朱鹿坤，陳俊琴，趙雪雅，王正林，齊明芳

（沈陽(yáng)農(nóng)業(yè)大學(xué) 園藝學(xué)院/設(shè)施園藝省部共建教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室/北方園藝設(shè)施設(shè)計(jì)與應(yīng)用技術(shù)國(guó)家地方聯(lián)合工程研究中心，沈陽(yáng)110161）

黃瓜（Cucumis sativus L.）是我國(guó)設(shè)施生產(chǎn)中的主要蔬菜作物之一[1]。優(yōu)質(zhì)的黃瓜秧苗是生產(chǎn)高質(zhì)量高品質(zhì)產(chǎn)品的重要保障，而集約化育苗是生產(chǎn)健壯秧苗的有效途徑。然而，我國(guó)北方日光溫室在冬春季節(jié)果菜類蔬菜進(jìn)行集約化育苗時(shí)，普遍存在白天日照時(shí)長(zhǎng)少，光照強(qiáng)度低而溫度高的現(xiàn)象，這種狀況易導(dǎo)致蔬菜幼苗生長(zhǎng)過(guò)旺，造成生長(zhǎng)不良和徒長(zhǎng)的問(wèn)題[2]。在弱光情況下，進(jìn)行合理的人工補(bǔ)光可以有效改善秧苗的質(zhì)量和品質(zhì)[3]。光為植物光合作用提供必要的能量，還可作為信號(hào)在植物光形態(tài)建成方面起到調(diào)節(jié)作用[4]。自然界光譜組成在300～2600nm，大部分植物需要光質(zhì)在波長(zhǎng)400～700nm 范圍進(jìn)行光合作用，其中紅光與藍(lán)光對(duì)植物生長(zhǎng)發(fā)育的調(diào)控作用最顯著[5]。相關(guān)研究發(fā)現(xiàn)紅光在一定程度上能抑制植株節(jié)間過(guò)度伸長(zhǎng)、具有增強(qiáng)光合作用并促進(jìn)糖分等有機(jī)物質(zhì)的積累、提高抗逆性等作用[6-7]，藍(lán)光能抑制植物莖伸長(zhǎng)、提高葉綠素含量、調(diào)節(jié)氣孔開(kāi)放、促進(jìn)根系發(fā)育、調(diào)控向光性等[8-9]。綠光因具有透射性的特點(diǎn)，能照射到植株下冠層，減緩葉片衰老，促進(jìn)低冠層利用光能，改善光合作用[10]，尤其是短波綠光更益于植株生長(zhǎng)[11]，參與植物光合作用，能促進(jìn)葉片氣孔的開(kāi)放運(yùn)動(dòng)，提高光合速率和干物質(zhì)積累[12]。

LED（light emitting diode）用于蔬菜作物補(bǔ)光對(duì)其生長(zhǎng)發(fā)育與光形態(tài)建成具有很大的潛力[13-15]。研究表明，適合比例的紅、藍(lán)光組合能促進(jìn)植物光合速率[16]，提高同化物積累量并促進(jìn)碳代謝[17]，改善果實(shí)的營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)[18]。嫁接苗進(jìn)行補(bǔ)光可促進(jìn)胚軸伸長(zhǎng)以達(dá)到嫁接水平，提高嫁接苗的成活率；移栽后的嫁接苗補(bǔ)照紅藍(lán)組合光，能促進(jìn)傷口的快速愈合并提高適應(yīng)能力[19]。另外，紅、藍(lán)光可增加生菜花青素含量[20]。在光源選擇方面，不同光質(zhì)進(jìn)行組合要優(yōu)于單一光源對(duì)植物生長(zhǎng)的促進(jìn)作用，研究發(fā)現(xiàn)，紅光、藍(lán)光處理的毛地黃組培苗生長(zhǎng)弱，在紅藍(lán)組合光下生長(zhǎng)健壯[21]。前人研究表明，紅藍(lán)組合光中補(bǔ)充綠光成分低于24%時(shí)能促進(jìn)植物生長(zhǎng)，而成分過(guò)高則抑制植物生長(zhǎng)[22]。相關(guān)研究表明，綠光能提高生菜的干質(zhì)量和葉面積，保持葉片的厚度，改善生菜的品質(zhì)[23]。在紅藍(lán)組合光的基礎(chǔ)上補(bǔ)充綠光能顯著提高黃瓜葉片中葉綠素的含量，提高凈光合速率，增加干物質(zhì)的積累[24]。

LED 光質(zhì)調(diào)控技術(shù)培育健壯的蔬菜幼苗已成為研究的熱點(diǎn)。目前關(guān)于LED 光譜的選擇與組配優(yōu)化方面的研究仍顯不足。另外，經(jīng)光譜測(cè)定發(fā)現(xiàn)，LED 白光光源雖然涵蓋了大范圍波長(zhǎng)的可見(jiàn)光（白光光源波長(zhǎng)范圍大概在410～720nm），但光譜波峰值卻主要分布在藍(lán)光和綠光波長(zhǎng)部分，植物生長(zhǎng)所需的紅光波長(zhǎng)部分光強(qiáng)幾乎沒(méi)有，如果長(zhǎng)時(shí)間補(bǔ)照白光可能會(huì)因缺乏紅光，而造成缺光現(xiàn)象。本研究利用LED 紅藍(lán)綠組合光對(duì)黃瓜幼苗進(jìn)行夜間延時(shí)補(bǔ)光，探討補(bǔ)光對(duì)其生長(zhǎng)的調(diào)控作用，篩選促進(jìn)黃瓜幼苗健壯生長(zhǎng)的最佳組合光，以期為L(zhǎng)ED 光源在黃瓜設(shè)施育苗的應(yīng)用與理論研究上提供實(shí)踐指導(dǎo)。

1 材料與方法

1.1 材料

供試LED 光源為廣東威譜照明科技有限公司生產(chǎn)。按照試驗(yàn)具體操作設(shè)計(jì)成形狀為40cm（長(zhǎng)）×30cm（寬）×7cm（高）的方形植物生長(zhǎng)燈。試驗(yàn)補(bǔ)光光質(zhì)為白光（W）以及由紅光（R）、藍(lán)光（B）、綠光（G）3 種 LED 單質(zhì)光進(jìn)行6 種不同比例搭配的LED 組合光。試驗(yàn)設(shè)置白光和各紅藍(lán)綠組合光質(zhì)進(jìn)行補(bǔ)光，共設(shè)7 個(gè)處理組。各紅藍(lán)綠組合光配置比例分別為紅藍(lán)組合光 9∶1（R9B1，9∶1 為燈的數(shù)量比，下同）、紅藍(lán)組合光 8∶2（R8B2）、紅藍(lán)組合光7:3（R7B3）、紅綠組合光 9∶1（R9G1）、紅藍(lán)綠組合光 8∶1∶1（R8B1G1）、紅藍(lán)綠組合光 7∶2∶1（R7B2G1）。采用地物光譜儀 GER1500 型（Ocean Optical，美國(guó)）測(cè)定光譜，采用 Li-250 型光強(qiáng)儀（LI-COR，美國(guó)）測(cè)定光強(qiáng)[3]。經(jīng)測(cè)定得紅光（R）峰值波長(zhǎng)為630nm，藍(lán)光（B）峰值波長(zhǎng)為460nm，綠光（G）峰值波長(zhǎng)為520nm。各處理LED 光源光譜相對(duì)光量子通量及波長(zhǎng)峰值見(jiàn)圖1。

1.2 方法

試驗(yàn)于2017 年10 月至2018 年5 月在沈陽(yáng)農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝學(xué)院蔬菜日光溫室科研基地進(jìn)行，共重復(fù)3 次。供試黃瓜品種為優(yōu)勝者，黃瓜種子常規(guī)催芽處理后，播于50 孔穴盤中進(jìn)行育苗。幼苗白天置于日光溫室內(nèi)正常生長(zhǎng)，試驗(yàn)組進(jìn)行夜間延時(shí)補(bǔ)光處理，對(duì)照組不做補(bǔ)光處理。調(diào)節(jié)補(bǔ)光光源與幼苗的距離使光照強(qiáng)度達(dá)到（200±10）μmol·m-2·s-1，且補(bǔ)光的光照范圍為（長(zhǎng) 80cm×寬50cm×高25cm）。每種燈源相距1m 排列放置，各處理之間裝置黑白反光膜，防止不同光源相互干擾。幼苗的培養(yǎng)條件為白天溫度 23～28°C，夜間溫度 12～18℃，延時(shí)補(bǔ)光時(shí)間為 4h·d-1，補(bǔ)光時(shí)段為 17：00～21：00，每處理100 株。待補(bǔ)光處理30d 后取樣測(cè)定相關(guān)指標(biāo)。

補(bǔ)光處理30d 后（黃瓜幼苗處于4 葉1 心時(shí)期），測(cè)定秧苗株高、莖粗、葉面積、植株地上部分和地下部分鮮質(zhì)量、干質(zhì)量。并計(jì)算相關(guān)壯苗指標(biāo)：壯苗指數(shù)=（莖粗/株高+根部干質(zhì)量/地上部分干質(zhì)量）×全株干質(zhì)量；G值=全株干質(zhì)量/育苗天數(shù)；根分配率=根部干質(zhì)量/全株干質(zhì)量；葉面積/株高值；比葉面積=葉面積/葉干質(zhì)量。

采用丙酮和乙醇（體積比1∶1）浸泡法提取葉綠素[25]，用紫外光分光光度計(jì)U-5100 分別在663nm、645nm 波長(zhǎng)下測(cè)定吸光值，測(cè)定葉綠素a、葉綠素b 含量，并計(jì)算葉綠素（a+b）和a/b 值，其公式為：葉綠素a=12.72A663-2.59A645，葉綠素 b=22.88A645-4.67A663，葉綠素 a+b=8.05A663+20.29A645；采用 LI-6400 型便攜式光合測(cè)定儀（LICOR，美國(guó)）測(cè)定幼苗的相關(guān)光合參數(shù)：凈光合速率（Pn）、氣孔導(dǎo)度（Gs）、蒸騰速率（Tr）和胞間 CO2濃度（Ci）；采用氯化三苯基四氮唑TTC 法[26]測(cè)定幼苗的根系活力；采用蒽酮比色法[27]測(cè)定幼苗葉片中可溶性糖含量；采用水浴浸提法[28]測(cè)定幼苗葉片中脯氨酸（Pro）含量；采用硫代巴比妥酸比色法[27]測(cè)定幼苗葉片中丙二醛（MDA）含量。

采用Microsoft Excel 2010 軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和作圖，采用SPSS 22.0 軟件對(duì)3 個(gè)重復(fù)的試驗(yàn)數(shù)據(jù)平均值進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，采用Duncan 檢驗(yàn)法進(jìn)行多重比較和差異顯著性（ɑ=0.05）分析。圖表中的數(shù)據(jù)均為平均值±標(biāo)準(zhǔn)差。

圖1 LED 組合光光譜圖Figure 1 The LED combined light spectrum

2 結(jié)果與分析

2.1 不同組合光對(duì)黃瓜幼苗形態(tài)指標(biāo)的影響

由表1 與圖2 可知，對(duì)黃瓜幼苗夜間延時(shí)補(bǔ)光除組合光R9G1 外其余處理組均有提高莖粗的趨勢(shì)，組合光R8B2 和R8B1G1 處理顯著提高了黃瓜幼苗的莖粗，相對(duì)于CK 提高7.20%和7.75%；在株高方面，除R9G1 外，其他紅藍(lán)綠組合光和W 顯著控制了黃瓜幼苗的株高，高成分藍(lán)光的效果尤為明顯；在鮮質(zhì)量和干質(zhì)量方面，黃瓜幼苗補(bǔ)光處理組均有增高趨勢(shì)，其中，R8B1G1 處理組黃瓜幼苗的全株鮮質(zhì)量和全株干質(zhì)量分別高于對(duì)照組14.26%和37.19%；黃瓜幼苗補(bǔ)照LED 組合光處理組均顯著提高了葉面積，其中，R8B1G1 處理組相比對(duì)照組增加35.80%。以上結(jié)果表明，補(bǔ)光在一定程度上促進(jìn)了黃瓜幼苗生長(zhǎng)，不同比例光質(zhì)處理差異顯著，其中R8B1G1 處理總體較好。

表1 不同LED 組合光對(duì)黃瓜幼苗生長(zhǎng)形態(tài)的影響Table 1 Effects of different LED combination light on growth morphology of cucumber seedlings

圖2 黃瓜幼苗延時(shí)補(bǔ)照LED 組合光生長(zhǎng)形態(tài)圖Figure 2 Growth pattern of cucumber seedlings with extended photoperiod LED combination light

黃瓜幼苗延時(shí)補(bǔ)照LED 組合光處理組均可提高壯苗指數(shù)（表2），在紅藍(lán)光處理組中，隨著藍(lán)光比例的增加，壯苗指數(shù)在增加，但與對(duì)照組相比無(wú)顯著性差異。在綠光替代藍(lán)光的R9G1 處理組中，黃瓜幼苗的壯苗指數(shù)高于R9B1 處理組，但沒(méi)有達(dá)到顯著水平。在紅藍(lán)綠組合光處理中，壯苗指數(shù)相比對(duì)照組均達(dá)到了顯著差異，其中R8B1G1 和R7B2G1 處理組分別高于對(duì)照組71.54%和47.97%，且差異顯著，說(shuō)明在紅藍(lán)組合光中加入少量綠光成分，在促進(jìn)黃瓜幼苗健壯生長(zhǎng)方面效果較為顯著。另外，補(bǔ)光幼苗G 值、葉面積/株高值、根分配率以及比葉面積均得到了提高。由此可見(jiàn)，對(duì)黃瓜幼苗補(bǔ)照組合光能達(dá)到壯苗的效果。

表2 不同LED 組合光對(duì)黃瓜幼苗壯苗指標(biāo)的影響Table 2 Effects of different LED combination light on seedling index of cucumber seedlings

2.2 不同組合光對(duì)黃瓜幼苗根系活力的影響

黃瓜幼苗補(bǔ)照LED 組合光能顯著地提高其根系活力（圖3）。在紅藍(lán)組合光處理組中，隨著藍(lán)光成分的增加，黃瓜幼苗的根系活力也在增加；在紅藍(lán)組合光中加入綠光成分，黃瓜幼苗的根系活力得到了大幅度提高，其中R8B1G1 處理組相比對(duì)照組增加89.49%，說(shuō)明紅藍(lán)綠組合光能提高黃瓜幼苗根系活力，促進(jìn)根系生長(zhǎng)。組合光R9G1 處理組的黃瓜根系活力低于W 和其他補(bǔ)光處理組，說(shuō)明藍(lán)光對(duì)于幼苗根系的生長(zhǎng)有重要的促進(jìn)作用。同時(shí)，組合光處理組的黃瓜根系活力均高于對(duì)照，說(shuō)明組合光對(duì)于幼苗根系的促進(jìn)作用更強(qiáng)。

2.3 不同組合光對(duì)黃瓜幼苗光合色素含量、光合速率及可溶性糖含量的影響

黃瓜幼苗的葉綠素a 含量在LED 紅藍(lán)組合光處理組中顯著高于對(duì)照組（圖4），組合光R8B1G1 處理組中葉綠素a 含量最高，且顯著高于對(duì)照組49.64%。說(shuō)明對(duì)黃瓜幼苗夜間補(bǔ)照紅藍(lán)綠組合光能有效提高葉綠素a的含量。在葉綠素b 含量和葉綠素總量方面，補(bǔ)照紅藍(lán)綠組合光的黃瓜幼苗葉綠素b 含量與對(duì)照相比能得到顯著提高。在葉綠素a/b 方面，所有處理組與對(duì)照無(wú)顯著性差異。在紅藍(lán)組合光中，隨著藍(lán)光比例的增加，葉綠素各成分的含量有先增加再降低的趨勢(shì)。在LED 紅藍(lán)組合光中加入綠光成分可有效提高黃瓜幼苗葉綠素的含量。

由圖5 可知，對(duì)黃瓜幼苗補(bǔ)照LED 組合光，所有補(bǔ)光處理組的凈光合速率和氣孔導(dǎo)度均高于對(duì)照且差異顯著。在紅藍(lán)組合中，R7B3 高于R9B1、R8B2 處理組且差異明顯；在紅藍(lán)綠組合中，R8B1G1 處理組凈光合速率和氣孔導(dǎo)度達(dá)到最大。在蒸騰速率方面，補(bǔ)光處理組均高于對(duì)照，且差異顯著。在胞間CO2濃度方面，所有處理組均低于對(duì)照且差異顯著，幼苗葉片中的CO2濃度越低說(shuō)明葉片中的光合作用轉(zhuǎn)化CO2能力越強(qiáng)，凈光合速率及蒸騰速率越高越有利于幼苗有機(jī)物質(zhì)的積累，從而促進(jìn)幼苗的生長(zhǎng)，從一定程度上影響黃瓜幼苗的生長(zhǎng)形態(tài)。從以上不同組合光補(bǔ)光對(duì)黃瓜幼苗光和特性的影響來(lái)看，R8B1G1 處理組更有利于促進(jìn)黃瓜幼苗的光合作用，與對(duì)黃瓜幼苗生長(zhǎng)形態(tài)的影響較為一致。

圖4 不同LED 組合光對(duì)黃瓜幼苗葉綠素含量的影響Figure 4 Effects of different proportions of LED combined light on chlorophyll content in cucumber seedlings

圖5 不同LED 組合光下黃瓜幼苗的光合指標(biāo)的影響Figure 5 Effects of different LED combination light on photosynthetic index of cucumber seedlings

黃瓜幼苗補(bǔ)照LED 組合光所有處理組葉片中可溶性糖含量高于對(duì)照組（圖6）。R8B1G1 和R7B2G1 處理組的黃瓜幼苗葉片中可溶性糖含量與對(duì)照相比分別提高86.80%和65.40%，且差異顯著。黃瓜幼苗在LED 紅綠組合光R9G1 處理組中的可溶性糖含量高于紅藍(lán)組合光處理組，說(shuō)明綠光成分對(duì)于可溶性糖的影響要強(qiáng)于藍(lán)光。同時(shí)，在LED 紅藍(lán)組合中加入綠光成分后，黃瓜幼苗葉片中可溶性糖含量有大幅度增加，幼苗葉片中可溶性糖含量比紅藍(lán)組合處理顯著性增加，說(shuō)明紅光、藍(lán)光和綠光的共同作用比紅藍(lán)組合光對(duì)增加葉片中可溶性糖含量積累的作用更明顯。

2.4 不同組合光對(duì)黃瓜幼苗抗逆指標(biāo)的影響

由圖7 可知，對(duì)黃瓜幼苗夜間延時(shí)補(bǔ)照LED 組合光，其脯氨酸的含量均高于對(duì)照組，且差異顯著，說(shuō)明LED 組合光能夠提高幼苗脯氨酸的含量。其中，在紅藍(lán)組合光處理中，隨著藍(lán)光比例的增加，脯氨酸也在增加；在紅藍(lán)組合光中加入綠光成分的處理組中，脯氨酸含量得到了顯著增加，特別是R8B1G1 處理組相比對(duì)照組增加139.13%，說(shuō)明在紅光的基礎(chǔ)上增加藍(lán)光和綠光成分有助于促進(jìn)幼苗脯氨酸的合成，從而可能會(huì)提高幼苗的抗逆性。

由圖8 可知，夜間延時(shí)補(bǔ)照LED 組合光的黃瓜幼苗，其葉片中丙二醛的含量均出現(xiàn)了下降的趨勢(shì)，說(shuō)明補(bǔ)照組合光能夠減少幼苗發(fā)生膜脂過(guò)氧化反應(yīng)，從而增強(qiáng)幼苗的抗逆性。其中，在紅藍(lán)組合光中加入綠光成分的處理組，黃瓜幼苗的丙二醛含量均顯著地低于對(duì)照組和紅藍(lán)組合光處理組，其中R8B1G1 處理組相比對(duì)照組減少47.72%，由此可以看出，紅藍(lán)綠組合光對(duì)黃瓜幼苗細(xì)胞發(fā)生膜脂過(guò)氧化反應(yīng)能起到控制作用。

圖6 不同LED 組合光對(duì)黃瓜幼苗葉片可溶性糖含量的影響Figure 6 Effects of different LED combination light on soluble sugar content in cucumber seedling leaves

圖7 不同LED 組合光對(duì)黃瓜幼苗脯氨酸含量的影響Figure 7 Effects of different LED combination light on proline content in cucumber seedlings

圖8 不同LED 組合光對(duì)黃瓜幼苗丙二醛含量的影響Figure 8 Effects of different LED combination light on MDA content in cucumber seedlings

3 討論與結(jié)論

研究表明，紅藍(lán)組合光能顯著改善黃瓜、辣椒、番茄幼苗的生長(zhǎng)[29-30]，本試驗(yàn)夜間延時(shí)補(bǔ)照紅藍(lán)組合光能改善黃瓜幼苗的生長(zhǎng)形態(tài)，相比紅藍(lán)組合光，紅藍(lán)綠組合光顯著增加黃瓜幼苗的莖粗、葉面積與全株鮮干質(zhì)量，株高顯著降低。由此可見(jiàn)，紅藍(lán)綠組合光能在控制株高上起到一定作用，這與令狐偉等[31]研究的結(jié)果有相似之處。本試驗(yàn)結(jié)果表明，紅綠組合光處理組中幼苗的株高有所增加，與紅藍(lán)綠組合光處理組的株高存在顯著性差異，這與曹剛等[32]證明藍(lán)光能控制黃瓜株高的結(jié)果一致。申寶營(yíng)等[33]研究發(fā)現(xiàn)紅藍(lán)組合光可提高黃瓜幼苗的壯苗指數(shù)，本試驗(yàn)補(bǔ)照組合光能提高黃瓜幼苗壯苗指數(shù)，而且補(bǔ)照LED 紅藍(lán)綠組合光R8B1G1 能顯著提高壯苗指數(shù)，說(shuō)明紅藍(lán)綠組合光光在改善植株生長(zhǎng)方面也有一定的積極作用，而且黃瓜幼苗的G 值、葉面積/株高值、根分配率以及比葉面積均得到了提高。由此可見(jiàn)，對(duì)黃瓜幼苗補(bǔ)照組合光能達(dá)到壯苗的效果，紅藍(lán)組合光中加入少量綠光成分在促進(jìn)幼苗健壯生長(zhǎng)方面的效果較為顯著。高活力的根系有利于地上部器官的生長(zhǎng)發(fā)育[34-35]，研究發(fā)現(xiàn)藍(lán)光有利于提高根系活力，改善根系形態(tài)的生長(zhǎng)[36]。在本試驗(yàn)組合光處理中，隨著藍(lán)光成分的增加黃瓜幼苗的根系活力存在上升的趨勢(shì)，這與藍(lán)光能提高茄子和辣椒幼苗根系活力的研究結(jié)論一致[37]，并且R7B2G1 處理組根系活力增加量最大，說(shuō)明紅藍(lán)綠組合光不僅促進(jìn)黃瓜幼苗地上部分的生長(zhǎng)，同時(shí)也有效改善了地下根系的生長(zhǎng)狀態(tài)，增強(qiáng)根系活力，提高了根系吸收水分和礦物質(zhì)的能力，進(jìn)而提高了黃瓜幼苗整體植株的長(zhǎng)勢(shì)。也有可能是因?yàn)榧t藍(lán)綠組合光的協(xié)同作用滿足黃瓜幼苗葉片對(duì)光質(zhì)需求，促進(jìn)了光合同化物質(zhì)向黃瓜幼苗地下部分配而改善了根系的生長(zhǎng)。綜上表明，在紅藍(lán)光組合中增加少量比例的綠光成分能進(jìn)一步改善黃瓜幼苗的生長(zhǎng)狀態(tài)，這與我們之前研究中紅藍(lán)綠光組合能顯著改善番茄幼苗生長(zhǎng)的結(jié)果相似[3]。

為進(jìn)一步分析不同組合光對(duì)黃瓜幼苗的促進(jìn)作用，本試驗(yàn)分析了補(bǔ)光對(duì)黃瓜葉片葉綠素含量、光合作用及其產(chǎn)物積累的影響。在紅藍(lán)組合光下，隨著藍(lán)光比例增加黃瓜幼苗的葉綠素含量有所增加的趨勢(shì)，而紅藍(lán)綠組合光顯著地提高了葉綠素含量，可以反映出紅藍(lán)綠組合光的互補(bǔ)作用明顯，這與趙飛等[24]研究發(fā)現(xiàn)紅藍(lán)綠組合光能提高黃瓜葉片中葉綠素含量的結(jié)論相似。黃瓜幼苗在紅藍(lán)綠組合光處理下含有較高含量的葉綠素可能是提高光合速率的重要因素之一。另外，黃瓜幼苗延時(shí)補(bǔ)照R8B1G1 組合光，其凈光合速率均顯著高于對(duì)照，葉片可溶性糖含量也最高，說(shuō)明紅藍(lán)組合光中添加綠光對(duì)增強(qiáng)黃瓜光合作用和提高有機(jī)物質(zhì)積累也有顯著作用。還有研究表明，紅藍(lán)光可以通過(guò)提高光合速率來(lái)促進(jìn)植物的生長(zhǎng)發(fā)育，其原因是紅光與藍(lán)光的光譜與葉綠素吸收光譜相一致[16]。而紅藍(lán)組合光中加入綠光后幼苗進(jìn)一步增強(qiáng)了光合作用，分析其原因可能是紅藍(lán)綠組合光能提高幼苗葉片中相關(guān)光合酶活性和光化學(xué)效率，進(jìn)而提高凈光合速率[38]，還有可能是紅藍(lán)綠組合光相比紅藍(lán)組合光光質(zhì)較為完整，增加了三種光質(zhì)的共有效果。在本試驗(yàn)紅藍(lán)組合光處理中，隨著藍(lán)光比例的增加氣孔導(dǎo)度也在增加，表明藍(lán)光對(duì)黃瓜幼苗氣孔的開(kāi)放具有促進(jìn)作用；各補(bǔ)光處理組的胞間CO2濃度均低于對(duì)照，而且隨著組合光中藍(lán)光比值的升高，胞間CO2濃度在持續(xù)下降。在紅藍(lán)組合光中加入綠光后，胞間CO2濃度降幅更大，表明綠光可能有效促進(jìn)葉片中CO2在光合作用下的利用和轉(zhuǎn)化，提高同化物積累，促進(jìn)碳代謝來(lái)增加干物質(zhì)的積累。

大量研究表明，紅光可明顯促進(jìn)可溶性糖積累，對(duì)干物質(zhì)的積累具有調(diào)控作用[39]。研究還表明，在紅藍(lán)光基礎(chǔ)上添加綠光可提高生菜可溶性糖含量[40]。本試驗(yàn)結(jié)果表明，黃瓜幼苗補(bǔ)照LED 組合光幼苗的可溶性糖含量均高于對(duì)照，在紅藍(lán)組合中，隨著藍(lán)光比例的增加，可溶性糖含量隨之減少；在紅綠組合處理中，黃瓜幼苗葉片中可溶性糖含量比紅藍(lán)組合處理顯著性增加，表明綠光對(duì)增加葉片中可溶性糖含量也具有促進(jìn)的作用。分析其原因可能是紅藍(lán)綠組合光增強(qiáng)葉片碳水化合物的合成與積累[3]，因此補(bǔ)照紅藍(lán)綠組合光的黃瓜幼苗葉片中可溶性糖含量大幅度增加。

研究表明，植株在受到低溫等脅迫后其體內(nèi)會(huì)有大量脯氨酸的快速積累，脯氨酸對(duì)細(xì)胞起到保護(hù)的作用，能提高植株的抗逆能力[41]。另外，在逆境中植物遭受氧化脅迫會(huì)發(fā)生膜質(zhì)過(guò)氧化反應(yīng)而產(chǎn)生丙二醛，其含量反映了植物細(xì)胞膜質(zhì)過(guò)氧化程度及對(duì)逆境條件反應(yīng)的強(qiáng)弱[42]。本試驗(yàn)結(jié)果表明，黃瓜幼苗補(bǔ)照組合光能夠提高葉片中脯氨酸的含量、降低丙二醛含量。與對(duì)照相比，紅藍(lán)組合光中加入綠光的R8B1G1 處理組脯氨酸含量得到了顯著增加，而丙二醛含量顯著降低，表明補(bǔ)照紅藍(lán)綠光有助于促進(jìn)幼苗脯氨酸的合成，減少幼苗發(fā)生膜脂過(guò)氧化反應(yīng)，從而增強(qiáng)幼苗的抗逆性，提高其對(duì)冬春季節(jié)不良環(huán)境如冷害等逆境的抵抗能力。

綜上所述，黃瓜幼苗延時(shí)補(bǔ)照LED 組合光特別是組合光R8B1G1，通過(guò)提高幼苗葉片中的葉綠素含量、凈光合速率以及根系活力，進(jìn)而增加其莖粗、葉面積和全株鮮干質(zhì)量，可以有效改善其生長(zhǎng)形態(tài)，提高幼苗的抗逆能力，并達(dá)到壯苗的效果。因此，LED 紅藍(lán)綠組合光R8B1G1 為本試驗(yàn)條件下黃瓜幼苗達(dá)到最佳壯苗效果的最適補(bǔ)光組合。關(guān)于紅藍(lán)綠LED 光質(zhì)對(duì)蔬菜幼苗的具體作用機(jī)理及途徑仍待繼續(xù)深入研究。