CN105265290A - Led光源下冰叶日中花的栽培方法 - Google Patents

Led光源下冰叶日中花的栽培方法 Download PDF

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魏灵玲
刘现武
葛一峰
滕云飞
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Abstract

本发明涉及一种LED光源下冰叶日中花的栽培方法，属于药用植物栽培领域。将冰叶日中花种子播种于以蛭石为基质的平盘或穴盘内，浇水使基质完全湿润，置于LED光源植物工厂内的立体栽培架上，喷水使基质保持湿润，植物工厂内温度为20-23℃；种子萌发后对小苗进行光照，喷施营养液进行育苗；当小苗长到二叶一心时分苗，将小苗根系基质清洗干净，用已杀菌的海绵固定种植在植物工厂立体多层水耕栽培系统的定植板上，对小苗进行光照，采用自动循环系统提供营养液供应，进行栽培；播种后60-70天即可采收。冰叶日中花的生长可固定生产周期，实现周年生产，周年供应；安全无农药，不含重金属，可控环境下可提高植株机能性物质的积累。

Description

LED光源下冰叶日中花的栽培方法
技术领域
本发明涉及一种LED光源下冰叶日中花(IcePlant)的栽培方法，尤其涉及冰叶日中花(IcePlant)在植物工厂LED光源下的栽培技术，属于药用植物栽培技术领域。
背景技术
人工光技术是植物工厂技术中最为重要的技术之一，也是区别于其它技术的最主要部分。它不仅直接影响植物的生产，又与运行成本息息相关，研发出光效高又省电的人工光技术是植物工厂能否普及的关键。
目前在生产运用较多的光源通常是钠灯、荧光灯等，但存在使用寿命较短，光效率差的问题，LED光源即发光二极管(Light-EmittingDiode，LED)，LED光源具有节能、环保、单色光、寿命长、使用直流电、低发热量等优点，同时LED的光源可根据不同植物的需要，自由选择红外、红色、橙色、黄色、绿色、蓝色等发光光谱，并对光质比例进行控制，另外LED为冷光源，可实现与作物的近距离照射，因此，LED光源被认为是人工光植物工厂的理想光源。它的应用能够降低密闭植物工厂的能源消耗和运行成本，提高光能利用率和光环境的控制精度，促进人工光植物工厂的应用与推广。
IcePlant(冰叶日中花)(MesembryanthemumcrystallinumL.)为番杏科日中花属植物，原产非洲南部，因其叶上有透明、反光的隆起而得名，且有研究表明其叶子部分同茎部的表层附着着一层控盐细胞，具有保健作用，属一种功能性蔬菜。目前在我国少有种植，在日本、韩国等国家，IcePlant作为一种高附加值美容、保健蔬菜在各大超市内出售。
IcePlant(冰叶日中花)为喜阴凉作物，露地栽培只适合在每年2至5月和8至10月进行，炎热夏季及寒冷冬季都不利于植株生长。
发明内容
本发明的目的在于提供一种在LED灯光下种植IcePlant(冰叶日中花)的栽培方法，LED光源为红光660nm、蓝光450nm且红蓝光灯珠比例R/B为5:2，在一个环境完全高度可控的条件下，实现植物的周年均衡生产与供应。
一种LED光源下冰叶日中花(IcePlant)的栽培方法，包括如下步骤：
(1)将冰叶日中花(IcePlant)种子播种于以蛭石为基质的平盘或穴盘内，浇水使基质完全湿润，置于LED光源植物工厂内的立体栽培架上，喷水使基质保持湿润，植物工厂内温度为20-23℃；
(2)种子萌发后对小苗进行光照，LED光源光照强度为60-100μmol·m-2·s-1，光照时间为10-12h·d-1，喷施营养液进行育苗；
(3)当小苗长到二叶一心时分苗，将小苗根系基质清洗干净，用已杀菌的海绵固定种植在植物工厂立体多层水耕栽培系统的定植板上，对小苗进行光照，LED光源光照强度为100-200μmol·m-2·s-1，光照时间为10-12h·d-1，采用自动循环系统提供营养液供应，进行栽培；
(4)播种后60-70天即可采收。
步骤(2)中，育苗时，温度为20-23℃，相对湿度为65-80％，CO2浓度为400-800μmol·mol-1，气流速度小于1m·s-1，由植物工厂内空气调节系统来控制室内风速，喷施营养液周期为3-4天，EC值在1.5-1.8ms/m。
所述的LED光源为红光660nm、蓝光450nm且红蓝光灯珠比例R/B为5:2。
步骤(3)中，小苗在栽培时，温度为20-23℃，相对湿度为65-80％，CO2浓度为400-800μmol·mol-1，气流速度小于1m·s-1，营养液供应周期为3-5min/4h，EC值在1.8-2.2ms/m。
在采收前一周，将食盐溶于营养液中，食盐的加入浓度为1-1.5g/L，盐分充足有利于机能性物质在叶片内产生。采收时应从外侧叶开始摘取，IcePlant会不断从枝上长出新芽，从而可以随时采食。
采用的营养液中包含：NH4-N：1mmol/L，K：6.4mmol/L，Ca：2.75mmol/L，Mg：1.4mmol/L，NO3-N：11.5mmol/L，P：1.4mmol/L，S：1.4mmol/L，Fe：46.5μmol/L，Mn：10μmol/L，Zn：1.7μmol/L，B：30μmol/L，Cu：0.4μmol/L。
营养液配方可为：硝酸钾：600g，硫酸镁：350g，磷酸二氢钾：60g，磷酸二氢铵：120g，硝酸钙：650g，螯合铁：20g，硫酸铜：0.1g，硼砂：3g，硫酸锰：1.7g，硫酸锌：0.5g。
本发明的优点：
(1)LED光源具有节能、环保、单色光、寿命长、使用直流电、低发热量等优点，同时LED的光源可根据不同植物的需要，自由选择红外、红色、橙色、黄色、绿色、蓝色等发光光谱，并对光质比例进行控制，另外LED为冷光源，可实现与作物的近距离照射，因此，LED光源被认为是人工光植物工厂的理想光源。
本发明采用LED光源为红光660nm、蓝光450nm且红蓝光灯珠比例R/B为5:2。研究表明，光源辐射光谱的波长及其配比(R/B)是影响作物产量及品质最重要的光环境参数之一，即植物生长并不需要可视光中的所有波长，而只是吸收特定波长的光。例如，进行光合作用和开花时，叶绿素的吸收峰值——660nm附近的红色光能促进生长。而形成花蕊时，450nm附近的蓝色光能够促进生长。而一定比例的红蓝光有助于促进植物生长。在本发明中采用R/B为5:2的LED光源与单独使用红光、蓝光和荧光灯在植物生长的各项指标都优于单色光及荧光灯，更有利于植物产量、品质以及药用物质的含量的提高。
(2)IcePlant(冰叶日中花)在密闭环境可控的植物工厂内生长，可固定生产周期，实现周年生产，周年供应；安全无农药，不含重金属，可控环境下可提高植株机能性物质的积累。
(3)IcePlant(冰叶日中花)是一种含有盐分的新型健康蔬菜，其特点是叶子部分同茎部的表层附着着一层像宝石一样晶莹剔透的控盐细胞。其中含有大量的养生肌醇类(抗脂肪肝维生素)物质，胡萝卜素B，矿物质、有机酸等，是一种抗衰老的功能性保健蔬菜。
(4)与露地种植相比，在LED人工光植物工厂内种植，由于气候条件可调节，生长周期为3-4个月，采用立体栽培技术种植面积可提高2-3倍，并可周年生产。而露地栽培只能种植两季，在每年的2-5月和8-10月，在炎热的夏天和寒冷的冬季都不适合栽培，且为单层种植，故在人工光植物工厂内种植产量与露地栽培相比可提高2-3倍。植物工厂内种植的冰叶，种植后期可对营养液盐分含量进行调节，增加植株机能性物质含量，叶部变小、茎部表面大量附着闪闪发亮的控盐细胞，咸味适中，口感松脆。
具体实施方式
本发明在LED光源下冰叶日中花(IcePlant)的栽培方法，包括如下步骤：
1、育苗：将IcePlant种子播种于以蛭石为基质的平盘或穴盘内，浇水使基质完全湿润，置于LED人工光植物工厂内的立体栽培架上，立体栽培架可为4-6层结构，层间距45-50cm，植物工厂内使用中央空调进行温度调节，温度范围在20-23℃，CO2浓度调节采用CO2钢瓶自动调节，在种子未发芽前可不对植物进行补光，适时喷水使基质保持湿润，植物工厂内温度为20-23℃，大约3-5天可发芽。
种子萌发后对小苗进行光照，LED光源为红光660nm、蓝光450nm且红蓝光灯珠比例R/B为5:2，此时，栽培条件是光照强度为60-100μmol·m-2·s-1，光照时间为10-12h·d-1，温度为20-23℃，相对湿度为65-80％，CO2浓度为400-800μmol·mol-1，气流速度小于1m·s-1，喷施营养液周期为3-4天，EC值在1.5-1.8ms/m。
采用的营养液配方中包含：NH4-N：1mmol/L、K：6.4mmol/L、Ca：2.75mmol/L、Mg：1.4mmol/L、NO3-N：11.5mmol/L、P：1.4mmol/L、S：1.4mmol/L、Fe：46.5μmol/L、Mn：10μmol/L、Zn：1.7μmol/L、B：30μmol/L、Cu：0.4μmol/L。
采用的营养液配方为：硝酸钾：600g、硫酸镁：350g、磷酸二氢钾：60g、磷酸二氢铵：120g、硝酸钙：650g、螯合铁：20g、硫酸铜：0.1g、硼砂：3g、硫酸锰：1.7g、硫酸锌：0.5g。
2、分苗和定植：当小苗长到二叶一心时分苗，将小苗根系基质清洗干净，用已杀菌的海绵固定种植在植物工厂立体多层水耕栽培系统的定植板上，定植板孔径为Φ25mm，株行间距分别为15、20cm，此时的栽培条件为光照强度100-200μmol·m-2·s-1，光照时间为10-12h·d-1，温度为20-23℃，相对湿度为65-80％，CO2浓度为400-800μmol·mol-1，气流速度小于1m·s-1，营养液供应采用自动循环系统，供应周期为3-5min/4h，EC值在1.8-2.2ms/m。
采用营养液的配方与上面相同。
3、采收：播种后60-70天即可采收，在采收前十天，将食盐溶于营养液中，加入浓度为1-1.5g/L，盐分充足有利于机能性物质在叶片内产生。采收时应从外侧叶开始摘取，iceplant会不断从枝上长出新芽，因此可以随时采食。
下面为一个利用植物工厂(建设面积12m2，种植面积约28.8m2，采用单层单位种植面积功率为90W的红蓝光LED，LED光源为红光660nm，蓝光450nm且红蓝光源灯珠比例为R/B为5:2，空调制冷量5500W；立体栽培架为四层结构，栽培架层间距为45cm，建设单位为北京中环易达设施园艺科技有限公司)在LED光源下进行冰叶日中花(IcePlant)栽培的具体步骤：
1、育苗：将IcePlant种子播种于以蛭石为基质的平盘或穴盘内，浇水使基质完全湿润，置于LED人工光植物工厂内的立体栽培架上，在种子未发芽前可不对植物进行补光，适时喷水使基质保持湿润，植物工厂内温度为22℃，大约3-5天可发芽。
种子萌发后对小苗进行光照，此时，栽培条件是光照强度为80μmol·m-2·s-1，光照时间为12h·d-1，温度为21℃，相对湿度为70％，CO2浓度为400μmol·mol-1，气流速度小于1m·s-1，喷施营养液周期为3天，EC值在1.5ms/m。
采用的营养液配方中包含：NH4-N：1mmol/L、K：6.4mmol/L、Ca：2.75mmol/L、Mg：1.4mmol/L、NO3-N：11.5mmol/L、P：1.4mmol/L、S：1.4mmol/L、Fe：46.5μmol/L、Mn：10μmol/L、Zn：1.7μmol/L、B：30μmol/L、Cu：0.4μmol/L。
营养液配方为：硝酸钾：600g、硫酸镁：350g、磷酸二氢钾：60g、磷酸二氢铵：120g、硝酸钙：650g、螯合铁：20g、硫酸铜：0.1g、硼砂：3g、硫酸锰：1.7g、硫酸锌：0.5g。
2、分苗和定植：当小苗长到二叶一心时分苗，将小苗根系基质清洗干净，用已杀菌的海绵固定种植在植物工厂立体多层水耕栽培系统的定植板上，定植板孔径为Φ25mm，株行间距分别为15、20cm，此时的栽培条件为光照强度120μmol·m-2·s-1，光照时间为10h·d-1，温度为21℃，相对湿度为65％，CO2浓度为600-800μmol·mol-1，气流速度小于1m·s-1，营养液供应采用自动循环系统，供应周期为5min/4h，EC值在2.0ms/m。
营养液配方为：硝酸钾：600g、硫酸镁：350g、磷酸二氢钾：60g、磷酸二氢铵：120g、硝酸钙：650g、螯合铁：20g、硫酸铜：0.1g、硼砂：3g、硫酸锰：1.7g、硫酸锌：0.5g。
3、采收：播种后65天即可采收，在采收前一周，要将大量食盐溶于营养液中，营养液中含食盐的浓度约为1.5g/L(盐分充足有利于机能性物质在叶片内产生)，采收时应从外侧叶开始摘取，iceplant会不断从枝上长出新芽，因此可以随时采食。
在LED人工光植物工厂内种植冰叶日中花，使用LED光源，单层单位面积功率仅为90W，在相同条件下使用荧光灯，功率由于气候条件可调节，生长周期为3-4个月，单位面积产量约为4.5kg/m2，采用立体栽培技术种植，种植面积可提高2-3倍，产量可达130kg，并可周年生产。而露地栽培只能种植两季，在每年的2-5月和8-10月，在炎热的夏天和寒冷的冬季都不适合栽培，且为单层种植，故在人工光植物工厂内种植产量与露地栽培相比可提高2-3倍。
在品质方面，植物工厂内种植的冰叶，种植后期可对营养液盐分含量进行调节，增加植株机能性物质含量，叶部变小、茎部表面大量附着闪闪发亮的控盐细胞，咸味适中，口感松脆。

Claims (6)

1.一种LED光源下冰叶日中花的栽培方法，包括如下步骤：
(1)将冰叶日中花种子播种于以蛭石为基质的平盘或穴盘内，浇水使基质完全湿润，置于LED光源植物工厂内的立体栽培架上，喷水使基质保持湿润，植物工厂内温度为20-23℃；
(2)种子萌发后对小苗进行光照，LED光源光照强度为60-100μmol·m-2·s-1，光照时间为10-12h·d-1，喷施营养液进行育苗；
(3)当小苗长到二叶一心时分苗，将小苗根系基质清洗干净，用已杀菌的海绵固定种植在植物工厂立体多层水耕栽培系统的定植板上，对小苗进行光照，LED光源光照强度为100-200μmol·m-2·s-1，光照时间为10-12h·d-1，采用自动循环系统提供营养液供应，进行栽培；
(4)播种后60-70天即可采收。
2.根据权利要求1所述的LED光源下冰叶日中花的栽培方法，其特征在于：育苗时，温度为20-23℃，相对湿度为65-80％，CO2浓度为400-800μmol·mol-1，气流速度小于1m·s-1，由植物工厂内空气调节系统来控制室内风速，喷施营养液周期为3-4天，EC值在1.5-1.8ms/m。
3.根据权利要求1所述的LED光源下冰叶日中花的栽培方法，其特征在于：所述的LED光源为红光660nm、蓝光450nm且红蓝光灯珠比例R/B为5:2。
4.根据权利要求1所述的LED光源下冰叶日中花的栽培方法，其特征在于：小苗在栽培时，温度为20-23℃，相对湿度为65-80％，CO2浓度为400-800μmol·mol-1，气流速度小于1m·s-1，营养液供应周期为3-5min/4h，EC值在1.8-2.2ms/m。
5.根据权利要求1所述的LED光源下冰叶日中花的栽培方法，其特征在于：在采收前一周，将食盐溶于营养液中，食盐的浓度为1-1.5g/L。
6.根据权利要求1所述的LED光源下冰叶日中花的栽培方法，其特征在于：采用的营养液中包含：NH4-N：1mmol/L，K：6.4mmol/L，Ca：2.75mmol/L，Mg：1.4mmol/L，NO3-N：11.5mmol/L，P：1.4mmol/L，S：1.4mmol/L，Fe：46.5μmol/L，Mn：10μmol/L，Zn：1.7μmol/L，B：30μmol/L，Cu：0.4μmol/L。
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