《Horticulture, Environment, and Biotechnology》：Enhanced biomass and essential oil yield in Coriandrum sativum L. through optimized additional night-time LED light spectra and dose
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本研究针对户外栽培芫荽（Coriandrum sativum L.）生物量与精油产量有待提升的问题，探讨了补充不同光谱（红、蓝、UV-A、绿、远红光）及光照时长的LED夜间照明对其生长、精油成分与抗菌活性的影响。结果表明，F2处理（红:蓝:UV-A=75:16.7:8.3，120 μmol·m?2·s?1，6 h/夜）可显著提高鲜重、干重、精油及芳樟醇产量，且精油对7种测试微生物均具抑制效果，尤以F4处理对金黄色葡萄球菌、大肠杆菌和白色念珠菌抑制作用最强。该研究为户外芫荽栽培中通过定制化LED光照提升产量与品质提供了新策略。
在追求绿色健康生活的今天，芳香植物不仅为菜肴增添风味，其含有的精油成分更具广泛的药理活性。芫荽（Coriandrum sativum L.），作为伞形科一种重要的一年生草本植物，既是常见的调味香料，又因含有芳樟醇、（2E）-癸烯醛等活性成分，而被报道具有抗菌、抗氧化、抗炎等多种功效。随着全球芫荽市场规模持续扩大，如何高效、优质地生产芫荽成为研究热点。传统户外栽培受自然光照波动影响大，产量和品质不稳定。植物工厂内人工光栽培虽可控性强，但成本高昂。有没有一种两全其美的方法，既能利用免费的太阳光，又能通过精准补光来提升芫荽的产量和品质呢？近期发表在《Horticulture, Environment, and Biotechnology》上的一项研究，为我们提供了一种新颖的思路：在户外栽培条件下，于夜间施加特定光谱的LED补充光照。
为了探究补充光照对芫荽的影响，研究人员在越南河内的露天试验田展开了工作。他们将芫荽植株分为10个处理组（F1-F10），其中F10为仅接受自然光照的对照组。其余九组则在夜间（日出前和日落后）接受不同光谱组合（包括红蓝光结合UV-A、绿光或远红光等）和不同持续时间（4、6或8小时/夜）的LED光源照射，光强统一为120 μmol·m?2·s?1。经过9周的培育后，研究人员收割了芫荽的地上部分，系统测定了其株高、生物量（鲜重和干重）、精油含量，并采用水蒸气蒸馏法提取精油，通过气相色谱-质谱联用（GC-MS）和气相色谱-氢火焰离子化检测器（GC-FID）分析了精油的化学成分，最后评估了精油对七种微生物（包括革兰氏阳性菌、革兰氏阴性菌和酵母菌）的抗菌活性（采用微量肉汤稀释法测定最小抑菌浓度MIC和半最大抑菌浓度IC50）。
本研究的关键技术方法主要包括：在户外自然光基础上，设置不同比例的红光、蓝光、紫外光A、绿光和远红光组合的LED夜间补充光照处理，并控制光照时长；通过水蒸气蒸馏提取芫荽精油；运用GC-MS和GC-FID技术对精油化学成分进行定性与定量分析；采用微量肉汤稀释法测定精油对多种微生物的最小抑菌浓度和半最大抑菌浓度。
光谱与光照时长对芫荽生长和精油产量的影响
研究结果显示，补充光照显著影响了芫荽的株高、生物量和精油产量。其中，F2处理（红:蓝:UV-A = 75:16.7:8.3，光照6小时/夜）效果最为突出，其株高、单株鲜重、鲜生物量公顷产量、干生物量公顷产量以及精油公顷产量相较于对照组（F10）分别提高了1.09倍、1.88倍、1.88倍、1.92倍和2.69倍。这表明，含有较高比例红光和UV-A的光谱，配合6小时的夜间补光，最有利于芫荽的营养生长和精油积累。含有远红光和绿光的光谱组（F7-F9）在生长参数上表现次之，而含有绿光的光谱组（F4-F6）则显示出抑制茎伸长的效应。
光谱与光照时长对芫荽精油化学成分的影响
精油成分分析鉴定出28至38种化合物，主要包含含氧单萜（如芳樟醇）和含氧烃类（如癸醛、（2E）-癸烯醛等）。所有补充光照处理均提高了主要成分之一的芳樟醇含量，其中F6处理（红:蓝:绿=66.7:16.7:16.6，光照8小时/夜）下芳樟醇含量最高，达44.13%。而（2E）-癸烯醛的含量在所有补充光照处理中均显著低于对照组。不同光谱和光照时长处理下，各主要成分的含量呈现规律性变化，说明光照条件能够定向调控芫荽精油的化学谱。
光谱与光照时长对芫荽精油抗菌活性的影响
抗菌实验表明，所有处理得到的芫荽精油均对测试的七种微生物有抑制作用，但效果强弱因光照处理和处理菌种而异。例如，F4处理（红:蓝:绿=66.7:16.7:16.6，光照4小时/夜）的精油对金黄色葡萄球菌、大肠杆菌和白色念珠菌表现出最强的抑制活性。F3处理（红:蓝:UV-A=75:16.7:8.3，光照8小时/夜）的精油对枯草芽孢杆菌的抑制效果最佳。相关性分析发现，芳樟醇和癸醛的含量与精油对肠沙门氏菌的抗菌活性呈显著相关。
研究结论与意义
本研究得出结论，在户外芫荽栽培中，于夜间实施特定光谱组合（特别是高比例红光结合UV-A）和适宜时长（如6小时/夜）的LED补充光照，能有效促进植株生长，显著增加生物量和精油产量，并能调控精油化学成分的比例，进而增强其针对特定病原微生物的抗菌活性。这揭示了光质和光周期在调节芳香植物次级代谢产物合成与功能中的关键作用。该研究不仅为理解光环境调控植物生理和代谢提供了新的案例，更重要的是，为户外作物生产中实现“按需补光”、精准提升农产品产量和品质提供了一种节能且可行的实践方案，对于推动绿色、高效农业技术的发展具有重要意义。研究也指出，未来需进一步阐明多光谱LED光与芫荽精油抗菌特性之间的内在联系。
