CN111406631A

CN111406631A - 一种植物工厂条件下羽衣甘蓝高产高质栽培方法

Info

Publication number: CN111406631A
Application number: CN202010380612.3A
Authority: CN
Inventors: 赵旭; 刘涛; 王祥峰; 姚慧敏
Original assignee: SHANDONG AGRICULTURAL SUSTAINABLE DEVELOPMENT INSTITUTE
Current assignee: SHANDONG AGRICULTURAL SUSTAINABLE DEVELOPMENT INSTITUTE
Priority date: 2020-05-08
Filing date: 2020-05-08
Publication date: 2020-07-14
Anticipated expiration: 2040-05-08
Also published as: CN111406631B

Abstract

本发明属于农业种植技术领域，更具体地，本发明涉及植物工厂条件下羽衣甘蓝高产高质栽培方法。植物工厂条件下羽衣甘蓝高产高质栽培方法，步骤包括：(1)播种：将海绵块用清水浸透，并将羽衣甘蓝的种子点于海绵块中，向其中浇洒一遍清水后进行遮光，将其置于育苗区的育苗架上待种子出芽；(2)分苗：种子出芽后撤除遮光，在植物工厂条件下，将出芽后的小苗连带海绵块一同转移到目标扣板中，然后将扣板放到营养液苗床中，保证根系全部浸到营养液中；(3)定植：分苗后植株长成有4‑5片叶时，将一次分苗的扣板中的全部植株，转移定植到另一扣板中，放到营养液苗床中；(4)采收：定植后20‑25d，植株外叶展开10‑12片叶时，即可采摘嫩叶食用。

Description

一种植物工厂条件下羽衣甘蓝高产高质栽培方法

技术领域

本发明属于农业种植技术领域，更具体地，本发明涉及植物工厂条件下羽衣甘蓝高产高质栽培方法。

背景技术

随着人们生活水平的提高，对高品质蔬菜的需求也在逐渐增加，羽衣甘蓝是我国主要蔬菜品种之一，营养丰富，具有极高的保健功能和应用价值。羽衣甘蓝可炒食、凉拌、做汤或腌制，品质柔嫩，风味清脆，是高营养价值的新型保健蔬菜，为人类的健康提供必不可缺的营养，在我国市场越来越受到人们的喜爱。

目前，羽衣甘蓝生产主要依赖于土壤栽培，由于传统日光温室受外界自然环境条件相互影响较大，如光照不足、温度过高等自然因素，导致羽衣甘蓝生长周期长、病虫害发生严重、硝酸盐累积以及植株早衰，下部叶片变黄，严重制约羽衣甘蓝产量和品质的提高。同时，在生产、管理等方面缺乏相关的技术指导和管理经验，随意性较强，灌溉、施肥基本都是依据人为经验和感觉，各营养元素比例失调，造成羽衣甘蓝生产产量、品质降低。

发明内容

为了解决上述问题，本发明第一个方面提供了一种植物工厂条件下羽衣甘蓝高产高质栽培方法，步骤包括：

(1)播种：将海绵块用清水浸透，并将羽衣甘蓝的种子点于海绵块中，向其中浇洒一遍清水后进行遮光，将其置于育苗区的育苗架上待种子出芽；

(2)分苗：种子出芽后撤除遮光板，在植物工厂条件下，将出芽后的小苗连带海绵块一同转移到扣板中，然后将扣板放到营养液苗床中，保证根系全部浸到营养液中；

(3)定植：待植株长成有4-5片叶时，将一次分苗的扣板中的全部植株，转移定植到另一扣板中，放到营养液苗床中；其中，定植密度为25株/m²；

(4)采收：定植后20-25d，植株外叶展开10-12片叶时，即可采摘嫩叶食用。

作为一种优选的技术方案，所述步骤(1)中控制温度为20-25℃，且时刻保持种子表面湿润。

作为一种优选的技术方案，所述步骤(2)中植物工厂内光照12h，黑暗12h。

作为一种优选的技术方案，所述步骤(2)中植物工厂内温度为25±1℃/22±1℃，湿度为60-70％，CO₂浓度为外界大气CO₂浓度，光线的强度为200μmol·m^-2·s^-1。

作为一种优选的技术方案，所述营养液的pH为5.8-6.2。

作为一种优选的技术方案，所述步骤(2)中营养液的EC值为0.8-1.2mS/cm。

作为一种优选的技术方案，所述步骤(3)中定植一周内营养液的EC值为1.4-1.5mS/cm，定植一周后营养液的EC值为1.6-1.9mS/cm。

作为一种优选的技术方案，所述营养液的溶氧量为4-5mg/L。

作为一种优选的技术方案，所述营养液包括：CaNO₃·4H₂O为900-1000mg/L、KNO₃为500-650mg/L、NH₄H₂PO₄为100-130mg/L、MgSO₄·7H₂O为400-600mg/L、H₃BO₃为5-10mg/L、MnSO₄为15-30mg/L、ZnSO₄为5-15mg/L、Na₂MoO₄为0-1mg/L、CuSO₄为0-0.5mg/L。

作为一种优选的技术方案，所述步骤(2)中光线为红蓝光，光质配比R/B为1-12。

有益效果：本发明所提供了植物工厂条件下羽衣甘蓝高产高质栽培方法，通过合理使用营养液，不同生长阶段采用营养动态精确管理，为羽衣甘蓝的生长提供了充足的营养，使得其自身的生长环境得到了优化，而且再配合特定光质配比的红蓝光使用，栽培出来的羽衣甘蓝体积大、质量好，营养成分丰富，能够实现高品质羽衣甘蓝周年连续生产，是一种上佳的羽衣甘蓝的栽培方法。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明提供技术方案中的技术特征作进一步清楚、完整的描述，并非对其保护范围的限制。

本发明中的词语“优选的”、“更优选的”等是指，在某些情况下可提供某些有益效果的本发明实施方案。然而，在相同的情况下或其他情况下，其他实施方案也可能是优选的。此外，对一个或多个优选实施方案的表述并不暗示其他实施方案不可用，也并非旨在将其他实施方案排除在本发明的范围之外。

当本文中公开一个数值范围时，上述范围视为连续，且包括该范围的最小值及最大值，以及这种最小值与最大值之间的每一个值。进一步地，当范围是指整数时，包括该范围的最小值与最大值之间的每一个整数。此外，当提供多个范围描述特征或特性时，可以合并该范围。换言之，除非另有指明，否则本文中所公开之所有范围应理解为包括其中所归入的任何及所有的子范围。例如，从“1至10”的指定范围应视为包括最小值1与最大值10之间的任何及所有的子范围。范围1至10的示例性子范围包括但不限于1至6.1、3.5至7.8、5.5至10等。

(1)播种：准备育苗盘，每个育苗盘上放2.5cm见方的海绵块，将海绵块用清水浸透，播种时直接并将羽衣甘蓝的种子点于海绵块中，每个海绵块上放1-2粒种子，然后用小喷壶向其中浇洒一遍清水后盖上遮光板，将其置于育苗区的育苗架上待种子出芽，在适宜的条件下,羽衣甘蓝种子2-3天即可出芽，种子出芽后撤除遮光板，保持适宜温度20-25℃，时刻保持种子表面湿润为宜；

(2)分苗：在播种后8-10天，待羽衣甘蓝子叶展平后，将育苗盘中出芽后的小苗连带海绵块一同转移到植物工厂中的目标扣板中，然后将扣板放到营养液苗床中，保证根系全部浸到营养液中；

(3)定植：待植株长成有4-5片叶时，将一次分苗的扣板中的全部植株，转移定植到另一生长空间更大的扣板中(孔数更少的)，放到营养液苗床中；其中，定植密度为25株/m²；

(播种)

在本说明书中，播种阶段先准备好海绵，育苗盘、扣板等用具。育苗盘是塑料的，扣板的材质通常为PVC板材，但本说明书不限其具体何种材质，扣板只要能固定在营养液面上，保证种子根系全部浸到营养液中即可。

播种时，对于播种时间并没有任何限制，在全年任意时间均可播种。

作为播种的方法，为将海绵块用清水浸透，并将羽衣甘蓝的种子点于海绵块中，向其中浇洒一遍清水后进行遮光，将其置于育苗区的育苗架上待种子出芽。

作为遮光的处理，可以只在其上覆盖遮光板，亦或是将其置于黑暗的环境中均可，在对其种子发芽阶段起到遮光的效果即可。

作为播种的方法，更优选为如下步骤：

在每个育苗盘上放88个2.5cm见方的海绵块，将每块海绵块用清水浸透，播种时直接将羽衣甘蓝的种子点于海绵块之中，每个海绵块放上1-2粒种子，然后用小喷壶浇洒一遍清水，以不没过种子为宜；播种时，注意种子不要重叠，切记防止漏播少播，然后用育苗盘顶盖板覆盖遮光将平盘推入手推车，推至育苗区，放入育苗架。

在上述优选的播种方法被采纳后，播种后，在适宜的条件下羽衣甘蓝种子在2-3d即可出芽，且播种后的前三天育苗盘需要进行遮光处理，种子出芽后可将遮光板撤除。

这里所述的适宜的条件下，是指优选在所述步骤(1)中，控制温度为20-25℃，且时刻保持种子表面湿润。一般在室内和室外环境均可，CO₂浓度为外界大气CO₂浓度。

(分苗)

在本说明书中，分苗是为了较好地调控苗床的生长条件，先在较小的苗床密播种子，当苗子长到两片真叶时会生长拥挤，需要分栽在较大的苗床的过程。

作为分苗的方法，更优选为如下步骤：

在植物工厂条件下，将出芽后的小苗连带海绵块一同转移到目标扣板中，然后将扣板放到营养液苗床中，保证根系全部浸到营养液中。

优选的，在步骤(2)中，作为植物工厂内的条件如下：光照12h，黑暗12h；温度为25±1℃/22±1℃，湿度为60-70％，CO₂浓度为外界大气CO₂浓度，光线的强度为200μmol·m^-2·s^-1；光线具体为红蓝混合光，光线具体为红蓝混合光，光质配比R/B为1-12，更优选光质配比R/B为8，通过LED人工光源系统发出。

优选的，作为步骤(2)中的营养液，包括：CaNO₃·4H₂O为900-1000mg/L、KNO₃为500-650mg/L、NH₄H₂PO₄为100-130mg/L、MgSO₄·7H2O为400-600mg/L、H₃BO₃为5-10mg/L、MnSO₄为15-30mg/L、ZnSO₄为5-15mg/L、Na₂MoO₄为0-1mg/L，但不包括0、CuSO₄为0-0.5mg/L，但不包括0。

更优选的，作为步骤(2)中的营养液，包括：CaNO₃·₄H₂O为945mg/L、KNO₃为607mg/L、NH₄H₂PO₄为115mg/L、MgSO₄·7H₂O为493mg/L、H₃BO₃为6.2mg/L、MnSO₄为22.3mg/L、ZnSO₄为8.6mg/L、Na₂MoO₄为0.25mg/L、CuSO₄为0.025mg/L。

优选的，所述营养液的中CaNO₃·4H₂O、KNO₃、NH₄H₂PO₄的比例为(8-8.5)：(5-5.5)：1。

pH优选为5.8-6.2，且所述步骤(2)中营养液的EC值为0.8-1.2mS/cm，营养液的溶氧量为4-5mg/L，实验证明在上述条件下，当营养液的CaNO₃·4H₂O、KNO₃、NH₄H₂PO₄的比例为(8-8.5)：(5-5.5)：1时，不仅提高羽衣甘蓝的产量，同时其主要营养元素的含量显著性提高，发明人认为适宜合理的营养液成分配比，且通过对营养液EC值的动态管理，将有利于羽衣甘蓝根系对营养元素的吸收和转运，显著提高羽衣甘蓝的营养价值。

在上述优选的分苗方法被采纳后，苗期约25-30d就可进行之后的步骤。

(定植)

在本说明书中，定植是指将育好的秧苗移栽于植物工厂营养液槽中的过程，该过程中营养液槽中的营养液配方与定植前营养液配方一致。

作为播种的方法，植株长成有4-5片叶时，将一次分苗的扣板中的全部植株，转移定植到另一扣板中，放到营养液槽中；其中，定植密度为25株/m²；

作为播种的方法，更优选为如下步骤：

植株长成有4-5片叶时，将一次分苗的96孔扣板中的全部植株，转移定植到15孔扣板中，放到营养液苗床中；其中，定植密度为25株/m²；

优选的，在步骤(3)中定植一周内营养液的EC值为1.4-1.5mS/cm，定植一周后营养液的EC值为1.6-1.9mS/cm。

更优选的，在步骤(3)中定植一周内营养液的EC值为1.5mS/cm，定植一周后营养液的EC值为1.6-1.9mS/cm。

红蓝光是植物光合作用吸收的主要光源，作为红蓝混合光，适宜的红蓝光质比例可有效提高光合效率，促进蔬菜营养元素的积累。本发明对其红蓝混合光的配比进行实验，发现不同的红蓝光光质比例，对植物的营养元素吸收有显著影响，不适宜的光质比例使植株产生光抑制现象，影响植株生长，而在羽衣甘蓝的栽培过程中发明人发现对营养液进行动态管理后能克服这一难点，极大提高羽衣甘蓝的光合效率，发明人认为原因可能是在本发明人通过控制定植一周内营养液的EC值为1.4-1.5mS/cm，定植一周后营养液的EC值为1.6-1.9mS/cm，在该范围内的EC值促进了羽衣甘蓝的光合效率，从而促进羽衣甘蓝在其定植生长过程中的不同阶段下形成能够适应各个阶段光照强度的光合器官和细胞结构，促进了植株叶片的光合作用，使得羽衣甘蓝的主要营养成分呈现出显著性差异。

在上述优选的定植方法被采纳后，约20-25d就可进行之后的步骤。

(采收)

作为采收的方法，更优选为如下步骤：

定植后20-25d，植株外叶展开10-12片叶时，即可采摘嫩叶食用，选择叶片肥厚、色嫩绿的叶片采收，每株每次采收2-3片嫩叶，保留叶柄长4-5cm；每2-3d采摘1次；生产中注意及时摘去羽衣甘蓝下部老化叶、黄叶，生长加快，叶片变薄，纤维增加，品质下降，及时采收，连续采收一个月。

本发明采用新的栽培方法，该方法通过选定适宜的光质比例以及植株生长适宜的环境条件，对营养液的分阶段动态管理，显著提高羽衣甘蓝的光合效率，促进根系对营养成分的吸收和转运，显著提升了羽衣甘蓝的营养品质，提高植物工厂的生产效益，为批量栽培种植羽衣甘蓝提供了一种新的思路。

实施例

植物工厂试验室设有三个独立的植物工厂可以同时进行试验处理，每个植物工厂配有铝型材装配式栽培架6组，三层结构，层间距50cm，尺寸长1200mm*宽660mm*高2350mm。每组栽培架独立循环系统，每层供液集中回液方式。

智能植物工厂物联网手机APP控制界面，可实现远程检测控制环境数据，光照强度、温度、湿度、CO₂浓度、营养液EC、pH值等。

植物工厂内昼夜(光照12h，黑暗12h)温度为25±1℃/22±1℃，湿度为65％，CO₂浓度为外界大气CO₂浓度，光线的强度为200μmol·m^-2·s^-1。

供试羽衣甘蓝(Brassica oleracea var.acephalaf.tricolor)品种‘绿宝’。

具体栽培步骤包括：

(1)播种：在每个育苗盘上放88个2.5cm见方的海绵块，将每块海绵块用清水浸透，播种时直接将羽衣甘蓝的种子点于海绵块之中，每个海绵块放上1粒种子，然后用小喷壶浇洒一遍清水，以不没过种子为宜；播种时，注意种子不要重叠，切记防止漏播少播，然后用育苗盘盖板覆盖遮光将平盘推入手推车，推至育苗区，放入育苗架；所述步骤(1)中，控制温度为20-25℃，且时刻保持种子表面湿润；

(2)分苗：种子出芽后撤除遮光板，在植物工厂条件下，将出芽后的小苗连带海绵块一同转移到目标扣板中，然后将扣板放到营养液苗床中，保证根系全部浸到营养液中；

所述植物工厂内的条件如下：光照12h，黑暗12h；温度为25±1℃，湿度为65％，CO₂浓度为外界大气CO₂浓度，光线的强度为200μmol·m^-2·s^-1；光线具体为红蓝混合光，且光质比R/B按设计进行筛选；

所述步骤(2)中营养液的EC值为1.0mS/cm；步骤(2)中的营养液为：CaNO₃·4H₂O为945mg/L、KNO₃为607mg/L、NH₄H₂PO₄为115mg/L、MgSO4·7H₂O为493mg/L、H₃BO₃为6.2mg/L、MnSO₄为22.3mg/L、ZnSO₄为8.6mg/L、Na₂MoO4为0.25mg/L、CuSO₄为0.025mg/L；所述营养液的pH为6.1；营养液的溶氧量为4.5mg/L；

(3)定植：植株长成有4片叶时，将一次分苗的96孔扣板中的全部植株，转移定植到15孔扣板中，放到营养液苗床中；其中，定植密度为25株/m²；

所述步骤(3)中定植一周内营养液的EC值为1.5mS/cm，定植一周后营养液的EC值为1.5mS/cm；

(4)采收：定植后第30d，外叶展开15-20片叶时，选择叶片肥厚、色嫩绿的叶片采收，每株采收2片嫩叶，保留叶柄长4cm。

(一)不同光质比R/B的筛选：

营养元素含量测定：按照鲍士旦2000的方法使用原子吸收分光光度法测定采收的羽衣甘蓝嫩叶中的钾钙镁钠铁含量，其中，全磷含量用流动分析仪测定，数据处理采用Excel软件处理数据和作图，采用DPS统计软件的邓肯氏新复极差法进行方差分析(本发明中均采用此方法进行数据处理)。结果见表1。

表1不同光质比R/B对羽衣甘蓝嫩叶中营养元素含量的影响

同列不同小写字母表示差异显著(P<0.05)

上表中，CK指R/B＝1的对照组；T₁指R/B＝4的实验组；T₂指R/B＝8的实验组；T₃指R/B＝12的实验组。

可以看出，上表中，不同红蓝光质比例处理，对羽衣甘蓝叶片的营养元素含量有重要影响，其中，T₂处理的叶片的Ca、K、Na、Mg、Fe和P营养元素含量最高，分别为CK的1.17、1.06、1.23、1.06、1.28和1.05倍。T₂处理的叶片Ca、K、Na、Mg、Fe和P含量显著高于CK、T₁和T₃处理。因此将R/B＝8设定为最佳红蓝光质配比。

(二)定植过程中营养液的EC值的筛选：

营养元素含量测定：按照鲍士旦2000的方法使用原子吸收分光光度法测定采收的羽衣甘蓝嫩叶中的钾钙镁钠铁含量，其中，全磷含量用流动分析仪测定，结果见表2。

表2不同定植过程中营养液的EC值对羽衣甘蓝嫩叶中营养元素含量的影响

同列不同小写字母表示差异显著(P<0.05)

定植一周后，生长进行旺盛期，是营养液EC值控制的关键时期，选择最佳的EC值浓度，既可以满足羽衣甘蓝生长的营养需求，生产出高营养价值的羽衣甘蓝，又防止营养液浓度使用过度，造成植株营养吸收减弱，甚至影响植株的正常生长。

上表中，所述步骤(3)中定植一周内营养液的EC值为1.5mS/cm，定植一周后植株进入旺盛生长期，设置定植一周后营养液的EC值，CK指定植一周后营养液的EC值为1.6mS/cm的对照组，T1指定植一周后营养液的EC值为1.7mS/cm的实验组，T2指定植一周后营养液的EC值为1.8mS/cm的实验组，T3指定植一周后营养液的EC值为1.9mS/cm的实验组。

可以看出，上表中，在定植一周后，不同的营养液EC值处理，植株叶片营养元素含量不同，其中，营养元素含量提高最明显的为T2实验组，其Ca、K、Na、Mg、Fe和P含量显著高于CK、T1和T3处理，因此定植一周后营养液的EC值为1.8mS/cm设定为栽培过程中营养液动态分段管理的最佳EC值。

Claims

1.一种植物工厂条件下羽衣甘蓝高产高质栽培方法，其特征在于，步骤包括：

(2)分苗：种子出芽后撤除遮光，在植物工厂条件下，将出芽后的小苗连带海绵块一同转移到目标扣板中，然后将扣板放到营养液苗床中，保证根系全部浸到营养液中；

2.根据权利要求1所述的栽培方法，其特征在于，所述步骤(1)中控制温度为20-25℃，且时刻保持种子表面湿润。

3.根据权利要求1所述的栽培方法，其特征在于，所述步骤(2)中植物工厂内光照12h，黑暗12h。

4.根据权利要求1所述的栽培方法，其特征在于，所述步骤(2)中植物工厂内温度为25±1℃/22±1℃，湿度为60-70％，CO₂浓度为外界大气CO₂浓度，光线的强度为200μmol·m^-2·s^-1。

5.根据权利要求1所述的栽培方法，其特征在于，所述营养液的pH为5.8-6.2。

6.根据权利要求1所述的栽培方法，其特征在于，所述步骤(2)中营养液的EC值为0.8-1.2mS/cm。

7.根据权利要求1所述的栽培方法，其特征在于，所述步骤(3)中定植一周内营养液的EC值为1.4-1.5mS/cm，定植一周后营养液的EC值为1.6-1.9mS/cm。

8.根据权利要求1所述的栽培方法，其特征在于，所述营养液的溶氧量为4-5mg/L。

9.根据权利要求1所述的栽培方法，其特征在于，所述营养液包括：CaNO₃·4H₂O为900-1000mg/L、KNO₃为500-650mg/L、NH₄H₂PO₄为100-130mg/L、MgSO₄·7H2O为400-600mg/L、H₃BO₃为5-10mg/L、MnSO₄为15-30mg/L、ZnSO₄为5-15mg/L、Na₂MoO₄为0-1mg/L、CuSO₄为0-0.5mg/L。

10.根据权利要求1-9中任一项所述的栽培方法，其特征在于，所述步骤(2)中光线为红蓝光，光质配比R/B为1-12。