CN110234222A - 通过人工光进行植物苗的栽培方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了植物苗的栽培方法,其能够栽培出没有引起细长生长、具有粗茎、和即使在种植后也有利地生长的苗。本发明的植物苗的栽培方法是通过用人工光照射植物苗促进生长的植物苗的栽培方法,该方法包括:在期间(A)用蓝色照明光连续照射植物苗,其中用蓝色照明光连续照射植物苗的期间(A)中的30%或更多且少于80%的时间对应于用蓝色照明光和红色照明光连续照射植物苗的期间(A‑1)。
Description
[技术领域]
本发明涉及植物苗的栽培方法,具体地涉及植物苗的栽培方法,包括用人工光照射植物苗。
相关技术的描述
[背景技术]
通常在植物栽培中引入用人工光照射植物苗以促进育苗的技术。植物苗很容易受到环境的影响,因此有利地使用人工光在封闭的设备中栽培。此外,促进生长可以减少栽培期,导致同一地点的收获次数增加。大苗使得移栽到农田后的栽培期减少,从而导致整个农田的作物产量增加。
通常已知许多植物栽培方法,包括用人工光照射植物(参见例如,专利文献1至3)。
专利文献1提出了一种植物栽培方法,其包括对倾向于遭受由连续光引起伤害的植物照射来自主光源的连续光24小时,同时进一步用来自蓝光源的辅助光源的光连续照射植物1至23小时,此后不用来自辅助光源的光照射植物。
专利文献2提出了一种控制苗伸长的方法,该方法包括在发芽后需要抑制的时期,用含有大量绿色光且含有所需量的至少一种用于光合作用的蓝光和红光的光照射苗,以抑制下胚轴的伸长。
专利文献3提出了一种植物栽培方法,包括用红色照明光照射植物的步骤,以及用蓝色照明光照射植物的步骤,其中这两个步骤连续交替进行并且各个步骤进行3小时以上且少于48小时。
[引用清单]
[专利文献]
[专利文献1]JP2015-167544A
[专利文献2]JP2010-104260A
[专利文献3]WO2013/021952
[发明概述]
[技术问题]
根据人工光照射栽培植物苗的研究结果,使用荧光灯的技术已投入实际应用。
然而,近年来,已经使用了高的节省功率的发光二极管(LED)。
LED不仅实现节能,而且还可以根据植物的光响应高效且最小地在目标波长处照射光,因此LED提供了一种能够实现更有效的光照射方法的技术。
但是,例如,据报道,通过使用LED单次照射红光会导致苗遭受细长生长(spindlygrowth),导致叶枯萎(leaf scorch)的发生。另外,用蓝光单次照射倾向于引起生长缺陷或抑制花芽的分化。另一方面,用红光和蓝光同时照射抑制细长生长,并且允许实现与通过使用荧光灯培养的苗栽培相当的质量。此外,红光和蓝光的交替照射促进了种植的植物体的有利生长,但倾向于引起植物苗遭受细长生长。
当将使用荧光灯栽培的植物苗、同时照射红光和蓝光栽培的植物苗的品质与阳光下栽培的植物苗的品质比较,每一前者是包含较大量的花青苷,因此提供红叶的植物苗,因此要求它们在生长和外观方面得到改善。
本发明的目的是提供植物苗的栽培方法,其中即使在通过人工光照射育苗的情况下,该方法也可以抑制细长生长,生长具有少量花青苷量的绿叶的稳定植物苗,并且育成即使种植后也有利于生长的高品质的植物苗。
[解决问题的方案]
本发明人深入研究了通过用人工光照射促进生长的植物苗的栽培方法,结果发现该问题可以根据特定的方法通过照射蓝色照明光和红色照明光来解决,从而完成了本发明。
即,本发明包括以下[1]至[20]。
[1]通过用人工光照射植物苗促进生长的植物苗的栽培方法,该方法包括:
在期间(A)用蓝色照明光连续照射植物苗,其中用蓝色照明光连续照射植物苗的期间(A)中的30%或更多且少于80%的时间对应于用蓝色照明光和红色照明光连续照射植物苗的期间(A-1)。
[2]根据[1]所述的植物苗的栽培方法,其中,用蓝色照明光和红色照明光连续照射植物苗的期间(A-1)是1至20小时。
[3]根据[1]或[2]所述的植物苗的栽培方法,其包括在期间(B)不用任何光照射植物苗。
[4]根据[3]的植物苗的栽培方法,其中不用任何光照射植物苗的期间(B)是1至12小时。
[5]根据[3]或[4]的植物苗的栽培方法,其中相对于用蓝色照明光连续照射植物苗的期间(A)的100%时间,不用任何光照射植物苗的期间(B)是4至50%时间。
[6]根据[3]至[5]中任一项所述的植物苗的栽培方法,其中用蓝色照明光连续照射植物苗的期间(A)和不用任何光照射植物苗的期间(B)是交替重复的。
[7]根据[3]至[6]中任一项所述的植物苗的栽培方法,包括在用蓝色照明光连续照射植物苗的期间(A)和不用任何光照射植物苗的期间(B)之间,仅用红色照明光连续照射植物苗的期间(C),其中期间(C)的时间是多于0小时且小于5小时或更小。
[8]植物苗的栽培方法,其不包括根据[3]至[6]中任一项所述的仅用红色照明光连续照射植物苗的期间(C)。
[9]根据[3]至[8]中任一项所述的植物苗的栽培方法,其中一个用蓝色照明光连续照射植物苗的期间(A)是2至24小时。
[10]根据[1]至[9]中任一项所述的植物苗的栽培方法,其中蓝色照明光的波长范围为400至515nm,且中心波长为430至470nm。
[11]根据[1]至[10]中任一项所述的植物苗的栽培方法,其中红色照明光的波长范围为570至730nm,且中心波长为640至680nm。
[12]根据[1]至[11]中任一项所述的植物苗的栽培方法,其中以植物栽培表面上的光合光子通量密度(photosynthetic photon flux density)计,蓝色照明光的光量是40至200μmol/(m2s)。
[13]根据[1]至[12]中任一项所述的植物苗的栽培方法,其中以植物栽培表面上的光合光子通量密度计,红色照明光的光量是40至500μmol/(m2s)。
[14]根据[1]至[13]中任一项所述的植物苗的栽培方法,其中,在用蓝色照明光和红色照明光连续照射植物苗的期间(A-1)中,相对于蓝色照射光在植物栽培表面的光合光子通量密度,红色照明光的光合光子通量密度是100至1000%。
[15]根据[1]至[14]中任一项所述的植物苗的栽培方法,其中栽培时的相对湿度是39至90%。
[16]根据[1]至[15]中任一项所述的植物苗的栽培方法,其中栽培时的温度是16至28℃。
[17]根据[1]至[16]中任一项所述的植物苗的栽培方法,其中植物苗是果菜苗。
[18]根据[1]至[16]中任一项所述的植物苗的栽培方法,其中植物苗是茄科植物苗。
[19]根据[1]至[16]中任一项所述的植物苗的栽培方法,其中植物苗是番茄苗。
[20]植物的栽培方法,包括将根据[1]至[19]中任一项所述的植物苗的栽培方法栽培的植物苗种植到农田,和利用自然光栽培植物苗。
[发明的有利效果]
本发明提供了植物苗的栽培方法,所述栽培方法能栽培出没有细长生长、有绿叶、少量花青苷量、和即使在种植后也有利地生长的植物苗。
[实施方案的描述]
本发明的植物苗的栽培方法是通过用人工光照射植物苗促进生长的植物苗的栽培方法,所述方法包括:在期间(A)用蓝色照明光连续照射植物苗,其中用蓝色照明光连续照射植物苗的期间(A)中的30%或更多且少于80%的时间对应于用蓝色照明光和红色照明光连续照射植物苗的期间(A-1)。
在下文中,将描述用于实施本发明的合适实施方案。此处,下文描述的任何实施方案是说明性的,作为本发明的代表性实施方案的一个例子,并且本发明的范围不应由此狭义地解释。
在本发明中,实施用照明光连续照射植物苗。“连续照射”通常意味着用照明光连续照射植物苗,但可能有一段时间植物苗不用任何照明光照射,只要它是一段短时间。在此,短时间通常是指30分钟或更短,优选5分钟或更短,更优选1分钟或更短。
本发明的栽培方法包括用蓝色照明光连续照射植物苗期间(A)。
本发明中的蓝色照明光通常是包括波长范围为400至515nm的蓝色的照明光。蓝色照明光需要包含蓝色光。蓝色照明光可以包括波长范围与蓝色光不同的光,但基本上不包括下面描述的红光。蓝色照明光特别优选地仅包括蓝色光。
蓝色照明光优选具有430至470nm的中心波长,因为其对光合反应(photosynthesis reaction)是高效的并且特别是对于形态控制如抑制细长生长高度有效。
从增加本发明的效果来看,蓝色照明光最佳地是具有440至460nm中心波长的蓝色光。
在本发明的栽培方法中,30%或更多且少于80%的用蓝色照明光连续照射植物苗的期间(A)对应于用蓝色照明光和红色照明光连续照射植物苗的期间(A-1)。
本发明中的红色照明光通常是包括波长范围为570至730nm红色光的照明光。红色照明光需要包括红色光。红色照明光可以包括具有与红色光不同波长范围的光,但是基本上不包括上述蓝色光。红色照明光特别优选地仅包括红色光。
红色照明光优选地具有640至680nm的中心波长,因为其对光合反应是高效的并且特别是对于提高生长速度而言高度有效。
在期间(A-1)中,优选红色照明光和蓝色照明光分别仅包括红色光和仅包括蓝色光。
常规已知的人工光源可用于蓝色照明光和红色照明光中的每一个的光源,并且优选地使用诸如发光二极管(LED)或激光二极管(LD)的光学半导体元件,因为容易选择波长和在有效波长范围内发射高的光能量比例的光而使用。还可以采用组合蓝色LED和红色磷光体的光源。当使用电致发光(EL)时,这种EL可以是有机EL或可以是无机EL。就发光效率而言,最理想的是采用LED。特别地,红色照明光的光源最佳地是LED,其中使用发光效率高的AlGaInP发光层。另外,蓝色照明光的光源最佳地是使用发光效率高的InGaN发光层的LED。
在本发明的栽培方法中,如上所述,30%或更多且少于80%的用蓝色照明光连续照射植物苗的期间(A)对应于用蓝色照明光和红色照明光连续照射植物苗的期间(A-1),且期间(A)的40至65%的时间优选地对应于期间(A-1)。如果期间(A-1)的长度多于80%,植物苗生长不好,但如果期间(A-1)的长度短于30%,植物苗倾向于细长生长。因此,上述范围是优选的。
在此处,用蓝色照明光和红色照明光连续照射植物苗的期间(A-1)以外的期间(A)的例子包括用蓝色照明光连续照射植物苗且不用任何红色照明光照射植物苗的期间(A-2)。在本发明中,进行期间(A)的时间优选地与进行期间(A-1)的时间和进行期间(A-2)的时间的总和一致。即,20至70%,优选地35至60%用蓝色照明光连续照射植物苗的期间(A)对应于用蓝色照明光连续照射植物苗且不用任何红色照明光照射植物苗的期间(A-2)。在此处,期间(A-2)优选地是仅用蓝色照明光连续照射植物苗的期间(A'-2)。
在本发明中,进行一个期间(A-1)的时间优选地为1至20小时,更优选地6至16小时。因为在所述时间范围内植物苗的形态是有利的,因此所述时间范围是优选的。
在本发明中,进行一个期间(A-2)的时间优选地为1至20小时,更优选地4至16小时。因为在所述时间范围内植物苗的形态是有利的,因此所述时间范围是优选的。
本发明的栽培方法可以包括不用任何光照射植物苗的期间(B)(暗期间)。取决于植物苗的种类,一些植物苗如果在光连续照射下栽培的话遭受连续光诱发的损伤。在这类植物苗的情况下,优选地提供暗期间。
当本发明的栽培方法包括不用任何光照射植物苗的期间(B)时,进行一个期间(B)的时间优选地为1至12小时,更优选地为2至6小时.
当在本发明的栽培方法中提供期间(B)时,优选交替重复进行用蓝色照明光连续照射植物苗的期间(A)和不用任何光照射植物苗的期间(B)。在这种情况下,可以先开始期间(A),或者可以先开始期间(B)。本发明的栽培方法可以在期间(A)终止,或者可以在期间(B)终止。
当本发明的栽培方法包括不用任何光照射植物苗的期间(B)时,相对于用蓝色照明光连续照射植物苗的期间(A)以100%计,进行不用任何光照射植物苗的期间(B)的时间优选地为4至50%,更优选地为4至25%。在此处,当本发明的栽培方法中的期间(A)和期间(B)是交替重复的时,进行每一期间(A)和每一期间(B)的时间优选地在上述范围内。此外,在本发明的整个栽培方法中,进行期间(A)和期间(B)的时间也优选地在上述范围内。
在此处,进行一个期间(A)、一个期间(A-1)、一个期间(A-2)、一个期间(B)等的每个期间的时间是指进行每一所述期间之一的时间。即,当重复期间(A-2)、期间(A-1)和期间(B)时,在本发明的栽培方法中每一个此类期间多次进行,并且多次进行期间(A-2)、(A-1)或(B)的每一次对应于进行一个期间的时间。
在本发明的栽培方法中,一个期间(A)可以包括多个期间(A-1)和/或多个期间(A-2)。
本发明的栽培方法可以包括仅用蓝色照明光连续照射植物苗的期间(A),并且当提供期间(B)时,进行一个期间(A)的时间优选地为2至24小时,更优选地为12至22小时。因为在所述时间范围内植物苗的生长是有利的,因此所述时间范围是优选的。
当本发明的栽培方法中的期间(A)和期间(B)是交替重复的时,进行一个期间(A)和一个期间(B)的总时间优选地为3至36小时,更优选地为14至28小时。
本发明的栽培方法可以包括在用蓝色照明光连续照射植物苗的期间(A)和不用任何光照射植物苗的期间(B)之间仅用红色照明光连续照射植物苗的期间(C)。当提供期间(C)时,考虑到抑制植物苗细长生长,则进行期间(C)的时间优选地多于0小时且少于5小时,更优选地多于0小时且少于3小时,进一步优选地多于0小时且少于1小时。在此处,所述时间对应于进行一个期间(C)的时间。备选地,考虑到抑制植物苗细长生长,本发明的栽培方法优选地不包括仅用红色照明光连续照射植物苗的期间(C),且也优选地基本上仅期间(A),或仅期间(A)和期间(B)。
在本发明中,以植物栽培表面上的光合光子通量密度计,蓝色照明光的光量优选地为40至200μmol/(m2s),更优选地为80至180μmol/(m2s),进一步优选地为100至160μmol/(m2s)。以植物栽培表面上的光合光子通量密度计,红色照明光的光量优选地为40至500μmol/(m2s),更优选地为120至400μmol/(m2s),进一步优选地为200至300μmol/(m2s)。如果此类光合光子通量密度小于上述范围,则植物苗的生长可能不好。如果此类光合光子通量密度大于上述范围,则不可能改变植物苗的生长,导致浪费能量。
在本发明中,用蓝色照明光和红色照明光连续照射植物苗的期间(A-1)中,红色照明光在植物栽培表面上的光合光子通量密度优选地为100至1000%,更优选地100至500%,进一步优选地100至350%的蓝色照射光光合光子通量密度。因为在此类范围发生有利的光合作用,因此是优选的。
在此处,本发明的植物栽培表面是指填充到用于植物苗栽培的支撑物例如盆或孔盘(cell tray)中的培养基的上表面,并且用放置在栽培表面上的传感器测量光量。在此处,当植物苗是由水培栽培、雾栽培(mist cultivation)等而没有任何培养基如土壤、岩棉或椰子壳的栽培时,植物栽培表面是指待种植植物苗的面板的上部。
本发明的栽培方法促进植物苗的生长。对植物苗没有特别限制,只要它是植物苗即可,并且实例包括以下植物的幼苗:植物的实例包括叶菜类、果菜类、根菜类、果树、谷物、藓类、蕨类植物、观叶植物和医药植物。对这类植物的栽培系统也没有特别限制,可以是水培栽培、土栽培、营养液栽培、固体培养基栽培等。
叶菜类的例子包括属于十字花科(Brassicaceae)的那些叶菜,例如雪里蕻(potherb mustard),日本芥菜菠菜(Japanese mustard spinach),karashimizuna,叶芥菜,山葵(Eutrema wasabi Maxim),水田芥(watercress),大白菜(Chinese cabbage),腌渍蔬菜,青菜(green pak choi),卷心菜,花椰菜,西兰花(broccoli),布鲁塞尔圆白菜(Brussels Sprouts),芝麻菜(Arugula)和皮诺绿(pino green);属于菊科植物(Compositae)的那些叶菜,例如莴苣,波士顿莴苣,花环菊花,蜂斗菜(butterbur),罗罗莎(Rororossa),红色长叶莴苣和菊苣;属于百合科(Liliaceae)的叶菜,例如洋葱,大蒜,青葱,韭菜和芦笋;属于伞形科(Apiaceae)的那些叶菜,例如欧芹,意大利欧芹,日本蜜草(Japanese honeywort),芹菜,日本欧芹和莳萝(dill);属于唇形科(Labiatae)的那些叶菜,例如红紫苏(beefsteak plant),罗勒和迷迭香;属于葱科(Alliaceae)的那些叶菜,例如绿葱(green onion);属于五加科(Araliaceae)的那些叶菜,例如土当归(udo);和属于姜科(Zingiberaceae)的那些,如日本姜。
莴苣的例子包括头形莴苣、非头形莴苣和半头形莴苣,例子包括有叶莴苣(leaflettuce),褶边莴苣,长叶莴苣,绿波(green wave),绿叶,红叶,Frill-Ice(注册商标),River Green(注册商标),褶边叶,镶边绿(fringe green),无缺口莴苣(no-chiplettuce),moco莴苣,韩国莴苣和Chima/韩国莴苣。
果菜类的例子包括属于葫芦科(Cucurbitaceae)的那些,例如甜瓜,黄瓜,南瓜,西瓜,克伦肖瓜(crenshaw),东方甜瓜,苦黄瓜,西葫芦和冬瓜;属于豆科(Leguminosae)的那些,如菜豆,蚕豆,豌豆和绿豆;属于茄科(Solanaceae)的那些,如番茄,茄子,甜椒,青椒,辣椒和红辣椒(paprika);属于蔷薇科(Rosaceae)的那些,如草莓;属于锦葵科(Malvaceae)的那些,如有角丝瓜(angled loofah);和属于禾本科(Poaceae)的那些,如玉米。
根菜类的例子包括属于十字花科(Brassicaceae)的那些,例如日本白萝卜,芜青和绿辣根;属于菊科(Compositae)的那些,如牛蒡;属于伞形科(Apiaceae)的那些,如胡萝卜;属于茄科(Solanaceae)的那些,如马铃薯;属于天南星科(Araceae)的那些,如芋(Colocasia esculenta);属于旋花科(Convolvulaceae)的那些,如甘薯;属于薯蓣科(Dioscoreaceae)的那些,如山药(yam);属于姜科(Zingiberaceae)的那些,如日本生姜;属于睡莲科(Nymphaeaceae)的那些,如莲藕,和属于百合科(Liliaceae)的那些,如百合鳞茎。
果树的例子包括属于蔷薇科(Rosaceae)的那些,例如覆盆子,黑莓,波森莓(boysenberry),南京樱桃,梨和苹果;属于杜鹃花科(Ericaceae)的那些,如蓝莓和越橘;属于茶藨子科(Grossulariaceae)的那些,如醋栗(currant)和红醋栗(Ribes rubrum);属于漆树科(Anacardiaceae)的那些,如芒果;属于凤梨科(Bromeliaceae)的那些,如凤梨;属于桑科(Moraceae)的那些,如榕树(Ficus carica);属于葡萄科(Vitaceae)的那些,如葡萄;属于忍冬科(Caprifoliaceae)的那些,如蓝金银花;属于番木瓜科(Caricaceae)的那些,如木瓜;属于西番莲科(Passifloraceae)的那些,如西番莲(passion fruit);属于仙人掌科(Cactaceae)的那些,如火龙果;和属于苹果亚科(Maloideae)的那些,如枇杷。
谷类的例子包括属于禾本科(Poaceae)的那些,例如谷子(foxtail millet),燕麦,大麦,小米(proso millet),小麦,大米,糯米,玉米,薏仁,日本小米(Japanese millet)和黑麦;属于苋科(Amaranthaceae)的那些,如千穗谷(grain amaranthus);和属于蓼科(Polygonaceae)的那些,如荞麦。
藓类包括属于藓纲(Bryopsida)的藓类。其例子包括属于紫萼藓目(Grimmiales)的紫萼藓科(Grimmiaceae)的砂藓属(Racomitrium)的藓类,称为所谓的砂藓(Racomitriummoss),例如日本砂藓(Racomitrium japonicum)。
观叶植物的例子包括各种观叶植物,包括蕨类植物,如铁线蕨(Adiantumraddianum),凤尾蕨(Pteris)和卷柏(selaginella),此外还有玫瑰,微型玫瑰,龙胆和洋桔梗(Eustoma)。
医药植物的例子包括,专门作为医药品使用的紫草根(Lithospermum Root),獐牙菜(Swertia Herb)和麻黄草(Ephedra Herb),以及只要没有标示其功效和效果就不作为医药品的柴胡根、甘草、日本当归根、蛇床子(Cnidium Rhizome)和人参(Panax ginseng)。
取决于植物类型,当植物是例如果蔬类时,由本发明的栽培方法获得的植物苗可以在育成后种植在支持体中,例如岩棉、椰子壳、聚氨酯树脂或土壤,并栽培在农田中。由本发明的栽培方法获得的植物苗导致没有细长生长、包含花青苷量少的绿叶和即使在种植后也有利地生长。
在本发明的植物苗的栽培方法中,栽培时的温度可以是一般进行植物苗栽培的温度,并且无特别的限定,且优选地为16至28℃,更优选地为17至26℃,进一步优选地18至25℃。
栽培时的湿度(相对湿度)优选地为39至90%,更优选地为50至80%,进一步优选地为65至75%.
在本发明的栽培方法中,温度和湿度优选地在上述范围内。其理由是因为能够提供引起没有细长生长、具有粗茎和促进生长的苗,也因为当生长是充分促进时能够省略二次育苗,以及因为种植后的生长也是有利的。
栽培时的二氧化碳气体浓度可以是空气中的浓度,或者可以是通过添加二氧化碳气体获得的浓度。在加入二氧化碳气体时,对二氧化碳气体浓度没有特别限制,并且考虑对经济效率和生长具有积极效果,在栽培时的二氧化碳气体浓度优选地为400至1200ppm,更优选地为600至1100ppm,进一步优选地为700至1000ppm。
在本发明的栽培方法中,也可以使用肥料。根据植物类型,任何肥料,包括市售肥料,都可以用作肥料,对此没有任何特别的限制。可以适当地分别混合肥料的活性成分并使用。
本发明的植物苗的栽培方法可以适用于上述多种植物的苗,且植物苗优选地为果菜类的苗,更优选地为茄科植物苗,进一步优选地为番茄苗。此类植物苗提供了引起没有细长生长、具有粗茎、少量花青苷量和显示深绿色的苗。因此,稳定地获得了在种植后有利生长的苗,且此种植物也是高度需要的。因此,所述方法对这种植物是优选的。
进行本发明的植物苗的栽培方法的时间因植物种类而异,并没有特别限制,并且当植物是番茄时,所述期间通常是在子叶展开后7至50天,优选地14至30天,更优选地18至24天的范围内。通过本发明的育苗方法获得的植物苗根据需要在二次育苗后种植。
当是番茄时,通过本发明的栽培方法获得的植物苗优选地是具有茎直径4.5mm以上,叶数为5以上的植物苗,更优选地是具有茎直径6mm以上,叶数为6.5以上的植物苗.
通常可以使用封闭式育苗装置来实施本发明的栽培方法。在本发明中使用的育苗装置通常包括蓝色照明光的光源和红色照明光的光源,并包括用于控制来自光源的光量(强度)和照射时间的控制单元。育苗装置通常还包括用于提供培养液、水、肥料等至植物苗的设备,并且可以包括用于控制温度、湿度和二氧化碳浓度的设备。
根据需要,可以对通过本发明的栽培方法获得的植物苗进行二次育苗,通常在其后进行种植。在本发明的植物栽培方法中,将通过本发明的植物苗的栽培方法栽培的植物苗种植在农田中,并通过自然光栽培。通过本发明植物苗的栽培方法栽培的植物苗是导致没有细长生长、具有粗茎、少量花青苷量和有绿叶的苗,并因此在种植后有利地生长。
[实施例]
下文中,将参考实施例更详细地说明本发明的效果。在此处,本发明不限于以下实施例,并且可以在其主旨未改变的范围内适当地修改和实施。
进行通过本发明的栽培方法育苗果菜类苗的实验。该实验在封闭式育苗装置中进行。作为实验样品,使用'Momotaro York'或'CF Momotaro York'(Takii&Co.,Ltd.)的番茄种子(缩写:将Momotaro York缩写为MOMO,和将CF Momotaro York缩写为CF)。对构成72孔盘(72-cell tray)(Cell Tray AP,Tokan Kogyo Co.,Ltd.生产)的每一孔填充培养土(种子土1号,Sumitomo Forestry Co.,Ltd.生产),且每孔播种1粒种子。
播种后将培养土与孔盘一起放入保持在27℃的催芽器中,放置3天。在播种后第3天将其转移到育苗装置,开始光照(栽培的第0天)。此后,进行育苗21天或18天。这里使用的培养液是通过每升溶解2.93mL High Tempo Cu(Sumitomo Chemical Co.,Ltd.生产)和0.98mL High Tempo Ar(Sumitomo Chemical Co.,Ltd.生产)而获得,其电导率(electrical conductivity;EC)为1.6dS/m和pH为5.9。氮(N)、磷酸(P)和钾(K)的含量比满足N:P:K=5.9:1.1:2.4。
每天进行一次灌溉10分钟(从08:30至08:40),并且在灌溉终止时用培养液填充孔盘至距离底表面约30mm的水平。
在条件A的情况下,将栽培时的温度和湿度设定为25℃的温度和70%的相对湿度。育苗装置中的CO2浓度为1000ppm。在条件B的情况下,设定温度在每天0至8点期间为18℃和在每天8至24点期间为25℃。不控制湿度。在此处,育苗时实际测量的相对湿度为39至60%。育苗装置中的CO2浓度为1000ppm。
使用的光源是直管型LED灯,配有红色照明光和蓝色照明光的照明灯(RRB,产品编号:UL0005#01-0R,LED芯片:160个红色芯片+80个蓝色芯片,波长:红色:640至680nm,蓝色:425至475nm,中心波长:红色:660nm,蓝色:450nm,由Showa Denko K.K.制造)。配备有计时器的调光器用于独立地调整每种颜色的光,从而进行照射光的量的调整(缩写:红色照射光缩写为R,和蓝色照射光缩写为B)。
在一些比较例中使用的光源是荧光灯(Hitachi Hf荧光灯,High lumic FHF32EX-N-K,三波长日光白光荧光灯,32W)(缩写:使用荧光灯的照明光缩写为FL)。
使用光子传感器(LI-190,LI-COR)和光度计(LI-250,LI-COR)测量光合光子通量密度。
在下文描述的实施例3和比较例3中,在栽培的第21天从装置中取出苗,并种植在用于植物栽培的岩棉中"YASAIHANA-POT(75×75×75mm)"(Nippon Rockwool Corporation生产),在温室的二次育苗室中开始栽培。灌溉是滴灌到岩棉中。在栽培的第30天,使用长度为1000mm的"Grotop Expert"(Grodan生产)的平板,以3.75株/m2的种植密度种植在农田中(种植的第0天)。
种植后,用“Tsurikko for tomato”引诱苗,并适当挑选侧芽。
在种植的第30天,测量第一至第三花簇中每一花簇的花数,以及第一和第二花簇中每一花簇的果实数量和叶绿素量。
通过使用叶绿素计(SPAD-502Plus,Konica Minolta,Inc.生产),测量叶绿素的量,其中在第二花簇的第三叶上测量五次叶绿素的量,并且将平均值定义为测量值。
目视计数花的数量和果实的数量。
改变人工光的照射条件,并进行以下实施例和比较例。各实施例和比较例中的具体栽培条件如下设定。
(实施例1)
在进行光照射的栽培的第0天至第21天期间,每天在8至4点的期间用145μmol m- 2s-1的B照射(连续照射时间为20小时),和在18至4点的期间用290μmol m-2s-1的R照射(连续照射时间为10小时)。在4至8点的期间不进行光照射,并且定义这个期间为暗期间(在此后,暗期间也称为D)。在此处,栽培时的温度和湿度采用条件A。
(实施例2)
除了将栽培期间从21天改变为18天之外,其余以与实施例1相同的方式进行。
(实施例3)
除了将栽培时的温度和湿度从条件A改变为条件B之外,其余以与实施例1相同的方式进行。
(实施例4)
除了将145μmol m-2s-1的B改变为80μmol m-2s-1的B,且将栽培时的温度和湿度从条件A改变为条件B之外,其余以与实施例1相同的方式进行。
(实施例5)
在进行光照射的栽培的第0天至第18天期间,每天在8至23点的期间用145μmol m- 2s-1的B照射(连续照射时间为15小时),和在18至4点的期间用290μmol m-2s-1的R照射(连续照射时间为10小时)。在4至8点的期间不进行光照射,并且定义这个期间为暗期间(在此后,暗期间也称为D)。在此处,栽培时的温度和湿度采用条件B。
在此处,从18点至23点的期间进行红色照明光和蓝色照明光的照射,对应于期间(A-1),并且随后的23点至4点期间,进行仅用红色照明光照射,对应于实施例5中的期间(C)。
(比较例1)
在进行光照射的栽培的第0天至第21天期间,每天在8至24点的期间用300μmol m- 2s-1的FL照射(连续照射时间为16小时)。在0至8点的期间不进行光照射,并且定义这个期间为暗期间。在此处,栽培时的温度和湿度采用条件A。
(比较例2)
除了将栽培期间从21天改变为18天之外,其余以与比较例1相同的方式进行。
(比较例3)
除了将栽培时的温度和湿度从条件A改变为条件B之外,其余以与比较例1相同的方式进行。
(比较例4)
在进行光照射的栽培的第0天至第21天期间,每天在8至24点的期间用90μmol m- 2s-1的B照射和用178μmol m-2s-1的R照射(连续照射时间为16小时)。在0至8点的期间不进行光照射,并且定义这个期间为暗期间。在此处,栽培时的温度和湿度采用条件B。
(实施例6)
在进行光照射的栽培的第0天至第21天期间,每天在8至4点的期间用145μmol m- 2s-1的B照射(连续照射时间为20小时),其中在22点至4点的期间用485μmol m-2s-1的R照射(连续照射时间为6小时)。在4至8点的期间不进行光照射,并且定义这个期间为暗期间。在此处,栽培时的温度和湿度采用条件B。
(实施例7)
除了将进行红色照射光照射的期间从22点至4点的期间(连续照射时间为6小时)改变为18点至4点的期间(连续照射时间为10小时)且将485μmol m-2s-1的R改变为290μmolm-2s-1的R之外,其余以与实施例6相同的方式进行。
(实施例8)
在进行光照射的栽培的第0天至第21天期间,每天在8至2点的期间用161μmol m- 2s-1的B照射(连续照射时间为18小时),并且其中在17至2点的期间用322μmol m-2s-1的R照射(连续照射时间为9小时)。在2至8点的期间不进行光照射,并且定义这个期间为暗期间。在此处,栽培时的温度和湿度采用条件B。
(比较例5)
除了将进行红色照射光照射的期间从22点至4点的期间(连续照射时间为6小时)改变为12点至4点的期间(连续照射时间为16小时)且将485μmol m-2s-1的R改变为182μmolm-2s-1的R之外,其余以与实施例6相同的方式进行。
(实施例9)
在进行光照射的栽培的第0天至第21天期间,每天在8至4点的期间用145μmol m- 2s-1的B照射(连续照射时间为20小时),和其中在15至4点的期间用224μmol m-2s-1的R照射(连续照射时间为13小时)。在4至8点的期间不进行光照射,并且定义这个期间为暗期间。在此处,栽培时的温度和湿度采用条件A。
(比较例6)
在进行光照射的栽培的第0天至第21天期间,每天在8至2点的期间用300μmol m- 2s-1的FL照射(连续照射时间为22小时)。在2至4点的期间不进行光照射,并且定义这个期间为暗期间。在此处,栽培时的温度和湿度采用条件A。
实施例和比较例的结果显示于表1至3。
表2显示了根据以下标准对所得到苗进行评估的结果。在以下评估中,在所有情况下,对6株进行测量(观察),并且得到的数值对应于这6株的平均值。
花青苷:根据DIC袖珍型色图确定颜色。将CMYK中的M值小于40的情况评价为AA,并且将CMYK中的M值为40以上的情况评价为BB。
生理障碍:所得到的苗的叶子没有问题的情况评价为AA,在叶子上略微观察到任何扭曲或斑点的情况评价为BB,并且在叶子上大量观察到任何扭曲或斑点的情况评价为CC。
茎长定义为从培养土表面到生长点附近的长度。通过数字卡尺在子叶紧上方的位置测量茎直径。
通过电子天平测量地上部分鲜重和地上部分干重。将叶定义为叶片和叶柄的总和,将茎定义为通过从地上部分的枝条移除叶子而获得的剩余部分。在测量鲜重后,将每个个体的每个部分的叶和茎分别放入纸袋中,在培养箱中于105℃的温度干燥72小时,然后冷却至室温,从培养箱中取出,并测量干重。
将真叶的数量(表2中称为叶数)定义为长度为1cm或更长的真叶的数量,并且目测确定。
通过将茎长度除以地上部分干重值来计算茎长/干重的比率,作为细长生长的指标。通过目测观察计数直径为1mm或更大的花芽数。
[表1]
[表2]
[表3]
从表1和2中可以看出,通过本发明的栽培方法获得的植物苗具有绿叶,花青苷量少。通过本发明获得的植物苗可以抑制细长生长,并且可以稳定地种植。
从表3可以看出,与常规方法相比较,当种植通过本发明的栽培方法获得的植物苗时,植物苗具有更多数目的果实和更高的SPAD值。即,种植后的生长也是有利的。
Claims (20)
1.通过用人工光照射植物苗促进生长的植物苗的栽培方法,所述方法包括:在期间(A)用蓝色照明光连续照射植物苗,其中用蓝色照明光连续照射植物苗的期间(A)中的30%或更多且少于80%的时间对应于用蓝色照明光和红色照明光连续照射植物苗的期间(A-1)。
2.根据权利要求1所述的植物苗的栽培方法,其中,用蓝色照明光和红色照明光连续照射植物苗的一个期间(A-1)是1至20小时。
3.根据权利要求1或2所述的植物苗的栽培方法,其包括在期间(B)不用任何光照射植物苗。
4.根据权利要求3所述的植物苗的栽培方法,其中不用任何光照射植物苗的一个期间(B)是1至12小时。
5.根据权利要求3或4所述的植物苗的栽培方法,其中相对于用蓝色照明光连续照射植物苗的期间(A)的100%时间,不用任何光照射植物苗的期间(B)是4至50%时间。
6.根据权利要求3至5中任一项所述的植物苗的栽培方法,其中用蓝色照明光连续照射植物苗的期间(A)和不用任何光照射植物苗的期间(B)是交替重复的。
7.根据权利要求3至6中任一项所述的植物苗的栽培方法,包括在用蓝色照明光连续照射植物苗的期间(A)和不用任何光照射植物苗的期间(B)之间,仅用红色照明光连续照射植物苗的期间(C),其中期间(C)的时间是多于0小时且小于5小时或更小。
8.根据权利要求3至6中任一项所述的植物苗的栽培方法,其不包括仅用红色照明光连续照射植物苗的期间(C)。
9.根据权利要求3至8中任一项所述的植物苗的栽培方法,其中用蓝色照明光连续照射植物苗的一个期间(A)是2至24小时。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的植物苗的栽培方法,其中蓝色照明光的波长范围为400至515nm,且中心波长为430至470nm。
11.根据权利要求1至10中任一项所述的植物苗的栽培方法,其中红色照明光的波长范围为570至730nm,且中心波长为640至680nm。
12.根据权利要求1至11中任一项所述的植物苗的栽培方法,其中以植物栽培表面上的光合光子通量密度计,蓝色照明光的光量是40至200μmol/(m2s)。
13.根据权利要求1至12中任一项所述的植物苗的栽培方法,其中以植物栽培表面上的光合光子通量密度计,红色照明光的光量是40至500μmol/(m2s)。
14.根据权利要求1至13中任一项所述的植物苗的栽培方法,其中,在用蓝色照明光和红色照明光连续照射植物苗的期间(A-1)中,相对于蓝色照射光在植物栽培表面的光合光子通量密度,红色照明光的光合光子通量密度是100至1000%。
15.根据权利要求1至14中任一项所述的植物苗的栽培方法,其中栽培时的相对湿度是39至90%。
16.根据权利要求1至15中任一项所述的植物苗的栽培方法,其中栽培时的温度是16至28℃。
17.根据权利要求1至16中任一项所述的植物苗的栽培方法,其中植物苗是果菜苗。
18.根据权利要求1至16中任一项所述的植物苗的栽培方法,其中植物苗是茄科植物苗。
19.根据权利要求1至16中任一项所述的植物苗的栽培方法,其中植物苗是番茄苗。
20.植物的栽培方法,包括将根据权利要求1至19中任一项所述的植物苗的栽培方法栽培的植物苗种植到农田,和利用自然光栽培植物苗。
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