年生草本植物，分布于全球温带地区，是我国设施栽培的主要绿叶蔬菜之一。芹菜中含有芹菜素等黄酮类化合物、挥发油、丁基苯酞类、氨基酸、不饱和脂肪酸、膳食纤维等活性物质，具有抗菌杀虫、镇静止痛、抗氧化和抗肿瘤等功效[4]。近年来，利用LED光源，关于光质对芹菜生长发育、光合作用、碳氮代谢以及有效成分积累影响的研究报道较多。宁宇等[5]以红、蓝LED光源处理芹菜发现，增加红光比例可促进芹菜的碳同化、转化及氮的吸收，加速物质积累；增加蓝光比例可使芹菜氮代谢增强、碳的积累代谢下降。高波[6]研究表明，红蓝光配比为3∶1时光照能够有效促进芹菜株高生长、干物质及有效成分的积累。然而有关生产上利用有色膜调控芹菜生长和生理特性的研究较少。将红、蓝薄膜与自然光以不同方式搭配对芹菜进行培养，以期获得提高芹菜生物量和品质的适宜光质条件，为生产上通过栽培和生态措施改变光质比例，调节碳氮代谢，改善芹菜品质，突显风格特色提供理论依据。 1材料与方法
1.1试验地概况与供试材料
试验于2016年6—9月在农业部植物营养与新型肥料创制重点实验室智能温室内进行，土壤类型为棕壤。供试土壤基本理化性状为pH 5.2，有机质3.4 g/kg、碱解氮75.5 mg/kg、有效磷37.4 mg/kg、速效钾36.8 mg/kg。
供试芹菜品种为‘文图拉西芹’。所用光膜购于济南永发塑料厂，红膜（R）（波长620～780 nm，波峰662 nm，透光率83.7%），蓝膜（B）（波长400～450 nm，波峰420 nm，透光率86.1%），膜厚度均为30 μm。
1.2试验设计
试验于2016年6月下旬开始，翻耕整地，施底肥，开沟做畦后，浇透水，选取长势一致、第4片真叶展平后的芹菜幼苗定植于畦内，栽培密度为7 cm×7 cm。2016年8月上旬，开始对芹菜幼苗进行不同光照处理。试验以与太阳光透光率相近的红、蓝色薄膜得到不同光质，共设5个处理：全程红膜（T1）、红膜与自然光交替（各1 d，T2）、全程蓝膜（T3）、蓝膜与自然光交替（各1 d，T4）、自然光（CK），共处理35 d。每处理10株，重复3次，各处理小区面积为1.5 m×1.0 m，随机区组排列，后期统一定量浇水、冲施（18-18-18）水溶肥，小区其他管理措施按照单一差异原则保持一致。
将各色滤膜覆盖于PVC管（直径1.5 cm）做成的支架上，支架150 cm×100 cm×150 cm。将覆膜的PVC支架罩在各处理小区的地块上，各处理间隔1 m。处理时间35 d，试验期间，调节支架高度使膜下光强保持一致。
1.3测定指标及方法
1.3.1生长和产量的测定。2016年9月中旬，对所有处理的芹菜进行分区收割，测定株高、茎粗、叶柄数、单株重及小区产量。其中，株高是叶柄基部至最高处的高度（cm），用刻度尺直接测量；茎粗为叶柄基部的茎粗度（cm），用游标卡尺测量。
1.3.2叶绿素含量的测定。每处理选取长势均一的4株植株，以SPAD-502叶绿素仪读取3个全展叶片的叶绿素含量，测定时避开叶片中部，将3个读数的平均值作为这个叶片的SPAD值。
1.3.3纤维素含量及黄酮总含量的测定。每处理选取长势均一的4株植株地上部为1个重复（称重并记录），共3个重复，将每个重复植株茎除去后横切混匀，四分法取1/2，称重并记录4株叶和叶柄混合的样品，分别装入编号的自封袋中密封，保存在-20 ℃的冰箱中备用，用于测定纤维素含量及黄酮总含量。纤维素含量的测定采用蒽酮比色法[7]。黄酮总含量的测定采用分光光度计法[8]。
1.3.4经济收益的计算。
根据各处理的理论产量，计算各处理的毛收益，去除各种成本后，计算出各处理芹菜的经济收益。
1.4数据分析采用Microsoft Excel 2016 软件对数据进行处理，采用SPSS 17.0 统计分析软件对试验数据进行LSD差异显著性分析。
2结果与分析
2.1不同光质处理对芹菜生长及产量的影响
株高是反映植株生长势强弱的重要指标。由表1可知，快速生长期全程以红膜处理（T1）的植株显著高于CK，红膜、蓝膜分别与自然光交替处理（T2和T4）的植株株高同CK相当，而全程以蓝膜处理（T3）的植株株高显著低于CK。该试验结果表明，红光促进植株的伸长生长，蓝光抑制伸长生长，这与杜建芳等[9]、刘媛等[10]、高波[6]的研究结果一致。有研究认为，过氧化物酶（POD）具有某些吲哚乙酸（IAA）氧化酶的功能，红光会导致POD活性降低，从而引起茎的伸长[11]；植株高度和节间长度的增加与远红光∶红光之比有关，远红光∶红光比值增加有助于提高植物体内赤霉素（GA）的含量，从而增加节间长度和植株高度[12]。而植株伸长生长受到蓝光抑制，其原因可能与蓝光提高吲哚乙酸氧化酶活性，降低植株体内生长素（IAA）水平，进而影响植物的生长有关[13-14]。
蓝膜与自然光交替处理（T4）的植株茎最粗，自然光处理（CK）、红膜与自然光交替处理（T2）、全程红膜处理（T1）次之，全程蓝膜处理（T3）的茎最细，其中，蓝膜与自然光交替处理（T4）与全程蓝膜处理（T3）相比，茎粗显著增加，表明过多的蓝光抑制植株的横向生长，适当增加蓝光比例有利于促进横向生长。这与吴衍材[15]、高波[6]的结论一致。
红膜与自然光交替处理（T2）的芹菜叶柄数最多，但与自然光处理（CK）、蓝膜与自然光交替处理（T4）的差异不大，三者显著高于全程红膜（T1）和全程蓝膜（T3）处理。由于叶芽的萌动和发育涉及植物内源激素、养分运输和吸收、碳水化合物分解等诸多因素，具体原因尚不清楚，需要进一步研究。
单株重以红膜与自然光交替处理（T2）的芹菜为最高，自然光处理（CK）、蓝膜与自然光交替处理（T4）的单株重次之，红膜、蓝膜分别与自然光交替处理（T2和T4）的单株重与CK差异不显著，全程红膜处理（T1）单株重显著降低，所有处理中，全程蓝膜处理（T3）的单株重最低。宁宇等[5]和高波[6]的研究结果表明，过多的蓝光抑制了叶柄的伸长生长和横向生长，而对叶柄分化的影响较小，最终导致单株地上部产量显著降低。
从小区产量和单位面积产量（表2）来看，趋势与单株重相同，红膜与自然光交替处理（T2）的芹菜最高，产量12.606 4万kg/hm2，与自然光处理（CK）产量11.652 6万kg/hm2相比，提高了8.19%。蓝膜与自然光交替处理（T4）、全程红膜处理（T1）、全程藍膜处理（T3）的小区产量和单位面积产量均低于CK。该研究中，蓝光显著抑制芹菜产量的增加，这与宁宇等[5]在芹菜上的试验结果一致，却与常涛涛[16]在番茄上的研究结果相反，可见，同一光谱对不同植物产量的影响是不同的。 2.2不同光质处理对芹菜叶绿素含量和有效成分积累的影响
叶绿素是光合作用中光传导途径和光反应中心的重要结构成分，体现了植物对光能的利用和调节能力，是评价植物生长发育的一项基本指标[17]。许多研究表明，蓝光控制叶绿体的发育、叶绿素的形成及光形态建成[18-19]。史宏志等[18]以红蓝光处理烟草，发现增加蓝光比例可使烟草叶片叶绿素含量增加，而增加红光比例可降低叶绿素含量。田发明[19]研究表明，蓝膜覆盖的甜椒叶片叶绿素含量高于对照（白膜）和红膜处理。该试验中，全程蓝膜处理（T4）的叶绿素含量显著高于其他处理，且差异显著；全程红膜处理（T1）的叶绿素含量显著低于其他处理，其他处理间差异不大。这可能是因为蓝膜下的光质为光合色素对光吸收的主要区间。
纤维素不能被人体吸收，但有助于消化，芹菜是高纤维植物，但纤维含量过高，芹菜口感会变差。该试验结果表明，在快速生长期，红膜、蓝膜分别与自然光交替处理（T2和T4）的芹菜纤维素含量低于自然光处理（CK），但差异不显著；全程以红膜或蓝膜处理（T1和T3）能够显著降低芹菜纤维素含量，而蓝膜处理（T3）的植株纤维素含量降低幅度更大。高波[6]研究发现，与白色LED灯光处理相比，红蓝光复合光有效促进芹菜组织纤维素的减少，且纤维素含量与红蓝光比例呈正相关，红蓝光比例越大，纤维素含量越高。这可能与蓝光不利于碳水化合物的形成与积累有关，而纤维素是由碳水化合物衍生的，所以使得纤维素的积累受阻[5，18]。
黄酮类化合物是植物天然活性产物，是一类供氢型自由基清除剂，在植物生长发育和逆境胁迫过程中起重要作用，同时具有很高的药用价值，是芹菜的有效药用成分[4，16]。多项研究认为，长波段的光（如红光）不利于黄酮积累而有利于植株生长，短波段的光（如蓝光）不利于植株生长但有利于黄酮积累[20-21]。该研究结果表明，各处理芹菜总黄酮含量由高到低依次为全程蓝膜处理（T3）、蓝膜与自然光交替处理（T4）、自然光处理（CK）、红膜与自然光交替处理（T2）、全程红膜处理（T1），总黄酮含量分别为1 521.88、1 427.42、1 397.55、1 366.91、1 275.37 mg/kg。分析认为，蓝光抑制黄酮积累可能是由于蓝光抑制了黄酮合成的关键酶——苯丙氨酸解氨酶（PAL）的活性[20-21]。根据总黄酮含量，结合单株重，计算出不同光质处理下黄酮产量，依次为红膜与自然光交替处理（T2）、蓝膜与自然光交替处理（T4）、自然光处理（CK）、全程蓝膜处理（T3）、全程红膜处理（T1），黄酮分别为0.861、0.813、0.811、0.654、0.650 g/株。结果表明，尽管红光抑制了芹菜植株黄酮的积累，但是红光与自然光交替处理（T2）下植株产量的优势提高了整株植株黄酮的总产量。
2.3不同光质处理对芹菜生产经济效益的影响
所有处理中，红膜与自然光交替处理（T2）的芹菜叶柄数最多，单株重最大，产量最高，纤维素含量较低，黄酮总含量最高，品质最好，可以按照2.5元/kg的最高价格计算，经济收益达27.016 0万元/hm2，为所有处理中最高，较自然光处理（CK）增收5.210 9万元/hm2，增收率达23.90%（表4）。全程红膜处理（T1）叶绿素和黄酮含量最低，外观和内在品质较差，根据市场行情，以最低价格1.5元/kg计算，收益最低，为10.887 8万元/hm2，较CK相比，收益减少10.917 3万元/hm2，收益下降50.07%。
全程蓝膜处理（T3）的芹菜叶柄数、单株重以及产量在各处理中最低，但有效成分黄酮的积累量以及叶绿素含量较高，品质较好，而蓝膜与自然光交替处理（T4）的芹菜产量略低于CK，品质相差不大，两者价格与CK相当，经济收益分别较CK下降9.029 7万元/hm2和3.386 8万元/hm2，降幅分别为41.41%和15.53%。
3结论与讨论
（1）不同光质对芹菜的形态建成、产量以及有效成分的累积有显著影响。全程红膜处理（T1）极大地促进了芹菜的伸长生长，但茎粗和叶柄数较低，因而单株重显著低于自然光处理（CK），造成产量较CK下降11.96%。T1处理叶绿素含量最低，虽然纤维素含量有所改善，但黄酮累积量低于其他处理，因此价格最低。由于产量较低的缘故，T1处理最终收益较CK下降50.07%，为各处理中最低。
红膜与自然光交替处理（T2）极大地提高了芹菜的叶柄数、单株重、产量以及黄酮总产量，表现出良好的生长趋势、产能趋势和品质提升趋势，最终收益较CK提高23.90%，在试验中是唯一能够提高芹菜产量和经济收益的处理。
全程蓝膜处理（T3）抑制了芹菜的伸长生长、横向生长和叶芽发育，造成单株重和产量显著低于各处理。尽管T3叶绿素和黄酮含量最高，也有效改善了纤维素的水平，但较低的单株产量造成黄酮产量偏低，价格也不高，最终收益较CK大幅下降，达41.41%。
蓝膜与自然光交替处理（T4）的芹菜长势、产量和品质各项特征与自然光处理（CK）基本相当，收益与CK处于同一个水平。
综合来看，各色薄膜与自然光交替处理效果好于全程遮盖有色膜的处理，其中，红膜与自然光交替处理（T2）的多项指标优于其他处理，对芹菜生长、产量和品质提高有极大的促进作用，生产中有效增加了经济收益。在芹菜生产的实际应用中，应考虑红膜与自然光搭配应用，在充分利用自然光的前提下，调节红膜与自然光交替的时间比例和时间选择，有助于提高芹菜的产量和品质，最终获得较好的经济收益。
（2）该研究中，光质调控薄膜对植物的生长发育和产量形成起到了一定的调节作用，并能够有效改善农产品品质。研究表明，光质调控薄膜在不同作物上得出的结果不尽一致，一方面可能是由于光质调控薄膜染色的深浅以及加工工艺缺乏统一标准，导致透过的光谱不同；另一方面，不同作物对光质的需求不同，也会使研究结果不一致[22]。此外，在光质调控薄膜的应用中应注意其所含有的化学色素降低了薄膜的透光率，导致植物干物质生产量下降[12] 。为了克服以上缺点，有效控制不同作物生长发育的专用光质调控薄膜正在系統研发中，其实际应用在美、日、以色列等国积极开展，而光质调控薄膜与太阳能搭配充分利用自然能源的试验研究也在逐步展开。随着人们对高品质蔬菜的需求日益增加和设施农业的大力发展，适宜不同作物生长的光质调控薄膜具有更加广阔的应用前景。 参考文献
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