CN108575711B - 一种人工光源植物工厂水培生菜的方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于植物工厂水培种植领域，公开了一种人工光源植物工厂水培生菜的方法。该方法包括步骤：将生菜种子进行催芽，露白后的种子置于湿润的海绵块，用清水保持海绵块的湿润；当子叶展平时，将海绵块放入定植杯，一并转移到育苗架上，用营养液水培，有效光合辐射260μmol·m^‑2·s^‑1的全光谱灯，每天连续光照12h，连续黑暗12h；待育苗架上的幼苗长出三片真叶，将定幼苗转置栽培架设置不同的吹风模式进行营养液水培，有效光合辐射230μmol·m^‑2·s^‑1的全光谱灯，每天连续光照20h，连续黑暗4h，吹风模式包括光照期间进行吹风，或者黑暗期间进行吹风。该方法有效解决了生菜烧边的问题，提高生菜产量与品质。

Description

一种人工光源植物工厂水培生菜的方法

技术领域

本发明属于植物工厂水培种植领域，特别涉及一种人工光源植物工厂水培生菜的方法。

背景技术

由于世界人口的增长，可耕地越来也少，人们对生活水平要求越来越高，饮食安全的重视程度不断增加，近些年来植物工厂得到了迅速的发展。

人工光源植物工厂可以实现不受外界环境影响，人为调控室内光照、温度、湿度、二氧化碳浓度等方面，进行全年连续的生产。生菜是人工光源植物工厂中种植量最大的一种蔬菜，但是人工光源植物工厂内部封闭的环境，致使空气流动性较差，生菜叶片水分蒸腾量很少，进而导致生菜出现烧边现象。

发明内容

为了克服现有技术中生菜烧边的缺点与不足，本发明的首要目的在于提供一种人工光源植物工厂水培生菜的方法，主要通过改变生菜周围气体环境来实现。

本发明的目的通过下述技术方案实现：

一种人工光源植物工厂水培生菜的方法，包括以下步骤：

(1)育苗：将生菜种子进行催芽，露白后的种子置于湿润的海绵块，用清水保持海绵块的湿润；当子叶展平时，将海绵块放入定植杯，一并转移到育苗架上，用营养液水培；

(2)定植：待育苗架上的幼苗长出三片真叶，将定幼苗转置栽培架设置不同吹风模式进行营养液水培；

步骤(1)和(2)所述的营养液采用大量元素和微量元素混合，其中大量元素为华南叶菜B配方；微量元素为通用配方，包括H₃BO₃：2.86mg/L，MnSO₄·H₂O：1.54mg/L，ZnSO₄·7H₂O：0.22mg/L，CuSO₄·5H₂O：0.02mg/L，(NH₄)₆Mo₇O₂₄·4H₂O：0.02mg/L；

步骤(1)所述营养液为幼苗期营养液，其EC值为1.3mS/cm，pH值为6.3，营养液温度为23.0-25.0℃；步骤(2)所述营养液是栽培期营养液，其EC值为2.0mS/cm，pH值为6.3，营养液温度为23.0-25.0℃；

步骤(1)所述育苗架光源是有效光合辐射260μmol·m^-2·s^-1的全光谱灯，每天连续光照12h，连续黑暗12h；

步骤(2)所述栽培架光源是有效光合辐射230μmol·m^-2·s^-1的全光谱灯，每天连续光照20h，连续黑暗4h，吹风模式包括光照期间进行吹风，或者黑暗期间进行吹风。

优选的，步骤(1)所述催芽是将生菜种子在低温2-4℃条件下处理24h，用清水浸泡6h，然后置于湿润滤纸上，等待露白。

更加优选的，步骤(2)所述吹风模式为光照期间进行吹风。

优选的，步骤(2)所述连续黑暗4h是在设置在每天的0:00-04:00之间。

优选的，步骤(1)和步骤(2)所述营养液全天候流动循环。

优选的，步骤(1)和步骤(2)所述实验室环境温度23-25℃，空气湿度70％，二氧化碳浓度400ppm。

与现有技术相比，本发明具有以下优点及有益效果：

(1)本发明通过设置不同的吹风模式，改变生菜生长过程中的气体环境，找到适宜于生菜生长的吹风方式，以提高植物工厂的生产效益，充分发挥人工光源植物工厂环境调控的优势。

(2)本发明从育苗到定植，到采收整个生长过程均在室内完成，生产高效、稳定、安全。

(3)本发明所用光源为全光谱光源，使蔬菜的生长环境更接近于自然环境，并且减少对植物工厂工作人员眼睛的刺激。

(4)本发明选用不同的吹风模式，有效的解决了生菜烧边的问题，可以提高生菜产量与品质。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。

材料与方法：

试验于2017年12月至2018年01月在广东省光学农业工程技术研究中心完成。试验蔬菜为意大利生菜，所用育苗架为六层每层长宽高为183×55×25cm，营养液槽长宽高为90×60×6cm；栽培架为四层，长宽高为183×60×45cm，营养液槽长宽高为90×56×8cm。营养液采用大量元素和微量元素混合，其中大量元素为华农叶菜B配方，微量元素为通用配方，包括H₃BO₃：2.86mg/L，MnSO₄·H₂O：1.54mg/L，ZnSO₄·7H₂O：0.22mg/L，CuSO₄·5H₂O：0.02mg/L，(NH₄)₆Mo₇O₂₄·4H₂O：0.02mg/L；营养液全天候流动循环；实验室环境温度23-25℃，空气湿度70％，二氧化碳浓度400ppm。

首先进行种子催芽，露白后置于湿润的海绵块，子叶展开连同海绵块放进定植杯，一并转移到育苗架，每个栽培槽种植60株，每天连续光照12h，连续黑暗12h。待生菜长出三片真叶，挑选长势一致的幼苗转移到栽培架上，每天连续光照20h，连续黑暗04h(0:00-04:00)。四组吹风处理，分别为对照组(CK)一天24h不吹风，处理1(T₁)每天黑暗条件下吹风04h，处理2(T₂)每天光照条件下吹风20h，处理3(T₃)每天吹风24h。

结果与分析：

表1不同吹风模式对生菜生物量的影响

表1中CK代表对照组，一天24h不吹风；T₁代表处理1，每天黑暗期间吹风04h；T₂代表处理2，每天光照期间吹风20h；T₃代表处理3，每天吹风24h；同列不同小写字母表示处理间差异达到显著水平(α＝0.05)，下同。

表2不同吹风模式对生菜品质的影响

表3不同吹风模式对生菜抗氧化能力的影响

T₁、T₂、T₃三种吹风模式相对于对照组CK，植株鲜重具有提高，其中T₂、T₃处理效果显著，分别提升26.83％、18.36％，从鲜重方面来看T₂处理是生菜生长的最佳条件。地上鲜重方面，三个处理对生菜干物质的积累同样具有提升作用，T₂处理提升效果最为显著。从表1可以看到三组处理与对照组的地下部之间没有显著差异，说明改变地上部气体环境对地下部的生长不会产生影响。最大功能叶叶长方面三组处理显著高于对照组，T₁、T₂、T₃处理分别提升26.56％、27.18％、23.24％，其中T₂处理提升程度最高。

品质指标，如表2所示，可溶性糖在T₁、T₂、T₃三个处理中都有显著提高，说明只要生菜地上部空气有一定的流动就能提高糖含量。T₁、T₂处理有利于生菜蛋白质含量的提高，并且两者无显著差异，T₃处理的可溶性蛋白质含量低于对照组，说明一定时间的出风处理有利于蛋白质含量的改善，但是一天24h的吹风处理并不利于蛋白质含量的积累。抗坏血酸含量变化趋势同可溶性蛋白质含量相似，其中T₂处理是提升效果最明显的一组，T₃处理相对于对照组降低了抗坏血酸含量，说明一定时间的吹风处理有利于抗坏血酸含量的提高，但是过长时间的吹风处理并不能达到改善品质的目的。T₁、T₂处理单位叶面积重量显著高于T₃处理，同时T₃处理的单位叶面积重量显著高于对照组CK，说明吹风处理可以提高生菜单位叶面积重量，其中光照时间段进行吹风处理的效果优于一天24h进行吹风处理。

抗氧化能力方面，如表3所示，CK、T₂处理的总酚含量无差异，但是显著高于T₁、T₃处理，说明吹风处理并不能提高生菜总酚的含量，并且在一定的条件下会出现下降的现象。T₂处理组的类黄酮含量显著高于其他三组的水平，CK、T₁、T₃三组处理之间没有明显差异，说明光照期间20h的吹风处理可以提高生菜类黄酮的含量，黑暗04h、全天24h的吹风处理并无此效果。三组处理与对照组之间的自由基清除率无显著差异，说明出风处理对生菜的自由清除率无影响。T₂处理组的FRAP抗氧化能力显著高于T₁组，T₁组又显著高于T₃、CK组，T₃与CK组之间无显著差异，说明一天部分时间进行吹风处理可以提高生菜FRAP抗氧化能力，其中光照期间进行吹风效果较好，而一天24h的吹风处理并没有提升效果。

结论

从生菜的生物量、品质和抗氧化能力各方面综合考虑，一个光周期中相对于不吹风或者24h不间歇的吹风处理，部分时间进行吹风的处理有利于生物量、品质和抗氧化能力的提高，其中光照期间进行吹风处理效果最佳。

上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种人工光源植物工厂水培生菜的方法，其特征在于包括以下步骤：

（1）育苗：将生菜种子进行催芽，露白后的种子置于湿润的海绵块，用清水保持海绵块的湿润；当子叶展平时，将海绵块放入定植杯，一并转移到育苗架上，用营养液水培；

（2）定植：待育苗架上的幼苗长出三片真叶，将定幼苗转置栽培架设置不同吹风模式进行营养液水培；

步骤（1）和（2）所述的营养液采用大量元素和微量元素混合，其中大量元素为华南叶菜B配方；微量元素为通用配方，包括H₃BO₃：2.86mg/L，MnSO₄•H₂O：1.54 mg/L，ZnSO₄•7H₂O：0.22mg/L，CuSO₄•5H₂O：0.02 mg/L，（NH₄）₆Mo₇O₂₄•4H₂O：0.02 mg/L；

步骤（1）所述营养液为幼苗期营养液，其EC值为1.3mS/cm，pH值为6.3，营养液温度为23.0-25.0℃；步骤（2）所述营养液是栽培期营养液，其EC值为2.0 mS/cm，pH值6.3，营养液温度为23.0-25.0℃；

步骤（1）所述育苗架光源是有效光合辐射260μmol·m^-2·s^-1 的全光谱灯，每天连续光照12h，连续黑暗12h；

步骤（2）所述栽培架光源是有效光合辐射230μmol·m^-2·s^-1的全光谱灯，每天连续光照20h，连续黑暗4h，吹风模式包括光照期间进行吹风20h，或者黑暗期间进行吹风4h。

2.根据权利要求1所述的一种人工光源植物工厂水培生菜的方法，其特征在于：步骤（1）所述催芽是将生菜种子在低温2-4℃条件下处理24h，用清水浸泡6h，然后置于湿润滤纸上，等待露白。

3.根据权利要求1所述的一种人工光源植物工厂水培生菜的方法，其特征在于：步骤（2）所述吹风模式为光照期间进行吹风。

4.根据权利要求1所述的一种人工光源植物工厂水培生菜的方法，其特征在于：步骤（2）所述连续黑暗4h是设置在每天的0:00-04:00之间。

5.根据权利要求1所述的一种人工光源植物工厂水培生菜的方法，其特征在于：步骤（1）和步骤（2）所述营养液全天候流动循环。

6.根据权利要求1所述的一种人工光源植物工厂水培生菜的方法，其特征在于：步骤（1）所述育苗和步骤（2）所述定植均是在实验室环境温度23-25℃，空气湿度70%，二氧化碳浓度400ppm条件下进行。