使用 LED 照明培育美味番茄,果实诱人可口

  • 随着消费者越来越注重番茄的口感,零售商和种植商也愈加重视提高果实的风味。
  • 昕诺飞 植物专家 Charlotte Pijnenburg 围绕果实的口感展开了研究。
  • 在此博客中,她分享了这项研究的结果:飞利浦 GreenPower LED 植物生长灯采用专为番茄而优化的光谱,辅以适宜的温室气候,即可收获可口番茄。

荷兰埃因霍温 – 番茄的口感至关重要,我们的研究表明,在 LED 植物生长灯下种植的番茄口感出众。多年来,我们注意到随着消费者越来越注重番茄的口感,零售商和种植商也愈加重视提高果实的风味。当然,培育品种的选择是一大关键因素,但影响口感的生长条件也不可忽视。因此,植物专家 Charlotte Pijnenburg 围绕 LED 照明对果实口感的影响展开了研究。她的研究基于两个假设:第一,使用 LED 培育的番茄和使用 HPS 培育的番茄一样美味吗?第二,LED 照明产品可以提升番茄口感吗?

寻找理想的光谱

有几种光谱可能有益于打造不俗的番茄口味。例如,众所周知,蓝光会产生有趣的效果,据结果表明在几种作物中增强蓝光会对口感和气味产生积极影响。另一种则是远红光谱,它可以改善水果的口感。然而,远红光也会带来不利影响,例如致使枝干长度增加。而蓝光则可以抑制枝干生长。因此,如果结合使用蓝光和远红光,可谓一举两得:枝干长度不增加,口感又得到优化。

 

在第一次试验中,我们研究了四种不同的光谱:

  1. 对照光谱:针对番茄进行优化的标准红光、蓝光和浅蓝色光。
  2. 对照光谱结合额外的远红光。
  3. 强蓝光谱,其中部分红光由蓝光取代。
  4. 强蓝光结合远红光谱,同时额外添加蓝光和远红光。

在试验准备阶段,我们选择了两类种植品种:Piccolo 和 De Ruiter 品种 564。这两种樱桃番茄的生长气候条件相同,大小相似,均因口感出众而为人熟知。然而,这两个品种的基因差异显著。

该试验在布莱斯维克的 WUR(瓦格宁根大学)温室进行,使用全套 LED 照明解决方案。我们采用 210 µmol/m2/s 的 PAR 强度,包括 135 µmol/m2/s 的顶部照明和 75 µmol/m2/s 的植株间照明。远红光是另外添加的,因此强度高于 PAR,并且仅通过植株间照明添加。试验面积约 110 平方米。

布莱斯韦克 WUR 口感试验一览

布莱斯韦克 WUR 口感试验一览

番茄口感通过两种方式测量。第一种方法:我们成立了口感品尝小组,共进行四次品尝试验。第二种方法:我们使用了番茄风味模型。该模型由 WUR 创建,重点关注以下参数:番茄的糖分、酸度、口感、多汁性和重量。这些参数由传感器测量,因此实际上无需亲自品尝。该模型的优势是其测量结果具有可比性。口感品尝小组的判断力无法保证每天相同,但模型可以保持一致。

这两个品种对光谱的反应方式相似,因此我们将只关注 Piccolo。让我们首先观察 WUR 番茄风味模型的结果。该模型的评分范围从 0 到 100,分数越高意味着口感越佳。图 1 显示所有四种光谱具有在统计学意义上类似的结果,表明这三个实验光谱与对照光谱没有差异,所以四种光谱均可提升番茄口感。口感品尝小组的首次测试也证实了这一点:各组番茄之间没有发现显著的口感差异。

四种光谱根据番茄风味模型得出相似的分数

图 1:四种光谱根据番茄风味模型得出相似的分数

与商业化标准比较

总而言之,番茄口感良好。鉴于此,我们很想知道我们的试验番茄与商业化种植的番茄相比味道如何。为此,我们又开展了三项口感品尝小组测试,将我们的试验番茄(使用全套 LED 照明产品下培育)与两组商业化种植的 Piccolo 番茄(使用 HPS 照明产品培育)进行比较。同样,评分范围从 0 到 100,分数越高意味着口感越好。结果如下图 2 所示。

三个口感品尝小组的测试结果表明,试验番茄和商业化种植的番茄口感相似。

图 2. 三个口感品尝小组的测试结果表明,试验番茄和商业化种植的番茄口感相似。

这些结果表明,四组番茄的口感相似,并且与两种商用番茄口感相当。尽管商用番茄的平均得分较高,但从统计学上讲,其口感仍与试验番茄相似(处理结果分布广泛)。

为了进一步准确解释该图,我们需要牢记试验准备阶段的操作:我们使用了一个温室隔间,选择了两个品种和四种不同的光谱。为了确保所有植物都能生存并茁壮成长,必须优先考虑在光谱照射下生长最快的品种来设定适宜气候。对于其他 7 种处理而言,这种气候条件实际上有些过度。在我们的试验中,De Ruiter 品种 564 比 Piccolo 的繁殖力更强。因此,Piccolo 的生长条件比理想情况更好。由于生产性生长(“边缘生长”)是增强口感味的一个重要因素,所以我们认为采用全套 LED 照明的 Piccolo 番茄口感实际高于图 2 所示结果。

回顾此次光谱试验的结论:口感良好,所有实验光谱与对照光谱的结果相当,对照组采用了常规的红光、蓝光、浅蓝光番茄光配方。我们还发现,试验番茄的口感与以口感出众的商用番茄相近。我们认为实际的试验番茄口感甚至更佳。

HPS 与 LED 种植的番茄口感对比

我们还进一步研究了 HPS 与 LED 种植的番茄在口感方面的差异。在比利时 Proefstation voor de Groenteteelt 进行的这项试验中,将对全套 HPS 照明和全套 LED 照明进行比较。在此项实验中,我们选择了 Xandor 品种,这种番茄的口感并不出彩。下方表 3 显示了该试验的结果。

LED 组的白利糖度值与 HPS 组相当。

图 3. LED 组的白利糖度值与 HPS 组相当。

这些结果清楚地表明,经过两种处理(HPS 和 LED)方式培育的番茄具有相似的白利糖度值,即每组番茄的糖分含量相同。在本次试验中,与 HPS 照明组相比,LED 照明组的产量实际上提高了 5%。

第二次试验采用了商用番茄,我们将混合照明系统与全套 LED 系统进行对比。混合系统由 90 µmol/m2/s 的 HPS 和 90 µmol/m2/s 的 LED 组成,全套 LED 系统的光照强度为 180 µmol/m2/s。樱桃番茄生长在同一个温室隔间,气候条件也相同。图 4 表明两种处理方式下的番茄白利糖度再次达到一致。

混合和全套 LED 照明解决方案中,试验番茄的白利糖度均相似

图 4. 在混合和全套 LED 照明解决方案中,试验番茄的白利糖度均相当

这两项试验表明,即使在相同的气候条件下,全套 LED 照明解决方案与 HPS 照明系统培育的番茄口感别无二致。

调整影响生长的因素,打造诱人口感

Charlotte Pijnenburg

Charlotte Pijnenburg 是 飞利浦 园艺 LED 解决方案的植物专家。她主要研究如何让 LED 更有利于番茄和辣椒的培育生长。在此博客中,她分享了关于 LED 植物生长灯对番茄口感影响的研究。

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