CN107593188A - 一种温室栽培绿叶菜类植物co2饲喂量的确定方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种温室栽培绿叶菜类植物CO2饲喂量的确定方法，包括：步骤一，光合作用测定仪的选择和调试：步骤二，小型人工气候室的准备；步骤三，待测植物的培养和准备；步骤四，CO2恒定室的制作；步骤五，测定设置；步骤六，不同温度下净光合速率的测定；步骤七，不同光照强度下净光合速率的测定；步骤八，不同温度和光照强度组合下净光合速率的测定；步骤九，方程式的拟合；步骤十，应用。本发明通过数据采集、计算机技术应用等方式确定人工饲喂CO2的时间和用量，实现了在生产中及时补充温室中因植物利用消耗的CO2，为提高温室栽培绿叶菜产量提供了科学依据；本发明具有成本低廉、操作简便、效果显著的特点。
Description
技术领域
本发明属于园艺技术领域，具体涉及一种温室栽培的绿叶菜类植物确定CO2饲喂量的确定方法与应用。
背景技术
绿叶菜是一类主要以鲜嫩的绿叶、叶柄和嫩茎为产品的速生蔬菜。这类蔬菜生长期短，对生长环境要求不严格，成本投入低，是各地优先发展的蔬菜。研究显示，绿叶菜含有丰富的胡萝卜素、钙、磷、铁、钾、维生素C、维生素B2以及植物化学物质等多种营养成分，还含有大量叶酸和膳食纤维，是人体补充叶酸和膳食纤维的重要来源。绿叶菜的产量主要是通过营养生长完成的，而植物营养生长的根本途径是光合作用，植物通过光合作用制造营养物质，从而使植物个体不断生长、产量增加。植物的光合作用除了需要足够的光照和水分供应外，环境中的CO2浓度是制约植物光合作用的关键因素。由于温室环境的密闭性，温室中的CO2常常因为植物的消耗不断下降，如果不能及时补充足够的CO2，将造成绿叶菜的产量大幅度下降，因此，在温室绿叶菜类植物的栽培中，CO2饲喂技术受到越来越多的重视。但是，如果不能正确掌握CO2饲喂的时间和浓度，将会造成CO2饲喂盲目且效果差。本发明通过对绿叶菜类植物不同生长时间、不同温度、不同光照条件下CO2饲喂量的测定，结合计算机技术确定绿叶菜类植物温室栽培生产中CO2饲喂量，从而为提高绿叶菜温室栽培产量提供科学依据。
发明内容
针对现有技术存在的上述不足，本发明为了解决温室栽培绿叶菜类植物因CO2浓度下降造成产量下降的问题，通过CO2人工饲喂技术，及时补充绿叶菜需要的CO2，为提高温室栽培绿叶菜产量提供了科学依据。因此提供一种温室栽培绿叶菜类植物 CO2饲喂量的确定方法及应用技术，即一种温室栽培绿叶菜类植物CO2饲喂量的确定方法及应用。
本发明提供一种温室栽培绿叶菜类植物CO2饲喂量的确定方法，所述方法包括如下步骤：
步骤一，光合作用测定仪的选择和调试：选用满足测定植物光合速率、蒸腾速率、呼吸速率、CO2浓度、空气湿度、空气温度、气孔导度、细胞间隙CO2浓度、光量子利用效率、水分利用效率各项指标的光合作用测定仪，其各项参数测定误差小于0.1％，使用前进行调试，确保各项功能正常；
步骤二，小型人工气候室的准备：准备一台容积为5-15m3，可调节温度、光照、CO2浓度和湿度的步入式智能人工气候室；
步骤三，待测植物的培养和准备：在测定前30-60天，在温室中以盆栽的方式培育待测叶菜植物；
步骤四，CO2恒定室的制作：具体步骤包括：选用容积1-3m3的密闭容器，在容器上设置进气孔和出气孔；其中进气孔用于补充容器被消耗的CO2，出气孔用于连接光合仪的进气管；当测定时，将光合仪的进气管与CO2恒定室的出气孔密封连接，通过进气口及时补充恒定室亏缺的CO2；
步骤五，测定设置：将培养待测植物用hoagland全营养液施肥一次，保持盆土相对湿度50-70％，然后选取生长健壮，无病虫害的植株3-5盆放入所述小型人工气候室内；
步骤六，不同温度下净光合速率的测定：在测试条件下，分别测定200、225、 250、275、300、325、350、375、400、425、450、475、500、525、550、575、600ppm 不同浓度下CO2的植物净光合速率值，每个CO2浓度测定3-6次，取平均值，记录最高净光合速率时的CO2浓度值；
步骤七，不同光照强度下净光合速率的测定：在测试条件下，分别测定200、 225、250、275、300、325、350、375、400、425、450、475、500、525、550、575、 600ppm不同浓度下CO2的植物净光合速率，每个CO2浓度测定3-6次，取平均值，记录最高净光合速率时的CO2浓度值；
步骤八，不同温度和光照强度组合下净光合速率的测定：在组合条件下，分别测定200、225、250、275、300、325、350、375、400、425、450、475、500、525、 550、575、600ppm不同浓度下CO2的植物净光合速率，每个CO2浓度测定3-6次，取平均值，记录最高净光合速率时的CO2浓度值；
步骤九，方程式的拟合：分别以温度为自变量、最高净光合速率对应的CO2浓度为因变量；光照强度为自变量、最高净光合速率对应的CO2浓度为因变量；温度和光照强度的组合值为自变量、最高净光合速率对应的CO2浓度为因变量，用office excel拟合两两变量的方程式备用；
步骤十，应用：在该叶菜类植物的温室栽培种中，通过测定温室的温度和光照强度，并调节湿度到对应范围，利用步骤九的方程式计算出该植物需要饲喂的CO2浓度。
优选的，所述步入式智能人工气候室的温度可调范围为1-40℃，光照可调范围 0-2000μ molm-2s-1，CO2浓度可调范围100-1000ppm，相对湿度可调范围40-90％。
优选的，所述培育的条件：容积3-5L的普通花盆，其中栽培基质中各组分按体积比配料；其中各组分及其体积比具体为：珍珠岩：草炭：园土为 1∶0.5-1.5∶1.5-2.5。
优选的，步骤六中，所述测试条件为：将人工气候室温度设置在25℃，相对湿度设置在40-60％，光照强度设置在100-500μ molm-2s-1。
优选的，步骤七中，所述测试条件为：将人工气候室光照强度设置 250μ molm-2s-1，相对湿度设置在40-60％，温度设置在10-35℃。
优选的，步骤八中，所述组合条件为：将不同温度和光照强度两两组合的温度 15-35℃，温度梯度差5℃；光照强度100-500μmolm-2s-1，光照强度梯度差 50μmolm-2s-1。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
(1)本发明涉及的一种温室栽培绿叶菜类植物CO2饲喂量的确定方法及应用，通过数据采集、计算机技术应用等方式确定人工饲喂CO2的时间和用量，实现了在生产中及时补充温室中因植物利用消耗的CO2，为提高温室栽培绿叶菜产量提供了科学依据；
(2)本发明涉及的一种温室栽培绿叶菜类植物CO2饲喂量的确定方法及应用，具有成本低廉、操作简便、效果显著的特点。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。
实施例1
本实施例涉及一种温室栽培绿叶菜类植物CO2饲喂量的确定方法，所述方法包括如下步骤：
(1)光合作用测定仪的选择和调试：选用可以测定植物光合速率、蒸腾速率、呼吸速率、CO2浓度、空气湿度、空气温度、气孔导度、细胞间隙CO2浓度、光量子利用效率、水分利用效率等指标、各项参数测定误差小于0.1％的光合作用测定仪，事先进行调试，确保各项功能正常；
(2)小型人工气候室的准备：准备一台容积在5m3，可以调节温度、光照、CO2 浓度和湿度的步入式智能人工气候室，温度可调范围：1-40℃，光照可调范围 0-2000μ molm-2s-1，CO2浓度可调范围100-1000ppm，相对湿度可调范围40-90％；
(3)待测植物的培养和准备：在测定前30天，在温室中以盆栽的方式培育待测叶菜植物，培育条件：容积3L的普通花盆，栽培基质配比(体积比)为：珍珠岩∶草炭∶园土＝1∶0.5∶1.5，每周用hoagland全营养液施肥一次；
(4)CO2恒定室的制作：选用容积1m3的密闭容器，同时设置进气孔和出气孔，进气孔用于补充容器被消耗的CO2，出气孔用于连接光合仪的进气管。测定时，将光合仪的进气管CO2恒定室的出气孔密封连接，同时，通过进气口及时补充恒定室亏缺的CO2；
(5)测定设置：将步骤(3)培养的待测植物用hoagland全营养液施肥一次，保持盆土相对湿度50％，然后选取生长健壮，无病虫害的植株3盆放入步骤(2)的人工气候室内；
(6)不同温度下净光合速率的测定：将人工气候室温度设置在25℃，相对湿度设置在40％，光照强度设置在100μ molm-2s-1，然后从低浓度200ppm开始，分别测定200、225、250、275、300、325、350、375、400、425、450、475、500、525、 550、575、600ppm不同浓度CO2下的植物净光合速率(CO2浓度由CO2恒定室调节)，每个CO2浓度测定3次，取平均值，记录最高净光合速率时的CO2浓度值；
(7)不同光照强度下净光合速率的测定：将人工气候室光照强度设置 250μ molm-2s-1，相对湿度设置在40％，温度设置在10℃，然后从低浓度200ppm 开始，分别测定200、225、250、275、300、325、350、375、400、425、450、475、 500、525、550、575、600ppm不同浓度CO2下的植物净光合速率(CO2浓度由CO2恒定室调节)，每个CO2浓度测定3次，取平均值，记录最高净光合速率时的CO2浓度值；
(8)不同温度和光照强度组合下净光合速率的测定：将不同温度和光照强度两两组合(温度15-35℃，温度梯度差5℃；光照强度100-500μ molm-2s-1，光照强度梯度差50μmolm-2s-1)，然后从低浓度200ppm开始，分别测定200、225、250、 275、300、325、350、375、400、425、450、475、500、525、550、575、600ppm 不同浓度CO2下的植物净光合速率(CO2浓度由CO2恒定室调节)，每个CO2浓度测定3-6次，取平均值，记录最高净光合速率时的CO2浓度值；
(9)方程式的拟合：分别以温度为自变量、最高净光合速率对应的CO2浓度为因变量；光照强度为自变量、最高净光合速率对应的CO2浓度为因变量；温度和光照强度的组合值为自变量、最高净光合速率对应的CO2浓度为因变量，用office excel拟合两两变量的方程式备用；
(10)应用：在该叶菜类植物的温室栽培种中，通过测定温室的温度和光照强度，并调节湿度到对应范围，利用步骤(9)的方程式计算出该植物需要饲喂的CO2浓度。
实施例2
本实施例涉及一种温室栽培绿叶菜类植物CO2饲喂量的确定方法，所述方法包括如下步骤：
(1)光合作用测定仪的选择和调试：选用可以测定植物光合速率、蒸腾速率、呼吸速率、CO2浓度、空气湿度、空气温度、气孔导度、细胞间隙CO2浓度、光量子利用效率、水分利用效率等指标、各项参数测定误差小于0.1％的光合作用测定仪，事先进行调试，确保各项功能正常；
(2)小型人工气候室的准备：准备一台容积在10m3，可以调节温度、光照、 CO2浓度和湿度的步入式智能人工气候室，温度可调范围：1-40℃，光照可调范围 0-2000μ molm-2s-1，CO2浓度可调范围100-1000ppm，相对湿度可调范围40-90％；
(3)待测植物的培养和准备：在测定前45天，在温室中以盆栽的方式培育待测叶菜植物，培育条件：容积4L的普通花盆，栽培基质配比(体积比)为：珍珠岩∶草炭∶园土＝1∶1∶2，每周用hoagland全营养液施肥一次；
(4)CO2恒定室的制作：选用容积2m3的密闭容器，同时设置进气孔和出气孔，进气孔用于补充容器被消耗的CO2，出气孔用于连接光合仪的进气管。测定时，将光合仪的进气管CO2恒定室的出气孔密封连接，同时，通过进气口及时补充恒定室亏缺的CO2；
(5)测定设置：将步骤(3)培养的待测植物用hoagland全营养液施肥一次，保持盆土相对湿度60％，然后选取生长健壮，无病虫害的植株2盆放入步骤(2)的人工气候室内；
(6)不同温度下净光合速率的测定：将人工气候室温度设置在25℃，相对湿度设置在50％，光照强度设置在250μ molm-2s-1，然后从低浓度200ppm开始，分别测定200、225、250、275、300、325、350、375、400、425、450、475、500、525、 550、575、600ppm不同浓度CO2下的植物净光合速率(CO2浓度由CO2恒定室调节)，每个CO2浓度测定4次，取平均值，记录最高净光合速率时的CO2浓度值；
(7)不同光照强度下净光合速率的测定：将人工气候室光照强度设置 250μ molm- 2s-1，相对湿度设置在50％，温度设置在25℃，然后从低浓度200ppm开始，分别测定200、225、250、275、300、325、350、375、400、425、450、475、 500、525、550、575、600ppm不同浓度CO2下的植物净光合速率(CO2浓度由CO2恒定室调节)，每个CO2浓度测定4次，取平均值，记录最高净光合速率时的CO2浓度值；
(8)不同温度和光照强度组合下净光合速率的测定：将不同温度和光照强度两两组合(温度15-35℃，温度梯度差5℃；光照强度100-500μmolm-2s-1，光照强度梯度差50μmolm-2s-1)，然后从低浓度200ppm开始，分别测定200、225、250、 275、300、325、350、375、400、425、450、475、500、525、550、575、600ppm 不同浓度CO2下的植物净光合速率(CO2浓度由CO2恒定室调节)，每个CO2浓度测定 4次，取平均值，记录最高净光合速率时的CO2浓度值；
(9)方程式的拟合：分别以温度为自变量、最高净光合速率对应的CO2浓度为因变量；光照强度为自变量、最高净光合速率对应的CO2浓度为因变量；温度和光照强度的组合值为自变量、最高净光合速率对应的CO2浓度为因变量，用office excel拟合两两变量的方程式备用；
(10)应用：在该叶菜类植物的温室栽培种中，通过测定温室的温度和光照强度，并调节湿度到对应范围，利用步骤(9)的方程式计算出该植物需要饲喂的CO2浓度。
实施例3
本实施例涉及一种温室栽培绿叶菜类植物CO2饲喂量的确定方法，所述方法包括如下步骤：
(1)光合作用测定仪的选择和调试：选用可以测定植物光合速率、蒸腾速率、呼吸速率、CO2浓度、空气湿度、空气温度、气孔导度、细胞间隙CO2浓度、光量子利用效率、水分利用效率等指标、各项参数测定误差小于0.1％的光合作用测定仪，事先进行调试，确保各项功能正常；
(2)小型人工气候室的准备：准备一台容积在15m3，可以调节温度、光照、 CO2浓度和湿度的步入式智能人工气候室，温度可调范围：1-40℃，光照可调范围 0-2000μ molm-2s-1，CO2浓度可调范围100-1000ppm，相对湿度可调范围40-90％；
(3)待测植物的培养和准备：在测定前60天，在温室中以盆栽的方式培育待测叶菜植物，培育条件：容积4L的普通花盆，栽培基质配比(体积比)为：珍珠岩∶草炭∶园土＝1∶1.5∶2.5，每周用hoagland全营养液施肥一次；
(4)CO2恒定室的制作：选用容积3m3的密闭容器，同时设置进气孔和出气孔，进气孔用于补充容器被消耗的CO2，出气孔用于连接光合仪的进气管。测定时，将光合仪的进气管CO2恒定室的出气孔密封连接，同时，通过进气口及时补充恒定室亏缺的CO2；
(5)测定设置：将步骤(3)培养的待测植物用hoagland全营养液施肥一次，保持盆土相对湿度70％，然后选取生长健壮，无病虫害的植株3盆放入步骤(2)的人工气候室内；
(6)不同温度下净光合速率的测定：将人工气候室温度设置在25℃，相对湿度设置在60％，光照强度设置在500μ molm-2s-1，然后从低浓度200ppm开始，分别测定200、225、250、275、300、325、350、375、400、425、450、475、500、525、 550、575、600ppm不同浓度CO2下的植物净光合速率(CO2浓度由CO2恒定室调节)，每个CO2浓度测定6次，取平均值，记录最高净光合速率时的CO2浓度值；
(7)不同光照强度下净光合速率的测定：将人工气候室光照强度设置 250μ molm- 2s-1，相对湿度设置在60％，温度设置在35℃，然后从低浓度200ppm开始，分别测定200、225、250、275、300、325、350、375、400、425、450、475、 500、525、550、575、600ppm不同浓度CO2下的植物净光合速率(CO2浓度由CO2恒定室调节)，每个CO2浓度测定6次，取平均值，记录最高净光合速率时的CO2浓度值；
(8)不同温度和光照强度组合下净光合速率的测定：将不同温度和光照强度两两组合(温度15-35℃，温度梯度差5℃；光照强度100-500μ molm-2s-1，光照强度梯度差50μmolm-2s-1)，然后从低浓度200ppm开始，分别测定200、225、250、 275、300、325、350、375、400、425、450、475、500、525、550、575、600ppm 不同浓度CO2下的植物净光合速率(CO2浓度由CO2恒定室调节)，每个CO2浓度测定 6次，取平均值，记录最高净光合速率时的CO2浓度值；
(9)方程式的拟合：分别以温度为自变量、最高净光合速率对应的CO2浓度为因变量；光照强度为自变量、最高净光合速率对应的CO2浓度为因变量；温度和光照强度的组合值为自变量、最高净光合速率对应的CO2浓度为因变量，用office excel拟合两两变量的方程式备用；
(10)应用：在该叶菜类植物的温室栽培种中，通过测定温室的温度和光照强度，并调节湿度到对应范围，利用步骤(9)的方程式计算出该植物需要饲喂的CO2浓度。
本发明实施例1-3涉及温室栽培绿叶菜类植物CO2饲喂量的确定方法及应用，通过数据采集、计算机技术应用等方式确定人工饲喂CO2的时间和用量，实现了在生产中及时补充温室中因植物利用消耗的CO2，为提高温室栽培绿叶菜产量提供了科学依据；本发明涉及的一种温室栽培绿叶菜类植物CO2饲喂量的确定方法及应用，具有成本低廉、操作简便、效果显著的特点。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。
Claims (6)
1.一种温室栽培绿叶菜类植物CO2饲喂量的确定方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
步骤一，光合作用测定仪的选择和调试：选用满足测定植物光合速率、蒸腾速率、呼吸速率、CO2浓度、空气湿度、空气温度、气孔导度、细胞间隙CO2浓度、光量子利用效率、水分利用效率各项指标的光合作用测定仪，其各项参数测定误差小于0.1％，使用前进行调试，确保各项功能正常；
步骤二，小型人工气候室的准备：准备一台容积为5-15m3，可调节温度、光照、CO2浓度和湿度的步入式智能人工气候室；
步骤三，待测植物的培养和准备：在测定前30-60天，在温室中以盆栽的方式培育待测叶菜植物；
步骤四，CO2恒定室的制作：选用容积1-3m3的密闭容器，在容器上设置进气孔和出气孔，其中进气孔用于补充容器被消耗的CO2，出气孔用于连接光合仪的进气管；当测定时，将光合仪的进气管与CO2恒定室的出气孔密封连接，通过进气口及时补充恒定室亏缺的CO2；
步骤五，测定设置：将培养待测植物用hoagland全营养液施肥一次，保持盆土相对湿度50-70％，然后选取生长健壮，无病虫害的植株3-5盆放入所述小型人工气候室内；
步骤六，不同温度下净光合速率的测定：在测试条件下，分别测定200、225、250、275、300、325、350、375、400、425、450、475、500、525、550、575、600ppm不同浓度下CO2的植物净光合速率值，每个CO2浓度测定3-6次，取平均值，记录最高净光合速率时的CO2浓度值；
步骤七，不同光照强度下净光合速率的测定：在测试条件下，分别测定200、225、250、275、300、325、350、375、400、425、450、475、500、525、550、575、600ppm不同浓度下CO2的植物净光合速率，每个CO2浓度测定3-6次，取平均值，记录最高净光合速率时的CO2浓度值；
步骤八，不同温度和光照强度组合下净光合速率的测定：在组合条件下，分别测定200、225、250、275、300、325、350、375、400、425、450、475、500、525、550、575、600ppm不同浓度下CO2的植物净光合速率，每个CO2浓度测定3-6次，取平均值，记录最高净光合速率时的CO2浓度值；
步骤九，方程式的拟合：分别以温度为自变量、最高净光合速率对应的CO2浓度为因变量；光照强度为自变量、最高净光合速率对应的CO2浓度为因变量；温度和光照强度的组合值为自变量、最高净光合速率对应的CO2浓度为因变量，用office excel拟合两两变量的方程式备用；
步骤十，在叶菜类植物的温室栽培种中，通过测定温室的温度和光照强度，并调节湿度到对应范围，利用步骤九的方程式计算出该植物需要饲喂的CO2浓度。
2.如权利要求1所述的温室栽培绿叶菜类植物CO2饲喂量的确定方法，其特征在于，所述步入式智能人工气候室，其温度可调范围为1-40℃，光照可调范围0-2000μmolm-2s-1，CO2浓度可调范围100-1000ppm，相对湿度可调范围40-90％。
3.如权利要求1所述的温室栽培绿叶菜类植物CO2饲喂量的确定方法，其特征在于，所述培育，其条件为：容积3-5L的普通花盆，其中栽培基质中各组分按体积比配料；其中各组分及其体积比具体为：珍珠岩∶草炭∶园土为1∶0.5-1.5∶1.5-2.5。
4.如权利要求1所述的温室栽培绿叶菜类植物CO2饲喂量的确定方法，其特征在于，步骤六中，所述测试条件为：将人工气候室温度设置在25℃，相对湿度设置在40-60％，光照强度设置在100-500μmolm-2s-1。
5.如权利要求1所述的温室栽培绿叶菜类植物CO2饲喂量的确定方法，其特征在于，步骤七中，所述测试条件为：将人工气候室光照强度设置250μmolm-2s-1，相对湿度设置在40-60％，温度设置在10-35℃。
6.如权利要求1所述的温室栽培绿叶菜类植物CO2饲喂量的确定方法，其特征在于，步骤八中，所述组合条件为：将不同温度和光照强度两两组合的温度15-35℃，温度梯度差5℃；光照强度100-500μmolm-2s-1，光照强度梯度差50μmolm-2s-1。
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