CN103109702A - 利用光谱调控水稻秧苗生长的方法及育秧光谱调节装置和设备 - Google Patents

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本发明提供了一种利用光谱调控水稻秧苗生长的方法。本发明采用以下技术方案：它在秧田的两侧和/或上方布置发光二极管，使秧苗的侧面和顶部均能被发光二极管所照射；发光二极管中具有红色发光二极管和蓝色发光二极管，均在秧田的侧面和/或上方有布置，在水稻育秧阶段，控制红色发光二极管和蓝色发光二极管的照明，调节秧苗生长，使秧苗生长健壮，培育壮秧。本发明采用LED作为光源进行补充照明调控水稻秧苗生长，克服采用普通的光源能量消耗巨大的问题；采用LED作为光源，利用LED具有可被制成能发出单一光特性，选择有针对性的适合水稻秧苗生长所需光谱段的发光二极管作为光源，在降低能源消耗的同时使光源的利用率也起到了根本上的提高。

Description

利用光谱调控水稻秧苗生长的方法及育秧光谱调节装置和设备
技术领域
本发明涉及水稻种植技术，具体为一种水稻秧苗生长调控的方法及装置和设备。
背景技术
随着社会经济发展，水稻机械化插秧正在成为我国水稻种植的主要方式。特别是配合水稻机插秧技术发展和应用，大棚育秧和温室育秧设施为核心的工厂化育秧中心快速发展，提高水稻机插秧规模化经营、社会化服务的水平、集中供秧能力、水稻育秧的标准化水平和水稻种植效率，降低传统农民分散育秧存在的风险。
水稻机插的标准秧苗要求一般苗高12-18厘米，叶龄2.5-4.0叶，秧苗矮壮、根系发达。大棚育秧和温室育秧，育成的秧苗株高过高、细长，特别是种晚稻秧苗素质更差，严重影响机插效果，产量不高不稳。以往，大棚育秧、温室育秧利用施肥、水分管理和喷施生长调节剂的化控的方式来进行育秧调控，如多效唑等降低稻苗内源生长素的水平，明显减弱稻苗顶端生长优势，促进矮壮。但不同水稻品种对多效唑的敏感性有差异，多效唑使用量过小时秧苗控高效果不好，而使用过量则易使秧苗生长受到过度抑制，影响后期生长。另外，多效唑在土壤中的残留时间很长，连年使用会使多效唑在农田土壤中累积，容易对后茬作物产生不良的抑制作用。
大棚育秧和温室育秧由于光照不足，易出现秧苗徒长，采用普通光源能源消耗巨大，也无法控制秧苗的生长。
发明内容
本发明首先所要解决的技术问题是提供一种利用光谱调控水稻秧苗生长的方法，以实现低成本、对环境无不利影响的育秧调控，从而有效控制水稻秧苗的株高和形态，达到水稻机插秧苗标准。为此，本发明采用以下技术方案：它在秧田的两侧和/或上方布置发光二极管，使秧苗的侧面和顶部均能被发光二极管所照射；发光二极管中具有红色发光二极管和蓝色发光二极管，均在秧田的侧面和/或上方有布置，在水稻育秧阶段，控制红色发光二极管和蓝色发光二极管的照明，调节秧苗生长，使秧苗生长健壮，培育壮秧。
在采用上述技术方案的基础上，本发明还可采用以下进一步的技术方案：
水稻种子出苗后，定时开启发光二极管照明，至秧苗主茎叶片达3-4叶，利用红色发光二极管和蓝色发光二极管的波长不同对秧苗生长进行调节。
发光二极管的照射光强在100-500μmol/m2·s。
发光二极管距秧苗的距离为20-50cm。
本发明另一个所要解决的技术问题是提供一种实现上述方法的育秧光谱调节装置。为此，本发明采用以下技术方案：它包括安装架，安装架具有对应秧田上方的部分和/或对应秧田两侧的部分，所述安装架上设置有发光二极管，发光二极管中具有红色发光二极管和蓝色发光二极管，在对应秧田上方的安装架部分和/或对应秧田两侧的安装架部分上均设有红色发光二极管和蓝色发光二极管，所述发光二极管由控制装置控制，以控制发光二极管中红色发光二极管和蓝色发光二极管的发光数量和发光时间。
在采用上述技术方案的基础上，本发明还可采用以下进一步的技术方案：
发光二极管距秧苗的距离为20-50cm。
灯组板单元的光强在100-500μmol/m2·s。
本发明再一个所要解决的技术问题是提供一种实现上述方法的育秧光谱调节设备。为此，本发明采用以下技术方案：它包括多个上述的育秧光谱调节装置，各育秧光谱调节装置沿秧田的长度方向排列设置，相邻育秧光谱调节装置之间存在供阳光透进的间隔；育秧光谱调节装置由各自的控制器控制其发光二极管中红色发光二极管和蓝色发光二极管的发光数量和发光时间；或者，所有的育秧光谱调节装置由统一的控制器控制发光二极管中红色发光二极管和蓝色发光二极管的发光数量和发光时间；或者，所有的育秧光谱调节装置被分成若干组，各组的育秧光谱调节装置由统一的控制器控制组内的发光二极管中红色发光二极管和蓝色发光二极管的发光数量和发光时间。
由于采用本发明的技术方案，本发明采用LED作为光源进行补充照明调控水稻秧苗生长，从能源消耗上，克服了采用普通的光源能量消耗巨大的问题，相较于普通光源，使本发明所提供的方法和设备具有了实际的应用意义；从光谱运用角度，普通光源多为全光谱形式，光源利用率低，而本发明采用LED作为光源，利用LED具有可被制成能发出单一光的特性，选择有针对性的适合水稻秧苗生长所需光谱段的发光二极管作为光源，使得在降低能源消耗的同时使光源的利用率也起到了根本上的提高。综上，本发明具有以下有益效果：
1）、经研究利用红光促进秧苗生长，而利用蓝光控制秧苗的高度，合理地搭配红蓝光可调配作物的生长高度。
2）、配置了红色发光二极管和蓝色发光二极管作为补充光源，能有针对性地适合秧苗水稻生长；并且，本发明只需要调节红蓝LED光源配比、控制红蓝LED光源的光照时间就可以达到控制秧苗生长的目的，操作简单且效果易观察，可根据当地环境、日照、秧苗生长状况随时调整；
3）、LED灯光源相对于传统的荧光灯相比，荧光灯生物效能很低，其光辐射无法被水稻秧苗高效吸收利用，产生热能从而导致育秧环境温度升高，容易造成能源浪费，而LED灯源系统发热少。利用LED光谱调控水稻秧苗生长是一种既能有效调控水稻秧苗生长，又能为水稻秧苗生长补光，且操作简易，达到水稻机插的壮秧标准的方法。
附图说明
图1是本发明所提供的育秧光谱调控装置的示意图。
图2是本发明所提供的育秧光谱调控设备对水稻秧苗补光的示意图。
图3是本发明所提供的育秧光谱调控设备的示意图。
具体实施方式
如图1所示，本发明所提供的育秧光谱调节装置20，它包括安装架1，安装架1具有对应秧田上方的部分11和对应秧田两侧的部分12、13，所述安装架沿秧田100的长度方向布置，所述安装架上设置有发光二极管，发光二极管中具有红色发光二极管21和蓝色发光二极管22，在对应秧田上方的安装架部分11和对应秧田两侧的安装架部分12、13上均设有红色发光二极管21和蓝色发光二极管22，所述发光二极管由控制装置控制，以控制发光二极管中红色发光二极管和蓝色发光二极管的发光数量和发光时间。
以上发光二级管也可根据需要仅安装在安装架对应秧田上方的部分11或对应秧田两侧的部分12、13上。
所述控制装置可采用常规的单片机、时间控制电路等；控制装置控制红、蓝LED光源的光照时间、开关时机，并进而实现蓝LED光源配比、光谱调节。
发光二极管距秧苗的距离为20-50cm。灯组板单元的光强在100-500μmol/m2·s。
如图3所示，本发明所提供的育秧光谱调节设备，它包括多个上述的育秧光谱调节装置20，各育秧光谱调节装置沿秧田100的长度方向排列设置，相邻育秧光谱调节装置之间存在供阳光透进的间隔；育秧光谱调节装置由各自的控制器控制其发光二极管中红色发光二极管21和蓝色发光二极管22的发光数量和发光时间；或者，所有的育秧光谱调节装置由统一的控制器控制发光二极管中红色发光二极管21和蓝色发光二极管22的发光数量和发光时间；或者，所有的育秧光谱调节装置被分成若干组，各组的育秧光谱调节装置由统一的控制器控制组内的发光二极管中红色发光二极管21和蓝色发光二极管22的发光数量和发光时间。
以下结合图2和3，对本发明作进一步描述。
1、在已播种完成并被放置于秧田中育秧盘上架设安装架1。利用其两侧地脚将其固定在秧田上，使安装架1跨接在育秧盘7上。
2、LED光源安装。将LED灯组板挂接或固接在安装架1的顶部11和左右两侧12、13。或根据需要仅安装在顶部或两侧。
3、将LED灯组板上的红色发光二极管21和蓝色发光二极管22分别与相应的控制装置接通。完成安装。
4、在水稻种子播种出苗后，根据当地的气候和阳光照射情况，开启LED灯光，至秧苗主茎叶片达3-4叶，利用不同波长光源和设定的光照时间定期对秧苗进行近距离（30-40cm）照明，至秧苗主茎叶片达3-4叶；利用红蓝色的波长不同对秧苗生长调节，控制秧苗株高，培育健壮机插秧苗。在水稻秧育秧阶段，利用LED灯光照明，调节秧苗生长，使秧苗生长健壮，培育壮秧。
附图标号3为秧苗。

Claims (8)

1.利用光谱调控水稻秧苗生长的方法，其特征在于：它在秧田的两侧和/或上方布置发光二极管，使秧苗的侧面和顶部均能被发光二极管所照射；
发光二极管中具有红色发光二极管和蓝色发光二极管，均在秧田的侧面和/或上方有布置， 
在水稻育秧阶段，控制红色发光二极管和蓝色发光二极管的照明，调节秧苗生长，使秧苗生长健壮，培育壮秧。
2.如权利要求1所述的利用光谱调控水稻秧苗生长的方法，其特征在于：水稻种子出苗后，定时开启发光二极管照明，至秧苗主茎叶片达3-4叶，利用红色发光二极管和蓝色发光二极管的波长不同对秧苗生长进行调节。
3.如权利要求1所述的利用光谱调控水稻秧苗生长的方法，其特征在于：发光二极管的照射光强在100-500μmol/m2·s。
4.如权利要求1所述的利用光谱调控水稻秧苗生长的方法，其特征在于：发光二极管距秧苗的距离为20-50cm。
5.实现权利要求1所述方法的育秧光谱调控装置，其特征在于它包括安装架，安装架具有对应秧田上方的部分和/或对应秧田两侧的部分，所述安装架上设置有发光二极管，发光二极管中具有红色发光二极管和蓝色发光二极管，在对应秧田上方的安装架部分和/或对应秧田两侧的安装架部分上均设有红色发光二极管和蓝色发光二极管，所述发光二极管由控制装置控制，以控制发光二极管中红色发光二极管和蓝色发光二极管的发光数量和发光时间。
6.如权利要求5所述的育秧光谱调节装置，其特征在于发光二极管距秧苗的距离为20-50cm。
7.如权利要求6所述的育秧光谱调节装置，其特征在于灯组板单元的光强在100-500μmol/m2·s。
8.实现权利要求1所述方法的育秧光谱调节设备，其特征在于它包括多个权利要求5、6或7所述的育秧光谱调节装置，各育秧光谱调节装置沿秧田的长度方向排列设置，相邻育秧光谱调节装置之间存在供阳光透进的间隔；育秧光谱调节装置由各自的控制器控制其发光二极管中红色发光二极管和蓝色发光二极管的发光数量和发光时间；或者，所有的育秧光谱调节装置由统一的控制器控制发光二极管中红色发光二极管和蓝色发光二极管的发光数量和发光时间；或者，所有的育秧光谱调节装置被分成若干组，各组的育秧光谱调节装置由统一的控制器控制组内的发光二极管中红色发光二极管和蓝色发光二极管的发光数量和发光时间。
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