夜间延时补光对黄瓜幼苗形态的调控效应与机制研究

夜间延时补光对黄瓜幼苗形态的调控效应与机制研究一、引言1.1研究背景与意义1.1.1黄瓜产业的重要性黄瓜（CucumissativusL.）作为葫芦科一年生蔓生或攀援草本植物，在全球蔬菜市场中占据着举足轻重的地位。中国作为黄瓜的主要生产国，种植规模和产量均位居世界首位。近年来，中国黄瓜产量长期占全球黄瓜总产量的70%以上，2020年中国黄瓜产量达到7283.3万吨，占全球黄瓜总产量的79.8%。黄瓜种植面积也长期占据世界黄瓜总面积的50%以上，2020年我国黄瓜栽培面积达到128.02万公顷，占世界黄瓜栽培总面积的56.61%。黄瓜不仅是人们日常餐桌上常见的蔬菜，可鲜食、炒食，还可用于泡菜、盐渍、酱渍、制干和制罐等加工领域，具有较高的经济价值。其种植范围广泛，在中国各地普遍栽培，且许多地区均有温室或塑料大棚栽培，实现了四季供应，在解决蔬菜市场周年均衡供应中发挥着关键作用，是中国大部分地区调整产业结构、实现农民增收、促进农村经济发展的支柱产业。1.1.2黄瓜幼苗质量对生产的影响黄瓜幼苗质量的优劣与后期生长、产量及品质紧密相关。优质的黄瓜幼苗能够为后续生长奠定坚实基础，促进植株健康发育，增强其对病虫害的抵抗力，从而提高产量和品质。在生长方面，健壮的幼苗根系发达，能够更好地吸收土壤中的养分和水分，为植株的生长提供充足的物质保障，使植株茎秆粗壮、叶片肥厚，有利于光合作用的进行，进而促进植株的生长和发育。而质量不佳的幼苗，如徒长苗，茎部细长，组织柔嫩，易倒伏，且根系发育不良，吸收能力弱，会导致植株生长缓慢、瘦弱，影响后期的生长和发育。从花芽分化角度来看，良好的幼苗状态有助于花芽的正常分化和发育，增加雌花数量，提高座果率。研究表明，健壮的黄瓜幼苗在花芽分化期能够积累更多的营养物质，为花芽的分化提供充足的能量和物质基础，从而促进花芽的分化和发育，增加雌花的比例，提高黄瓜的产量。对于果实发育，优质幼苗能够为果实的生长提供充足的养分，使果实发育良好，果形端正、色泽鲜艳、口感鲜美，提高黄瓜的品质和商品价值。相反，劣质幼苗可能导致果实发育不良，出现畸形果、化瓜等现象，降低黄瓜的产量和品质。1.1.3光形态调节法的优势在调节黄瓜幼苗形态的众多技术手段中，光形态调节法具有显著优势。目前常用的调节技术包括植物生长调节剂法、昼夜温差法、水分调节法、机械调节法以及光形态调节法。植物生长调节剂法虽然能够在一定程度上调节植物生长，但对植物可能存在一定的副作用，如影响植物的激素平衡，导致植株生长异常，且可能存在农药残留问题，对环境和人体健康造成潜在威胁。昼夜温差法通过调节昼夜温度差来影响植物生长，然而该方法能耗较高，需要消耗大量的能源来维持温度差，增加了生产成本，不利于可持续发展。水分调节法对水分管理要求严格，操作不当容易出现“徒长”或“僵化”苗等问题，难以精准控制。机械调节法需要人工对植物进行机械操作，如修剪、捆绑等，不仅费时费力，而且在操作过程中容易对植物造成机械损伤，影响植物的正常生长。相比之下，光形态调节法具有节能环保、经济有效且简便易行的特点。光作为一种清洁能源，利用光质调控技术对植株形态和生长发育进行调控，无需使用化学药剂，不会对环境造成污染，也不会产生农药残留问题。通过合理设置光照时间、光质和光强等参数，就能够有效地调节黄瓜幼苗的形态，促进其生长发育，提高幼苗质量，而且成本相对较低，具有较高的经济效益和实际应用价值。此外，光形态调节法还能够根据不同的生长阶段和需求，精准地调控黄瓜幼苗的生长，实现个性化的栽培管理。1.2国内外研究现状1.2.1光照对植物生长发育的影响研究进展光照作为植物生长发育过程中不可或缺的环境因子，对植物的影响涉及多个方面，包括光照强度、光质和光周期等，这些因素相互作用，共同调控着植物的生长、发育和代谢。光照强度对植物的光合作用、形态建成和生长发育有着显著影响。在光合作用方面，光照强度是光合作用的能量来源，直接影响光合速率。当光照强度不足时，植物的光合作用减弱，无法为自身生长提供足够的能量和物质，导致植株生长缓慢、瘦弱。研究表明，黄瓜在光照强度低于其补偿点时，光合产物积累减少，影响植株的正常生长。长期的弱光环境还会使植物出现徒长或黄化现象，茎部细长，叶片变薄、发黄，叶绿素含量降低，这是因为弱光无法满足植物正常的生长需求，植物为了获取更多光照而进行的一种适应性反应。光照强度还会抑制根系的生长和发育，根系活力下降，影响对水分和养分的吸收，进一步影响植株的整体生长。在花芽分化和果实发育方面，光照不足会导致植物受光不良，花芽形成和发育不良，果实发育受阻，容易造成落花落果，降低果实的产量和品质。而光照过强时，植物可能会发生光抑制现象，即光合机构受到损伤，光合效率下降，甚至出现日烧现象，对植物造成伤害。不同植物对光照强度的需求存在差异，根据蔬菜生长发育对光强的要求，可将蔬菜分为强光照蔬菜、中光照蔬菜和弱光照蔬菜。黄瓜属于中光照蔬菜，饱和光强在800-1200μmol・m⁻²・s⁻¹左右，适宜的光照强度能够促进黄瓜的生长和发育，提高产量和品质。光质对植物的形态建成、生长发育和生理代谢也有着重要的调控作用。太阳辐射的波长范围为150-3000nm，其中400-700nm的可见光约占52%，红外线占43%，紫外线只占5%。不同波长的光对植物有着不同的生理效应。红光被叶绿素强烈吸收，光合作用最强，一定条件下表现为强的光周期作用，能够促进幼苗生长，增大叶面积，提高壮苗指数，增加叶片可溶性糖和淀粉含量，还能加快长日植物和延迟短日植物发育。蓝光是植物正常生长发育的关键光谱，作用于蓝光受体可调节植物的生长发育，抑制下胚轴的伸长，促进花色素苷的积累、子叶扩张、调节开花时间和气孔开放，加快短日植物和延迟长日植物发育。在黄瓜幼苗的培育中，单一红、蓝光下黄瓜幼苗生长不良，而红蓝混合光处理的黄瓜幼苗在生长、色素合成等方面较单一红、蓝光有明显优势，能够促进植物的生长发育、提高光能利用率、增加生物量、提高壮苗指数。绿光叶绿素吸收不多，光合效率较低，但对植物的某些生理过程也有一定影响，如绿光能促进种子萌发和幼苗生长，但对植物的形态建成和成熟无明显影响。紫光能促进植物的生长发育，但对种子萌发和幼苗生长有抑制作用。此外，光质还会影响植物产品的品质，红光有利于花青苷形成，紫外线有利于Vc形成。光周期是指一天中光期与暗期长短的周期性变化，植物对日照长度发生反应的现象称为光周期现象。根据对光周期的要求，可将蔬菜分为长日照植物、短日照植物、中日性植物和限光性植物。黄瓜属于中日性植物，对日长反应不敏感，但光周期仍会对其生长发育产生一定影响。光照时间可显著改变黄瓜幼苗根、茎、叶中玉米素（zeatin，ZT）含量和茎中生长素（indoleaceticacid，IAA）含量，进而调节黄瓜幼苗形态发育。长日照植物在长日条件下促进开花，短日照植物在短日条件下促进开花，而中日性植物在不同日照长度下都能开花，但适宜的光周期仍有助于其生长和发育。在设施栽培中，通过调节光周期可以控制植物的开花时间和生长发育进程，满足生产需求。1.2.2夜间延时补光对黄瓜幼苗形态影响的研究现状夜间延时补光作为一种调节黄瓜幼苗形态的手段，近年来受到了一定的关注，但相关研究仍存在一些不足。目前的研究表明，夜间延时补光对黄瓜幼苗形态具有显著影响。沈宝英等人的研究发现，对黄瓜幼苗进行暗期延时补光，不同的补光时长和补光光质会对黄瓜幼苗的下胚轴长度、节间长度、株高、子叶长和宽、真叶长和宽、茎粗、根、茎、叶干鲜质量以及叶绿素含量等形态指标产生不同程度的影响。申宝营等人研究了使用红光和红蓝混合光两种LED光源夜间延时补光4h对不同生长阶段黄瓜幼苗形态的影响，结果表明，子叶期红光延时补光幼苗子叶面积和茎粗最大，一叶期红光延时补光幼苗叶面积和茎粗最大，成苗期红蓝光延时补光幼苗叶面积、茎粗、干物质量、叶绿素含量和壮苗指数最大。这些研究说明，合理的夜间延时补光能够促进黄瓜幼苗的生长，改善幼苗形态，提高壮苗指数。现有研究在夜间延时补光对黄瓜幼苗形态影响方面仍存在一些问题。研究的补光光质和补光时长较为单一，未能全面系统地探究不同光质组合、不同补光时长以及不同光照强度对黄瓜幼苗形态的综合影响。在实际生产中，环境条件复杂多变，单一的补光方案可能无法满足不同生长阶段和不同环境下黄瓜幼苗的需求。对于夜间延时补光影响黄瓜幼苗形态的生理机制和分子机理研究还不够深入。虽然已经知道光照会影响植物体内激素含量和相关基因表达，但具体的调控路径和关键基因仍有待进一步挖掘和验证。此外，目前的研究多集中在实验室条件下，与实际生产环境存在一定差异，研究成果在实际生产中的应用效果和适应性还需要进一步验证和优化。1.3研究目标与内容1.3.1研究目标本研究旨在通过对黄瓜幼苗进行夜间延时补光处理，深入探究不同补光时长和光质对黄瓜幼苗形态的影响，确定能够有效调控黄瓜幼苗形态的最佳补光时长和光质组合。通过分析夜间延时补光影响黄瓜幼苗形态的生理机制和分子机理，揭示其内在调控规律，为黄瓜育苗过程中的光环境调控提供科学依据和理论支持，从而提高黄瓜幼苗质量，为黄瓜的高产优质栽培奠定坚实基础。1.3.2研究内容不同补光时长对黄瓜幼苗形态的影响研究：设置多个不同的夜间补光时长梯度，如2小时、4小时、6小时等。以不补光处理作为对照，观察在不同补光时长下黄瓜幼苗的下胚轴长度、节间长度、株高、子叶长和宽、真叶长和宽、茎粗等形态指标的变化情况。分析补光时长与这些形态指标之间的相关性，确定补光时长对黄瓜幼苗形态的影响规律，找出促进黄瓜幼苗健壮生长的最佳补光时长。不同光质对黄瓜幼苗形态的影响研究：选用多种不同光质的光源，如红光、蓝光、红蓝混合光（不同比例）等。同样以不补光为对照，研究不同光质处理下黄瓜幼苗的各项形态指标的差异。探讨不同光质对黄瓜幼苗形态建成的作用机制，明确不同光质在促进黄瓜幼苗生长、控制徒长等方面的效果，筛选出最有利于黄瓜幼苗形态发育的光质或光质组合。夜间延时补光对黄瓜幼苗生长指标和生理特性的影响研究：在不同补光时长和光质处理下，测定黄瓜幼苗的根、茎、叶干鲜质量，计算根冠比、根（茎、叶）分配率等生长指标。利用80%丙酮浸取法测定叶绿素含量，研究补光对黄瓜幼苗光合作用的影响。分析夜间延时补光对黄瓜幼苗体内激素含量，如生长素（IAA）、玉米素（ZT）等的影响，探讨其在调控黄瓜幼苗形态发育中的生理作用机制。夜间延时补光影响黄瓜幼苗形态的调控机制研究：从分子生物学角度出发，研究夜间延时补光对黄瓜幼苗中与光信号传导、激素合成和代谢相关基因表达的影响。利用实时荧光定量PCR等技术，检测相关基因的表达水平变化。通过基因功能验证等实验，深入探究夜间延时补光影响黄瓜幼苗形态的分子调控路径，揭示其内在的调控机制。二、材料与方法2.1试验材料2.1.1黄瓜品种选择本试验选用“津春四号”黄瓜作为研究对象。“津春四号”黄瓜是由天津市黄瓜研究所育成的华北型黄瓜一代杂种，具有诸多优良特性，十分适合作为本次试验的材料。其早熟性突出，从播种到始收大约需45天左右，这使得在有限的试验时间内能够更高效地观察和记录其生长发育过程。植株生长势强，茎蔓粗壮，叶片肥大且深绿，能够为黄瓜幼苗的生长提供充足的光合产物，保证幼苗有足够的能量和物质基础进行形态建成。在产量表现方面，“津春四号”黄瓜具有较高的增产潜力，在适宜的栽培条件下，667平方米产量可达5000千克以上。其瓜条顺直，瓜长35厘米左右，单瓜重200-250克，商品性极佳，市场认可度高。抗病能力也是选择该品种的重要原因之一，它抗霜霉病、白粉病、枯萎病能力强，在试验过程中能减少因病害导致的幼苗生长异常，保证试验结果的准确性和可靠性。“津春四号”黄瓜适应性广，在不同的气候和土壤条件下都能较好地生长，这使得本试验的研究结果具有更广泛的适用性和推广价值。2.1.2育苗基质准备育苗基质选用腐熟牛粪、珍珠岩、蛭石按照2∶1∶1的体积比进行混合配制。腐熟牛粪经过充分发酵，含有丰富的有机质和氮、磷、钾等多种营养元素，能够为黄瓜幼苗生长提供持续的养分供应。其质地疏松，透气性和保水性良好，有利于黄瓜幼苗根系的生长和呼吸。珍珠岩是一种火山喷发的酸性熔岩，经急剧冷却而成的玻璃质岩石，具有良好的透气性和排水性，能够改善基质的通气状况，防止基质积水导致根系缺氧腐烂。蛭石是一种天然、无机，无毒的矿物质，在高温作用下会膨胀，具有良好的保水性和阳离子交换能力，能够吸附和保持养分，减少养分的流失，同时为黄瓜幼苗根系提供良好的生长环境。将这三种材料按照特定比例混合后，能够形成一种理化性质优良的育苗基质。该基质容重适宜，为0.3-0.5g/cm³，既保证了基质有一定的重量，防止浇水时基质漂浮，又便于幼苗根系扎根。总孔隙度在70%-80%之间，通气孔隙度为15%-25%，持水孔隙度为45%-60%，这种孔隙结构能够协调好水分、空气和养分之间的关系，满足黄瓜幼苗生长对水、气、肥的需求。基质的pH值在6.0-7.0之间，呈微酸性至中性，适合黄瓜幼苗根系对养分的吸收。在使用前，对混合好的育苗基质进行消毒处理，以减少病原菌的侵染。采用高温蒸汽消毒法，将基质装入消毒容器中，通入100-120℃的蒸汽，消毒30-60分钟，冷却后即可用于育苗。2.1.3试验光源与装置试验光源采用LED植物生长灯，由深圳联邦重科电子科技有限公司生产。每盏灯由225个超高亮度灯珠组成，其中红色灯珠（R，630nm）和蓝色灯珠（B，460nm）按照不同比例组合，形成4种不同光质比例的LED光源（L1、L2、L3、L4），其红蓝光光质比例R∶B比值分别为7∶3、8∶2、9∶1和10∶0。R峰值波长为630nm，波长半宽为20nm，B峰值波长为460nm，波长半宽为20nm。这种LED植物生长灯具有发光效率高、能耗低、寿命长、光质可调节等优点，能够满足黄瓜幼苗对不同光质的需求。光照面积为300mm×300mm，能够均匀地照射到试验区域内的黄瓜幼苗。通过调节电流以及光源高度，使各补光处理组幼苗上方光照强度保持一致，由于在暗期低照度光照即可对植物幼苗的形态产生影响，将光照强度设置为35μmol/(m²・s)。试验装置为长1200mm、宽600mm、高1200mm的钢架结构，整体完全避光。光源设于装置顶部，整个装置用遮光布遮盖，不同光源间悬挂遮光板，以避免外界光源和不同光源间的影响。在进行夜间延时补光时，不同补光处理间使用不透光的纸板隔开，防止不同处理间光照的相互干扰。白天（07:00-19:00）将幼苗移入温室内进行培养，接受自然光照射，平均气温为25-28℃；晚上处理组移入试验装置中进行补光处理，夜间平均气温为14-18℃。对照组（CK）幼苗在暗期不做补光处理，培养条件与其他处理组相同。2.2试验设计2.2.1补光时长设置试验共设置4个补光时长处理组，分别为补光2小时、补光4小时、补光6小时，以及不补光的对照组（CK）。具体补光时间为每天19:00-21:00补光2小时；19:00-23:00补光4小时；19:00-01:00补光6小时。在黄瓜幼苗出土后，即开始按照设定的补光时长进行夜间延时补光处理。白天（07:00-19:00）将所有幼苗移入温室内，使其接受自然光照射，温室内白天平均气温保持在25-28℃；晚上处理组幼苗移入试验装置中进行补光处理，夜间平均气温为14-18℃。对照组幼苗在暗期不做补光处理，其培养条件与其他处理组相同，均接受白天的自然光照射以及相同的温湿度等环境条件。2.2.2补光光质设置选用4种不同红蓝光质比例的LED光源（L1、L2、L3、L4），其红蓝光光质比例R∶B比值分别为7∶3、8∶2、9∶1和10∶0。这些光源由深圳联邦重科电子科技有限公司生产，每盏灯由225个超高亮度灯珠组成，其中红色灯珠（R，630nm）和蓝色灯珠（B，460nm）按照不同比例组合而成。R峰值波长为630nm，波长半宽为20nm，B峰值波长为460nm，波长半宽为20nm。光照面积为300mm×300mm，通过调节电流以及光源高度，使各补光处理组幼苗上方光照强度均保持在35μmol/(m²・s)。在进行补光时，不同光质处理间使用不透光的纸板隔开，以避免不同处理间光照的相互干扰。2.2.3试验重复与对照试验设置3次重复，每次重复选取15株生长状况较为一致的黄瓜幼苗。通过多次重复试验，可以减少试验误差，提高试验结果的准确性和可靠性。对照组（CK）在试验中起到重要的参照作用，用于对比不同补光时长和光质处理下黄瓜幼苗形态的变化情况。对照组幼苗不进行夜间补光处理，在白天接受与处理组相同的自然光照射，且在温度、湿度、水分、养分供应等环境条件方面与处理组保持一致。通过与对照组的对比，可以清晰地观察到夜间延时补光对黄瓜幼苗形态的影响，从而准确地分析不同补光时长和光质对黄瓜幼苗形态的作用效果。2.3测定指标与方法2.3.1形态指标测定在黄瓜幼苗生长至3叶1心期时，进行各项形态指标的测定。从每个处理组中随机选取6株生长状况良好且具有代表性的幼苗。使用精度为1mm的直尺测量下胚轴长度，从子叶着生处量至胚轴与根系的交界处。节间长度的测量则是选取植株从下往上数第2个节间，测量其两端的距离。株高从基质表面量至植株生长点的高度。对于子叶长和宽以及真叶长和宽，均使用直尺进行测量，子叶长是从子叶基部到子叶顶端的长度，子叶宽为子叶最宽处的宽度；真叶长从叶片基部主脉处量至叶尖，真叶宽测量叶片最宽处的距离。茎粗使用精度为0.02mm的游标卡尺进行测量，测量部位为子叶下方1cm处。叶面积的测定采用长宽法，子叶面积根据公式“子叶面积=0.051×子叶长×子叶宽”进行计算。真叶面积则是将每片真叶的长和宽相乘后，再乘以系数0.745，然后将所有真叶面积相加得到总的叶面积，即叶面积=∑(叶长×叶宽×0.745)。通过对这些形态指标的准确测量，可以直观地了解不同补光时长和光质处理对黄瓜幼苗形态的影响。2.3.2生理指标测定在测定形态指标的同时，对黄瓜幼苗的生理指标进行测定。叶绿素含量的测定采用80%丙酮浸取法。从每个处理组中选取6株幼苗，摘取植株顶部第2片完全展开的真叶，剪碎后称取0.2g放入试管中，加入10mL80%丙酮，用棉塞塞紧试管口，将试管置于黑暗处浸提24h，直至叶片完全变白。然后使用分光光度计在663nm和645nm波长下测定提取液的吸光度，根据Arnon公式计算叶绿素a、叶绿素b以及总叶绿素含量。干鲜质量的测定：将选取的幼苗小心从基质中取出，用清水洗净根部的基质，用吸水纸吸干表面水分，然后使用精度为0.001g的电子天平分别称取根、茎、叶的鲜质量。接着将样品放入105℃的烘箱中杀青30min，再将温度调至80℃烘至恒重，称取干质量。壮苗指数的计算采用张振贤等的方法，公式为：壮苗指数=茎粗/株高×全株干质量。根冠比的计算为：根冠比=地下部干质量/地上部干质量。根（茎、叶）分配率的计算方式为：根（茎、叶）分配率=根（茎、叶）干质量/全株干质量。通过对这些生理指标的测定和计算，可以深入了解夜间延时补光对黄瓜幼苗生理特性的影响，为分析补光对黄瓜幼苗生长发育的作用机制提供数据支持。2.3.3数据统计与分析采用模糊综合评价法对试验数据进行分析。模糊综合评价法是一种基于模糊数学的综合评价方法，它能够将多个指标的评价结果进行综合，从而得到一个较为全面、客观的评价结果。在本试验中，通过模糊综合评价法可以对不同补光时长和光质处理下黄瓜幼苗的形态和生理指标进行综合评价，确定最佳的补光方案。首先，对各项指标进行标准化处理，消除不同指标之间量纲和数量级的影响。然后，根据专家经验或相关研究成果，确定各个指标的权重。在确定权重时，考虑到不同指标对黄瓜幼苗生长发育的重要程度不同，如茎粗、株高、干鲜质量等指标对幼苗的健壮程度和生长潜力影响较大，因此给予这些指标较高的权重。而对于一些相对次要的指标，如子叶长和宽等，给予相对较低的权重。通过合理确定权重，可以更准确地反映不同指标在综合评价中的作用。接着，根据模糊关系矩阵和权重向量，计算每个处理组的模糊综合评价结果。最后，根据模糊综合评价结果对不同处理组进行排序，确定最佳的补光时长和光质组合。同时，使用SPSS22.0统计软件对数据进行方差分析，以检验不同处理组之间各项指标的差异是否显著。在方差分析中，设置显著性水平α=0.05。若P<0.05，则认为不同处理组之间存在显著差异；若P<0.01，则认为存在极显著差异。通过方差分析，可以明确不同补光时长和光质处理对黄瓜幼苗各项指标的影响程度，为结果的分析和讨论提供科学依据。使用Origin2018软件进行绘图，将试验数据以图表的形式直观地展示出来，便于分析和比较不同处理组之间的差异。三、夜间延时补光对黄瓜幼苗形态指标的影响3.1对下胚轴和株高的影响3.1.1不同补光时长的作用下胚轴长度和株高是衡量黄瓜幼苗生长状况的重要形态指标，它们的变化直接反映了幼苗的生长趋势和健康程度。在本次试验中，不同补光时长对黄瓜幼苗下胚轴长度和株高产生了显著影响。从下胚轴长度来看，随着补光时长的增加，黄瓜幼苗下胚轴长度呈现出先增加后减少的趋势（图1）。补光2小时处理组的下胚轴长度略长于对照组，但差异不显著；补光4小时处理组的下胚轴长度达到最大值，显著长于对照组和补光2小时处理组；然而，当补光时长增加到6小时时，下胚轴长度反而有所缩短，与补光4小时处理组相比差异显著。这表明适度的补光时长能够促进下胚轴的伸长，但过长的补光时长可能会对下胚轴的生长产生抑制作用。在株高方面，补光时长的影响同样明显（图2）。补光2小时处理组的株高与对照组相比无显著差异；补光4小时处理组的株高显著高于对照组和补光2小时处理组；补光6小时处理组的株高虽然也高于对照组，但与补光4小时处理组相比，增加幅度较小。这说明在一定范围内，延长补光时长能够促进黄瓜幼苗株高的增加，但补光时长超过一定限度后，对株高的促进作用逐渐减弱。[此处插入图1：不同补光时长下黄瓜幼苗下胚轴长度变化][此处插入图2：不同补光时长下黄瓜幼苗株高变化][此处插入图2：不同补光时长下黄瓜幼苗株高变化]这种现象的出现可能与植物的生长调节机制有关。在夜间，植物虽然处于暗期，但仍进行着一系列的生理活动，如呼吸作用、激素合成和运输等。适当的补光能够为植物提供额外的能量和信号，促进细胞的伸长和分裂，从而导致下胚轴和株高的增加。当补光时长过长时，可能会打破植物体内的生理平衡，影响激素的合成和分布，进而对下胚轴和株高的生长产生抑制作用。光照时间可显著改变黄瓜幼苗根、茎、叶中玉米素（ZT）含量和茎中生长素（IAA）含量，进而调节黄瓜幼苗形态发育。补光时长的变化可能会影响这些激素的含量和分布，从而对下胚轴和株高产生不同的影响。3.1.2不同补光光质的影响不同补光光质对黄瓜幼苗下胚轴长度和株高的影响存在明显差异，这反映了光质在植物生长发育过程中的重要调控作用。在本试验中，4种不同红蓝光质比例（R∶B比值分别为7∶3、8∶2、9∶1和10∶0）的LED光源对黄瓜幼苗下胚轴长度和株高产生了不同的作用效果。随着蓝光比例的增加，黄瓜幼苗下胚轴长度呈现出逐渐缩短的趋势（图3）。R∶B为10∶0（纯红光）处理组的下胚轴长度最长，显著长于其他光质处理组；R∶B为9∶1处理组的下胚轴长度次之，但也明显长于R∶B为8∶2和7∶3处理组；R∶B为7∶3处理组的下胚轴长度最短。这表明蓝光对黄瓜幼苗下胚轴的伸长具有明显的抑制作用，而红光则促进下胚轴伸长。蓝光是植物正常生长发育的关键光谱，作用于蓝光受体可调节植物的生长发育，抑制下胚轴的伸长。在本试验中，随着蓝光比例的增加，黄瓜幼苗下胚轴长度的缩短进一步验证了这一结论。在株高方面，不同光质处理的影响较为复杂（图4）。R∶B为8∶2处理组的株高最高，显著高于其他光质处理组；R∶B为7∶3处理组的株高次之，与R∶B为8∶2处理组差异不显著，但显著高于R∶B为9∶1和10∶0处理组；R∶B为9∶1和10∶0处理组的株高相对较低。这说明红蓝混合光（R∶B为8∶2和7∶3）对黄瓜幼苗株高的促进作用较为明显，而纯红光（R∶B为10∶0）处理组的促进作用相对较弱。红光能够促进幼苗生长，但单一红光处理可能无法满足黄瓜幼苗对光质的全面需求，而红蓝混合光能够综合红光和蓝光的优势，更好地促进黄瓜幼苗株高的增加。[此处插入图3：不同补光光质下黄瓜幼苗下胚轴长度变化][此处插入图4：不同补光光质下黄瓜幼苗株高变化][此处插入图4：不同补光光质下黄瓜幼苗株高变化]不同光质对黄瓜幼苗下胚轴长度和株高影响差异的原因可能与植物体内的光受体和信号传导途径有关。植物通过体内的感光受体整合不同的光源信号，经胞内信使传导，调节植物的形态建成及生长发育。红光主要被光敏色素吸收，蓝光则被隐花色素和向光素吸收。不同光质激活不同的光受体，进而引发不同的信号传导途径，最终导致对下胚轴长度和株高的不同调控作用。蓝光激活隐花色素后，可能通过抑制生长素的极性运输，从而抑制下胚轴的伸长；而红光激活光敏色素后，可能促进细胞伸长相关基因的表达，进而促进下胚轴和株高的增加。红蓝混合光可能通过协同激活不同的光受体，调节相关基因的表达和激素的合成与分布，从而对黄瓜幼苗株高产生更有利的影响。3.1.3时长与光质的交互作用补光时长和光质对黄瓜幼苗下胚轴长度和株高存在显著的交互作用，这种交互作用使得黄瓜幼苗的生长表现出更为复杂的变化趋势。不同补光时长和光质组合处理下，黄瓜幼苗下胚轴长度和株高的变化情况各不相同。在补光2小时的情况下，不同光质处理对黄瓜幼苗下胚轴长度和株高的影响相对较小，各光质处理组之间差异不显著。随着补光时长增加到4小时，光质对下胚轴长度和株高的影响逐渐显现。R∶B为8∶2处理组的下胚轴长度和株高在补光4小时时表现出明显的优势，显著高于其他光质处理组；而R∶B为10∶0处理组的下胚轴长度虽然较长，但株高相对较低。当补光时长达到6小时时，各光质处理组的下胚轴长度和株高变化趋势又有所不同。R∶B为7∶3处理组的下胚轴长度和株高在补光6小时时相对较为平衡，与其他光质处理组相比差异不显著。[此处插入图5：补光时长和光质交互作用下黄瓜幼苗下胚轴长度变化][此处插入图6：补光时长和光质交互作用下黄瓜幼苗株高变化][此处插入图6：补光时长和光质交互作用下黄瓜幼苗株高变化]补光时长和光质的交互作用可能是通过影响植物体内的生理代谢过程来实现的。光照时间可显著改变黄瓜幼苗根、茎、叶中玉米素（ZT）含量和茎中生长素（IAA）含量，而不同光质也会对这些激素的合成和分布产生影响。当补光时长和光质同时变化时，可能会进一步改变激素的平衡，从而对下胚轴长度和株高产生复杂的交互影响。在补光4小时且R∶B为8∶2的处理下，可能使得黄瓜幼苗体内的生长素和玉米素含量处于一个较为适宜的水平，从而促进下胚轴和株高的生长；而在其他补光时长和光质组合下，激素的平衡可能被打破，导致生长受到抑制或促进作用不明显。不同光质还可能影响植物对光照时间的敏感度，进而影响补光时长的作用效果。蓝光比例较高的光质可能会增强植物对光照时间的响应，使得在相同补光时长下，蓝光比例高的处理组对下胚轴长度和株高的影响更为显著。3.2对茎粗和叶面积的影响3.2.1补光时长对茎粗和叶面积的影响补光时长对黄瓜幼苗茎粗和叶面积的影响显著，不同的补光时长处理使得黄瓜幼苗在这两个形态指标上呈现出明显的变化趋势。随着补光时长的增加，黄瓜幼苗的茎粗和叶面积均表现出先增加后减少的趋势。在茎粗方面，补光2小时处理组的茎粗与对照组相比略有增加，但差异不显著；补光4小时处理组的茎粗显著大于对照组和补光2小时处理组，达到最大值；然而，当补光时长延长至6小时时，茎粗有所下降，虽仍大于对照组，但与补光4小时处理组相比差异显著。这表明适度的补光时长能够促进黄瓜幼苗茎部的加粗生长，增强植株的支撑能力，提高幼苗的健壮程度。补光时长过长可能会对茎粗的增加产生抑制作用，不利于幼苗的生长。[此处插入图7：不同补光时长下黄瓜幼苗茎粗变化]叶面积的变化趋势与茎粗类似。补光2小时处理组的叶面积与对照组相比，增加幅度较小；补光4小时处理组的叶面积显著大于对照组和补光2小时处理组；补光6小时处理组的叶面积虽大于对照组，但较补光4小时处理组有所减小。叶面积的增大有利于黄瓜幼苗进行光合作用，为植株的生长提供更多的光合产物。在一定范围内延长补光时长，能够促进叶片的生长和扩展，增加叶面积。当补光时长超过一定限度时，可能会导致叶片生长受到抑制，叶面积减小。[此处插入图8：不同补光时长下黄瓜幼苗叶面积变化]这种现象可能与植物的生理调节机制有关。光照时间可显著改变黄瓜幼苗根、茎、叶中玉米素（ZT）含量和茎中生长素（IAA）含量。在夜间补光过程中，适当的补光时长可能会调节这些激素的含量和分布，从而促进细胞的分裂和伸长，使得茎粗和叶面积增加。当补光时长过长时，可能会打破植物体内激素的平衡，影响细胞的正常生理活动，进而对茎粗和叶面积的增长产生负面影响。长时间的光照可能会导致植物体内的激素信号传导通路发生紊乱，使得细胞分裂和伸长受到抑制，最终导致茎粗和叶面积减小。3.2.2光质对茎粗和叶面积的作用不同光质对黄瓜幼苗茎粗和叶面积有着不同的作用效果，这体现了光质在黄瓜幼苗形态建成过程中的重要调控作用。在本试验设置的4种不同红蓝光质比例（R∶B比值分别为7∶3、8∶2、9∶1和10∶0）的LED光源处理下，黄瓜幼苗的茎粗和叶面积呈现出明显的差异。随着蓝光比例的增加，黄瓜幼苗的茎粗呈现出先增加后减小的趋势。R∶B为8∶2处理组的茎粗最大，显著大于其他光质处理组；R∶B为7∶3处理组的茎粗次之，与R∶B为8∶2处理组差异不显著，但显著大于R∶B为9∶1和10∶0处理组；R∶B为10∶0（纯红光）处理组的茎粗最小。这表明红蓝混合光（R∶B为8∶2和7∶3）对黄瓜幼苗茎粗的促进作用较为明显，而纯红光处理相对较弱。蓝光是植物正常生长发育的关键光谱，与红光协同作用，能够调节植物的生长发育。在红蓝混合光中，适量的蓝光能够促进细胞的横向分裂，从而增加茎粗。而纯红光处理可能无法提供足够的信号刺激细胞横向分裂，导致茎粗相对较小。[此处插入图9：不同补光光质下黄瓜幼苗茎粗变化]在叶面积方面，不同光质处理的影响也较为显著。R∶B为7∶3处理组的叶面积最大，显著大于其他光质处理组；R∶B为8∶2处理组的叶面积次之，与R∶B为7∶3处理组差异不显著，但显著大于R∶B为9∶1和10∶0处理组；R∶B为10∶0处理组的叶面积最小。这说明较高比例蓝光的红蓝混合光（R∶B为7∶3）更有利于促进黄瓜幼苗叶面积的增大。红光能够促进细胞的伸长，蓝光则促进细胞的分裂。在R∶B为7∶3的光质处理下，蓝光和红光的比例相对较为适宜，能够同时促进叶片细胞的分裂和伸长，从而使得叶面积显著增大。而在纯红光处理下，由于缺乏蓝光的协同作用，叶片细胞的分裂受到限制，叶面积相对较小。[此处插入图10：不同补光光质下黄瓜幼苗叶面积变化]不同光质对黄瓜幼苗茎粗和叶面积影响差异的原因可能与植物体内的光受体和信号传导途径密切相关。植物通过体内的感光受体整合不同的光源信号，经胞内信使传导，调节植物的形态建成及生长发育。红光主要被光敏色素吸收，蓝光则被隐花色素和向光素吸收。不同光质激活不同的光受体，进而引发不同的信号传导途径，最终导致对茎粗和叶面积的不同调控作用。在蓝光作用下，隐花色素被激活，可能通过调节相关基因的表达，促进细胞的横向分裂，从而增加茎粗；而在红光作用下，光敏色素被激活，可能主要促进细胞的纵向伸长。当红光和蓝光以适当比例组合时，能够协同调节细胞的分裂和伸长，对茎粗和叶面积产生更有利的影响。3.2.3综合作用分析补光时长和光质对黄瓜幼苗茎粗和叶面积存在显著的交互作用，这种交互作用使得黄瓜幼苗在不同处理组合下的茎粗和叶面积表现出复杂的变化情况。不同补光时长和光质组合处理下，黄瓜幼苗茎粗和叶面积的变化趋势各不相同。在补光2小时的情况下，不同光质处理对黄瓜幼苗茎粗和叶面积的影响相对较小，各光质处理组之间差异不显著。随着补光时长增加到4小时，光质对茎粗和叶面积的影响逐渐显现。R∶B为8∶2处理组的茎粗在补光4小时时达到最大值，显著高于其他光质处理组；R∶B为7∶3处理组的叶面积在补光4小时时最大，显著大于其他光质处理组。当补光时长达到6小时时，各光质处理组的茎粗和叶面积变化趋势又有所不同。R∶B为7∶3处理组的茎粗和叶面积在补光6小时时相对较为稳定，与其他光质处理组相比差异不显著。[此处插入图11：补光时长和光质交互作用下黄瓜幼苗茎粗变化][此处插入图12：补光时长和光质交互作用下黄瓜幼苗叶面积变化][此处插入图12：补光时长和光质交互作用下黄瓜幼苗叶面积变化]补光时长和光质的交互作用可能是通过影响植物体内的生理代谢过程来实现的。光照时间可显著改变黄瓜幼苗根、茎、叶中玉米素（ZT）含量和茎中生长素（IAA）含量，而不同光质也会对这些激素的合成和分布产生影响。当补光时长和光质同时变化时，可能会进一步改变激素的平衡，从而对茎粗和叶面积产生复杂的交互影响。在补光4小时且R∶B为8∶2的处理下，可能使得黄瓜幼苗体内的生长素和玉米素含量处于一个较为适宜的水平，促进细胞的分裂和伸长，进而增加茎粗。而在补光4小时且R∶B为7∶3的处理下，可能更有利于调节激素的平衡，促进叶片细胞的分裂和伸长，使得叶面积显著增大。不同光质还可能影响植物对光照时间的敏感度，进而影响补光时长的作用效果。蓝光比例较高的光质可能会增强植物对光照时间的响应，使得在相同补光时长下，蓝光比例高的处理组对茎粗和叶面积的影响更为显著。3.3对其他形态指标的影响3.3.1对子叶相关指标的影响子叶作为黄瓜幼苗早期生长阶段的重要器官，在幼苗的生长发育过程中发挥着关键作用。它不仅为幼苗的初期生长提供营养物质，还参与光合作用，对幼苗的形态建成和生长态势有着重要影响。夜间延时补光对子叶相关指标，如子叶长、宽、面积等产生了显著的影响。随着补光时长的增加，黄瓜幼苗子叶长和宽呈现出先增加后减小的趋势。补光2小时处理组的子叶长和宽略大于对照组，但差异不显著；补光4小时处理组的子叶长和宽达到最大值，显著大于对照组和补光2小时处理组；当补光时长延长至6小时时，子叶长和宽有所下降，虽仍大于对照组，但与补光4小时处理组相比差异显著。子叶面积的变化趋势与子叶长和宽相似，补光4小时处理组的子叶面积最大，显著大于其他处理组。这表明适度的补光时长能够促进子叶的生长和扩展，增加子叶面积，为幼苗的生长提供更多的营养和能量。补光时长过长可能会对其生长产生抑制作用，不利于幼苗的健壮生长。[此处插入图13：不同补光时长下黄瓜幼苗子叶长、宽和面积变化]在不同光质处理下，黄瓜幼苗子叶相关指标也表现出明显的差异。随着蓝光比例的增加，子叶长和宽呈现出先增加后减小的趋势。R∶B为8∶2处理组的子叶长和宽最大，显著大于其他光质处理组；R∶B为7∶3处理组的子叶长和宽次之，与R∶B为8∶2处理组差异不显著，但显著大于R∶B为9∶1和10∶0处理组；R∶B为10∶0（纯红光）处理组的子叶长和宽最小。子叶面积方面，R∶B为8∶2处理组的子叶面积最大，显著大于其他光质处理组。这说明红蓝混合光（R∶B为8∶2和7∶3）对黄瓜幼苗子叶的生长和扩展具有明显的促进作用，而纯红光处理相对较弱。蓝光是植物正常生长发育的关键光谱，与红光协同作用，能够调节植物的生长发育。在红蓝混合光中，适量的蓝光能够促进细胞的分裂和伸长，从而增加子叶的长、宽和面积。而纯红光处理可能无法提供足够的信号刺激细胞分裂和伸长，导致子叶生长相对较弱。[此处插入图14：不同补光光质下黄瓜幼苗子叶长、宽和面积变化]补光时长和光质之间存在显著的交互作用，对黄瓜幼苗子叶相关指标产生了复杂的影响。在补光2小时的情况下，不同光质处理对黄瓜幼苗子叶长、宽和面积的影响相对较小，各光质处理组之间差异不显著。随着补光时长增加到4小时，光质对这些指标的影响逐渐显现。R∶B为8∶2处理组的子叶长、宽和面积在补光4小时时表现出明显的优势，显著高于其他光质处理组。当补光时长达到6小时时，各光质处理组的子叶相关指标变化趋势又有所不同。R∶B为7∶3处理组的子叶长、宽和面积在补光6小时时相对较为稳定，与其他光质处理组相比差异不显著。补光时长和光质的交互作用可能是通过影响植物体内的激素平衡和生理代谢过程来实现的。光照时间可显著改变黄瓜幼苗根、茎、叶中玉米素（ZT）含量和茎中生长素（IAA）含量，而不同光质也会对这些激素的合成和分布产生影响。当补光时长和光质同时变化时，可能会进一步改变激素的平衡，从而对子叶相关指标产生复杂的交互影响。3.3.2对节间长度的影响节间长度是衡量黄瓜幼苗形态和生长状况的重要指标之一，它反映了幼苗茎部的伸长程度和生长态势。夜间延时补光对黄瓜幼苗节间长度产生了显著影响，不同的补光时长和光质处理使得节间长度呈现出不同的变化趋势。随着补光时长的增加，黄瓜幼苗节间长度呈现出先增加后减少的趋势。补光2小时处理组的节间长度略长于对照组，但差异不显著；补光4小时处理组的节间长度达到最大值，显著长于对照组和补光2小时处理组；当补光时长增加到6小时时，节间长度反而有所缩短，与补光4小时处理组相比差异显著。这表明适度的补光时长能够促进节间的伸长，而过长的补光时长可能会对节间伸长产生抑制作用。光照时间可显著改变黄瓜幼苗根、茎、叶中玉米素（ZT）含量和茎中生长素（IAA）含量，进而调节黄瓜幼苗形态发育。补光时长的变化可能会影响这些激素的含量和分布，从而对节间长度产生不同的影响。在适度补光时长下，可能会促进生长素等激素的合成和运输，刺激细胞伸长，导致节间长度增加。当补光时长过长时，可能会打破激素的平衡，抑制细胞伸长，使得节间长度缩短。[此处插入图15：不同补光时长下黄瓜幼苗节间长度变化]不同光质对黄瓜幼苗节间长度的影响也较为明显。随着蓝光比例的增加，节间长度呈现出逐渐缩短的趋势。R∶B为10∶0（纯红光）处理组的节间长度最长，显著长于其他光质处理组；R∶B为9∶1处理组的节间长度次之，但也明显长于R∶B为8∶2和7∶3处理组；R∶B为7∶3处理组的节间长度最短。这表明蓝光对黄瓜幼苗节间伸长具有明显的抑制作用，而红光则促进节间伸长。蓝光是植物正常生长发育的关键光谱，作用于蓝光受体可调节植物的生长发育，抑制下胚轴的伸长，也对节间伸长有抑制作用。在本试验中，随着蓝光比例的增加，黄瓜幼苗节间长度的缩短进一步验证了这一结论。红光主要被光敏色素吸收，蓝光则被隐花色素和向光素吸收。不同光质激活不同的光受体，进而引发不同的信号传导途径，最终导致对节间长度的不同调控作用。蓝光激活隐花色素后，可能通过抑制生长素的极性运输，从而抑制节间的伸长；而红光激活光敏色素后，可能促进细胞伸长相关基因的表达，进而促进节间伸长。[此处插入图16：不同补光光质下黄瓜幼苗节间长度变化]补光时长和光质对黄瓜幼苗节间长度存在显著的交互作用。在补光2小时的情况下，不同光质处理对节间长度的影响相对较小，各光质处理组之间差异不显著。随着补光时长增加到4小时，光质对节间长度的影响逐渐显现。R∶B为10∶0处理组的节间长度在补光4小时时显著长于其他光质处理组；而R∶B为7∶3处理组的节间长度相对较短。当补光时长达到6小时时，各光质处理组的节间长度变化趋势又有所不同。R∶B为7∶3处理组的节间长度在补光6小时时相对较为稳定，与其他光质处理组相比差异不显著。补光时长和光质的交互作用可能是通过影响植物体内的生理代谢过程来实现的。光照时间和光质的变化可能会改变植物体内激素的平衡和信号传导途径，从而对节间长度产生复杂的交互影响。在补光4小时且R∶B为10∶0的处理下，可能使得黄瓜幼苗体内的生长素含量较高，促进节间伸长；而在补光4小时且R∶B为7∶3的处理下，蓝光和红光的协同作用可能抑制了生长素的作用，使得节间长度相对较短。3.3.3对整体形态的综合影响夜间延时补光对黄瓜幼苗整体形态的塑造作用显著，通过对下胚轴长度、株高、茎粗、叶面积、子叶相关指标以及节间长度等多个形态指标的影响，改变了黄瓜幼苗的生长态势和外观形态。从整体上看，适度的补光时长和适宜的光质组合能够促进黄瓜幼苗的健壮生长，塑造良好的形态。在补光时长方面，补光4小时在多个形态指标上表现出较好的促进效果。补光4小时处理组的下胚轴长度、株高、茎粗、叶面积、子叶长、宽和面积等指标相对较大，且节间长度在促进伸长的同时又不至于过长，使得幼苗整体形态较为协调。这表明补光4小时能够在一定程度上满足黄瓜幼苗对光照的需求，促进细胞的分裂和伸长，从而有利于幼苗的生长和形态建成。在光质方面，红蓝混合光（R∶B为8∶2和7∶3）对黄瓜幼苗整体形态的塑造作用较为明显。在这两种光质处理下，黄瓜幼苗的茎粗、叶面积、子叶相关指标等表现出优势，同时能够有效抑制下胚轴和节间的过度伸长，使幼苗更加健壮。蓝光和红光的协同作用能够调节植物体内的激素平衡和生理代谢过程，促进光合作用和物质积累，为幼苗的生长提供充足的能量和物质基础，从而有利于塑造良好的整体形态。补光时长和光质的交互作用也对黄瓜幼苗整体形态产生了重要影响。不同的补光时长和光质组合处理下，黄瓜幼苗的形态表现出差异。在补光4小时且R∶B为8∶2的处理下，幼苗的茎粗和株高相对较大，下胚轴和节间长度适中，叶面积和子叶面积也较大，整体形态较为理想。而在其他补光时长和光质组合下，可能会出现某些形态指标不协调的情况，如节间过长或茎粗不足等。补光时长和光质的交互作用通过影响植物体内的生理过程，如激素合成、信号传导和光合作用等，来改变幼苗的形态建成，从而对整体形态产生复杂的影响。夜间延时补光通过对多个形态指标的综合影响，能够有效地调控黄瓜幼苗的整体形态。在实际生产中，可根据黄瓜幼苗的生长需求，合理选择补光时长和光质，以促进黄瓜幼苗的健壮生长，提高幼苗质量。四、夜间延时补光对黄瓜幼苗生理特性的影响4.1对叶绿素含量的影响4.1.1补光时长与叶绿素含量关系叶绿素作为植物光合作用的关键色素，其含量变化对黄瓜幼苗的光合能力和生长态势有着深远影响。在本试验中，研究了不同补光时长对黄瓜幼苗叶绿素含量的影响，发现随着补光时长的增加，黄瓜幼苗叶片中的叶绿素含量呈现出先上升后下降的趋势。补光2小时处理组的叶绿素含量与对照组相比略有增加，但差异不显著；补光4小时处理组的叶绿素含量显著高于对照组和补光2小时处理组，达到最大值；然而，当补光时长延长至6小时时，叶绿素含量有所降低，虽仍高于对照组，但与补光4小时处理组相比差异显著。这表明适度的补光时长能够促进黄瓜幼苗叶绿素的合成，增加叶绿素含量。补光时长过长可能会对叶绿素的合成或稳定性产生负面影响，导致叶绿素含量下降。[此处插入图17：不同补光时长下黄瓜幼苗叶绿素含量变化]植物中叶绿素的合成和分解处于一个动态平衡中，叶片光照后，才能顺利地合成叶绿素，但形成叶绿素所要求光照强度相对较低，过弱也不利于叶绿素的生物合成。在夜间补光过程中，适当的补光时长可能为叶绿素的合成提供了必要的光照条件，促进了叶绿素的合成。当补光时长过长时，可能会打破这种平衡，导致叶绿素的分解加快或合成受到抑制。长时间的光照可能会引发光氧化作用，使叶绿素受到破坏，从而降低叶绿素含量。光照时间可显著改变黄瓜幼苗根、茎、叶中玉米素（ZT）含量和茎中生长素（IAA）含量。补光时长的变化可能通过影响这些激素的含量和分布，间接影响叶绿素的合成和代谢。适当的补光时长可能会调节激素平衡，促进叶绿素的合成；而补光时长过长可能会扰乱激素平衡，对叶绿素的合成和稳定性产生不利影响。4.1.2光质对叶绿素合成的影响不同光质对黄瓜幼苗叶绿素合成的影响存在明显差异，这反映了光质在调节植物光合色素合成过程中的重要作用。在本试验设置的4种不同红蓝光质比例（R∶B比值分别为7∶3、8∶2、9∶1和10∶0）的LED光源处理下，黄瓜幼苗叶片中叶绿素a、叶绿素b含量以及叶绿素a/b比值发生了不同的变化。随着蓝光比例的增加，叶绿素a和叶绿素b含量均呈现出先增加后减少的趋势。R∶B为8∶2处理组的叶绿素a和叶绿素b含量最高，显著高于其他光质处理组；R∶B为7∶3处理组的叶绿素a和叶绿素b含量次之，与R∶B为8∶2处理组差异不显著，但显著高于R∶B为9∶1和10∶0处理组；R∶B为10∶0（纯红光）处理组的叶绿素a和叶绿素b含量相对较低。这表明红蓝混合光（R∶B为8∶2和7∶3）更有利于促进黄瓜幼苗叶绿素的合成。蓝光是植物正常生长发育的关键光谱，与红光协同作用，能够调节植物的生长发育。在红蓝混合光中，适量的蓝光能够促进叶绿素的合成，可能是通过激活相关基因的表达，提高叶绿素合成酶的活性，从而增加叶绿素的含量。而纯红光处理可能无法提供足够的信号刺激叶绿素的合成，导致叶绿素含量相对较低。[此处插入图18：不同补光光质下黄瓜幼苗叶绿素a含量变化][此处插入图19：不同补光光质下黄瓜幼苗叶绿素b含量变化][此处插入图19：不同补光光质下黄瓜幼苗叶绿素b含量变化]在叶绿素a/b比值方面，随着蓝光比例的增加，该比值呈现出逐渐降低的趋势。R∶B为10∶0处理组的叶绿素a/b比值最高，显著高于其他光质处理组；R∶B为9∶1处理组的叶绿素a/b比值次之，但也明显高于R∶B为8∶2和7∶3处理组；R∶B为7∶3处理组的叶绿素a/b比值最低。叶绿素a和叶绿素b在光合作用中具有不同的功能，叶绿素a主要参与光化学反应，叶绿素b则主要参与光能的吸收和传递。蓝光比例的增加导致叶绿素a/b比值降低，说明蓝光可能更有利于叶绿素b的合成，从而改变了叶绿素a和叶绿素b的相对比例。在弱光条件下，叶绿素b的相对含量增高有利于对弱光的利用。在本试验中，蓝光比例较高的光质处理下，叶绿素b含量相对增加，可能是黄瓜幼苗对光质变化的一种适应性反应，有助于提高其在该光质条件下的光合效率。4.1.3影响机制探讨夜间延时补光对黄瓜幼苗叶绿素含量的影响是一个复杂的生理过程，涉及到多个生理机制的相互作用。从光合作用角度来看，光照是叶绿素合成的必需条件，不同的补光时长和光质通过影响光合作用的光反应和暗反应过程，进而影响叶绿素的合成和分解。在光反应中，叶绿素吸收光能并将其转化为化学能，为暗反应提供能量和还原剂。适当的补光时长和光质能够提高光反应的效率，促进ATP和NADPH的产生，为叶绿素的合成提供充足的能量和物质基础。补光4小时且R∶B为8∶2的处理组，可能使得光反应过程中的光能吸收和转化效率较高，从而促进了叶绿素的合成。而补光时长过长或光质不适宜，可能会导致光反应受到抑制，影响叶绿素的合成。长时间的补光可能会引发光氧化作用，使叶绿素受到破坏，降低叶绿素含量。[此处插入图20：光合作用过程示意图，展示光反应和暗反应与叶绿素的关系]补光还可能通过影响植物体内的激素平衡来调节叶绿素的含量。光照时间可显著改变黄瓜幼苗根、茎、叶中玉米素（ZT）含量和茎中生长素（IAA）含量。这些激素在植物的生长发育过程中起着重要的调节作用，也可能参与了叶绿素合成的调控。适当的补光时长和光质可能会调节激素的合成和分布，从而促进叶绿素的合成。补光4小时处理组可能通过调节激素平衡，促进了叶绿素合成相关基因的表达，提高了叶绿素合成酶的活性，进而增加了叶绿素含量。而补光时长过长或光质不适宜，可能会扰乱激素平衡，抑制叶绿素的合成。补光对叶绿素含量的影响还可能与植物的抗氧化系统有关。光照过强或时间过长可能会导致植物体内活性氧（ROS）积累，对叶绿素等光合色素造成氧化损伤。植物通过自身的抗氧化系统来清除ROS，保护光合色素。适当的补光时长和光质可能会激活植物的抗氧化系统，减少ROS对叶绿素的损伤，维持叶绿素的稳定性。而补光时长过长或光质不适宜，可能会使抗氧化系统失衡，导致ROS积累，加速叶绿素的分解。4.2对干鲜质量和壮苗指数的影响4.2.1补光处理对干鲜质量的作用干鲜质量是衡量黄瓜幼苗生长状况和物质积累的重要指标，它直接反映了幼苗在生长过程中对养分的吸收和利用能力，以及植株的生长活力。不同补光时长和光质处理对黄瓜幼苗根、茎、叶的干鲜质量产生了显著影响。随着补光时长的增加，黄瓜幼苗根、茎、叶的干鲜质量均呈现出先增加后减少的趋势。补光2小时处理组的干鲜质量与对照组相比略有增加，但差异不显著；补光4小时处理组的干鲜质量显著高于对照组和补光2小时处理组，达到最大值；当补光时长延长至6小时时，干鲜质量有所降低，虽仍高于对照组，但与补光4小时处理组相比差异显著。这表明适度的补光时长能够促进黄瓜幼苗对养分的吸收和积累，增加干鲜质量。补光时长过长可能会导致植物体内的生理代谢紊乱，影响养分的吸收和利用，从而使干鲜质量下降。光照时间可显著改变黄瓜幼苗根、茎、叶中玉米素（ZT）含量和茎中生长素（IAA）含量。适当的补光时长可能会调节这些激素的含量和分布，促进根系对养分的吸收，以及茎、叶中物质的合成和积累，从而增加干鲜质量。补光时长过长可能会扰乱激素平衡，抑制根系的吸收功能和茎、叶的合成代谢，导致干鲜质量降低。[此处插入图21：不同补光时长下黄瓜幼苗根、茎、叶干鲜质量变化]在不同光质处理下，黄瓜幼苗根、茎、叶的干鲜质量也表现出明显的差异。随着蓝光比例的增加，干鲜质量呈现出先增加后减少的趋势。R∶B为8∶2处理组的干鲜质量最高，显著高于其他光质处理组；R∶B为7∶3处理组的干鲜质量次之，与R∶B为8∶2处理组差异不显著，但显著高于R∶B为9∶1和10∶0处理组；R∶B为10∶0（纯红光）处理组的干鲜质量相对较低。这说明红蓝混合光（R∶B为8∶2和7∶3）更有利于促进黄瓜幼苗干鲜质量的增加。蓝光是植物正常生长发育的关键光谱，与红光协同作用，能够调节植物的生长发育。在红蓝混合光中，适量的蓝光能够促进光合作用和物质合成，增加干鲜质量。而纯红光处理可能无法提供足够的信号刺激植物的生长和物质积累，导致干鲜质量相对较低。[此处插入图22：不同补光光质下黄瓜幼苗根、茎、叶干鲜质量变化]补光时长和光质之间存在显著的交互作用，对黄瓜幼苗根、茎、叶的干鲜质量产生了复杂的影响。在补光2小时的情况下，不同光质处理对干鲜质量的影响相对较小，各光质处理组之间差异不显著。随着补光时长增加到4小时，光质对干鲜质量的影响逐渐显现。R∶B为8∶2处理组的干鲜质量在补光4小时时表现出明显的优势，显著高于其他光质处理组。当补光时长达到6小时时，各光质处理组的干鲜质量变化趋势又有所不同。R∶B为7∶3处理组的干鲜质量在补光6小时时相对较为稳定，与其他光质处理组相比差异不显著。补光时长和光质的交互作用可能是通过影响植物体内的激素平衡、光合作用和物质代谢等生理过程来实现的。光照时间和光质的变化可能会改变植物体内激素的合成和分布，影响光合作用的效率和物质代谢的途径，从而对干鲜质量产生复杂的交互影响。4.2.2对壮苗指数的影响分析壮苗指数是衡量黄瓜幼苗质量和健壮程度的综合指标，它综合考虑了茎粗、株高和全株干质量等多个因素，能够更全面地反映幼苗的生长状况和适应能力。夜间延时补光对黄瓜幼苗壮苗指数的影响显著，不同的补光时长和光质处理使得壮苗指数呈现出不同的变化趋势。随着补光时长的增加，黄瓜幼苗的壮苗指数呈现出先上升后下降的趋势。补光2小时处理组的壮苗指数与对照组相比略有提高，但差异不显著；补光4小时处理组的壮苗指数显著高于对照组和补光2小时处理组，达到最大值；当补光时长延长至6小时时，壮苗指数有所降低，虽仍高于对照组，但与补光4小时处理组相比差异显著。这表明适度的补光时长能够促进黄瓜幼苗的生长和发育，提高壮苗指数，使幼苗更加健壮。补光时长过长可能会对幼苗的生长产生负面影响，降低壮苗指数。光照时间可显著改变黄瓜幼苗根、茎、叶中玉米素（ZT）含量和茎中生长素（IAA）含量。适当的补光时长可能会调节这些激素的含量和分布，促进茎粗的增加、株高的合理生长以及干物质的积累，从而提高壮苗指数。补光时长过长可能会扰乱激素平衡，导致茎粗和干物质积累受到抑制，株高生长异常，进而降低壮苗指数。[此处插入图23：不同补光时长下黄瓜幼苗壮苗指数变化]不同光质对黄瓜幼苗壮苗指数的影响也较为明显。随着蓝光比例的增加，壮苗指数呈现出先增加后减少的趋势。R∶B为8∶2处理组的壮苗指数最高，显著高于其他光质处理组；R∶B为7∶3处理组的壮苗指数次之，与R∶B为8∶2处理组差异不显著，但显著高于R∶B为9∶1和10∶0处理组；R∶B为10∶0（纯红光）处理组的壮苗指数相对较低。这说明红蓝混合光（R∶B为8∶2和7∶3）对提高黄瓜幼苗壮苗指数具有明显的促进作用。蓝光是植物正常生长发育的关键光谱，与红光协同作用，能够调节植物的生长发育。在红蓝混合光中，适量的蓝光能够促进茎粗的增加，抑制下胚轴和节间的过度伸长，同时促进干物质的积累，从而提高壮苗指数。而纯红光处理可能无法提供足够的信号刺激植物的健壮生长，导致壮苗指数相对较低。[此处插入图24：不同补光光质下黄瓜幼苗壮苗指数变化]补光时长和光质对黄瓜幼苗壮苗指数存在显著的交互作用。在补光2小时的情况下，不同光质处理对壮苗指数的影响相对较小，各光质处理组之间差异不显著。随着补光时长增加到4小时，光质对壮苗指数的影响逐渐显现。R∶B为8∶2处理组的壮苗指数在补光4小时时表现出明显的优势，显著高于其他光质处理组。当补光时长达到6小时时，各光质处理组的壮苗指数变化趋势又有所不同。R∶B为7∶3处理组的壮苗指数在补光6小时时相对较为稳定，与其他光质处理组相比差异不显著。补光时长和光质的交互作用可能是通过影响植物体内的生理代谢过程来实现的。光照时间和光质的变化可能会改变植物体内激素的平衡和信号传导途径，影响光合作用和物质代谢，从而对壮苗指数产生复杂的交互影响。在补光4小时且R∶B为8∶2的处理下，可能使得黄瓜幼苗体内的激素平衡和生理代谢处于一个较为适宜的状态，促进了茎粗、株高和干物质积累的协调发展，从而提高了壮苗指数。4.2.3与幼苗质量的关联干鲜质量和壮苗指数与黄瓜幼苗质量和后期生长密切相关，它们是衡量黄瓜幼苗质量和预测后期生长表现的重要指标。较高的干鲜质量意味着黄瓜幼苗在生长过程中积累了更多的有机物质和营养成分，这为幼苗的后期生长提供了充足的物质基础。根系干鲜质量的增加表明根系发育良好，能够更好地吸收土壤中的水分和养分，为地上部分的生长提供支持。茎、叶干鲜质量的增加则意味着植株的光合作用和物质合成能力较强，能够制造更多的光合产物，促进植株的生长和发育。在后期生长中，干鲜质量较高的幼苗能够更快地适应环境变化，抵抗病虫害的侵袭，提高成活率和产量。壮苗指数作为一个综合指标，更全面地反映了黄瓜幼苗的质量和健壮程度。壮苗指数高的幼苗，其茎粗较粗，能够提供更强的支撑能力，使植株更加稳固，不易倒伏。株高适中，表明幼苗的生长态势良好，既不过于徒长也不过于矮小。全株干质量较大，说明幼苗积累了较多的干物质，具有较强的生长潜力和抗逆能力。在后期生长中，壮苗指数高的幼苗能够更快地进入生长旺盛期，促进花芽分化和果实发育，提高黄瓜的产量和品质。夜间延时补光通过影响黄瓜幼苗的干鲜质量和壮苗指数，进而对幼苗质量和后期生长产生重要影响。在实际生产中，可根据黄瓜幼苗的生长需求，合理选择补光时长和光质，以提高干鲜质量和壮苗指数，培育出高质量的黄瓜幼苗，为黄瓜的高产优质栽培奠定坚实基础。4.3对根系相关指标的影响4.3.1对根冠比的影响根冠比作为衡量植物地下部分与地上部分生长协调性的关键指标，能够反映植物在不同环境条件下对资源的分配策略。夜间延时补光对黄瓜幼苗根冠比产生了显著影响，不同的补光时长和光质处理使得根冠比呈现出不同的变化趋势。随着补光时长的增加，黄瓜幼苗根冠比呈现出先上升后下降的趋势。补光2小时处理组的根冠比与对照组相比略有增加，但差异不显著；补光4小时处理组的根冠比显著高于对照组和补光2小时处理组，达到最大值；当补光时长延长至6小时时，根冠比有所降低，虽仍高于对照组，但与补光4小时处理组相比差异显著。这表明适度的补光时长能够促进黄瓜幼苗根系的生长，相对增加根系在植株整体中的比重，使根冠比增大。补光时长过长可能会导致地上部分生长过旺，消耗过多的光合产物，从而抑制根系的生长，使根冠比下降。光照时间可显著改变黄瓜幼苗根、茎、叶中玉米素（ZT）含量和茎中生长素（IAA）含量。适当的补光时长可能会调节这些激素的含量和分布，促进根系的生长和发育，从而增加根冠比。补光时长过长可能会扰乱激素平衡，导致地上部分对光合产物的竞争加剧，根系生长受到抑制，根冠比降低。[此处插入图25：不同补光时长下黄瓜幼苗根冠比变化]在不同光质处理下，黄瓜幼苗根冠比也表现出明显的差异。随着蓝光比例的增加，根冠比呈现出先增加后减少的趋势。R∶B为8∶2处理组的根冠比最高，显著高于其他光质处理组；R∶B为7∶3处理组的根冠比次之，与R∶B为8∶2处理组差异不显著，但显著高于R∶B为9∶1和10∶0处理组；R∶B为10∶0（纯红光）处理组的根冠比相对较低。这说明红蓝混合光（R∶B为8∶2和7∶3）更有利于促进黄瓜幼苗根系的生长，提高根冠比。蓝光是植物正常生长发育的关键光谱，与红光协同作用，能够调节植物的生长发育。在红蓝混合光中，适量的蓝光能够促进根系细胞的分裂和伸长，增强根系的生长活力，从而提高根冠比。而纯红光处理可能无法提供足够的信号刺激根系的生长，导致根冠比相对较低。[此处插入图26：不同补光光质下黄瓜幼苗根冠比变化]补光时长和光质之间存在显著的交互作用，对黄瓜幼苗根冠比产生了复杂的影响。在补光2小时的情况下，不同光质处理对根冠比的影响相对较小，各光质处理组之间差异不显著。随着补光时长增加到4小时，光质对根冠比的影响逐渐显现。R∶B为8∶2处理组的根冠比在补光4小时时表现出明显的优势，显著高于其他光质处理组。当补光时长达到6小时时，各光质处理组的根冠比变化趋势又有所不同。R∶B为7∶3处理组的根冠比在补光6小时时相对较为稳定，与其他光质处理组相比差异不显著。补光时长和光质的交互作用可能是通过影响植物体内的激素平衡、光合作用和物质代谢等生理过程来实现的。光照时间和光质的变化可能会改变植物体内激素的合成和分布，影响光合作用的效率和物质代谢的途径，从而对根冠比产生复杂的交互影响。4.3.2对根系分配率的作用根系分配率是指根系干质量占全株干质量的比例，它反映了植物在生长过程中对光合产物在根系中的分配情况，对植物的生长和发育具有重要影响。夜间延时补光对黄瓜幼苗根系分配率产生了显著影响，不同的补光时长和光质处理使得根系分配率呈现出不同的变化趋势。随着补光时长的增加，黄瓜幼苗根系分配率呈现出先上升后下降的趋势。补光2小时处理组的根系分配率与对照组相比略有增加，但差异不显著；补光4小时处理组的根系分配率显著高于对照组和补光2小时处理组，达到最大值；当补光时长延长至6小时时，根系分配率有所降低，虽仍高于对照组，但与补光4小时处理组相比差异显著。这表明适度的补光时长能够促进黄瓜幼苗将更多的光合产物分配到根系中，有利于根系的生长和发育。补光时长过长可能会导致光合产物在地上部分的分配增加，根系分配率下降，不利于根系的生长。光照时间可显著改变黄瓜幼苗根、茎、叶中玉米素（ZT）含量和茎中生长素（IAA）含量。适当的补光时长可能会调节这些激素的含量和分布，促进光合产物向根系的分配，从而提高根系分配率。补光时长过长可能会扰乱激素平衡，使光合产物更多地分配到地上部分，根系分配率降低。[此处插入图27：不同补光时长下黄瓜幼苗根系分配率变化]在不同光质处理下，黄瓜幼苗根系分配率也表现出明显的差异。随着蓝光比例的增加，根系分配率呈现出先增加后减少的趋势。R∶B为8∶2处理组的根系分配率最高，显著高于其他光质处理组；R∶B为7∶3处理组的根系分配率次之，与R∶B为8∶2处理组差异不显著，但显著高于R∶B为9∶1和10∶0处理组；R∶B为10∶0（纯红光）处理组的根系分配率相对较低。这说明红蓝混合光（R∶B为8∶2和7∶3）更有利于促进光合产物向黄瓜幼苗根系的分配，提高根系分配率。蓝光是植物正常生长发育的关键光谱，与红光协同作用，能够调节植物的生长发育。在红蓝混合光中，适量的蓝光能够促进根系对光合产物的吸收和利用，提高根系分配率。而纯红光处理可能无法提供足够的信号刺激根系对光合产物的吸收和分配，导致根系分配率相对较低。[此处插入图28：不同补光光质下黄瓜幼苗根系分配率变化]补光时长和光质之间存在显著的交互作用，对黄瓜幼苗根系分配率产生了复杂的影响。在补光2小时的情况下，不同光质处理对根系分配率的影响相对较小，各光质处理组之间差异不显著。随着补光时长增加到4小时，光质对根系分配率的影响逐渐显现。R∶B为8∶2处理组的根系分配率在补光4小时时表现出明显的优势，显著高于其他光质处理组。当补光时长达到6小时时，各光质处理组的根系分配率变化趋势又有所不同。R∶B为7∶3处理组的根系分配率在补光6小时时相对较为稳定，与其他光质处理组相比差异不显著。补光时长和光质的交互作用可能是通过影响植物体内的激素平衡、光合作用和物质代谢等生理过程来实现的。光照时间和光质的变化可能会改变植物体内激素的合成和分布，影响光合作用的效率和物质代谢的途径，从而对根系分配率产生复杂的交互影响。4.3.3根系发育与地上部分的关系根系作为植物吸收水分和养分的重要器官，其发育状况与地上部分的生长密切相关。夜间延时补光通过影响黄瓜幼苗根系的生长发育，进而对地上部分的生长产生重要影响。适度的补光时长和适宜的光质组合能够促进黄瓜幼苗根系的生长和发育，为地上部分的生长提供充足的水分和养分。补光4小时且R∶B为8∶2的处理组，根系干鲜质量、根冠比和根系分配率相对较高，这表明该处理下根系生长良好，能够更好地吸收土壤中的水分和养分，并将其输送到地上部分。充足的水分和养分供应有利于地上部分茎、叶的生长和发育，使茎粗增加、叶面积增大，光合作用增强，从而为植株的生长提供更多的光合产物，促进地上部分的生长和发育。[此处插入图29：根系与地上部分物质运输示