LED連續光和不同頻率間歇光對黃瓜生長的測試方法與流程
2023-10-22 03:12:58
本發明屬於LED光源應用技術領域，尤其涉及一種LED連續光和不同頻率間歇光對黃瓜生長的測試方法。
背景技術：
光照，在農業生產與研究過程中，是最為重要的生態因子之一，其重要性在於，光可通過影響設施環境內其他氣候條件，如溼度、溫度等，來影響蔬菜生長所需的外界環境因素(謝景等2012)。同時，光作為最終能源與信號物質，在各類生理生化反應中起至關重要的作用。在不同的光質、光照強度、光照時間、光照頻率和佔空比條件下，設施內蔬菜的生長發育、形態建成、初級代謝與次級代謝、產量和品質等也會受到不同影響(範志強等2008)。因此，如何合理地設置光環境條件，是提高設施蔬菜產量和品質的關鍵。植物工廠是在設施內利用計算機通過對植物生長發育過程中的溫度、溼度、光照、CO2濃度等環境條件進行自動控制，實現農作物多年連續生產的高效農業系統，它是省力型生產，不受或較少受自然條件制約(胡永光2002)。初始投資成本高與能源消耗大是植物工廠發展的兩大瓶頸，一般來說，植物工廠能耗成本約佔總體運行費用的50％-60％(朱本海2006)。因此，選擇高效率的人工光源一直是植物工廠研究非常重要的課題。在設施栽培中，根據植物所需要的特定光強、光質、光周期、光頻率和佔空比等，合理利用補光燈，甚至可以代替自然光，從而控制某些植物生長周期，達到人們想要的效果。目前，在設施蔬菜、設施花卉等生產中，補光燈得到了廣泛合理地應用。植物補光燈通常來說就是通過人工進行補光的光源，有熱輻射類補光、氣體放電類補光和電致發光補光類等不同形式。通常人們所用的LED(light-emitting diode)又稱為一種發光的二極體，是電致發光類光源，其核心利用固體半導體晶片作為發光材料為PN結，LED燈具有超高亮度(發光強度>100mcd)、高亮度(發光強度為10～100mcd)和普通亮度(發光強度100mcd的超高亮度光衰僅為三分之一，其使用壽命是最長的，耐用而且環保，得到人們的普遍認可(劉江等2003)。對於LED的相關研究最早是在20世紀60年代初期，最早時LED光源僅應用於廣告標識和觀賞。1962年研製成功首個GaAsP紅色LED，黃色LED緊隨其後。世界各國科學家經過20餘年的潛心研究，於1993年研製成功藍色和綠色LED，白色LED於1996年研製成功。由於研發成本過高，亮度達不到植株生長的基本標準，LED的推廣應用和普及遇到重重阻礙(楊其長2008)。進入21世紀後，人們不斷深入研究半導體發光材料，使得LED價格降低，性能優化，亮度增加，為LED的應用創造了良好的條件(王海鷗等2004)。與傳統的電光源相比，LED優點在於：①以單色光的形式發出，從短波UV-C到長波紅外光(250～1000nm)皆可實現，範圍極廣，而且可將不同單色光任意組合以達到不同植株生長對光照的最佳需求，以提高光能利用率；②是冷光源，長時間工作發熱不會嚴重，植物不會擔心被灼傷，便於分層種植，提高空間利用率，便於集約化工廠化生產；③壽命長，可達50000h以上；④穩固、緊密、自身體積小；⑤使用電源電壓僅為6～24V，更安全；⑥脈衝光通過控制器控制可靈敏而精確的發出；⑦耗電量僅為白熾燈的1/8，螢光燈的1/2，節約能源，保護環境；⑧綠色無汙染，耐用、防潮，無重金屬等有害物質，可循環利用(冷鎖虎等2002)。因此，LED在農業生產領域引起越來越廣泛的關注，對LED的研究和應用出現逐步深化的趨勢。
黃瓜是我國設施栽培中的一種重要的蔬菜植物，隨著設施農業的高端化發展，LED作為栽培光源廣泛應用於社會生產實踐中；為進一步細化適宜黃瓜幼苗生長和光合螢光的光頻率，明確最適宜的頻率範圍和佔空比，實現節約能源和優質高產。
技術實現要素：
本發明的目的在於提供一種LED連續光和不同頻率間歇光對黃瓜生長的測試方法，旨在進一步細化適宜黃瓜幼苗生長和光合螢光的光頻率，明確最適宜的頻率範圍和佔空比，實現節約能源和優質高產。
本發明是這樣實現的，一種LED連續光和不同頻率間歇光對黃瓜生長的測試方法，所述LED連續光和不同頻率間歇光對黃瓜生長的測試方法包括LED連續光和不同頻率間歇光對黃瓜幼苗生長的測試方法和LED連續光和不同頻率間歇光對黃瓜幼苗光合螢光的測試方法；
所述LED連續光和不同頻率間歇光對黃瓜幼苗生長的測試方法包括以下步驟：
步驟一，黃瓜種子經溫湯浸種4h後，在溫度30±2℃，無光照，溼度60～70％的條件下萌發，70％種子露白後，播種於穴盤基質中，幼苗1葉1心時，挑選長勢一致的幼苗移栽到營養缽中；
步驟二，將移栽好的幼苗轉移至供試光板下，每個光板下放置16株，試驗處理過程中每隔2天澆灌一次1/2倍園式配方營養液，植株頂端距光板10cm；試驗設對照組CK、光照頻率為0.1Hz T1，100Hz T2，100000Hz T3四組，對照組光照為連續光，處理30天後，隨機選取測定指標；
步驟三，用直尺測量株高；用遊標卡尺測量莖粗；用直尺測定每片的葉長，用千分之一電子天平稱量黃瓜幼苗的根鮮重、莖葉鮮重，隨後將樣品放於115℃烘箱內殺青15min，65℃烘乾至恆質量後，測定根乾重、莖葉乾重；
步驟四，所有數據均採用SPSS 22.0軟體進行處理方差分析，採用鄧肯氏新復極差法檢驗差異性P<0.05，Excel 2003軟體處理試驗數據；
所述LED連續光和不同頻率間歇光對黃瓜幼苗光合螢光的測試方法包括以下步驟：
第一步，黃瓜種子經溫湯浸種4h後，在溫度30±2℃，無光照，溼度60～70％的條件下萌發；70％種子露白後，播種於穴盤基質中，幼苗1葉1心時，挑選長勢一致的幼苗移栽到營養缽中；
第二步，將移栽好的幼苗轉移至供試光板下，每個光板下放置16株，試驗處理過程中每隔2天澆灌一次1/2倍園式配方營養液，植株頂端距光板10cm；試驗設對照組CK、光照頻率為0.1Hz T1，100Hz T2，100000Hz T3四組，對照組光照為連續光；處理30天後，隨機選取測定指標；
第三步，葉綠素含量採用乙醇∶丙酮＝1∶1提取法測，用Li-6400可攜式光合儀測定頂端第2/3片功能葉的淨光合速率Pn；用PAM-2500可攜式調製葉綠素螢光儀測定暗適應下PSII的最大量子產量Fv/Fm，光適應下的光化學淬滅qP，光適應下的非光化學淬滅qN，光適應下PSII的實際光化學效率ΦPSⅡ和相對電子傳遞速率ETR；
第四步，所有數據均採用SPSS 22.0軟體進行處理方差分析，採用鄧肯氏新復極差法檢驗差異性P<0.05，Excel 2003軟體處理試驗數據。
進一步，所述步驟二中營養液pH為6.0±0.5，EC值(2±0.5)mS/cm。
進一步，所述步驟三中LED光源為紅光:遠紅光:綠光:藍光＝3:1:1:1，晝夜光周期均為14h/10h，白天25±2℃，空氣相對溼度50±5％，夜間17±2℃，空氣相對溼度40±5％；光板下的總光量子流密度為125±5μmol/(m2·s)，光合有效光量子流密度為105±5μmol/(m2·s)，佔空比為90％。
本發明提供的LED連續光和不同頻率間歇光對黃瓜生長的測試方法，本研究主要探討連續光以及不同頻率的間歇光對黃瓜幼苗生長及其光合螢光特性的影響，以找出適宜黃瓜幼苗生長的光頻率範圍及LED頻率和佔空比的最佳組合；利用光調控這項環保有效且簡便易行的新技術來培育幼苗，以達到節約能源和優質高產的目的，並為進一步細化研究適宜黃瓜幼苗生長和光合的光頻率做鋪墊。不同頻率脈衝光可顯著增加黃瓜幼苗葉綠素含量。不同頻率脈衝光處理(T1、T2、T3)的黃瓜幼苗葉綠素a、葉綠素b、葉綠素a+b含量均比CK顯著增加，以T3處理的各項指標增幅最大。不同頻率脈衝光處理對黃瓜幼苗葉綠素a/b影響不大，與對照差異不顯著。不同頻率脈衝光可顯著增加黃瓜幼苗淨光合速率。T1、T2、T3處理淨光合速率分別比CK增加了12.54％、1.08％、29.23％；處理間黃瓜幼苗淨光合速率差異不顯著，以T3處理最高。不同頻率脈衝光對黃瓜幼苗葉綠素螢光特性有一定影響。T3處理黃瓜幼苗最大量子產量Fv/Fm、非光化學淬滅qN顯著高於CK，光化學淬滅qP、實際光化學效率ΦPSⅡ、電子傳遞速率ETR與CK差異不顯著。T1和T2處理黃瓜幼苗除非光化學淬滅qN顯著高於CK外，葉綠素螢光特性的各項指標均與CK差異不顯著。總之，從幼苗光合螢光特性來看，T3處理是黃瓜育苗的適宜頻率脈衝光。
試驗1和試驗2在LED光源為紅光:遠紅光:綠光:藍光＝3:1:1:1，佔空比為90％的情況下，開展了不同頻率脈衝光處理對黃瓜幼苗形態指標、物質積累、光合作用影響的研究，得出以下結論：
1、不同頻率脈衝光對黃瓜幼苗形態指標的影響較大。不同頻率脈衝光處理(T1、T2、T3)的黃瓜幼苗株高、莖粗、葉面積顯著大於CK處理。
2、不同頻率脈衝光可促進黃瓜幼苗物質積累。
3、不同頻率脈衝光可顯著增加黃瓜幼苗葉綠素含量。T1、T2、T3處理的黃瓜幼苗葉綠素含量均比CK顯著增加，其中T3處理的葉綠素a、葉綠素b、葉綠素a+b含量增幅最大，分別比CK增加了92.25％、86.24％、90.62％。不同頻率脈衝光處理黃瓜幼苗葉綠素a/b與CK差異不顯著。
4、不同頻率脈衝光可增加黃瓜幼苗淨光合速率。T1、T2、T3處理黃瓜幼苗淨光合速率分別比CK增加了12.54％、1.08％、29.23％；處理間黃瓜幼苗淨光合速率差異不顯著，以T3處理最高。
5、不同頻率脈衝光對黃瓜幼苗葉綠素螢光特性有一定影響。T3處理黃瓜幼苗最大量子產量Fv/Fm、非光化學淬滅qN顯著高於CK，光化學淬滅qP、實際光化學效率ΦPSⅡ、電子傳遞速率ETR與CK差異不顯著。T1和T2處理黃瓜幼苗除非光化學淬滅qN顯著高於CK外，葉綠素螢光特性的各項指標均與CK差異不顯著。
綜上所述，從幼苗形態指標來看，T3處理為黃瓜育苗比較適宜的頻率；從物質積累方面來看，T1處理為黃瓜育苗比較適宜的頻率。從葉綠素含量和光合螢光特性來看，T3處理可增加黃瓜幼苗葉綠素含量、光系統Ⅱ最大量子產量和非光化學淬滅qN，有利於光合作用的順利進行，因而顯著增加了淨光合速率；由於淨光合速率的增加，株高、莖粗、葉面積等形態指標相應增加，最終導致幼苗物質積累增加。所以，T1(0.1Hz)、T3處理(100000Hz)是黃瓜育苗的適宜頻率脈衝光。
附圖說明
圖1是本發明實施例提供的LED連續光和不同頻率間歇光對黃瓜幼苗生長的測試方法流程圖。
圖2是本發明實施例提供的LED連續光和不同頻率間歇光對黃瓜幼苗光合螢光的測試方法流程圖。
圖3是本發明實施例提供的LED連續光和不同頻率脈衝光對黃瓜幼苗株高的影響示意圖。
圖4是本發明實施例提供的LED連續光和不同頻率脈衝光對黃瓜幼苗莖粗的影響示意圖。
圖5是本發明實施例提供的LED連續光和不同頻率脈衝光對黃瓜幼苗葉面積的影響示意圖。
圖6是本發明實施例提供的LED連續光和不同頻率脈衝光對黃瓜幼苗壯苗指數影響示意圖。
圖7是本發明實施例提供的LED連續光和不同頻率脈衝光對黃瓜幼苗地上鮮重影響示意圖。
圖8是本發明實施例提供的LED連續光和不同頻率脈衝光對黃瓜幼苗地下鮮重影響示意圖。
圖9是本發明實施例提供的LED連續光和不同頻率脈衝光對黃瓜幼苗全株鮮重影響示意圖。
圖10是本發明實施例提供的LED連續光和不同頻率脈衝光對黃瓜幼苗地上乾重影響示意圖。
圖11是本發明實施例提供的LED連續光和不同頻率脈衝光對黃瓜幼苗地下乾重影響示意圖。
圖12是本發明實施例提供的LED連續光和不同頻率脈衝光對黃瓜幼苗全株乾重影響示意圖。
圖13是本發明實施例提供的LED連續光和不同頻率脈衝光對黃瓜幼苗葉綠素a影響示意圖。
圖14是本發明實施例提供的LED連續光和不同頻率脈衝光對黃瓜幼苗葉綠素b影響示意圖。
圖15是本發明實施例提供的LED連續光和不同頻率脈衝光對黃瓜幼苗葉綠素a+b影響示意圖。
圖16是本發明實施例提供的LED連續光和不同頻率脈衝光對黃瓜幼苗葉綠素a/b影響示意圖。
圖17是本發明實施例提供的LED連續光和不同頻率脈衝光對黃瓜幼苗淨光合速率的影響示意圖。
具體實施方式
為了使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合實施例，對本發明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發明，並不用於限定本發明。
下面結合附圖對本發明的應用原理作詳細的描述。
本發明實施例的LED連續光和不同頻率間歇光對黃瓜生長的測試方法包括LED連續光和不同頻率間歇光對黃瓜幼苗生長的測試方法和LED連續光和不同頻率間歇光對黃瓜幼苗光合螢光的測試方法。
如圖1所示，本發明實施例的LED連續光和不同頻率間歇光對黃瓜幼苗生長的測試方法包括以下步驟：
S101:黃瓜種子經溫湯浸種4h後，在溫度30±2℃，無光照，溼度60～70％的條件下萌發。70％種子露白後，播種於穴盤基質中，幼苗1葉1心時，挑選長勢一致的幼苗移栽到7cm×7cm的營養缽中；
S102：將移栽好的幼苗轉移至供試光板下，每個光板下放置16株(4×4)，試驗處理過程中每隔2天澆灌一次1/2倍園式配方營養液(pH為6.0±0.5，EC值(2±0.5)mS/cm)，植株頂端距光板10cm左右；試驗設對照組(CK)、光照頻率為0.1Hz(T1)，100Hz(T2)，100000Hz(T3)四組，對照組光照為連續光。處理30天後，隨機選取測定指標；
S103:用直尺測量株高(基質表面到黃瓜幼苗生長點的距離)；用遊標卡尺測量莖粗(子葉下方2cm處)；用直尺測定每片的葉長(沿主葉脈葉片的最長距離)，用千分之一電子天平稱量黃瓜幼苗的根鮮重、莖葉鮮重，隨後將樣品放於115℃烘箱內殺青15min，65℃烘乾至恆質量後，測定根乾重、莖葉乾重；
S104:所有數據均採用SPSS 22.0軟體進行處理方差分析，採用鄧肯氏新復極差法檢驗差異性(P<0.05)，Excel 2003軟體處理試驗數據。
如圖2所示，本發明實施例的LED連續光和不同頻率間歇光對黃瓜幼苗光合螢光的測試方法包括以下步驟：
S201:黃瓜種子經溫湯浸種4h後，在溫度30±2℃，無光照，溼度60～70％的條件下萌發。70％種子露白後，播種於穴盤基質中，幼苗1葉1心時，挑選長勢一致的幼苗移栽到7cm×7cm的營養缽中；
S202：將移栽好的幼苗轉移至供試光板下，每個光板下放置16株(4×4)，試驗處理過程中每隔2天澆灌一次1/2倍園式配方營養液(pH為6.0±0.5，EC值(2±0.5)mS/cm)，植株頂端距光板10cm左右；試驗設對照組(CK)、光照頻率為0.1Hz(T1)，100Hz(T2)，100000Hz(T3)四組，對照組光照為連續光。處理30天後，隨機選取測定指標；
S203：葉綠素含量採用乙醇∶丙酮(1∶1)提取法測，用Li-6400可攜式光合儀測定頂端第2/3片功能葉的淨光合速率(Pn)；用PAM-2500可攜式調製葉綠素螢光儀測定暗適應下PSII的最大量子產量Fv/Fm，光適應下的光化學淬滅qP，光適應下的非光化學淬滅qN，光適應下PSII的實際光化學效率ΦPSⅡ和相對電子傳遞速率ETR；
S204:所有數據均採用SPSS 22.0軟體進行處理方差分析，採用鄧肯氏新復極差法檢驗差異性(P<0.05)，Excel 2003軟體處理試驗數據。
下面通過試驗對本發明的應用效果作詳細的描述。
試驗1：LED連續光和不同頻率間歇光對黃瓜幼苗生長的影響
1.1材料與方法
1.1.1試驗材料
供試品種為黃瓜(Cucumis sativus L.)「津優1號」，種子購於陝西省楊凌縣楊星種苗有限公司。
試驗於2015年4月至6月在西北農林科技大學園藝學院蔬菜研究所設施光環境試驗室進行。光源使用LED光源板(ISL系列)，購於日本CCS公司，光照面積為長300mm×寬300mm，光源控制器(ISC系列)電壓100～240V(50/60Hz)。光源設於長600mm、寬600mm、高1000mm鋼架頂部，整個裝置內部四面及底部貼有金屬反光膜，用遮光布和黑布遮蓋，以避免外界光源的影響。
1.1.2幼苗的培育
黃瓜種子經溫湯浸種4h後，在溫度30±2℃，無光照，溼度60～70％的條件下萌發。70％種子露白後，播種於穴盤基質中。幼苗1葉1心時，挑選長勢一致的幼苗移栽到7cm×7cm的營養缽中。
1.1.3試驗處理
將移栽好的幼苗轉移至供試光板下，每個光板下放置16株(4×4)，試驗處理過程中每隔2天澆灌一次1/2倍園式配方營養液(pH為6.0±0.5，EC值(2±0.5)mS/cm)，植株頂端距光板10cm左右。LED光源為紅光:遠紅光:綠光:藍光＝3:1:1:1，晝夜光周期均為14h/10h，白天25±2℃，空氣相對溼度50±5％，夜間17±2℃，空氣相對溼度40±5％。在保證光板下的總光量子流密度(PFD，300～1000nm)為125±5μmol/(m2·s)，光合有效光量子流密度(PPFD，400～700nm)為105±5μmol/(m2·s)，佔空比為90％。試驗設對照組(CK)、光照頻率為0.1Hz(T1)，100Hz(T2)，100000Hz(T3)四組，對照組光照為連續光。處理30天後，隨機選取測定指標。
1.1.4測定指標和方法
用直尺測量株高(基質表面到黃瓜幼苗生長點的距離)；
用遊標卡尺測量莖粗(子葉下方2cm處)；
用直尺測定每片的葉長(沿主葉脈葉片的最長距離)，使用的黃瓜葉面積與葉長關係的公式LAi＝0.9272×LLi 2R2＝0.9381，SE＝54.46，n＝231(式中：LAi表示第i葉的面積，單位cm2，LLi表示第i葉的葉長，單位cm)，測定黃瓜幼苗第三葉位功能葉面積(李永秀2006)；
用千分之一電子天平稱量黃瓜幼苗的根鮮重、莖葉鮮重，隨後將樣品放於115℃烘箱內殺青15min，65℃烘乾至恆質量後，測定根乾重、莖葉乾重；
壯苗指數＝莖粗/株高×全株乾重(張振賢1993)。
1.1.5數據處理
所有數據均採用SPSS 22.0軟體進行處理方差分析，採用鄧肯氏新復極差法檢驗差異性(P<0.05)，Excel 2003軟體處理試驗數據。
1.2結果與分析
1.2.1不同頻率脈衝光對黃瓜幼苗株高的影響
不同頻率脈衝光對黃瓜幼苗株高的影響見圖3。CK黃瓜幼苗的株高為30.73cm，T1、T2、T3處理的黃瓜幼苗株高分別為75.83、72.70、71.50cm，分別比CK增加了1.47、1.37、1.33倍，均比CK顯著增加。T1、T2、T3這3個處理間黃瓜幼苗株高差異不顯著，其中以T1處理最高，T3處理最低。
1.2.2LED連續光和不同頻率脈衝光對黃瓜幼苗莖粗的影響
不同頻率脈衝光對黃瓜幼苗莖粗的影響見圖4。CK黃瓜幼苗的莖粗為3.67mm，T1、T2、T3處理的黃瓜幼苗莖粗分別為4.55、4.71、4.81mm，分別比CK增加了23.86％、28.31％和31.03％，均比CK顯著增加。3個處理間差異不顯著，以T1莖粗最小，T3處理最大。
1.2.3LED連續光和不同頻率脈衝光對黃瓜幼苗葉面積的影響
不同頻率脈衝光處理對黃瓜幼苗葉面積的影響見圖5。CK黃瓜幼苗的葉面積為56.49cm2，T1、T2、T3處理的黃瓜幼苗葉面積分別為83.81、85.62、92.78cm2，即T1＜T2＜T3分別比CK增加了15.7％、27.1％、41.9％，均比CK顯著增加。3個頻率脈衝光處理中，T3處理最高，處理之間差異不顯著。
1.2.4LED連續光和不同頻率脈衝光對黃瓜幼苗壯苗指數的影響
不同脈衝光處理對黃瓜幼苗壯苗指數的影響見圖6。CK黃瓜幼苗的壯苗指數為0.18，T1、T2、T3處理的黃瓜幼苗的壯苗指數分別為0.14、0.12、0.12，均與CK差異不顯著。T1、T2、T3這3個處理間黃瓜幼苗壯苗指數差異也不顯著。
1.2.5LED連續光和不同頻率脈衝光對黃瓜幼苗鮮重的影響
不同頻率LED脈衝光對黃瓜幼苗地上鮮重的影響見圖7。CK黃瓜幼苗的地上鮮重為15.05g，T1、T2、T3處理的黃瓜幼苗地上鮮重分別為30.08、24.56、23.13g，分別比CK增加了99.86％、63.20％、53.72％，T1顯著高於CK，T2、T3與CK間差異不顯著。T1、T2、T3這3個處理間以T1處理黃瓜地上鮮重最高，但與T2和T3處理間差異不顯著。
不同頻率LED脈衝光對黃瓜幼苗地下鮮重的影響見圖8。CK黃瓜幼苗的地下鮮重為1.24g，T1、T2、T3處理的黃瓜幼苗地下鮮重分別為1.52、1.64、1.77g，分別比CK增加了22.58％、32.26％、42.74％，T3處理最高，但3個處理間黃瓜幼苗地下鮮重差異不顯著，與CK差異也不顯著。
不同頻率LED脈衝光對黃瓜幼苗全株鮮重的影響見圖9。CK黃瓜幼苗的全株鮮重為16.29g，T1、T2、T3處理的黃瓜幼苗全株鮮重分別為31.60、26.20、24.91g，分別比CK增加了93.93％、60.83％、52.88％，T1處理比CK顯著增加，T2和T3與CK間差異不顯著。T1、T2、T3這3個處理間以T1處理黃瓜地上鮮重最高，T3處理最低。隨著頻率的升高，有減少的趨勢。
1.2.6LED連續光和不同頻率脈衝光對黃瓜幼苗乾重的影響
不同頻率LED脈衝光對黃瓜幼苗地上乾重的影響見圖10。CK黃瓜幼苗的地上乾重為1.22g，T1、T2、T3處理的黃瓜幼苗地上乾重分別為2.23、1.77、1.69g，分別比CK增加了83.27％、45.06％、38.54％，處理組與CK間差異均不顯著。T1、T2、T3這3個處理間黃瓜幼苗地上乾重隨著LED頻率的增大而減少，其中T2、T3處理比T1處理地上乾重有所減少但差異不顯著。T1處理地上乾重最大。
不同頻率LED脈衝光對黃瓜幼苗地下乾重的影響見圖11。CK黃瓜幼苗的地下乾重為0.10g，T1、T2、T3處理的黃瓜幼苗地下乾重分別為0.16、0.15、0.14g，分別比對照增加了52.23％、42.68％、31.21％，其中T1處理地下乾重最大，處理組與CK間差異均不顯著。
不同頻率LED脈衝光對黃瓜幼苗全株乾重的影響見圖12。CK黃瓜幼苗的全株乾重為1.32g，T1、T2、T3處理的黃瓜幼苗地上乾重分別為2.39、1.92、1.82g，分別比CK增加了80.82％、44.87％、37.96％。T1、T2、T3這3個處理間黃瓜幼苗地上乾重隨著LED頻率的增大而減少，處理組與CK間差異均不顯著。
1.3討論
本試驗結果表明，T1處理黃瓜幼苗的株高、莖粗、葉面積、地上鮮重、全株鮮重顯著大於對照；T2處理黃瓜幼苗的株高、莖粗、葉面積顯著大於對照，T3處理黃瓜幼苗的株高、莖粗、葉面積顯著大於對照。以上數據說明較低頻率的間歇光可能有助於增加黃瓜幼苗乾物質的積累量、植株生長率和健壯程度，但容易引起徒長。
1.4結論
不同頻率脈衝光對黃瓜幼苗形態指標的影響較大。不同頻率脈衝光處理(T1、T2、T3)的黃瓜幼苗株高、莖粗、葉面積顯著大於CK。
不同頻率脈衝光處理對黃瓜幼苗壯苗指數的影響差異不顯著。
不同頻率脈衝光對黃瓜幼苗物質積累的影響顯著。T1處理黃瓜幼苗地上鮮重、全株鮮重均比對照顯著增加。T2、T3處理的各項指標也比對照有所增加，但增幅均小於T1處理，且與對照差異不顯著。
從幼苗形態指標來看，T3處理為黃瓜育苗比較適宜的頻率；從物質積累方面來看，T1處理為黃瓜育苗比較適宜的頻率。
試驗2：LED連續光和不同頻率間歇光對黃瓜幼苗光合螢光的影響
2.1材料與方法
2.1.1試驗材料
同1.1.1。
2.1.2幼苗的培育
同1.1.2。
2.1.3試驗處理
同1.1.3。
2.1.4測定指標和方法
葉綠素含量採用乙醇∶丙酮(1∶1)提取法測
用Li-6400可攜式光合儀測定頂端第2/3片功能葉的淨光合速率(Pn)(郝建軍等2001)；
用PAM-2500可攜式調製葉綠素螢光儀測定暗適應下PSII的最大量子產量Fv/Fm，光適應下的光化學淬滅qP，光適應下的非光化學淬滅qN，光適應下PSII的實際光化學效率ΦPSⅡ和相對電子傳遞速率ETR。
2.1.5數據處理
同1.1.5。
2.2結果與分析
2.2.1LED連續光和不同頻率脈衝光對黃瓜幼苗葉綠素a(Chl a)的影響
由圖13可知，CK處理葉綠素a含量為2.05mg/g，T1、T2、T3處理葉綠素a含量分別為3.44、3.62、3.94mg/g，比CK處理分別提高67.65％、76.82％、92.25％，不同頻率光處理間葉綠素a含量差異不顯著，但均顯著高於CK處理，且葉綠素a含量隨LED頻率的增大而增加，其中T3處理最高。
2.2.2LED連續光和不同頻率脈衝光對黃瓜幼苗葉綠素b(Chl b)的影響
由圖14可知，CK處理葉綠素b含量為0.76mg/g，T1、T2、T3處理葉綠素b含量分別為1.31、1.33、1.41mg/g，比CK處理分別提高73.28％、75.75％、86.24％，不同頻率光處理間葉綠素b含量差異不顯著，但均顯著高於CK處理，且葉綠素b含量隨LED頻率的增大而增加，其中T3處理最高。
2.2.3LED連續光和不同頻率脈衝光對黃瓜幼苗葉綠素a+b(Chl a+b)的影響
由圖15可知，CK處理葉綠素a+b含量為2.81mg/g，T1、T2、T3處理葉綠素a+b含量分別為4.75、4.96、5.35mg/g，比CK處理分別提高69.17％、76.53％、90.62％，不同頻率光處理間葉綠素a+b含量差異不顯著，但均顯著高於CK處理，且葉綠素a+b含量隨LED頻率的增大而增加，其中T3處理最高。
2.2.4LED連續光和不同頻率脈衝光對黃瓜幼苗葉綠素a/b(Chl a/b)的影響
由圖16可知，CK處理葉綠素a/b含量為2.71mg/g，T1、T2、T3處理葉綠素a/b含量分別為2.65、2.72、2.80mg/g，T1比CK降低1.90％，T2、T3分別比CK處理提高0.56％、3.61％，不同頻率光處理與連續光處理間葉綠素a/b含量差異不顯著。
2.2.5LED連續光和不同頻率脈衝光對黃瓜幼苗淨光合速率(Pn)的影響
由圖17可知，CK處理淨光合速率為5.64μmol·m2·s-1，T1、T2、T3處理淨光合速率分別為6.34、5.70、7.28μmol·m2·s-1，比CK處理分別提高12.54％、1.08％、29.23％，不同頻率光處理間淨光合速率差異不顯著，且與CK間差異不顯著，且淨光合速率隨LED頻率的增大呈先增加後減小再增加的趨勢，其中T3處理最高。
2.2.6LED連續光和不同頻率脈衝光對黃瓜幼苗葉綠素螢光的影響
為進一步了解不同頻率下黃瓜光合作用差異的內部機制，本試驗測定了試驗材料的慢速螢光參數。如表1所示，T3處理PSII的最大量子產量Fv/Fm最大，為0.863，顯著高於其他處理和CK處理PSII的最大量子產量，其他處理組與CK處理之間差異不顯著。處理組與CK處理之間光適應下的光化學淬滅qP差異不顯著，T3處理值最大，T2處理值最小。隨著頻率的增大，光適應下的非光化學淬滅qN逐漸減小，T1處理最大，CK處理最小，處理組顯著高於CK處理。處理組與CK處理間實際光化學效率ΦPSⅡ差異不顯著，T3處理值最大；相對電子傳遞速率ETR差異也不顯著，T3處理值最大。
表1LED頻率對黃瓜幼苗葉綠素螢光的影響
2.3光合色素對光能的吸收、傳遞、轉化，是植物進行光合作用的基礎。光和色素種類、含量直接影響葉片的淨光合速率，從而影響植物的生長(Tholen Det al.2007；楊富軍等2013)。在本試驗中，不同LED頻率脈衝光處理的黃瓜幼苗葉綠素含量顯著高於對照，說明不同LED頻率脈衝光可增加黃瓜幼苗葉綠素含量。在本實驗中，不同LED頻率脈衝光處理對黃瓜幼苗的淨光合速率的影響差異不顯著，說明在佔空比較高的情況下，不同LED頻率間歇光對黃瓜幼苗的光合作用影響很小。
葉片吸收的光能用於光化學反應和非光化學反應的兩部分可通過螢光產量的比值參數來進行區分。Fv/Fm是植物的衡量植物潛在最大光合能力的參數質之一，表示暗適應下PSII的最大量子產量；ΦPSⅡ表示光適應下PSII的實際光化學效率。這兩個參數表示的都是PSII將吸收的光能轉化成化學能的效率。T3處理Fv/Fm值顯著高於對照，其他處理組與對照組之間差異不顯著。說明較高頻率的間歇光使得黃瓜幼苗潛在的最大光合能力增強。處理組與對照組間實際光化學效率ΦPSⅡ差異不顯著，T3處理值最大。說明間歇光對黃光幼苗實際光化學效率的影響不大。qP是由光合作用引起的螢光淬滅，表示PSII中處於開放狀態的反應中心所佔的比例，反映植物光合活性的高低；qN是反映植物耗散過剩光能為熱的參數。處理組與對照組之間光適應下的光化學淬滅qP差異不顯著，T3處理值最大，T2處理值最小。隨著頻率的增大，光適應下的非光化學淬滅qN逐漸減小，T1處理值最大，CK處理值最小，處理組顯著高於對照組。這說明間歇光對黃瓜幼苗的光合活性沒有太大的影響。相對電子傳遞速率ETR差異也不顯著，T3處理值最大。整體來看，較高頻率的間歇光對黃瓜幼苗的光化學反應有一定的積極作用，較低頻率的間歇光對非光化學反應有一定的積極作用。
在該試驗條件下，得出結論如下：
不同頻率脈衝光可顯著增加黃瓜幼苗葉綠素含量。不同頻率脈衝光處理(T1、T2、T3)的黃瓜幼苗葉綠素a、葉綠素b、葉綠素a+b含量均比CK顯著增加，以T3處理的各項指標增幅最大。不同頻率脈衝光處理對黃瓜幼苗葉綠素a/b影響不大，與對照差異不顯著。
不同頻率脈衝光可顯著增加黃瓜幼苗淨光合速率。T1、T2、T3處理淨光合速率分別比CK增加了12.54％、1.08％、29.23％；處理間黃瓜幼苗淨光合速率差異不顯著，以T3處理最高。
不同頻率脈衝光對黃瓜幼苗葉綠素螢光特性有一定影響。T3處理黃瓜幼苗最大量子產量Fv/Fm、非光化學淬滅qN顯著高於CK，光化學淬滅qP、實際光化學效率ΦPSⅡ、電子傳遞速率ETR與CK差異不顯著。T1和T2處理黃瓜幼苗除非光化學淬滅qN顯著高於CK外，葉綠素螢光特性的各項指標均與CK差異不顯著。
總之，從幼苗光合螢光特性來看，T3處理是黃瓜育苗的適宜頻率脈衝光。
試驗1和試驗2在LED光源為紅光:遠紅光:綠光:藍光＝3:1:1:1，佔空比為90％的情況下，開展了不同頻率脈衝光處理對黃瓜幼苗形態指標、物質積累、光合作用影響的研究，得出以下結論：
1、不同頻率脈衝光對黃瓜幼苗形態指標的影響較大。不同頻率脈衝光處理(T1、T2、T3)的黃瓜幼苗株高、莖粗、葉面積顯著大於CK處理。
2、不同頻率脈衝光可促進黃瓜幼苗物質積累。
3、不同頻率脈衝光可顯著增加黃瓜幼苗葉綠素含量。T1、T2、T3處理的黃瓜幼苗葉綠素含量均比CK顯著增加，其中T3處理的葉綠素a、葉綠素b、葉綠素a+b含量增幅最大，分別比CK增加了92.25％、86.24％、90.62％。不同頻率脈衝光處理黃瓜幼苗葉綠素a/b與CK差異不顯著。
4、不同頻率脈衝光可增加黃瓜幼苗淨光合速率。T1、T2、T3處理黃瓜幼苗淨光合速率分別比CK增加了12.54％、1.08％、29.23％；處理間黃瓜幼苗淨光合速率差異不顯著，以T3處理最高。
5、不同頻率脈衝光對黃瓜幼苗葉綠素螢光特性有一定影響。T3處理黃瓜幼苗最大量子產量Fv/Fm、非光化學淬滅qN顯著高於CK，光化學淬滅qP、實際光化學效率ΦPSⅡ、電子傳遞速率ETR與CK差異不顯著。T1和T2處理黃瓜幼苗除非光化學淬滅qN顯著高於CK外，葉綠素螢光特性的各項指標均與CK差異不顯著。
綜上所述，從幼苗形態指標來看，T3處理為黃瓜育苗比較適宜的頻率；從物質積累方面來看，T1處理為黃瓜育苗比較適宜的頻率。從葉綠素含量和光合螢光特性來看，T3處理可增加黃瓜幼苗葉綠素含量、光系統Ⅱ最大量子產量和非光化學淬滅qN，有利於光合作用的順利進行，因而顯著增加了淨光合速率；由於淨光合速率的增加，株高、莖粗、葉面積等形態指標相應增加，最終導致幼苗物質積累增加。所以，T1(0.1Hz)、T3處理(100000Hz)是黃瓜育苗的適宜頻率脈衝光。
以上所述僅為本發明的較佳實施例而已，並不用以限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本發明的保護範圍之內。