CN111642262A - 一种控制植物生长的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种控制植物生长的方法，主要通过调整光谱中远红光(700‑780nm)和蓝光(400‑499nm)比例的光量子比例来实现控制植物生长发育。

Description

一种控制植物生长的方法
技术领域
本发明属于植物栽培技术领域，具体涉及一种控制植物生长的方法。
背景技术
光作为植物生长发育过程中的重要环境因子，除了为光合作用提供能量外，还作为一种信号因子，在植物的形态建成和生长发育方面起到重要的调节作用。植物的生长发育不仅受光周期或光强的制约，而且受光质即不同波长的光辐射及它们不同组成比例的影响。
光质指光中影响植物光合作用和光形态建成的波长的组成成分。太阳光中大约有4％的紫外光，52％的红外辐射和44％的可见光(Moore等，2003)。太阳光谱为全光谱，其组成分中的200-400nm紫外线(UV)、400-700nm的可见光(有效光合辐射，PAR)和700-800nm远红光(FR)具有重要的生物学效应，对植物的光形态建成起到调节作用。植物主要通过光受体感受不同波长的光。目前知道的植物的光受体可分为四类：感受红光和远红光的光敏色素，感受UV-A和蓝光的隐花色素和NPH1(向光蛋白1)，还有一个或几个尚未鉴定的UV-B受体。这些光受体感受不同光质，然后通过它们之间的差异调节且相互作用来调控作物的生长发育，主要包含种子萌发、根系生长、茎生长、叶片生长、开花等。蓝光是植物进行光合作用的主要波段之一，同时蓝光对于植物的生长发育，具有重要的调节作用。远红光虽然不能直接作用于光合作用，却作为一种环境信号来调节植物的生长发育进程和代谢，远红光对于植物的两大作用主要表现在植物的避荫作用和开花诱导作用。
目前，已有很多的研究学者开展了光质针对植物生长发育的研究，针对植物生长发育的光质调控主要是调整红蓝光比例(R/B)及红光和远红光比例(R/FR)来实现。通过调整远红光和蓝光比例(FR/B)来调控植物的光形态建成和生长发育未有报道。
发明内容
针对上述现有技术的不足，本发明要解决的技术问题是提供一种控制植物生长的方法，主要通过调整光谱中远红光(700-780nm)和蓝光(400-499nm)比例的光量子比例来实现控制植物生长发育。
本发明采取的具体技术方案是：
一种控制植物生长的方法，在植物生长期间，控制远红光(700-780nm)和蓝光(400-499nm)的光量子比例在0.7-1.5：1。
优选地，栽培光源采用LED人工光。
优选地，在整个光源组成中，远红光(700-780nm)光量子数占比为11-22％，蓝光(400-499nm)的光量子数占比为10-16％。
优选地，所述植物品种选自生菜、小白菜、黄瓜、番茄、甜椒、三色堇。
优选地，定植期间环境条件为昼夜温度21-26℃/18-20℃，湿度为60-70％。
优选地，定植期间，光强为200-600μmol/㎡·s，光周期为7-15h/d。
进一步地，植物栽培介质为传统土壤或无土栽培基质或者营养液。当采用营养液栽培时，可以将幼苗分栽到水培模组上，保持2/3的根系浸泡在营养液中，根据不同的植物采用不同的营养液，例如，生菜营养液采用霍格兰营养液。营养液的EC为1.5-1.8，pH为5.5-7.5，营养液温度为18-22℃，溶氧量为5-6mg/L。同时不同植物品种还包含不同的播种的催芽方法。例如生菜的播种和催芽的方法为：选着籽粒饱满的生菜种子，放到50-55℃温水中浸泡15-20min，后放到25-30℃清水中浸种7-8h。将浸种完的种子播到育苗海绵块里，每穴1粒种子，下面有托盘加纯水，纯水水位高度以海绵下表明齐平，播完后，并用喷壶对种子进行喷施水雾保持表面湿度，后放到22-25℃催芽箱中进行催芽，湿度保持70-80％，每隔12h对种子喷施一次水。
本发明的有益效果是：本发明控制植物生长的方法通过调整光谱中远红光(700-780nm)和蓝光(400-499nm)比例的光量子比例控制在0.7-1.5，既可以促进植物生物量的积累，同时又保证植株形态的协调。
附图说明
图1显示为实施案例1所栽培的优雅生菜形态对比，左为对照组LED灯1，右为试验组LED灯7；
图2显示为实施案例2所栽培的京冠4号青梗菜形态对比，左为对照组LED灯19，右为试验组LED灯12；
图3显示为实施案例5所栽培的角堇花卉形态对比，左为对照例LED灯23，右为实施例LED灯20；
图4为LED灯5的光波峰值示意图；
图5为LED灯6的光波峰值示意图；
图6为LED灯7的光波峰值示意图；
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步地详细说明，但本发明的实施方式不限于此，在不脱离本发明上述技术思想情况下，根据本领域普通技术知识和惯用手段，做出各种替换和变更，均应包括在本发明的范围内。
实施例1
将优雅生菜浸种后，播到海绵方块中，每穴1粒，后放到23℃催芽箱中进行催芽，待种子露白后，移到水培营养液中进行育苗管理，营养液EC值为0.8-1.2mS/cm，pH为6.0-7.0，直至培育到4-5片真叶。挑选整齐一致的，具备4-5片真叶的幼苗移栽定植到定植板上，定植行间距12cm×20cm，并放到营养液槽中进行培养，采用营养液膜水培技术，营养液EC控制在1.5-1.8mS/cm之间，pH为6.0-7.0，同时整个定植期间，营养液温度控制在21℃，溶氧量为5-6mg/L，环境温度条件为白天21℃，夜间为18℃，空气湿度为60-70％，CO2浓度为1000ppm。光源以荧光灯为对照组1，并设置另外4种对照组和6种试验组光谱，光强为250μmol·m-2·s-1，光周期为12h/d，定植栽培21d。按照上述栽培方法对优雅生菜进行培养，以光源参数作为各个试验组和对照组，对各个试验组和对照组中获得的单株鲜重称重，获得植株根上部鲜重，并对品相做出评价。试验结果如表1所示：
表1
Figure BDA0002530459520000041
试验结果表明：与对照组1-5相比，采取试验组1-6光源方案提高了优雅生菜的产量，其中试验组5比对照组1荧光灯提产30.42％，同时还保证了蔬菜的品相。
实施例2
将京冠4号青梗菜浸种后，播到海绵方块中，每穴1粒，后放到23℃催芽箱中进行催芽，待种子露白后，移到水培营养液中进行育苗管理，营养液EC值为0.8-1.2ms/cm，pH为6.0-7.0，直至培育到4-5片真叶。挑选整齐一致的，具备4-5片真叶的幼苗移栽定植到定植板上，定植行间距12cm×20cm，并放到营养液槽中进行培养，采用营养液膜水培技术，营养液EC控制在1.5-1.8mS/cm之间，pH为6.0-7.0，同时整个定植期间，营养液温度控制在21℃，溶氧量为5-6mg/L，环境温度条件为白天21℃，夜间为18℃，空气湿度为60-70％，CO2浓度为1000ppm。光源以荧光灯为对照组1，并设置另外4种对照组和5种试验组光谱，光强为250μmol·m-2·s-1，光周期为12h/d，定植栽培17d。按照上述栽培方法对京冠4号青梗菜进行培养，以光源参数作为各个试验组和对照组，对各个试验组和对照组中获得的青梗菜的单株鲜重称重，并对整株形态松散程度品相指标进行评价。试验结果如表2所示：
表2
Figure BDA0002530459520000051
试验结果表明：与对照组1-5相比，采取试验组1-5光源方案提高了京冠4号青梗菜的产量，其中试验组1比对照组1荧光灯提产29.58％，同时还保证了蔬菜的品相。
实施例3
选择籽粒饱满的金华星甜椒种子，放到55℃温水中温汤浸种10min，后放到30℃清水中浸种8h。用纱布包裹着，放到30℃恒温箱中进行催芽，待种子露白后，将种子播到育苗海绵块中，每穴1粒种子，播完后，进行育苗期管理，营养液EC值为0.8-1.2mS/cm，pH为6.0-7.0，直至培育到5-6片真叶。将甜椒幼苗分栽到水培模组上，定植密度8株/㎡，保持2/3的根系浸泡在营养液中，营养液的EC为2.2，pH为6.0-7.0，营养液温度为22℃，溶氧量为6mg/L，环境温度条件为白天26℃，夜间18℃，空气湿度为60-70％，CO2浓度为1000ppm。光源以荧光灯为对照组1，并设置另外4种对照组和4种试验组光谱，光强为500μmol·m-2·s-1，光周期为12h/d，定植栽培110d。按照上述栽培方法对金华星甜椒进行培养，以光源参数作为各个试验组和对照组，对各个试验组和对照组中获得的甜椒单位面积产量，并采集植株株高数据。试验结果如表3所示：
表3
Figure BDA0002530459520000061
Figure BDA0002530459520000071
试验结果表明：与对照组1-5相比，采取试验组1-4光源方案提高了金华星甜椒的产量，其中试验组4比对照组1荧光灯提产26.50％，同时4个试验组下的甜椒整个植株高度控制在较合适水平，有利于实现甜椒植物工厂多层种植。
实施例4
选择籽粒饱满的83-16水果黄瓜种子，放到55℃温水中温汤浸种10min，后放到30℃清水中浸种8h。用纱布包裹着，放到30℃恒温箱中进行催芽，待种子露白后，将种子播到育苗海绵块中，每穴1粒种子，播完后，进行育苗期管理，营养液EC值为0.8-1.2mS/cm，pH为6.0-7.0，直至培育到5-6片真叶。将黄瓜幼苗分栽到水培模组上，定植密度8株/㎡，保持2/3的根系浸泡在营养液中，营养液的EC为2.2，pH为6.0-7.0，营养液温度为22℃，溶氧量为6mg/L，环境温度条件为白天26℃，夜间18℃，空气湿度为60-70％，CO2浓度为1000ppm。光源以荧光灯为对照组1，并设置另外4种对照组和4种试验组光谱，光强为500μmol·m-2·s-1，光周期为14h/d，定植栽培60d。按照上述栽培方法对83-16水果黄瓜进行培养，以光源参数作为各个试验组和对照组，对各个试验组和对照组中获得的水果黄瓜单位面积产量，并统计黄瓜植株节间长度。试验结果如表4所示：
表4
Figure BDA0002530459520000081
试验结果表明：与对照组1-5相比，采取试验组1-4光源方案提高了83-16水果黄瓜的产量，其中试验组4比对照组1荧光灯提产29.41％，同时4个试验组处理下的黄瓜的节间长度控制在较合适水平。
实施例5
选择籽粒饱满的角堇花卉种子，常温浸种5h后，播到用RO水浸湿的海绵方块中，每穴1粒，然后置于23℃催芽箱中催芽，待种子露白后，进行育苗期管理，营养液EC值为0.8-1.2mS/cm，pH为6.0-7.0，直至培育到5片真叶。挑选整齐一致的幼苗定植到定植板上，定植行间距为15cm×20cm，然后放至营养液槽中进行培养，整个定植期间营养液EC控制在1.4-1.8mS/cm之间，pH为6.0-7.0，营养液温度控制在21℃，溶氧量为5-6mg/L，环境温度条件为白天21℃，夜间为18℃，空气湿度为60-70％，CO2浓度为1000ppm。光源以荧光灯为对照例1，并设置另外4种对照例和4种实施例光谱，光强为250μmol·m-2·s-1，光周期为12h/d，定植栽培30d。按照上述栽培方法对角堇花卉进行培养，以光源参数作为各个试验组和对照组，对各个试验组和对照组中获得的角堇开花数量，并统计角堇植株节间长度。试验结果如表5所示：
表5
Figure BDA0002530459520000091
试验结果表明：与对照组1-5相比，采取试验组1-4光源方案提高了角堇的花卉开花量，同时还保持了植株形态的紧凑性，其中试验组4比对照组1荧光灯提产40.48％。
尽管已经对上述各实施例进行了描述，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例做出另外的变更和修改，所以以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利保护范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围之内。

Claims (6)

1.一种控制植物生长的方法,其特征在于，在植物生长期间，控制远红光(700-780nm)和蓝光(400-499nm)的光量子比例在0.7-1.5：1。
2.根据权利要求1所述的控制植物生长的方法，其特征在于，栽培光源采用LED人工光。
3.根据权利要求1或2所述的控制植物生长的方法，其特征在于，在整个光源组成中，远红光(700-780nm)光量子数占比为11-22％，蓝光(400-499nm)的光量子数占比为10-16％。
4.根据权利要求1或2所述的控制植物生长的方法，其特征在于，所述植物品种选自生菜、小白菜、黄瓜、番茄、甜椒、三色堇。
5.根据权利要求1或2所述的控制植物生长的方法，其特征在于，定植期间环境条件为昼夜温度21-26℃/18-20℃，湿度为60-70％。
6.根据权利要求1或2所述的控制植物生长的方法，其特征在于，定植期间，光强为200-600μmol/㎡·s，光周期为7-15h/d。
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