全 文 ：园 艺 学 报 ， （ ）： – 2014 41 12 2411 2418 http: // www. ahs. ac. cn
Acta Horticulturae Sinica E-mail: yuanyixuebao@126.com
收稿日期：2014–09–09；修回日期：2014–11–22
基金项目：公益性行业（农业）科研专项（201303108）
不同补光时间和方式对设施大蒜鳞茎膨大和品
质的影响
靳志勇，王硕硕，刘 娜，巩 彪，刘世琦，史庆华*
（山东农业大学园艺科学与工程学院，作物生物学国家重点实验室，山东泰安 271018）
摘 要：以‘二水早’大蒜为试材，探讨了不同的补光方法对冬季温室栽培大蒜鳞茎膨大及其品质的
影响。结果表明：在连续光照达到 14 h（9：00—16：00 自然光照 7 h + 5：30—9：00 和 16：00—19：30
补光 7 h）条件下大蒜鳞茎才能显著膨大，非连续光照 8 ~ 14 h，即在 7 h 自然光照条件下，21：00—4：
00 打破黑暗补光 1 ~ 7 h 处理均能促进鳞茎膨大，并且鳞茎质量均高于 14 h 连续光照处理；不同打破黑暗
处理之间鳞茎质量无显著差异。随着打破黑暗补光时间的延长，大蒜叶片色素含量，鳞茎中大蒜素、可
溶性糖、维生素 C、可溶性蛋白、游离氨基酸、总酚含量均呈现出先上升后下降趋势；打破黑暗补光 5 h
处理的大蒜叶片色素含量，鳞茎中维生素 C、可溶性蛋白、游离氨基酸含量最高，分别比连续 14 h 光照
处理提高了 30.0%、7.7%、36.2%和 25.3%；另外，总酚含量和自由基清除率也是以打破黑暗补光 5 h 处
理最高。因此，从温室大蒜产量考虑，打破黑暗补光 1 h 处理就能达到较高的鳞茎产量，如果综合考虑产
量和品质，则以打破黑暗补光 5 h 处理最优。
关键词：大蒜；光周期；打破黑暗；鳞茎；品质
中图分类号：S 633.4 文献标志码：A 文章编号：0513-353X（2014）12-2411-08

Effect of Different Light Supplement Time and Method on Bulbing
Enlargement and Nutritional Quality of Greenhouse-grown Garlic
JIN Zhi-yong，WANG Shuo-shuo，LIU Na，GONG Biao，LIU Shi-qi，and SHI Qing-hua*
（State Key Laboratory of Crop Biology，College of Horticulture Science and Engineering，Shandong Agricultural
University，Tai’an，Shandong 271018，China）
Abstract：‘Ershuizao’garlic was used as experimental material to investigate the effects of different
photoperiod treatment on the enlargement and nutritional quality of garlic bulb. The results indicated that
the 14 h（7 h natural light + 7 h artificial light）uninterrupted illumination was necessary for garlic bulbing
enlargement. However，under 7 h natural light，all supplements of light from 1 h to 7 h to break darkness at
night could increase the bulbing enlargement more quickly than continuous 14 h illumination treatment.
The difference of bulb weights among treatments of darkness break（1 - 7 h）was not significant. With the
extension of light supplying at night（1 - 7 h），contents of leaf pigment，allicin，soluble sugars，vitamin
C，soluble proteins and free amino acids of bulb were increased first and then decreased，and the treatment
of 5 h darkness break showed the highest levels of pigment，vitamin C，soluble proteins and free

* 通信作者 Author for correspondence（E-mail：qhshi@sdau.edu.cn；Tel：0538-8242201）
2412 园 艺 学 报 41 卷
amino acids content in the bulb，which is about 30.0%，7.7%，36.2% and 25.3% higher than 14 h
uninterrupted illumination，respectively. Furthermore，both the content of total phenol and the free radical
scavenging rate also showed the highest level in the treatment of 5 h darkness break. If the main purpose of
protected garlic production was to get the yield，1 h darkness break treatment was enough，if both yield and
quality were considered，5 h darkness break was the proper treatment.
Key words：garlic；photoperiod；break the darkness；bulb；nutrient quality

大蒜（Allium sativum L.）整个生命周期需要低温的春化，春化之后，还需在 13 h 以上长日照及
15 ~ 20 ℃温暖气候下，才能抽薹并且促进鳞茎的膨大。因此，大蒜常规栽培方式很难实现新鲜大
蒜的周年供应。目前通过贮藏的方式可以实现大蒜的周年供应，但是贮藏的大蒜和新鲜大蒜品质相
比相差甚远，并且大蒜在贮藏过程中会有腐烂变质现象发生，大大降低了大蒜的品质（Rahman，2003；
李喻，2008；梁庆玲，2008）。为了实现高品质大蒜的周年供应，许多学者将研究的方向主要集中在
了通过某种方法的处理来延缓大蒜营养物质的流失（Cantwell et al.，2003；Vázquez-Barrios et al.，
2006），而关于如何通过设施栽培实现新鲜大蒜周年供应的研究报道较少。
长日照有利于促进大蒜鳞茎的形成和膨大（Clark & Heath，1959；Kamenetsky et al.，2004；Mathew
et al.，2011）。Lee 等（1982）研究认为大蒜鳞茎形成所需的长日条件，能够用白炽灯光、红光或远
红光中断黑暗来代替。本试验中比较了延长光照时间和打破黑暗补光对大蒜鳞茎膨大的影响，以期
探索出合适的补光方法，实现大蒜的提早收获，为反季节设施大蒜栽培研究提供一定的理论依据。
1 材料与方法
1.1 试验材料与试验设计
于 2013 年 10 月 1 日山东农业大学科技创新园将‘二水早’大蒜播种于 30 cm（盆口内径）× 30
cm（高）× 25 cm（盆底部内径）的陶盆中，播种后覆上地膜。每盆播种大蒜 7 瓣，每个处理 6 盆，
两盆为 1 个重复。在露地生长至 2013 年 12 月 10 日，此时大蒜的株高、假茎长、假茎粗分别为
（14.1 ± 0.3）cm、（1.5 ± 0.1）cm、（3.06 ± 0.09）mm，将大蒜移至日光温室中，生长 15 d 后株高、
假茎高、假茎粗分别为（27.9 ± 0.5）cm、（4.7 ± 0.3）cm、（4.92 ± 0.65）mm，采用荧光节能灯补光
处理。
设置 8 个处理和 1 个对照（表 1）。通过调节灯与植株距离，设置的补光强度为 9 ~ 10
μmol · m-2 · s-1，照射光光谱见图 1。于 2014 年 3 月 12 日取样采收，测定大蒜鳞茎的品质指标。蒜
头和植株地上部分别烘干后测量干物质积累量。

表 1 不同补光处理
Table 1 Different supplementary lighting treatments
处理
Treatment
光照时间/h
Photoperiod
延长补光时段
Extend the fill light
白天光照时段
Light during the day time
延长补光时段
Extend the fill light
打破黑暗补光时段
Break the darkness light time
7 9：00—16：00 连续光照
Continuous light 8 8：30—9：00 9：00—16：00 16：00—16：30
10 7：30—9：00 9：00—16：00 16：00—17：30
12 6：30—9：00 9：00—16：00 16：00—18：30
14 5：30—9：00 9：00—16：00 16：00—19：30
8 9：00—16：00 0：00—1：00 非连续光照
Non-continuous light 10 9：00—16：00 23：00—2：00
12 9：00—16：00 22：00—3：00
14 9：00—16：00 21：00—4：00
12 期 靳志勇等：不同补光时间和方式对设施大蒜鳞茎膨大和品质的影响 2413
图 1 节能灯照射光谱
Fig. 1 The spectrum of energy-saving lamps light
1.2 分析测定方法
大蒜素、维生素 C、可溶性糖、可溶性蛋白和游离氨基酸的测定分别采用苯腙法（屈姝存和周
朴华，1998）、2,6–二氯酚靛酚比色法（李合生，2000）、蒽酮法、考马斯亮蓝法和茚三酮法（赵世
杰 等，2002）。总酚含量和自由基清除率测定方法参照 Lemoine 等（2007）的方法测定。色素含量
测定采用丙酮比色法。每处理取鲜样 9 株，混匀，3 次重复，其中蒜头品质去皮测定。
试验数据采用 Excel 作图，用 DPS 进行差异显著性分析（P < 0.05）。因对照和连续光照 8 ~ 12 h
处理在采收时蒜头均未达到商品标准，鳞茎仍处于膨大初期，这 4 个处理未分析品质指标。
2 结果与分析
2.1 不同补光处理对取样时植株生长状况的影响
由表 2 可以看出，在连续光照条件下，采收时（2014 年 3 月 12 日）大蒜植株的株高、假茎长
和茎粗均以 12 h 处理最大。在非连续光照条件下，14 h 处理的株高和茎粗最大，而假茎长在 10 h
处理中最大，并且非连续光照条件下的株高、茎粗和假茎长的最大值均高于连续光照处理。

表 2 取样时植株的生长状况
Table 2 The growth status of the plants at sampling
处理
Treatment
光照时间/h
Photoperiod
株高/cm
Plant hight
假茎长/cm
False stem long
茎粗/mm
False stem diameter
7 68.8 de 10.0 c 7.11 ab 连续光照
Continuous light 8 70.5 bcd 10.5 bc 6.66 bc
10 71.3 bc 11.1 bc 6.80 bc
12 72.7 ab 12.2 ab 7.07 ab
14 70.8 bcd 12.0 ab 6.55 bc
8 69.4 cde 11.2 abc 6.64 bc 非连续光照
Non-continuous light 10 68.1 e 13.0 a 6.35 c
12 71.2 bc 11.7 abc 6.87 bc
14 73.8 a 11.7 abc 7.50 a
注：同列数据后不同小写字母表示差异达 5%显著水平。
Note：Different small letters in a column mean significant at the 5% level.

2.2 不同补光处理对鳞茎膨大的影响
从图 2 可以看出，连续光照 8、10、12 和 14 h 处理，随着补光时间的增加，大蒜鳞茎膨大呈现

2414 园 艺 学 报 41 卷
上升趋势；而非连续光照 8、10、12 和 14 h 处理之间鳞茎膨大基本相同；蒜瓣的形成与鳞茎膨大情况
一致。由图 3 可知，连续光照 14 h 处理的单头大蒜的干质量（烘干）显著低于非连续光照处理，而非
连续光照处理之间无显著差异。非连续光照处理，随着补光时间的增加，地下/地上干质量（烘干）比
值先上升后下降，其中以非连续光照 10 h 处理最高，分别比 8、12、14 h 高出 74.9%、47.8%、38.3%。


图 2 不同光处理对大蒜鳞茎生长的影响
Fig. 2 Effect of different light processing on garlic clove



图 3 不同补光处理对大蒜地上部和地下部干质量的影响
Fig. 3 Effect of different light processing on single head of garlic dry weight and the
underground part and aboveground dry weight ratio

12 期 靳志勇等：不同补光时间和方式对设施大蒜鳞茎膨大和品质的影响 2415
2.3 不同补光处理对叶片叶绿素和类胡萝卜素含量的影响
表 3 表明，大蒜叶片中叶绿素 a、叶绿素 b、叶绿素（a + b）以及类胡萝卜素含量随着非连续光
照（打破黑暗补光）时间的增加均先升高后下降，其中 12 h 处理最高，分别比 8 h 处理高出 68%、
67%、73%、67%。连续光照 14 h 处理中色素含量显著低于非连续光照 12 h 处理，与其余处理均无
显著差异。连续光照 7 ~ 14 h 处理之间色素含量无显著差异，这表明延时补光对大蒜叶片中叶绿素
含量无影响。
表 3 不同补光处理对大蒜叶片中叶绿素和类胡萝卜素含量的影响
Table 3 Effect of different light processing on the content of chlorophyll and carotenoid in garlic leaves mg · g-1 FW
处理
Treatment
光照时间
Photoperiod
叶绿素 a
Chl. a
叶绿素 b
Chl. b
叶绿素（a + b）
Chl.（a + b）
类胡萝卜素
Car.
7 0.58 abc 0.17 abc 0.75 abc 0.13 abc 连续光照
Continuous light 8 0.59 abc 0.16 abc 0.75 abc 0.13 abc
10 0.58 abc 0.17 abc 0.76 abc 0.12 abc
12 0.65 ab 0.18 ab 0.84 ab 0.14 ab
14 0.54 bcd 0.15 bcd 0.69 bcd 0.12 bcd
8 0.41 d 0.12 d 0.52 d 0.09 d 非连续光照
Non-continuous light 10 0.47 cd 0.13 cd 0.61 cd 0.10 cd
12 0.69 a 0.20 a 0.90 a 0.15 a
14 0.54 bcd 0.16 bcd 0.70 bcd 0.12 bcd
注：同列数据后不同小写字母表示差异达 5%显著水平。
Note：Different small letters in a column mean significant at the 5% level.

2.4 不同光照处理对大蒜品质的影响
由表 4 可知，不同光照时间显著影响了大蒜鳞茎的营养品质。在非连续光照处理中，随着补光
时间的延长，各营养品质指标均呈现出先上升后下降的趋势，其中，12 h 处理各品质指标均最高。
与连续光照 14 h 处理相比，非连续光照（打破黑暗补光）有利于维生素 C、可溶性蛋白、游离氨基
酸的形成。而连续光照 14 h 处理大蒜素和可溶性糖含量均与非连续光照 12 h 处理无显著差异。因
此，适当时长打破黑暗补光有利于大蒜鳞茎营养品质的提高，且打破黑暗补光时光照时间 12 h 最有
利于大蒜鳞茎营养物质的形成，可提高大蒜的营养品质。

表 4 不同光照处理对大蒜营养品质的影响
Table 4 Effect of different light processing on nutritional quality of garlic bolts and bulbs
处理
Treatment
光照时间
Photoperiod
大蒜素/%
Allicin
可溶性糖/%
Soluble sugar
维生素 C/（mg · g-1FW）
Vitamin C
可溶性蛋白/（mg · g-1FW）
Soluble proteins
游离氨基酸/（mg · g-1FW）
Free amino acids
连续光照
Continuous light
14 0.19 a 35.39 ab 1.17 c 20.61 d 1.86 bc
8 0.17 b 30.74 c 1.23 b 22.87 cd 1.76 c
10 0.15 b 36.51 a 1.27 a 23.81 bc 1.99 bc
非连续光照
Non-continuous
light 12 0.19 a 37.37 a 1.26 ab 27.63 a 2.33 a
14 0.16 b 33.86 b 1.17 c 26.50 ab 2.07 ab
注：同列数据后不同小写字母表示差异达 5%显著水平。
Note：Different small letters in a column mean significant at the 5% level.

2.5 不同光照处理对鳞茎总酚含量和自由基清除率的影响
图 4 表明，非连续光照 12 h 处理的大蒜鳞茎总酚含量显著高于连续光照 14 h、非连续光照 8 h
和 10 h 处理，与非连续光照 14 h 处理差异不显著。非连续光照 10 ~ 14 h 处理之间的自由基清除率
无显著差异，但均显著高于连续光照 14 h 和非连续光照 8 h 处理。因此，一定时长的打破黑暗补光
能够增加大蒜鳞茎的总酚含量，提高大蒜鳞茎自由基清除率，进而提高了大蒜鳞茎的抗氧化能力。


2416 园 艺 学 报 41 卷
图 4 不同的补光处理对大蒜鳞茎总酚含量和自由基清除率的影响
Fig. 4 Effect of different light processing on the content of total phenols and free radical scavenging rate
3 讨论
植物叶绿素含量的多少直接影响其光合作用。光能够促进原生体或黄化体向叶绿体转化（童哲
等，2000）。有研究表明，随着光周期的加长，水培莴苣、茄子幼苗叶片和油葵芽苗菜中色素含量增
加（严妍，2008；陈敏和李海云，2010；张欢 等，2012）。本试验结果与之有相同之处，非连续光
照 8 ~ 12 h，即打破黑暗补光 1 ~ 5 h 时，大蒜叶片中色素含量随之升高，打破黑暗补光 7 h，大蒜叶
片色素含量有所下降。本研究的结果与李娅莉（2005）在山茶花上的研究结果一致，可能是由于大
蒜生长的光照积累量存在最大临界值，随着光照积累量的增加，叶绿素含量上升，当超过这一临界
值时大蒜叶片开始发生衰老，叶绿素含量下降，且打破黑暗补光的光照积累效率高于延长光照时间。
另外，本试验中发现延长光照时间处理之间对大蒜叶片色素的积累无显著影响，其与打破黑暗补光
影响大蒜叶片色素积累的机理的不同之处还有待进一步研究。
大蒜作为长日照作物，经过低温春化以后需要在 13 h 以上的长日照以及 15 ~ 20 ℃的温度下，
才能进行正常的抽薹和鳞茎膨大（郭赵娟，2003）。长光照是大蒜鳞茎膨大的必要条件，即使未经过
低温春化，在给予充分长日照之后，大蒜仍能正常膨大（樊治成，1993）。本试验取得了与前人相似
的结果，即随着光照时间的增加，大蒜鳞茎的膨大程度增加。与连续补光相比，打破黑暗补光促进
鳞茎膨大的效果更加明显。植物对光有一定的内源节奏反应，分为光敏感的“喜光相”和对黑暗敏
感的“喜暗相”，在昼夜 24 h 中两者交替，“喜暗相”可能是植物成花诱导相，如果日照长度加长，
落到“喜暗相”，就会抑制短日照植物开花而诱导长日照植物开花（Salisbury & Ross，1992）。本试
验中夜间打破黑暗补光可能就落到“喜暗相”，因而促进了大蒜的鳞茎膨大。此外，这一结果与刘伟
等（2012）在百合上的研究结果一致，通过打破黑暗补光处理可促进百合花芽提早分化。因此，与
连续的补光相比，夜间打破黑暗补光不仅可以高效促进大蒜鳞茎的膨大，而且可以缩短补光时间，
节省用电成本。
光周期直接影响植物光合作用时间的长短，进而影响到植物体内碳水化合物代谢及其他营养元
素的吸收和转化。光合作用产生的碳水化合物能够供应大蒜的生长发育。研究表明，随着光周期的
延长，可溶性糖和维生素 C 持续升高（周晚来 等，2011；毛金柱 等，2013），本试验结果与之有
相同之处。而打破黑暗补光 7 h，各营养指标含量均呈下降趋势，其原因可能与大蒜的衰老有关。
酚类物质是植物体内重要的次生代谢物之一，与植物的品质、色泽、抗逆能力和抗氧化能力有
着密切的关系（Shahidi et al.，1992；徐金瑞 等，2006；Apak et al.，2007；Bozin et al.，2008；张
晓松 等，2010）。大蒜中酚类物质是大蒜营养品质之一。已有研究表明，酚类物质的合成和积累受
到光周期的影响，适当的光处理能够增加植物体内总酚含量以及增强自由基清除能力（Younis et al.，
12 期 靳志勇等：不同补光时间和方式对设施大蒜鳞茎膨大和品质的影响 2417
2010；Świeca et al.，2012；鲁燕舞 等，2014）。本试验结果表明，打破黑暗补光能够显著提高大蒜
鳞茎中的总酚含量，但是打破黑暗补光处理之间对总酚含量的影响差异不显著。当打破黑暗补光不
低于 3 h 时，自由基清除能力没有显著变化，但是显著高于延长光照时间 7 h 处理。因而推测，打
破黑暗补光能够促进酚类物质的合成积累，提高大蒜的抗氧化能力，增强大蒜的营养品质。
综上所述，适当打破黑暗补光能够加速大蒜鳞茎的膨大，同时提高大蒜鳞茎的营养品质。本试
验结果表明，打破黑暗补光处理 3 ~ 5 h 对大蒜鳞茎膨大的促进以及营养品质的提高最适宜。

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