LED连续光和不同频率间歇光对黄瓜生长的测试方法与流程

本发明属于LED光源应用技术领域，尤其涉及一种LED连续光和不同频率间歇光对黄瓜生长的测试方法。

背景技术：

光照，在农业生产与研究过程中，是最为重要的生态因子之一，其重要性在于，光可通过影响设施环境内其他气候条件，如湿度、温度等，来影响蔬菜生长所需的外界环境因素(谢景等2012)。同时，光作为最终能源与信号物质，在各类生理生化反应中起至关重要的作用。在不同的光质、光照强度、光照时间、光照频率和占空比条件下，设施内蔬菜的生长发育、形态建成、初级代谢与次级代谢、产量和品质等也会受到不同影响(范志强等2008)。因此，如何合理地设置光环境条件，是提高设施蔬菜产量和品质的关键。植物工厂是在设施内利用计算机通过对植物生长发育过程中的温度、湿度、光照、CO₂浓度等环境条件进行自动控制，实现农作物多年连续生产的高效农业系统，它是省力型生产，不受或较少受自然条件制约(胡永光2002)。初始投资成本高与能源消耗大是植物工厂发展的两大瓶颈，一般来说，植物工厂能耗成本约占总体运行费用的50％-60％(朱本海2006)。因此，选择高效率的人工光源一直是植物工厂研究非常重要的课题。在设施栽培中，根据植物所需要的特定光强、光质、光周期、光频率和占空比等，合理利用补光灯，甚至可以代替自然光，从而控制某些植物生长周期，达到人们想要的效果。目前，在设施蔬菜、设施花卉等生产中，补光灯得到了广泛合理地应用。植物补光灯通常来说就是通过人工进行补光的光源，有热辐射类补光、气体放电类补光和电致发光补光类等不同形式。通常人们所用的LED(light-emitting diode)又称为一种发光的二极管，是电致发光类光源，其核心利用固体半导体芯片作为发光材料为PN结，LED灯具有超高亮度(发光强度>100mcd)、高亮度(发光强度为10～100mcd)和普通亮度(发光强度<10mcd)等几种，其中发光强度>100mcd的超高亮度光衰仅为三分之一，其使用寿命是最长的，耐用而且环保，得到人们的普遍认可(刘江等2003)。对于LED的相关研究最早是在20世纪60年代初期，最早时LED光源仅应用于广告标识和观赏。1962年研制成功首个GaAsP红色LED，黄色LED紧随其后。世界各国科学家经过20余年的潜心研究，于1993年研制成功蓝色和绿色LED，白色LED于1996年研制成功。由于研发成本过高，亮度达不到植株生长的基本标准，LED的推广应用和普及遇到重重阻碍(杨其长2008)。进入21世纪后，人们不断深入研究半导体发光材料，使得LED价格降低，性能优化，亮度增加，为LED的应用创造了良好的条件(王海鸥等2004)。与传统的电光源相比，LED优点在于：①以单色光的形式发出，从短波UV-C到长波红外光(250～1000nm)皆可实现，范围极广，而且可将不同单色光任意组合以达到不同植株生长对光照的最佳需求，以提高光能利用率；②是冷光源，长时间工作发热不会严重，植物不会担心被灼伤，便于分层种植，提高空间利用率，便于集约化工厂化生产；③寿命长，可达50000h以上；④稳固、紧密、自身体积小；⑤使用电源电压仅为6～24V，更安全；⑥脉冲光通过控制器控制可灵敏而精确的发出；⑦耗电量仅为白炽灯的1/8，荧光灯的1/2，节约能源，保护环境；⑧绿色无污染，耐用、防潮，无重金属等有害物质，可循环利用(冷锁虎等2002)。因此，LED在农业生产领域引起越来越广泛的关注，对LED的研究和应用出现逐步深化的趋势。

黄瓜是我国设施栽培中的一种重要的蔬菜植物，随着设施农业的高端化发展，LED作为栽培光源广泛应用于社会生产实践中；为进一步细化适宜黄瓜幼苗生长和光合荧光的光频率，明确最适宜的频率范围和占空比，实现节约能源和优质高产。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种LED连续光和不同频率间歇光对黄瓜生长的测试方法，旨在进一步细化适宜黄瓜幼苗生长和光合荧光的光频率，明确最适宜的频率范围和占空比，实现节约能源和优质高产。

本发明是这样实现的，一种LED连续光和不同频率间歇光对黄瓜生长的测试方法，所述LED连续光和不同频率间歇光对黄瓜生长的测试方法包括LED连续光和不同频率间歇光对黄瓜幼苗生长的测试方法和LED连续光和不同频率间歇光对黄瓜幼苗光合荧光的测试方法；

所述LED连续光和不同频率间歇光对黄瓜幼苗生长的测试方法包括以下步骤：

步骤一，黄瓜种子经温汤浸种4h后，在温度30±2℃，无光照，湿度60～70％的条件下萌发，70％种子露白后，播种于穴盘基质中，幼苗1叶1心时，挑选长势一致的幼苗移栽到营养钵中；

步骤二，将移栽好的幼苗转移至供试光板下，每个光板下放置16株，试验处理过程中每隔2天浇灌一次1/2倍园式配方营养液，植株顶端距光板10cm；试验设对照组CK、光照频率为0.1Hz T1，100Hz T2，100000Hz T3四组，对照组光照为连续光，处理30天后，随机选取测定指标；

步骤三，用直尺测量株高；用游标卡尺测量茎粗；用直尺测定每片的叶长，用千分之一电子天平称量黄瓜幼苗的根鲜重、茎叶鲜重，随后将样品放于115℃烘箱内杀青15min，65℃烘干至恒质量后，测定根干重、茎叶干重；

步骤四，所有数据均采用SPSS 22.0软件进行处理方差分析，采用邓肯氏新复极差法检验差异性P<0.05，Excel 2003软件处理试验数据；

所述LED连续光和不同频率间歇光对黄瓜幼苗光合荧光的测试方法包括以下步骤：

第一步，黄瓜种子经温汤浸种4h后，在温度30±2℃，无光照，湿度60～70％的条件下萌发；70％种子露白后，播种于穴盘基质中，幼苗1叶1心时，挑选长势一致的幼苗移栽到营养钵中；

第二步，将移栽好的幼苗转移至供试光板下，每个光板下放置16株，试验处理过程中每隔2天浇灌一次1/2倍园式配方营养液，植株顶端距光板10cm；试验设对照组CK、光照频率为0.1Hz T1，100Hz T2，100000Hz T3四组，对照组光照为连续光；处理30天后，随机选取测定指标；

第三步，叶绿素含量采用乙醇∶丙酮＝1∶1提取法测，用Li-6400便携式光合仪测定顶端第2/3片功能叶的净光合速率Pn；用PAM-2500便携式调制叶绿素荧光仪测定暗适应下PSII的最大量子产量Fv/Fm，光适应下的光化学淬灭qP，光适应下的非光化学淬灭qN，光适应下PSII的实际光化学效率ΦPSⅡ和相对电子传递速率ETR；

第四步，所有数据均采用SPSS 22.0软件进行处理方差分析，采用邓肯氏新复极差法检验差异性P<0.05，Excel 2003软件处理试验数据。

进一步，所述步骤二中营养液pH为6.0±0.5，EC值(2±0.5)mS/cm。

进一步，所述步骤三中LED光源为红光:远红光:绿光:蓝光＝3:1:1:1，昼夜光周期均为14h/10h，白天25±2℃，空气相对湿度50±5％，夜间17±2℃，空气相对湿度40±5％；光板下的总光量子流密度为125±5μmol/(m²·s)，光合有效光量子流密度为105±5μmol/(m²·s)，占空比为90％。

本发明提供的LED连续光和不同频率间歇光对黄瓜生长的测试方法，本研究主要探讨连续光以及不同频率的间歇光对黄瓜幼苗生长及其光合荧光特性的影响，以找出适宜黄瓜幼苗生长的光频率范围及LED频率和占空比的最佳组合；利用光调控这项环保有效且简便易行的新技术来培育幼苗，以达到节约能源和优质高产的目的，并为进一步细化研究适宜黄瓜幼苗生长和光合的光频率做铺垫。不同频率脉冲光可显著增加黄瓜幼苗叶绿素含量。不同频率脉冲光处理(T1、T2、T3)的黄瓜幼苗叶绿素a、叶绿素b、叶绿素a+b含量均比CK显著增加，以T3处理的各项指标增幅最大。不同频率脉冲光处理对黄瓜幼苗叶绿素a/b影响不大，与对照差异不显著。不同频率脉冲光可显著增加黄瓜幼苗净光合速率。T1、T2、T3处理净光合速率分别比CK增加了12.54％、1.08％、29.23％；处理间黄瓜幼苗净光合速率差异不显著，以T3处理最高。不同频率脉冲光对黄瓜幼苗叶绿素荧光特性有一定影响。T3处理黄瓜幼苗最大量子产量Fv/Fm、非光化学淬灭qN显著高于CK，光化学淬灭qP、实际光化学效率ΦPSⅡ、电子传递速率ETR与CK差异不显著。T1和T2处理黄瓜幼苗除非光化学淬灭qN显著高于CK外，叶绿素荧光特性的各项指标均与CK差异不显著。总之，从幼苗光合荧光特性来看，T3处理是黄瓜育苗的适宜频率脉冲光。

试验1和试验2在LED光源为红光:远红光:绿光:蓝光＝3:1:1:1，占空比为90％的情况下，开展了不同频率脉冲光处理对黄瓜幼苗形态指标、物质积累、光合作用影响的研究，得出以下结论：

1、不同频率脉冲光对黄瓜幼苗形态指标的影响较大。不同频率脉冲光处理(T1、T2、T3)的黄瓜幼苗株高、茎粗、叶面积显著大于CK处理。

2、不同频率脉冲光可促进黄瓜幼苗物质积累。

3、不同频率脉冲光可显著增加黄瓜幼苗叶绿素含量。T1、T2、T3处理的黄瓜幼苗叶绿素含量均比CK显著增加，其中T3处理的叶绿素a、叶绿素b、叶绿素a+b含量增幅最大，分别比CK增加了92.25％、86.24％、90.62％。不同频率脉冲光处理黄瓜幼苗叶绿素a/b与CK差异不显著。

4、不同频率脉冲光可增加黄瓜幼苗净光合速率。T1、T2、T3处理黄瓜幼苗净光合速率分别比CK增加了12.54％、1.08％、29.23％；处理间黄瓜幼苗净光合速率差异不显著，以T3处理最高。

5、不同频率脉冲光对黄瓜幼苗叶绿素荧光特性有一定影响。T3处理黄瓜幼苗最大量子产量Fv/Fm、非光化学淬灭qN显著高于CK，光化学淬灭qP、实际光化学效率ΦPSⅡ、电子传递速率ETR与CK差异不显著。T1和T2处理黄瓜幼苗除非光化学淬灭qN显著高于CK外，叶绿素荧光特性的各项指标均与CK差异不显著。

综上所述，从幼苗形态指标来看，T3处理为黄瓜育苗比较适宜的频率；从物质积累方面来看，T1处理为黄瓜育苗比较适宜的频率。从叶绿素含量和光合荧光特性来看，T3处理可增加黄瓜幼苗叶绿素含量、光系统Ⅱ最大量子产量和非光化学淬灭qN，有利于光合作用的顺利进行，因而显著增加了净光合速率；由于净光合速率的增加，株高、茎粗、叶面积等形态指标相应增加，最终导致幼苗物质积累增加。所以，T1(0.1Hz)、T3处理(100000Hz)是黄瓜育苗的适宜频率脉冲光。

附图说明

图1是本发明实施例提供的LED连续光和不同频率间歇光对黄瓜幼苗生长的测试方法流程图。

图2是本发明实施例提供的LED连续光和不同频率间歇光对黄瓜幼苗光合荧光的测试方法流程图。

图3是本发明实施例提供的LED连续光和不同频率脉冲光对黄瓜幼苗株高的影响示意图。

图4是本发明实施例提供的LED连续光和不同频率脉冲光对黄瓜幼苗茎粗的影响示意图。

图5是本发明实施例提供的LED连续光和不同频率脉冲光对黄瓜幼苗叶面积的影响示意图。

图6是本发明实施例提供的LED连续光和不同频率脉冲光对黄瓜幼苗壮苗指数影响示意图。

图7是本发明实施例提供的LED连续光和不同频率脉冲光对黄瓜幼苗地上鲜重影响示意图。

图8是本发明实施例提供的LED连续光和不同频率脉冲光对黄瓜幼苗地下鲜重影响示意图。

图9是本发明实施例提供的LED连续光和不同频率脉冲光对黄瓜幼苗全株鲜重影响示意图。

图10是本发明实施例提供的LED连续光和不同频率脉冲光对黄瓜幼苗地上干重影响示意图。

图11是本发明实施例提供的LED连续光和不同频率脉冲光对黄瓜幼苗地下干重影响示意图。

图12是本发明实施例提供的LED连续光和不同频率脉冲光对黄瓜幼苗全株干重影响示意图。

图13是本发明实施例提供的LED连续光和不同频率脉冲光对黄瓜幼苗叶绿素a影响示意图。

图14是本发明实施例提供的LED连续光和不同频率脉冲光对黄瓜幼苗叶绿素b影响示意图。

图15是本发明实施例提供的LED连续光和不同频率脉冲光对黄瓜幼苗叶绿素a+b影响示意图。

图16是本发明实施例提供的LED连续光和不同频率脉冲光对黄瓜幼苗叶绿素a/b影响示意图。

图17是本发明实施例提供的LED连续光和不同频率脉冲光对黄瓜幼苗净光合速率的影响示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

下面结合附图对本发明的应用原理作详细的描述。

本发明实施例的LED连续光和不同频率间歇光对黄瓜生长的测试方法包括LED连续光和不同频率间歇光对黄瓜幼苗生长的测试方法和LED连续光和不同频率间歇光对黄瓜幼苗光合荧光的测试方法。

如图1所示，本发明实施例的LED连续光和不同频率间歇光对黄瓜幼苗生长的测试方法包括以下步骤：

S101:黄瓜种子经温汤浸种4h后，在温度30±2℃，无光照，湿度60～70％的条件下萌发。70％种子露白后，播种于穴盘基质中，幼苗1叶1心时，挑选长势一致的幼苗移栽到7cm×7cm的营养钵中；

S102：将移栽好的幼苗转移至供试光板下，每个光板下放置16株(4×4)，试验处理过程中每隔2天浇灌一次1/2倍园式配方营养液(pH为6.0±0.5，EC值(2±0.5)mS/cm)，植株顶端距光板10cm左右；试验设对照组(CK)、光照频率为0.1Hz(T1)，100Hz(T2)，100000Hz(T3)四组，对照组光照为连续光。处理30天后，随机选取测定指标；

S103:用直尺测量株高(基质表面到黄瓜幼苗生长点的距离)；用游标卡尺测量茎粗(子叶下方2cm处)；用直尺测定每片的叶长(沿主叶脉叶片的最长距离)，用千分之一电子天平称量黄瓜幼苗的根鲜重、茎叶鲜重，随后将样品放于115℃烘箱内杀青15min，65℃烘干至恒质量后，测定根干重、茎叶干重；

S104:所有数据均采用SPSS 22.0软件进行处理方差分析，采用邓肯氏新复极差法检验差异性(P<0.05)，Excel 2003软件处理试验数据。

如图2所示，本发明实施例的LED连续光和不同频率间歇光对黄瓜幼苗光合荧光的测试方法包括以下步骤：

S201:黄瓜种子经温汤浸种4h后，在温度30±2℃，无光照，湿度60～70％的条件下萌发。70％种子露白后，播种于穴盘基质中，幼苗1叶1心时，挑选长势一致的幼苗移栽到7cm×7cm的营养钵中；

S202：将移栽好的幼苗转移至供试光板下，每个光板下放置16株(4×4)，试验处理过程中每隔2天浇灌一次1/2倍园式配方营养液(pH为6.0±0.5，EC值(2±0.5)mS/cm)，植株顶端距光板10cm左右；试验设对照组(CK)、光照频率为0.1Hz(T1)，100Hz(T2)，100000Hz(T3)四组，对照组光照为连续光。处理30天后，随机选取测定指标；

S203：叶绿素含量采用乙醇∶丙酮(1∶1)提取法测，用Li-6400便携式光合仪测定顶端第2/3片功能叶的净光合速率(Pn)；用PAM-2500便携式调制叶绿素荧光仪测定暗适应下PSII的最大量子产量Fv/Fm，光适应下的光化学淬灭qP，光适应下的非光化学淬灭qN，光适应下PSII的实际光化学效率ΦPSⅡ和相对电子传递速率ETR；

S204:所有数据均采用SPSS 22.0软件进行处理方差分析，采用邓肯氏新复极差法检验差异性(P<0.05)，Excel 2003软件处理试验数据。

下面通过试验对本发明的应用效果作详细的描述。

试验1：LED连续光和不同频率间歇光对黄瓜幼苗生长的影响

1.1材料与方法

1.1.1试验材料

供试品种为黄瓜(Cucumis sativus L.)“津优1号”，种子购于陕西省杨凌县杨星种苗有限公司。

试验于2015年4月至6月在西北农林科技大学园艺学院蔬菜研究所设施光环境试验室进行。光源使用LED光源板(ISL系列)，购于日本CCS公司，光照面积为长300mm×宽300mm，光源控制器(ISC系列)电压100～240V(50/60Hz)。光源设于长600mm、宽600mm、高1000mm钢架顶部，整个装置内部四面及底部贴有金属反光膜，用遮光布和黑布遮盖，以避免外界光源的影响。

1.1.2幼苗的培育

黄瓜种子经温汤浸种4h后，在温度30±2℃，无光照，湿度60～70％的条件下萌发。70％种子露白后，播种于穴盘基质中。幼苗1叶1心时，挑选长势一致的幼苗移栽到7cm×7cm的营养钵中。

1.1.3试验处理

将移栽好的幼苗转移至供试光板下，每个光板下放置16株(4×4)，试验处理过程中每隔2天浇灌一次1/2倍园式配方营养液(pH为6.0±0.5，EC值(2±0.5)mS/cm)，植株顶端距光板10cm左右。LED光源为红光:远红光:绿光:蓝光＝3:1:1:1，昼夜光周期均为14h/10h，白天25±2℃，空气相对湿度50±5％，夜间17±2℃，空气相对湿度40±5％。在保证光板下的总光量子流密度(PFD，300～1000nm)为125±5μmol/(m²·s)，光合有效光量子流密度(PPFD，400～700nm)为105±5μmol/(m²·s)，占空比为90％。试验设对照组(CK)、光照频率为0.1Hz(T1)，100Hz(T2)，100000Hz(T3)四组，对照组光照为连续光。处理30天后，随机选取测定指标。

1.1.4测定指标和方法

用直尺测量株高(基质表面到黄瓜幼苗生长点的距离)；

用游标卡尺测量茎粗(子叶下方2cm处)；

用直尺测定每片的叶长(沿主叶脉叶片的最长距离)，使用的黄瓜叶面积与叶长关系的公式LAi＝0.9272×LLi ²R²＝0.9381，SE＝54.46，n＝231(式中：LAi表示第i叶的面积，单位cm²，LLi表示第i叶的叶长，单位cm)，测定黄瓜幼苗第三叶位功能叶面积(李永秀2006)；

用千分之一电子天平称量黄瓜幼苗的根鲜重、茎叶鲜重，随后将样品放于115℃烘箱内杀青15min，65℃烘干至恒质量后，测定根干重、茎叶干重；

壮苗指数＝茎粗/株高×全株干重(张振贤1993)。

1.1.5数据处理

所有数据均采用SPSS 22.0软件进行处理方差分析，采用邓肯氏新复极差法检验差异性(P<0.05)，Excel 2003软件处理试验数据。

1.2结果与分析

1.2.1不同频率脉冲光对黄瓜幼苗株高的影响

不同频率脉冲光对黄瓜幼苗株高的影响见图3。CK黄瓜幼苗的株高为30.73cm，T1、T2、T3处理的黄瓜幼苗株高分别为75.83、72.70、71.50cm，分别比CK增加了1.47、1.37、1.33倍，均比CK显著增加。T1、T2、T3这3个处理间黄瓜幼苗株高差异不显著，其中以T1处理最高，T3处理最低。

1.2.2LED连续光和不同频率脉冲光对黄瓜幼苗茎粗的影响

不同频率脉冲光对黄瓜幼苗茎粗的影响见图4。CK黄瓜幼苗的茎粗为3.67mm，T1、T2、T3处理的黄瓜幼苗茎粗分别为4.55、4.71、4.81mm，分别比CK增加了23.86％、28.31％和31.03％，均比CK显著增加。3个处理间差异不显著，以T1茎粗最小，T3处理最大。

1.2.3LED连续光和不同频率脉冲光对黄瓜幼苗叶面积的影响

不同频率脉冲光处理对黄瓜幼苗叶面积的影响见图5。CK黄瓜幼苗的叶面积为56.49cm²，T1、T2、T3处理的黄瓜幼苗叶面积分别为83.81、85.62、92.78cm2，即T1＜T2＜T3分别比CK增加了15.7％、27.1％、41.9％，均比CK显著增加。3个频率脉冲光处理中，T3处理最高，处理之间差异不显著。

1.2.4LED连续光和不同频率脉冲光对黄瓜幼苗壮苗指数的影响

不同脉冲光处理对黄瓜幼苗壮苗指数的影响见图6。CK黄瓜幼苗的壮苗指数为0.18，T1、T2、T3处理的黄瓜幼苗的壮苗指数分别为0.14、0.12、0.12，均与CK差异不显著。T1、T2、T3这3个处理间黄瓜幼苗壮苗指数差异也不显著。

1.2.5LED连续光和不同频率脉冲光对黄瓜幼苗鲜重的影响

不同频率LED脉冲光对黄瓜幼苗地上鲜重的影响见图7。CK黄瓜幼苗的地上鲜重为15.05g，T1、T2、T3处理的黄瓜幼苗地上鲜重分别为30.08、24.56、23.13g，分别比CK增加了99.86％、63.20％、53.72％，T1显著高于CK，T2、T3与CK间差异不显著。T1、T2、T3这3个处理间以T1处理黄瓜地上鲜重最高，但与T2和T3处理间差异不显著。

不同频率LED脉冲光对黄瓜幼苗地下鲜重的影响见图8。CK黄瓜幼苗的地下鲜重为1.24g，T1、T2、T3处理的黄瓜幼苗地下鲜重分别为1.52、1.64、1.77g，分别比CK增加了22.58％、32.26％、42.74％，T3处理最高，但3个处理间黄瓜幼苗地下鲜重差异不显著，与CK差异也不显著。

不同频率LED脉冲光对黄瓜幼苗全株鲜重的影响见图9。CK黄瓜幼苗的全株鲜重为16.29g，T1、T2、T3处理的黄瓜幼苗全株鲜重分别为31.60、26.20、24.91g，分别比CK增加了93.93％、60.83％、52.88％，T1处理比CK显著增加，T2和T3与CK间差异不显著。T1、T2、T3这3个处理间以T1处理黄瓜地上鲜重最高，T3处理最低。随着频率的升高，有减少的趋势。

1.2.6LED连续光和不同频率脉冲光对黄瓜幼苗干重的影响

不同频率LED脉冲光对黄瓜幼苗地上干重的影响见图10。CK黄瓜幼苗的地上干重为1.22g，T1、T2、T3处理的黄瓜幼苗地上干重分别为2.23、1.77、1.69g，分别比CK增加了83.27％、45.06％、38.54％，处理组与CK间差异均不显著。T1、T2、T3这3个处理间黄瓜幼苗地上干重随着LED频率的增大而减少，其中T2、T3处理比T1处理地上干重有所减少但差异不显著。T1处理地上干重最大。

不同频率LED脉冲光对黄瓜幼苗地下干重的影响见图11。CK黄瓜幼苗的地下干重为0.10g，T1、T2、T3处理的黄瓜幼苗地下干重分别为0.16、0.15、0.14g，分别比对照增加了52.23％、42.68％、31.21％，其中T1处理地下干重最大，处理组与CK间差异均不显著。

不同频率LED脉冲光对黄瓜幼苗全株干重的影响见图12。CK黄瓜幼苗的全株干重为1.32g，T1、T2、T3处理的黄瓜幼苗地上干重分别为2.39、1.92、1.82g，分别比CK增加了80.82％、44.87％、37.96％。T1、T2、T3这3个处理间黄瓜幼苗地上干重随着LED频率的增大而减少，处理组与CK间差异均不显著。

1.3讨论

本试验结果表明，T1处理黄瓜幼苗的株高、茎粗、叶面积、地上鲜重、全株鲜重显著大于对照；T2处理黄瓜幼苗的株高、茎粗、叶面积显著大于对照，T3处理黄瓜幼苗的株高、茎粗、叶面积显著大于对照。以上数据说明较低频率的间歇光可能有助于增加黄瓜幼苗干物质的积累量、植株生长率和健壮程度，但容易引起徒长。

1.4结论

不同频率脉冲光对黄瓜幼苗形态指标的影响较大。不同频率脉冲光处理(T1、T2、T3)的黄瓜幼苗株高、茎粗、叶面积显著大于CK。

不同频率脉冲光处理对黄瓜幼苗壮苗指数的影响差异不显著。

不同频率脉冲光对黄瓜幼苗物质积累的影响显著。T1处理黄瓜幼苗地上鲜重、全株鲜重均比对照显著增加。T2、T3处理的各项指标也比对照有所增加，但增幅均小于T1处理，且与对照差异不显著。

从幼苗形态指标来看，T3处理为黄瓜育苗比较适宜的频率；从物质积累方面来看，T1处理为黄瓜育苗比较适宜的频率。

试验2：LED连续光和不同频率间歇光对黄瓜幼苗光合荧光的影响

2.1材料与方法

2.1.1试验材料

同1.1.1。

2.1.2幼苗的培育

同1.1.2。

2.1.3试验处理

同1.1.3。

2.1.4测定指标和方法

叶绿素含量采用乙醇∶丙酮(1∶1)提取法测

用Li-6400便携式光合仪测定顶端第2/3片功能叶的净光合速率(Pn)(郝建军等2001)；

用PAM-2500便携式调制叶绿素荧光仪测定暗适应下PSII的最大量子产量Fv/Fm，光适应下的光化学淬灭qP，光适应下的非光化学淬灭qN，光适应下PSII的实际光化学效率ΦPSⅡ和相对电子传递速率ETR。

2.1.5数据处理

同1.1.5。

2.2结果与分析

2.2.1LED连续光和不同频率脉冲光对黄瓜幼苗叶绿素a(Chl a)的影响

由图13可知，CK处理叶绿素a含量为2.05mg/g，T1、T2、T3处理叶绿素a含量分别为3.44、3.62、3.94mg/g，比CK处理分别提高67.65％、76.82％、92.25％，不同频率光处理间叶绿素a含量差异不显著，但均显著高于CK处理，且叶绿素a含量随LED频率的增大而增加，其中T3处理最高。

2.2.2LED连续光和不同频率脉冲光对黄瓜幼苗叶绿素b(Chl b)的影响

由图14可知，CK处理叶绿素b含量为0.76mg/g，T1、T2、T3处理叶绿素b含量分别为1.31、1.33、1.41mg/g，比CK处理分别提高73.28％、75.75％、86.24％，不同频率光处理间叶绿素b含量差异不显著，但均显著高于CK处理，且叶绿素b含量随LED频率的增大而增加，其中T3处理最高。

2.2.3LED连续光和不同频率脉冲光对黄瓜幼苗叶绿素a+b(Chl a+b)的影响

由图15可知，CK处理叶绿素a+b含量为2.81mg/g，T1、T2、T3处理叶绿素a+b含量分别为4.75、4.96、5.35mg/g，比CK处理分别提高69.17％、76.53％、90.62％，不同频率光处理间叶绿素a+b含量差异不显著，但均显著高于CK处理，且叶绿素a+b含量随LED频率的增大而增加，其中T3处理最高。

2.2.4LED连续光和不同频率脉冲光对黄瓜幼苗叶绿素a/b(Chl a/b)的影响

由图16可知，CK处理叶绿素a/b含量为2.71mg/g，T1、T2、T3处理叶绿素a/b含量分别为2.65、2.72、2.80mg/g，T1比CK降低1.90％，T2、T3分别比CK处理提高0.56％、3.61％，不同频率光处理与连续光处理间叶绿素a/b含量差异不显著。

2.2.5LED连续光和不同频率脉冲光对黄瓜幼苗净光合速率(Pn)的影响

由图17可知，CK处理净光合速率为5.64μmol·m²·s^-1，T1、T2、T3处理净光合速率分别为6.34、5.70、7.28μmol·m²·s^-1，比CK处理分别提高12.54％、1.08％、29.23％，不同频率光处理间净光合速率差异不显著，且与CK间差异不显著，且净光合速率随LED频率的增大呈先增加后减小再增加的趋势，其中T3处理最高。

2.2.6LED连续光和不同频率脉冲光对黄瓜幼苗叶绿素荧光的影响

为进一步了解不同频率下黄瓜光合作用差异的内部机制，本试验测定了试验材料的慢速荧光参数。如表1所示，T3处理PSII的最大量子产量Fv/Fm最大，为0.863，显著高于其他处理和CK处理PSII的最大量子产量，其他处理组与CK处理之间差异不显著。处理组与CK处理之间光适应下的光化学淬灭qP差异不显著，T3处理值最大，T2处理值最小。随着频率的增大，光适应下的非光化学淬灭qN逐渐减小，T1处理最大，CK处理最小，处理组显著高于CK处理。处理组与CK处理间实际光化学效率ΦPSⅡ差异不显著，T3处理值最大；相对电子传递速率ETR差异也不显著，T3处理值最大。

表1LED频率对黄瓜幼苗叶绿素荧光的影响

2.3光合色素对光能的吸收、传递、转化，是植物进行光合作用的基础。光和色素种类、含量直接影响叶片的净光合速率，从而影响植物的生长(Tholen Det al.2007；杨富军等2013)。在本试验中，不同LED频率脉冲光处理的黄瓜幼苗叶绿素含量显著高于对照，说明不同LED频率脉冲光可增加黄瓜幼苗叶绿素含量。在本实验中，不同LED频率脉冲光处理对黄瓜幼苗的净光合速率的影响差异不显著，说明在占空比较高的情况下，不同LED频率间歇光对黄瓜幼苗的光合作用影响很小。

叶片吸收的光能用于光化学反应和非光化学反应的两部分可通过荧光产量的比值参数来进行区分。Fv/Fm是植物的衡量植物潜在最大光合能力的参数质之一，表示暗适应下PSII的最大量子产量；ΦPSⅡ表示光适应下PSII的实际光化学效率。这两个参数表示的都是PSII将吸收的光能转化成化学能的效率。T3处理Fv/Fm值显著高于对照，其他处理组与对照组之间差异不显著。说明较高频率的间歇光使得黄瓜幼苗潜在的最大光合能力增强。处理组与对照组间实际光化学效率ΦPSⅡ差异不显著，T3处理值最大。说明间歇光对黄光幼苗实际光化学效率的影响不大。qP是由光合作用引起的荧光淬灭，表示PSII中处于开放状态的反应中心所占的比例，反映植物光合活性的高低；qN是反映植物耗散过剩光能为热的参数。处理组与对照组之间光适应下的光化学淬灭qP差异不显著，T3处理值最大，T2处理值最小。随着频率的增大，光适应下的非光化学淬灭qN逐渐减小，T1处理值最大，CK处理值最小，处理组显著高于对照组。这说明间歇光对黄瓜幼苗的光合活性没有太大的影响。相对电子传递速率ETR差异也不显著，T3处理值最大。整体来看，较高频率的间歇光对黄瓜幼苗的光化学反应有一定的积极作用，较低频率的间歇光对非光化学反应有一定的积极作用。

在该试验条件下，得出结论如下：

不同频率脉冲光可显著增加黄瓜幼苗叶绿素含量。不同频率脉冲光处理(T1、T2、T3)的黄瓜幼苗叶绿素a、叶绿素b、叶绿素a+b含量均比CK显著增加，以T3处理的各项指标增幅最大。不同频率脉冲光处理对黄瓜幼苗叶绿素a/b影响不大，与对照差异不显著。

不同频率脉冲光可显著增加黄瓜幼苗净光合速率。T1、T2、T3处理净光合速率分别比CK增加了12.54％、1.08％、29.23％；处理间黄瓜幼苗净光合速率差异不显著，以T3处理最高。

不同频率脉冲光对黄瓜幼苗叶绿素荧光特性有一定影响。T3处理黄瓜幼苗最大量子产量Fv/Fm、非光化学淬灭qN显著高于CK，光化学淬灭qP、实际光化学效率ΦPSⅡ、电子传递速率ETR与CK差异不显著。T1和T2处理黄瓜幼苗除非光化学淬灭qN显著高于CK外，叶绿素荧光特性的各项指标均与CK差异不显著。

总之，从幼苗光合荧光特性来看，T3处理是黄瓜育苗的适宜频率脉冲光。

试验1和试验2在LED光源为红光:远红光:绿光:蓝光＝3:1:1:1，占空比为90％的情况下，开展了不同频率脉冲光处理对黄瓜幼苗形态指标、物质积累、光合作用影响的研究，得出以下结论：

1、不同频率脉冲光对黄瓜幼苗形态指标的影响较大。不同频率脉冲光处理(T1、T2、T3)的黄瓜幼苗株高、茎粗、叶面积显著大于CK处理。

2、不同频率脉冲光可促进黄瓜幼苗物质积累。

3、不同频率脉冲光可显著增加黄瓜幼苗叶绿素含量。T1、T2、T3处理的黄瓜幼苗叶绿素含量均比CK显著增加，其中T3处理的叶绿素a、叶绿素b、叶绿素a+b含量增幅最大，分别比CK增加了92.25％、86.24％、90.62％。不同频率脉冲光处理黄瓜幼苗叶绿素a/b与CK差异不显著。

4、不同频率脉冲光可增加黄瓜幼苗净光合速率。T1、T2、T3处理黄瓜幼苗净光合速率分别比CK增加了12.54％、1.08％、29.23％；处理间黄瓜幼苗净光合速率差异不显著，以T3处理最高。

5、不同频率脉冲光对黄瓜幼苗叶绿素荧光特性有一定影响。T3处理黄瓜幼苗最大量子产量Fv/Fm、非光化学淬灭qN显著高于CK，光化学淬灭qP、实际光化学效率ΦPSⅡ、电子传递速率ETR与CK差异不显著。T1和T2处理黄瓜幼苗除非光化学淬灭qN显著高于CK外，叶绿素荧光特性的各项指标均与CK差异不显著。

综上所述，从幼苗形态指标来看，T3处理为黄瓜育苗比较适宜的频率；从物质积累方面来看，T1处理为黄瓜育苗比较适宜的频率。从叶绿素含量和光合荧光特性来看，T3处理可增加黄瓜幼苗叶绿素含量、光系统Ⅱ最大量子产量和非光化学淬灭qN，有利于光合作用的顺利进行，因而显著增加了净光合速率；由于净光合速率的增加，株高、茎粗、叶面积等形态指标相应增加，最终导致幼苗物质积累增加。所以，T1(0.1Hz)、T3处理(100000Hz)是黄瓜育苗的适宜频率脉冲光。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。