CN114190265A - 一种凝胶种植嫩芽菜的方法及凝胶介质的制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明中涉及植株栽培的技术领域，特别是一种凝胶种植嫩芽菜的方法及凝胶介质的制备方法，凝胶介质的制备方法包括：(1)将凝胶粉末溶于冷水中，凝胶悬浮液，(3)再将凝胶悬浮液加入沸水中，搅拌使得凝胶粉完全溶化，定容，再次煮沸，冷却，得到凝胶溶液；(4)将凝胶溶液加入到冷却成模装置中，得到凝胶介质栽培盘，同时火红苗的栽培方法利用凝胶介质进行栽培，在从胚轴伸长期进入到叶片生长期时，提高蓝光的比例，提高火红苗的生长质量。

Description

一种凝胶种植嫩芽菜的方法及凝胶介质的制备方法

技术领域

本发明中涉及植株栽培的技术领域，特别是一种凝胶种植嫩芽菜的方法及凝胶介质的制备方法。

背景技术

火红苗是一种近几年才兴起的芽苗菜，全株呈鲜红色，株型优雅，色泽艳丽，在西餐摆盘中广泛应用，市场需求旺盛，生产潜力巨大。传统的火红苗种植通常采用河沙等无机基质栽培，由于这类基质容重较大，给火红苗生产的搬运和采收带来了很大困难。基质栽培需要消耗大量基质，废弃基质的无公害处理和消毒再利用存在很大难题。近年来，火红苗的营养液栽培不断发展，但都是使用纱布、棉毡、吸水纸等保湿材料，长期湿润导致种子极易发霉。在光照环境下，保湿材料表面会滋生大量绿藻，不仅会与火红苗争夺矿质营养，降低火红苗生长速度和品质，而且采收时易污染商品洁净度，对产量、成本和安全性都将造成严重的影响

传统的营养液栽培为了避免播种介质和营养液污染问题，只能增加栽培管理步骤或更换营养液，费时费工，增加成本。利用凝胶介质水分无法蒸腾上来，同时根系可穿透的特点，不仅可以避免发霉和长藻，而且能保证植株根系正常伸长生长，有效解决了安全卫生问题。目前，现有的凝胶栽培盘的制作方法一般是直接将凝胶溶于冷水中，然后加热溶解，这个过程需要不断搅拌至完全溶化，否则凝胶将在底部沉积粘连，全部过程时间较长；而如果直接将凝胶粉末加入到热水中，表面凝胶粉末遇水快速溶化，阻止内层凝胶粉末吸水，导致凝胶结块，需要很长时间才能完全溶化。

发明内容

为此，需要提供一种凝胶种植嫩芽菜的方法及凝胶介质的制备方法，解决现有凝胶栽培盘凝胶粉末溶解不均匀，耗费时间长，火红苗栽培品质、产量不高的问题。

为实现上述目的，本发明提供了一种凝胶介质的制备方法，采用冷却成模装置进行制备，制备方法包括如下步骤：

(1)将凝胶粉末溶于冷水中，搅拌均匀，形成稳定的凝胶悬浮液；

(2)再将凝胶悬浮液加入沸水中，搅拌使得凝胶粉完全溶化，定容，再次煮沸得到凝胶溶液；

(3)将凝胶溶液加入到冷却成模装置中，凝胶溶液冷却得到凝胶层，得到凝胶介质栽培盘。

再次煮沸后，可以使用风扇加速冷却至40-70℃。

进一步，步骤(1)中，凝胶悬浮液的浓度为20-30％w/v。

进一步，步骤(2)中，加水定容至凝胶液体浓度为0.3-5％w/v。

进一步，所述冷却成模装置包括种植盘、衬底和盛胶模具，所述种植盘的面积大于盛胶模具，步骤(3)中具体包括如下步骤：

(3-1)将衬底铺设在盛胶模具的内底面上，将凝胶溶液加入到盛胶模具内，充分冷却，得到凝胶层；

(3-2)将盛胶模具倒扣在种植盘内，凝胶层铺设到种植盘的表面，揭去衬底材料，得到凝胶介质栽培盘。

进一步，所述衬底为塑料膜、木板或者金属板，所述盛胶模具为金属材质。金属材质的盛胶模具散热性更好，可以加速凝胶凝固，缩短制胶时间。

进一步，所述冷却成模装置包括种植盘、容纳模具和弹性层，所述容纳模具能够容纳种植盘，步骤(3)中具体包括如下步骤：

(3-1)将弹性层铺设在容纳模具的内底面上，将种植盘放置到容纳模具内，对种植盘施加压力使得种植盘挤压弹性层，同时导入凝胶溶液，充分冷却，得到凝胶层；

(3-2)从容纳模具内取出含有凝胶层的种植盘，得到凝胶介质栽培盘。

本方法中，对种植盘放置后，施加压力，使得种植盘和弹性层紧密贴合，避免凝胶溶液从种植孔渗透到种植盘与弹性层的间隙，保证种植盘底部的凝胶可以与模具清晰分离。本方法制备的凝胶介质栽培盘，凝胶能与种植盘完全贴合，减少凝胶浪费损失。

进一步，所述弹性层的材料为软硅胶，所述容纳模具为金属材料，所述种植盘内设有种植孔，种植孔的孔径设置为≤1cm²。种植孔径的限定能够保证种植盘内凝胶在与容纳模具脱离时不破碎。

进一步，所述凝胶介质栽培盘中凝胶层的厚度控制为0.5-3cm。凝胶层厚度的限制既能够避免胶面干燥又能够避免营养液溢出胶面。

一种凝胶种植嫩芽菜的方法，包括如下步骤：

(1)用纱布包裹火红苗种子，置于45-65℃温水中反复揉搓浸泡10-30min，继续用常温水浸种4-8h，过夜晾干备用；

(2)采用上述任一凝胶介质的制备方法制备的凝胶介质栽培盘，将晾干的种子均匀洒播在凝胶层表面；播种后的种植盘放入催芽箱内，维持催芽箱温度为23±3℃、相对湿度90％±10％，催芽时间24-48h，种子露白萌发；

(3)催芽结束后，将凝胶介质栽培盘移入营养液中光照栽培，火红苗进入胚轴伸长期，时间为3-7d，设置光环境参数为：光照强度为50-150μmol·m^-2·s^-1，光照时长为6-12h，光谱组成为：波长400-499nm的光量子数所占比例为19-23％、波长500-599nm的光量子数所占比例为16-19％、波长600-699nm的光量子数所占比例为43-47％、其他波长光量子数所占比例为16-19％；

(4)胚轴伸长期完成后，火红苗进入叶片生长期，时间为4-8d，设置光环境参数为：光照强度为100-250μmol·m^-2·s^-1，光照时长为12-18h，光谱组成为：波长400-499nm的光量子数所占比例为24-38％、波长500-599nm的光量子数所占比例为16-19％、波长600-699nm的光量子数所占比例为28-42％、其他波长光量子数所占比例为16-19％。

(5)火红苗株高5-6cm，在距基部0.5-1cm处进行采收，放入4-16℃，冷库预冷0.5-6h，包装封盒，冷库保存。

进一步，步骤(2)中，播种密度为30000-60000粒/m²。

进一步，胚轴伸长期和叶片生长期中，设置环境参数：开灯期/关灯期温度维持在23±2℃/15±2℃，相对湿度保持在70％±10％，二氧化碳浓度为400±100ppm，营养液pH值控制在6.5±0.5。

进一步，胚轴伸长期中，营养液EC值为1.2±0.2mS/cm，叶片生长期中，营养液EC值升为2.0±0.5mS/cm。

上述技术方案具有以下有益效果：

1.本发明中，相比于传统的用沸水或者冷水溶解，本发明中，凝胶先配置成凝胶悬浮液，再加入到沸水中，凝胶粉末能够完全溶解，不易产生结块或者成沉底粘连，凝胶悬浮液能够在沸水中快速分散溶解，溶解的时间更短，加快凝胶溶液的配置时间，有利于提高凝胶介质栽培盘的制备效率。

2.本发明中使用凝胶介质栽培火红苗，凝胶介质水分无法蒸腾上来，同时根系可穿透的特点保证根系正常生长、避免绿藻滋生，植物根系可穿透凝胶，接触到凝胶下面的营养液，凝胶栽培盘又可隔绝下面的营养液被吸收或蒸腾上来，避免栽培介质长期潮湿导致长藻长霉，保证火红苗产品清洁安全。

3.本发明中，在火红苗从胚轴伸长期进入到叶片生长期的时候，本申请不但没有降低蓝光的比例，反而克服了现有技术的技术偏见，通过提高蓝光的比例，并降低红光的比例，提高了火红苗的色泽品质。

附图说明

图1为实施例1所述的脱模示意图。

图2为实施例1所述的营养液水位示意图。

图3为实施例1所述催芽不同时间火红苗的发芽情况。

图4为实施例2所述的制胶过程示意图。

图5为实施例2所述的营养液水位示意图。

图6为具体实施方式所述播种不同密度火红苗的生长情况。

图7为具体实施方式所述不同光照时间火红苗的生长情况。

附图标记说明：

1、种植盘；2、衬底；3、盛胶模具；4、凝胶；5、营养液水位；6、容纳模具；7、弹性层。

具体实施方式

为详细说明技术方案的技术内容、构造特征、所实现目的及效果，以下结合具体实施例并配合附图详予说明。

实施例1

一种凝胶介质的制备方法，包括如下步骤：

(1)溶胶：操作人员穿戴工作服和手套，保持环境清洁。先将凝胶粉末倒入冷水中搅拌均匀，形成稳定的悬浮液，凝胶悬浮液的浓度20％w/v，再将凝胶悬浮液倒入沸水中，使凝胶粉末完全溶化，加水定容，使凝胶液体浓度为0.3％(w/v)，再次煮沸至凝胶粉末完全溶解，使用风扇强制冷却至40℃，得到凝胶溶液，待用；

(2)制胶：采用冷却成模装置包括种植盘1、衬底2和盛胶模具3进行制备，使用与种植盘大小一致的不锈钢方盘作为盛胶模具3，使用塑料膜作为衬底2，在不锈钢方盘上覆盖塑料膜，将凝胶液体倒入覆盖塑料膜的不锈钢方盘中，确保凝胶高于1cm。使用风扇加速凝胶冷却，触摸不锈钢方盘底面中部，若已冰凉，则凝胶已凝固；

(3)脱模，凝胶凝固后，将种植盘倒置在不锈钢方盘表面，从上至下依次为：种植盘(倒置)-凝胶-塑料膜-不锈钢方盘(正置)-桌面，翻转整套设备，如图1，从上至下依次为：不锈钢方盘(盛胶模具3倒置)-塑料膜(衬底2)-凝胶4-种植盘1(正置)-桌面，取走不锈钢方盘，揭掉塑料膜，凝胶位于种植盘内，制胶完成。

本发明方法与沸水溶解法、冷水溶解法的凝胶溶液的耗时如下表1：

表1.凝胶溶液的制作的耗时

表1中，沸水溶解法和本发明方法凉水的煮沸过程，可以预先准备，所以计时为0min。由表1可知，使用本发明方法配置凝胶溶液花费更少的时间，能够进一步提高凝胶栽培盘的制备效率。

进行植物栽培时，光线可以直接照射到凝胶表面，凝胶4表面水分蒸发量较高，若水位较低，将导致凝胶4干裂，若营养液水位5溢出凝胶4表面，可能导致凝胶表面大量滋生绿藻，经研究使用有一定厚度的凝胶，营养液水位5设置如图2所示。设置营养液水位高于凝胶底部但不高于凝胶顶部。

一种凝胶种植嫩芽菜的方法，采用上述凝胶介质栽培盘进行栽培，包括如下步骤：

(1)种子处理：用纱布包裹种子，置于45℃温水中反复揉搓浸泡30min，取出后用常温水浸种8h，使种子充分吸水，浸泡完成后取出种子，过夜晾干备用。

(2)播种催芽：将晾干的种子均匀洒播在上述凝胶介质栽培盘的凝胶层表面，播种密度为48000粒/m²，将播种后的种植盘放入催芽箱内，维持催芽箱温度为20℃、相对湿度80％，分别催芽24h、36h、48h、60h、72h，火红苗发芽情况如图3所示。催芽24h，火红苗种子刚开始萌发，根系在凝胶表面生长，尚未扎入凝胶；催芽36h，火红苗根系在凝胶表面生长，即将扎入凝胶；催芽48h，火红苗根系已经能够扎入凝胶，此时胚轴伸长至约0.8cm，胚轴较粗壮；催芽60h，根系未见明显生长，但胚轴伸长至约1.4cm，胚轴更加细弱；催芽72h，胚轴继续伸长至约2cm，此时火红苗徒长严重，易倒伏。

(3)胚轴伸长期：此阶段4d。在此阶段火红苗胚轴快速伸长，叶片生长较为缓慢。设置环境参数如下：开灯期/关灯期温度为21℃/13℃，相对湿度为60％，二氧化碳浓度为300ppm。营养液EC值为1.0mS/cm，pH值为6.0，营养液中营养元素组分为硝酸钾含量为780mg/L；磷酸二氢铵含量为180mg/L；硫酸钾含量为330mg/L；乙二胺四乙酸—钠铁含量为30mg/L；四水硝酸钙含量为450mg/L；硫酸镁含量为110mg/L；硼酸含量为2mg/L；一水硫酸锰含量为1.5mg/L；七水硫酸锌含量为0.25mg/L；无水硫酸铜含量为0.13mg/L；四水钼酸铵含量为0.03mg/L。光照强度为50μmol·m^-2·s^-1，光照时长为6h，光谱组成为：波长400-499nm的光量子数所占比例为19％、波长500-599nm的光量子数所占比例为19％、波长600-699nm的光量子数所占比例为43％、其他波长光量子数所占比例为19％。保持营养液水位高于凝胶底部但不高于凝胶顶部。在此阶段，催芽24-48h的火红苗植株矮壮，胚轴呈鲜红色，叶片生长正常；催芽60-72h的火红苗植株细弱，头重脚轻，胚轴呈粉红色至白色，叶片较小或未展叶。

(4)叶片生长期：此阶段5d。在此阶段火红苗进入叶片旺盛生长期，叶片相互遮挡，对矿质营养的需求较大。提高营养液EC值至1.5mS/cm，延长光照时长至12h，增加波长400-499nm(蓝光)的光量子数所占比例至24％。设置环境参数如下：开灯期/关灯期温度为21℃/13℃，相对湿度为60％，二氧化碳浓度为300ppm。营养液EC值为1.5mS/cm，pH值为6.0，营养液中营养元素组分为硝酸钾含量为780mg/L；磷酸二氢铵含量为180mg/L；硫酸钾含量为330mg/L；乙二胺四乙酸—钠铁含量为30mg/L；四水硝酸钙含量为450mg/L；硫酸镁含量为110mg/L；硼酸含量为2mg/L；一水硫酸锰含量为1.5mg/L；七水硫酸锌含量为0.25mg/L；无水硫酸铜含量为0.13mg/L；四水钼酸铵含量为0.03mg/L。光照强度为100μmol·m^-2·s^-1，光照时长为12h，光谱组成为：波长400-499nm的光量子数所占比例为24％、波长500-599nm的光量子数所占比例为16％、波长600-699nm的光量子数所占比例为42％、其他波长光量子数所占比例为18％。此时火红苗根系较长，可以降低水位至凝胶底部以下。在此阶段，催芽24-48h火红苗叶片肥厚，胚轴粗壮，整株呈鲜红色；催芽60-72h火红苗叶片较薄，胚轴细长，整株色泽呈粉红色，胚轴偏白

(5)采收：光下生长9d，火红苗真叶开始萌芽，达到市场销售要求。使用剪刀在距火红苗基部0.5cm处采收。催芽24h的火红苗植株较矮，产量较高，但采收后产品有一部分不能达到市场要求的高度；催芽36h的火红苗植株较矮，产量较高，采收后产品有极少数不能达到市场要求的高度；催芽48h的火红苗植株更高，采收后大多数产品都能达到市场要求，产量较高；催芽60-72h的火红苗色泽偏淡，长势弱，产量低，不符合市场要求。综合考虑，催芽48h的火红苗既能保持良好色泽和产量，又能提高商品率，减少损耗，降低成本，有利于火红苗生产推广。

实施例1中生产的火红苗的产品品质如下表2

(6)储藏，将采收后的火红苗摊开，保持内部空气流通，放入16℃冷库预冷0.5h，包装封盒，冷库保存。

(7)废弃凝胶处理，采收后倒扣种植盘，敲击种植盘背面，使种植盘与凝胶分离。将种植盘冲洗晾干，凝胶属天然多糖类物质，安全无毒，可自然降解。

表2.不同催芽时间火红苗产量和产品品质

实施例2

一种凝胶介质的制备方法，包括如下步骤：

(1)溶胶：操作人员穿戴工作服和手套，保持环境清洁。先将凝胶粉末倒入少量冷水中搅拌均匀，形成稳定的悬浮液，凝胶悬浮液的浓度25％w/v，再将凝胶悬浮液倒入沸水中，使凝胶粉末完全溶化，定容，使凝胶液体浓度为0.6％(w/v)，再次煮沸，使用风扇强制冷却至60℃，得到凝胶溶液，待用；

(2)制胶：如附图4所示，采用冷却成模装置包括种植盘1、容纳模具6和弹性层7进行制备，选用种植孔孔径≤1cm²的种植盘1，使用能完全盛下种植盘1且四周高于种植盘的不锈钢方盒作为容纳模具6，在不锈钢方盒内覆盖有弹性的软硅胶作为弹性层7，在水平桌面放置容纳模具6，将种植盘1放入容纳模具6内，施加压力使两者紧密贴合，附图4中在种植盘上增加一个压紧块进行压紧，倒入凝胶溶液，淹没种植盘0.5cm，使用风扇加速凝胶冷却，触摸不锈钢方盒底面中部，若已冰凉，则凝胶已凝固；

(3)脱模，凝胶冷却凝固后，从容纳模具内取出含有凝胶层的种植盘，检查种植盘是否与凝胶完全贴合，若未完全贴合，可沿未贴合的缝隙再次浇注少量凝胶，封闭缝隙。

如附图5所示，植物栽培进行水位调节时，因凝胶与种植盘四周完全贴合，避免留缝隙，营养液不会溢进到栽培盘里，栽培槽的营养液高度控制就可以更灵活，避免了营养液溢出至凝胶表面导致绿藻滋生，凝胶表面始终能够保持清洁。

一种凝胶种植嫩芽菜的方法，采用上述凝胶介质栽培盘进行栽培，包括如下步骤：

(1)种子处理：用纱布包裹种子，置于55℃温水中反复揉搓浸泡20min，取出后用常温水浸种6h，使种子充分吸水，浸泡完成后取出种子，过夜晾干备用。

(2)播种催芽：将晾干的种子均匀洒播在上述凝胶介质栽培盘的凝胶层表面，播种密度分别为30000、48000、60000粒/m²，将播种后的种植盘放入催芽箱内，维持催芽箱温度为23℃、相对湿度90％，催芽48h。各播种密度的发芽率没有明显区别。

(3)胚轴伸长期：此阶段3d，在此阶段火红苗胚轴快速伸长，叶片生长较为缓慢。设置环境参数如下：开灯期/关灯期温度为23/15℃，相对湿度为70％，二氧化碳浓度为400ppm。营养液EC值为1.2mS/cm，pH值为6.5，营养液中营养元素组分为硝酸钾含量为780mg/L；磷酸二氢铵含量为180mg/L；硫酸钾含量为330mg/L；乙二胺四乙酸—钠铁含量为30mg/L；四水硝酸钙含量为450mg/L；硫酸镁含量为110mg/L；硼酸含量为2mg/L；一水硫酸锰含量为1.5mg/L；七水硫酸锌含量为0.25mg/L；无水硫酸铜含量为0.13mg/L；四水钼酸铵含量为0.03mg/L。光照强度为100μmol·m^-2·s^-1，光照时长为10h，光谱组成为：波长400-499nm的光量子数所占比例为23％、波长500-599nm的光量子数所占比例为16％、波长600-699nm的光量子数所占比例为45％、其他波长光量子数所占比例为16％。保持营养液水位高于凝胶底部。在此阶段，播种密度为60000粒/m²的火红苗株高略高于播种密度为30000、48000粒/m²的火红苗。

(4)叶片生长期：此阶段8d。在此阶段火红苗进入叶片旺盛生长期，叶片相互遮挡，对矿质营养的需求较大。提高营养液EC值至2.0mS/cm，延长光照时长至15h，增加波长400-499nm(蓝光)的光量子数所占比例至38％。设置环境参数如下：开灯期/关灯期温度为23℃/15℃，相对湿度为70％％，二氧化碳浓度为400ppm。营养液EC值为2.0mS/cm，pH值为6.5，营养液中营养元素组分为硝酸钾含量为780mg/L；磷酸二氢铵含量为180mg/L；硫酸钾含量为330mg/L；乙二胺四乙酸—钠铁含量为30mg/L；四水硝酸钙含量为450mg/L；硫酸镁含量为110mg/L；硼酸含量为2mg/L；一水硫酸锰含量为1.5mg/L；七水硫酸锌含量为0.25mg/L；无水硫酸铜含量为0.13mg/L；四水钼酸铵含量为0.03mg/L。光照强度为200μmol·m^-2·s^-1，光照时长为15h，光谱组成为：波长400-499nm的光量子数所占比例为38％、波长500-599nm的光量子数所占比例为18％、波长600-699nm的光量子数所占比例为28％、其他波长光量子数所占比例为16％。此时火红苗根系较长，可以降低水位至凝胶底部以下。生长结果如图6，在此阶段，播种密度为30000粒/m²的火红苗十分粗壮，长势均匀一致，但整体高度较矮；播种密度为48000粒/m²的火红苗长势良好，根系发达，有少量火红苗较矮小；播种密度为60000粒/m²的火红苗植株较高，但小苗比例高，大苗和小苗差异对比明显。

(5)采收：光下生长11d，生长结果如图7所示，火红苗真叶开始萌芽，此时叶片色泽最好，茎秆最粗壮，达到优质产品的要求。使用采收机在距火红苗基部1cm处采收，此时产品高度约4-5cm。对比采收后的产品，播种密度为30000粒/m²的火红苗色泽和长势均符合市场要求，但有一部分产品长度较短。播种密度为48000粒/m²的火红苗产品整体较均匀，色泽和长势符合市场要求；播种密度为60000粒/m²的火红苗中大苗色泽和长势符合市场要求，虽然采收后产量较高，但有大量小苗因相互遮挡长势不佳，不符合产品要求。综合考虑，采用48000粒/m²的播种密度既能保证火红苗色泽和长势符合产品要求，又能获得较高产量，减少产品分级损耗，降低成本。

实施例2中不同播种密度火红苗产量和产品品质如下表3所示，

表3.不同播种密度火红苗产量和产品品质。

(6)储藏，将采收后的火红苗摊开，保持内部空气流通，放入4℃冷库预冷3h，包装封盒，冷库保存。

(7)废弃凝胶处理，采收后倒扣种植盘，敲击种植盘背面，使种植盘与凝胶分离。将种植盘冲洗晾干，凝胶属天然多糖类物质，安全无毒，可自然降解。

实施例3

一种凝胶介质的制备方法，包括如下步骤：

(1)溶胶：操作人员穿戴工作服和手套，保持环境清洁。先将凝胶粉末倒入冷水中搅拌均匀，形成稳定的悬浮液，凝胶悬浮液的浓度30％w/v，再将凝胶悬浮液倒入沸水中，使凝胶粉末完全溶化，定容，使凝胶液体浓度为5％(w/v)，再次煮沸，使用风扇强制冷却至70℃，得到凝胶溶液，待用；

(2)制胶：采用冷却成模装置包括种植盘、容纳模具和弹性层进行制备，选用种植孔孔径≤1cm²的种植盘，使用能完全盛下种植盘且四周高于种植盘的不锈钢方盒作为容纳模具，在不锈钢方盒内覆盖有弹性的软硅胶作为弹性层，在水平桌面放置容纳模具，将种植盘放入容纳模具内，施加压力使两者紧密贴合，倒入凝胶溶液，淹没种植盘3cm，使用风扇加速凝胶冷却，触摸不锈钢方盒底面中部，若已冰凉，则凝胶已凝固；

(3)脱模，凝胶冷却凝固后，从容纳模具内取出含有凝胶层的种植盘，检查种植盘是否与凝胶完全贴合，若未完全贴合，可沿未贴合的缝隙再次浇注少量凝胶，封闭缝隙。

一种凝胶种植嫩芽菜的方法，采用上述凝胶介质栽培盘进行栽培，包括如下步骤：

(1)种子处理：用纱布包裹种子，置于65℃温水中反复揉搓浸泡10min，取出后用常温水浸种4h，使种子充分吸水，浸泡完成后取出种子，过夜晾干备用。

(2)播种催芽：将晾干的种子均匀洒播在上述凝胶介质栽培盘的凝胶层表面，播种密度为48000粒/m²，将播种后的种植盘放入催芽箱内，维持催芽箱温度为26℃、相对湿度100％，催芽48h。

(3)胚轴伸长期，此阶段7d。在此阶段火红苗胚轴快速伸长，叶片生长较为缓慢。设置环境参数如下：开灯期/关灯期温度为25℃/17℃，相对湿度为80％，二氧化碳浓度为500ppm。营养液EC值为1.4mS/cm，pH值为7.0，营养液中营养元素组分为硝酸钾含量为780mg/L；磷酸二氢铵含量为180mg/L；硫酸钾含量为330mg/L；乙二胺四乙酸—钠铁含量为30mg/L；四水硝酸钙含量为450mg/L；硫酸镁含量为110mg/L；硼酸含量为2mg/L；一水硫酸锰含量为1.5mg/L；七水硫酸锌含量为0.25mg/L；无水硫酸铜含量为0.13mg/L；四水钼酸铵含量为0.03mg/L。光照强度为150μmol·m^-2·s^-1，光照时长为12h，光谱组成为：波长400-499nm的光量子数所占比例为20％、波长500-599nm的光量子数所占比例为16.5％、波长600-699nm的光量子数所占比例为47％、其他波长光量子数所占比例为16.5％。保持营养液水位高于凝胶底部。

(4)叶片生长期：此阶段4d。在此阶段火红苗进入叶片旺盛生长期，叶片相互遮挡，对矿质营养的需求较大。调节营养液EC值、光照时长、波长400-499nm(蓝光)的光量子数所占比例如下表所示。设置环境参数如下：开灯期/关灯期温度为25℃/17℃，相对湿度为80％，二氧化碳浓度为500ppm。营养液EC值为1.5、1.75、2.0、2.25、2.5mS/cm，pH值为7.0，营养液中营养元素组分为硝酸钾含量为780mg/L；磷酸二氢铵含量为180mg/L；硫酸钾含量为330mg/L；乙二胺四乙酸—钠铁含量为30mg/L；四水硝酸钙含量为450mg/L；硫酸镁含量为110mg/L；硼酸含量为2mg/L；一水硫酸锰含量为1.5mg/L；七水硫酸锌含量为0.25mg/L；无水硫酸铜含量为0.13mg/L；四水钼酸铵含量为0.03mg/L。光照强度为250μmol·m^-2·s^-1，光照时长为12h、13.5h、15h、、16.5h 18h，光谱组成为：波长400-499nm的光量子数所占比例为24％、33％、38％，波长500-599nm的光量子数所占比例为16％、19％、18％，波长600-699nm的光量子数所占比例为42％、29％、28％，其他波长光量子数所占比例为18％、19％、16％。此时火红苗根系较长，可以降低水位至凝胶底部以下。

不同环境参数和光环境参数的比例如下表4所示。

(5)采收，光下生长11d，火红苗真叶开始萌芽，此时叶片色泽最好，茎秆最粗壮，达到优质产品的要求。使用采收机在距火红苗基部0.7cm处采收，此时产品高度约5-6cm。对比各处理，不同的营养液EC值、光照时长、蓝光比例对火红苗的产量影响不大，但对产品品质影响较大。采用营养液EC值为2.0mS/cm、光照时长13.5h、蓝光比例24％的组合，营养液EC值为1.75mS/cm、光照时长15h、蓝光比例33％的组合或营养液EC值为2.25mS/cm、光照时长16.5h、蓝光比例24-33％的组合均能达到提升产品品质的目的。

(6)储藏，将采收后的火红苗摊开，保持内部空气流通，放入15℃冷库预冷6h，包装封盒，冷库保存

(7)废弃凝胶处理，采收后倒扣种植盘，敲击种植盘背面，使种植盘与凝胶分离。将种植盘冲洗晾干，凝胶属天然多糖类物质，安全无毒，可自然降解。

表4.不同环境参数和光环境参数的比例的火红苗的生长情况。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者终端设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者终端设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括……”或“包含……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者终端设备中还存在另外的要素。此外，在本文中，“大于”、“小于”、“超过”等理解为不包括本数；“以上”、“以下”、“以内”等理解为包括本数。

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 (10)

1.一种凝胶介质的制备方法，其特征在，采用冷却成模装置进行制备，制备方法包括如下步骤：

(1)将凝胶粉末溶于冷水中，搅拌均匀，形成稳定的凝胶悬浮液；

(2)再将凝胶悬浮液加入沸水中，定容，再次煮沸，使得凝胶粉完全溶化，得到凝胶溶液；

(3)将凝胶溶液加入到冷却成模装置中，凝胶溶液冷却得到凝胶层，得到凝胶介质。

2.如权利要求1所述的凝胶介质的制备方法，其特征在，步骤(1)中，凝胶悬浮液的浓度为20-30％w/v。

3.如权利要求1所述的凝胶介质的制备方法，其特征在，步骤(2)中，加水定容至凝胶液体浓度为0.3-5％w/v。

4.如权利要求1所述的凝胶介质的制备方法，其特征在，所述冷却成模装置包括种植盘、衬底和盛胶模具，所述种植盘的面积大于盛胶模具，步骤(3)中具体包括如下步骤：

(3-1)将衬底铺设在盛胶模具的内底面上，将凝胶溶液加入到盛胶模具内，充分冷却，得到凝胶层；

(3-2)将盛胶模具倒扣在种植盘内，凝胶层铺设到种植盘的表面，揭去衬底材料，得到凝胶介质栽培盘。

5.如权利要求1所述的凝胶介质的制备方法，其特征在，所述衬底为塑料膜、木板或者金属板，所述盛胶模具为金属材质。

6.如权利要求1所述的凝胶介质的制备方法，其特征在，所述冷却成模装置包括种植盘、容纳模具和弹性层，所述容纳模具能够容纳种植盘，步骤(3)中具体包括如下步骤：

(3-1)将弹性层铺设在容纳模具的内底面上，将种植盘放置到容纳模具内，对种植盘施加压力使得种植盘挤压弹性层，同时导入凝胶溶液，充分冷却，得到凝胶层；

(3-2)从容纳模具内取出含有凝胶层的种植盘，得到凝胶介质栽培盘。

7.如权利要求6所述的凝胶介质的制备方法，其特征在，所述弹性层的材料为软硅胶，所述容纳模具为金属材料，所述种植盘内设有种植孔，种植孔的孔径设置为≤1cm²。

8.如权利要求1所述的凝胶介质的制备方法，其特征在，所述凝胶介质栽培盘中凝胶层的厚度控制为0.5-3cm。

9.一种凝胶种植嫩芽菜的栽培方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)用纱布包裹火红苗种子，置于45-65℃温水中反复揉搓浸泡10-30min，继续用常温水浸种4-8h，过夜晾干备用；

(2)采用如权利要求1-8任一所述凝胶介质的制备方法制备的凝胶介质，将晾干的种子均匀洒播在凝胶层表面；播种后的种植盘放入催芽箱内，维持催芽箱温度为23±3℃、相对湿度90％±10％，催芽时间24-48h；

(3)催芽结束后，将凝胶介质栽培盘移入营养液中光照栽培，火红苗进入胚轴伸长期，时间为3-7d，设置光环境参数为：光照强度为50-150μmol·m^-2·s^-1，光照时长为6-12h，光谱组成为：波长400-499nm的光量子数所占比例为19-23％、波长500-599nm的光量子数所占比例为16-19％、波长600-699nm的光量子数所占比例为43-47％、其他波长光量子数所占比例为16-19％；

(4)胚轴伸长期完成后，火红苗进入叶片生长期，时间为4-8d，设置光环境参数为：光照强度为100-250μmol·m^-2·s^-1，光照时长为12-18h，光谱组成为：波长400-499nm的光量子数所占比例为24-38％、波长500-599nm的光量子数所占比例为16-19％、波长600-699nm的光量子数所占比例为28-42％、其他波长光量子数所占比例为16-19％；

(5)火红苗株高5-6cm，在距基部0.5-1cm处进行采收，放入4-16℃，冷库预冷0.5-6h，包装封盒，冷库保存。

10.如权利要求9所述的一种凝胶种植嫩芽菜的栽培方法，其特征在于，步骤(2)中，播种密度为30000-60000粒/m²。

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