CN109122249A

CN109122249A - 一种led间歇光照培育黄瓜幼苗的方法

Info

Publication number: CN109122249A
Application number: CN201810661350.0A
Authority: CN
Inventors: 宋世威; 何建文; 刘厚诚; 陈日远; 孙光闻; 苏蔚
Original assignee: South China Agricultural University
Current assignee: Shenzhen Houdi Technology Co.,Ltd.
Priority date: 2018-06-25
Filing date: 2018-06-25
Publication date: 2019-01-04
Anticipated expiration: 2038-06-25
Also published as: CN109122249B

Abstract

本发明公开了一种LED间歇光照培育黄瓜幼苗的方法，包括如下步骤：S1：黄瓜种子发芽后进行育苗，幼苗培养至子叶完全展平；S2：将经步骤S1的幼苗放置于光照时段为6:00～24:00的LED灯下，进行光照循环周期为15s、光照占空比为47％～67％的间歇光照处理6～8天；S3：将经步骤S2间歇光照后的幼苗放置于光照时段为6:00～18:00的LED灯下，连续光照处理6～8天获得一叶一心的黄瓜幼苗。本发明采用LED作为光源，在占空比为53％的LED间歇光照处理下，黄瓜的壮苗指数、渗透调节物质含量、抗氧化酶活性、实际光合效率整体优于其他处理。因此，采用红蓝LED间歇光照处理6～8天，然后进行正常LED补光处理6～8天，能获得与一直连续光照相同甚至更优的育苗效果，并且整体节约电能10％，是黄瓜育苗补光的优化模式。

Description

一种LED间歇光照培育黄瓜幼苗的方法

技术领域

本发明涉及一种现代农业育苗技术，具体涉及一种LED间歇光照培育黄瓜幼苗的栽培方法。

背景技术

相对于数秒钟甚至数分钟的暗反应时间，光反应能在纳秒或者毫秒之内完成，在使用间歇光照时，光合反应中心通过吸收和贮存小于100μs中的间歇光照光能，并在间隔时段利用，以提高光能利用效率。

光照不仅是植物重要的能量来源，而且是植物生命周期中形态建成、细胞生长发育以及基因表达的重要信号。植物通过光受体感受光环境中光质、光强以及光周期三种特性的变化，调节植物光合活性和光形态发生信号，从而影响细胞分裂和伸长、花芽分化、气孔开关、开花等植物生长活动。光环境调控是设施园艺生产的重要调控手段和主要环节。

黄瓜(Cucumis sativus L.)是我国普遍栽培的蔬菜，其食用价值高，产量大，经济附加值高，对我国农业发展具有重要意义。

为了实现高效节能补光，利用间歇光照调控植物生长已成为热点研究方向和设施生产的可行方向。但目前关于利用间歇光照进行蔬菜育苗的研究报道较为少见。

发明内容

本发明在室内条件下，利用红蓝LED灯和基质培的方式，对黄瓜幼苗进行不同的短期(6～8天)间歇光照占空比处理，筛选出有利于黄瓜育苗的补光模式，达到高效节能的目标，为人们在室内条件下高效节能培育黄瓜幼苗提供一种生产技术。

本发明所采用的技术方案：一种LED间歇光照培育黄瓜幼苗的方法，包括如下步骤：

S1：黄瓜种子发芽后进行育苗，幼苗培养至子叶完全展平；

S2：将经步骤S1的幼苗放置于光照时段为6:00～24:00的红蓝LED灯下，进行光照循环周期为15s、光照占空比为47％～67％的间歇光照处理6～8天；

S3：将经步骤S2间歇光照后的幼苗放置于光照时段为6:00～18:00的红蓝 LED灯下，连续光照处理6～8天获得一叶一心的黄瓜幼苗。

步骤S2和S3中，LED灯的光照强度为150μmol·m^-2·s^-1。

步骤S2和S3中，红蓝光质配比为1:1。

步骤S2和S3中，其中红光波长为655～660nm，蓝光波长为455～460nm。

步骤S1中，采用草炭和椰糠以1:1混合基质培育黄瓜幼苗，使用营养液浇灌。

步骤S1中，所述营养液大量元素配方采用1/2霍格兰配方，微量元素为通用配方，即包含有B：0.5mg·L^-1，Mn：0.5mg·L^-1，Zn：0.05mg·L^-1，Cu：0.02mg·L^-1， Mo：0.01mg·L^-1。

步骤S2中，幼苗放置于光照强度为150μmol·m^-2·s^-1、光照周期为15s、光照占空比为53％、光照时段为6:00～24:00的红蓝LED间歇光照下培育7天，获得最佳育苗效果。

步骤S3中，间歇光照培育后，将幼苗放置于光照强度为150μmol·m^-2·s^-1、光照时段为6:00～18:00的红蓝LED连续光照下培育7天。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：(1)一种LED间歇光照培育黄瓜幼苗的方法，采用室内条件下，利用红蓝LED调光台和基质培的方式，对黄瓜幼苗进行最佳间歇光照处理，可生产出品质高的黄瓜幼苗，实现高效节能培育黄瓜幼苗。(2)在室内利用LED间歇光照培育黄瓜是一项高效且节能的新技术，优势突出。

附图说明

图1为不同LED占空比短期间歇光照对黄瓜幼苗壮苗指数的影响。

其中：试验处理的占空比CK：100％、ST1：67％、ST2：60％、ST3：53％、ST4：47％。图柱上不同小写字母表示差异显著(α＝0.05)，图2-图6同理。

图2为不同LED占空比短期间歇光照对黄瓜成苗生长指数的影响。

图3为不同LED占空比短期间歇光照对黄瓜成苗壮苗指数的影响。

图4为不同LED占空比短期间歇光照对黄瓜成苗叶绿素荧光的影响。

图5为不同LED占空比短期间歇光照对黄瓜成苗渗透调节物质的影响。

图6为不同LED占空比短期间歇光照对黄瓜成苗抗氧化能力的影响。

具体实施方式

下面结合具体实施例进一步说明本发明的技术方案。

实施例

1.材料

试验于2017年12月21日至2018年1月16日在华南农业大学园艺学院进行。供试黄瓜品种为“粤秀三号”，采用红蓝配比1:1的LED作为试验光源，红光波长为655～660nm；蓝光波长为455～460nm。采用50孔穴盘进行试验育苗。营养液大量元素配方采用1/2霍格兰配方(pH值≈6.0)，微量元素为通用配方，即包含有B：0.5mg·L^-1，Mn：0.5mg·L^-1，Zn：0.05mg·L^-1，Cu：0.02mg·L^-1， Mo：0.01mg·L^-1。其步骤为：步骤S1：使黄瓜种子发芽后，进行育苗，培养至子叶完全展平的幼苗；步骤S2：幼苗放置于光照强度为150μmol·m^-2·s^-1、光照周期为15s、光照占空比为67％～47％、光照时段为6:00～24:00的红蓝LED间歇光照下培育7天；步骤S3：间歇光照培育7天后，将幼苗放置于光照强度为 150μmol·m^-2·s^-1、光照时段为6:00～18:00的红蓝LED连续光照下培育7天获得一叶一心的黄瓜幼苗。本发明的所有栽培技术均在半封闭的室内进行，不受任何自然条件中下的光照条件的影响。

2.试验方法和结果

2.1不同LED占空比短期间歇光照对黄瓜幼苗生长和生理特性的影响

试验于2017年12月21日至2018年1月16日在华南农业大学园艺学院进行。黄瓜种子浸种7小时后，放置于28℃的人工气候箱中分别催芽24小时，露白后播种到装有草炭和椰糠(1:1)的50孔穴盘中，并放置于日光温室大棚内。子叶完全展开之前，浇灌清水，待子叶完全展开后浇灌营养液。1月2日子叶完全展开时，取样统计幼苗原始生物数据，并将穴盘放置于安装有LED的遮光层架内进行试验。

试验设置4个处理(ST1、ST2、ST3、ST4)和1个对照(CK)，光照强度统一为150μmol·m^-2·s^-1，各间歇光照处理周期为15s。具体试验处理如表1所示。为了比较相同日累积光照量下连续光照与短期间断光照的育苗效果，以及试验节能应用方案，设置CK每日照光时段为6:00～18:00，各个短期间歇光照处理每日照光时段为6:00～24:00，使CK、ST1、ST2、ST3、及ST4的日累积光照时间分别为12h、12h、10.8h、9.6h及8.4h。短期间歇光照处理7天之后，将CK、 ST1、ST2、ST3和ST4光照时段转换为6:00～18:00(日累积光照时间12h)。每个处理重复3次，每个重复50株幼苗，重复之间随机排列，处理之间设置遮光布，互不影响。1月16日采收，测定黄瓜幼苗的生长、生理性状、叶绿素荧光和抗氧化能力指标。

试验采用定时宝科技公司生产的DJ-D14定时开关控制间歇光源的开启和关闭，并使用上德集团生产的D牌功率计量插座记录试验的实际耗电量。

表1不同LED占空比短期间歇光照试验处理

数据分析使用SPSS 14.0软件进行方差分析，采取LSD多重分析比较法检验差异性(P<0.05)，采用Excel 2016软件制作图表。并将数据记录入表2～6和图1～6。

表2不同LED占空比短期(7天)间歇光照对黄瓜幼苗生长的影响

注：不同小写字母表示差异达到5％显著水平，下同。

表3不同LED占空比短期(7天)间歇光照对黄瓜幼苗生长的影响

表4不同LED占空比短期间歇光照对黄瓜成苗生长的影响

表5不同LED占空比短期间歇光照对黄瓜成苗生长的影响

表6不同LED占空比短期间歇光照对黄瓜成苗光合色素含量的影响

3.结果与分析

3.1不同LED占空比短期间歇光照对黄瓜幼苗生长和生理特性的影响

由表2、表3和图1可知，综合生长指标来看，短期间歇光照处理7天后，较低占空比的间歇光照处理与对照相比，显著降低了黄瓜幼苗的育苗效果。由表4、表5、图2和图3可知，短期间歇光照转变为连续光照处理7天后，不同 LED占空比间歇光照处理黄瓜成苗的育苗效果与对照无显著差异。

与CK相比，ST3和ST4处理黄瓜成苗的叶绿素含量显著提高，而类胡萝卜素含量则显著降低(表6)。由此可见，LED较低占空比短期间歇光照对黄瓜成苗光合色素的组分比例存在显著影响。

除ST4的PSII最大光化学量子产量(Fv/Fm)显著减少以外，其他处理的Y (Ⅱ)、Y(NPQ)、Y(NO)、qP、qL、NPQ和qN与CK相比均无显著性差异(图4)。由此可知，在一定范围内，不同LED占空比短期间歇光照对黄瓜成苗光能利用影响较小。

短期间歇光照处理对黄瓜成苗的可溶性糖含量无显著影响(图5)；与CK相比，4个短期间歇光照处理黄瓜成苗的可溶性蛋白含量显著增加，以ST4增加了 90.39％，各处理之间差异显著。由此可见，不同LED占空比短期间歇光照对黄瓜成苗不同渗透调节物质存在不同影响。

与CK相比，ST1、ST2、ST3及ST4处理下黄瓜成苗的CAT活性显著增加，分别增加36.65％、16.11％、24.16％及27.63％(图6)，各处理之间差异显著。与 CK相比，4个短期间歇光照处理均显著增加了黄瓜成苗的POD活性。短期间歇光照对黄瓜成苗的SOD活性无显著影响。由此可见，短期间歇光照处理对黄瓜成苗的抗氧化能力有提高作用。

综上所述，占空比为53％的ST3处理黄瓜幼苗的壮苗指数、叶绿素含量、渗透调节物质含量、抗氧化酶活性、实际光合效率整体优于其他处理。

4.结论

虽然短期(7天)间歇光照对黄瓜幼苗的育苗效果存在一定影响，但是通过转换为连续光照以后，处理黄瓜成苗的育苗效果与对照无显著差异。综上所述，短期内(6～8天)采用占空比为53％、光照周期为15s、每天照光16小时的LED间歇光照处理，能获得与常规连续光照相同甚至更优的育苗效果，并且整体节约电能10％，是黄瓜育苗补光的优化模式。

对于本领域的技术人员来说，可根据以上描述的技术方案以及构思，做出其它各种相应的改变以及变形，而所有的这些改变以及变形都应该属于本发明权利要求的保护范围之内。

Claims

1.一种LED间歇光照培育黄瓜幼苗的方法，其特征在于：包括如下步骤：

S1：黄瓜种子发芽后进行育苗，幼苗培养至子叶完全展平；

S3：将经步骤S2间歇光照后的幼苗放置于光照时段为6:00～18:00的红蓝LED灯下，连续光照处理6～8天获得一叶一心的黄瓜幼苗。

2.根据权利要求1所述的一种LED间歇光照培育黄瓜幼苗的方法，其特征在于：步骤S2和S3中，LED灯的光照强度为150μmol·m^-2·s^-1。

3.根据权利要求1所述的一种LED间歇光照培育黄瓜幼苗的方法，其特征在于：步骤S2和S3中，红蓝光质配比为1:1。

4.根据权利要求1所述的一种LED间歇光照培育黄瓜幼苗的方法，其特征在于：步骤S2和S3中，其中红光波长为655～660nm，蓝光波长为455～460nm。

5.根据权利要求1所述的一种LED间歇光照培育黄瓜幼苗的方法，其特征在于：步骤S1中，采用草炭和椰糠以1:1混合基质培育黄瓜幼苗，使用营养液浇灌。

6.根据权利要求4所述的一种LED间歇光照培育黄瓜幼苗的方法，其特征在于：步骤S1中，所述营养液大量元素配方采用1/2霍格兰配方，微量元素为通用配方，即包含有B：0.5mg·L^-1，Mn：0.5mg·L^-1，Zn：0.05mg·L^-1，Cu：0.02mg·L^-1，Mo：0.01mg·L^-1。

7.根据权利要求1所述的一种LED间歇光照培育黄瓜幼苗的方法，其特征在于：步骤S2中，幼苗放置于光照强度为150μmol·m^-2·s^-1、光照周期为15s、光照占空比为53％、光照时段为6:00～24:00的红蓝LED间歇光照下培育7天，获得最佳育苗效果。

8.根据权利要求1所述的一种LED间歇光照培育黄瓜幼苗的方法，其特征在于：步骤S3中，间歇光照培育后，将幼苗放置于光照强度为150μmol·m^-2·s^-1、光照时段为6:00～18:00的红蓝LED连续光照下培育7天。