CN111492823B - 一种用于温室多层育苗系统的光调控方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于温室多层育苗系统的光调控方法，其针对不同层高温度的差异性，通过光质的产异化设置，改善由于温度差异性导致的幼苗生长状态的差异较大现象，实现成品苗形态指标的一致性，提高单位面积成品苗合格率。

Description

一种用于温室多层育苗系统的光调控方法

技术领域

本发明涉及植物照明技术领域，具体涉及一种用于温室多层育苗系统的光调控方法。

背景技术

立体育苗是采用多层立体苗床，将补光、温度、水分等育苗因子系统结合起来形成的先进育苗技术，可以显著提高单位面积的出苗率，及育苗效率，是实现现代化育苗技术的一种重要技术手段，也是今后种苗育苗的发展方向之一。现有技术中有公开的专利《一种多层栽培系统》(申请号2016112203415)，《一种温室育苗多层苗床》(申请号2016206408076)，提出多层育苗模式的基本结构框架，并没有提出针对温室或室内具体的应用技术。但是在当前的温室工厂化育苗系统中，实际应用立体多层育苗模式的突出的限制因子是1.层架遮荫导致的光照不足；2.空间环境温度场的不均匀性导致不同高度层架的温度不同。

光照不仅是作物光合作用的原料，也是调节作物形态建成、生理代谢及光周期等生命活动的最终能源与信号物质。育苗过程中遮荫或光照不足会导致种子发芽推迟，幼苗徒长，根系发育受阻，活力下降。温室立体育苗架从下往上各层所接收自然光的照度和分布均不相同且差异较大，各层的补光量和补光分布都需单独计算。针对光照不足的问题，科研人员进行相关研究。如，鲍顺,杜孝明等发表论文《DIAlux在温室立体育苗补光设计中的应用》；王克磊，周友和等发表论文《立体育苗模式下LED光源对黄瓜生长和抗氧化酶的影响》都提出多层育苗系统中不同层高补光量的设计思路或者方案；

温度是影响植物正常生长发育的另一个重要的环境因子。通常对具体的某种植物都有一个最适宜的生长温度范围，在最适宜的温度范围内植物才能更好地正常生长发育，温度高于最髙点或低于最低点，植物都会受到胁迫而不能正常生长，或停止生长，并出现伤害。温室空间环境温度场的不均匀性导致不同高度层架的温度不同，以南方普通玻璃温室为例，总层架2米高的5层栽培系统，其底层和顶层温度最大差异在4-7℃。在相同的生长时间内，光照及其他生长环境一致时，温度较高时幼苗容易出现徒长，温度较低的环境中幼苗生长缓慢，导致不同层的幼苗叶面积、生物量、壮苗指数差异较大，质量层次不齐，降低成品苗的合格率，影响育苗的质量及出苗时间，导致生产效率不能达到预定的目标；

发明内容

针对上述现有技术的不足，本发明要解决的技术问题是提供一种用于温室多层育苗系统的光调控方法，其针对不同层高种植空间内温度的差异性，通过光质的产异化设置，改善由于温度差异性导致的幼苗生长状态的差异较大现象，实现成品苗装苗指数的一致性，提高单位面积成品苗合格率。

本发明采取的具体技术方案是：

一种用于温室多层育苗系统的光调控方法，在多层植物育苗系统中针对每层生长区域的环境温度的差异性导致植物生长状态的不同设置蓝光占比不同的光谱进行补光，实现幼苗生长的均一性和提高壮苗指数。

进一步地，在高温环境中进行瓜果类育苗时，在多层植物育苗系统中从低层到高层逐层提高蓝光(400-499nm)与红光(600-710nm)的光子之比，控制植株生长，提高幼苗均一性和壮苗指数。

进一步优选，在多层植物育苗系统中从低层到高层逐层提高蓝光(400-499nm)占比，并降低红光(600-710nm)和/或黄绿光(500-599nm)占比。

进一步地，在低温环境中进行瓜果类育苗时，在多层植物育苗系统中从低层到高层逐层降低蓝光(400-499nm)与红光(600-710nm)的光子之比，控制植株生长，提高幼苗均一性和壮苗指数。

进一步优选，在多层植物育苗系统中从低层到高层逐层降低蓝光(400-499nm)占比，并提高红光(600-710nm)和/或黄绿光(500-599nm)占比。

进一步优选，当环境温度在30-37°时，蓝光(400-499nm)与红光(600-710nm)的光子之比≥0.38，蓝光(400-499nm)光子占比为21-100％。

进一步地，不同层补光强度可以相同或不同。

进一步地，补光的光周期为4-12h/d。

本发明还提供了上述一种用于温室多层育苗系统的光调控方法在瓜果类育苗阶段的应用。

与现有技术相比较，本发明具有以下有益效果：

1.现有的补光方案仅仅考虑了光强的差异性，在不同层实行差异化光强设置，并没有考虑温度的差异性带来的实际问题，本发明提出采用光质的差异化设置抵消由于温度的差异性所带来的的问题，实施效果明显。

2.本发明中不同层可设置相同的或不同的光强，易于实施。

3.本发明根据每层之间温度的差异性，设置不同的光谱，幼苗壮苗指数高、均匀性高。

4.本发明提供了一种用于温室多层育苗系统的光调控方法，既能解决因层架遮阴导致的光照不足，也能解决由于空间环境温度场的不均匀性导致不同高度层架的温度不同而引起的幼苗长势差和提高出苗均匀性。

5.本发明结合温度与光对植物生长影响，提出一种解决温度场的不均匀特征导致育苗产品出现差异化的思路和方法。

附图说明

图1为实施例温室多层育苗系统示意图；

图2显示为图1中第一层层架不同时间温湿度变化情况；

图3显示为图1中第二层层架不同时间温湿度变化情况；

图4显示为图1中第三层层架不同时间温湿度变化情况；

图5显示为图1中第四层层架不同时间温湿度变化情况；

图6显示为图1中第五层层架不同时间温湿度变化情况；

图7显示为实施例1中S1-S5光谱图。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步地详细说明，但本发明的实施方式不限于此，在不脱离本发明上述技术思想情况下，根据本领域普通技术知识和惯用手段，做出各种替换和变更，均应包括在本发明的范围内。

本发明实施例公开了一种植物温室多层育苗方法，包括如下步骤：

(1)播种

将草炭：蛭石＝2:1的基质装入72孔的穴盘中，并吸满水，将经过RO水浸泡6小时的植物种子播于穴盘中，每穴一粒，播种深度为1cm，覆土，放于育苗层架的各层，各层层高35cm,在基质含水量在50％时再浇透水，在植物子叶展开和一叶一心时分别浇两次营养液；

(2)补光

测试并分析每一层温度和湿度变化规律、测试自然光下各层的光照强度，对每层设置不同的补光光谱，每层的光照强度相同，实现幼苗壮苗生长的均一性。

本发明根据每层之间温度的差异性，设置不同的光谱，幼苗壮苗指数高、均匀性高。下面以黄瓜和番茄为例，结合具体的实施例及其与对照例的对比对本发明提供的技术方案进行详细说明。

实施例1

本实施例1采用了黄瓜为样本，温室多层育苗系统如图1所示，共五层，具体育苗方法为：

(1)将草炭：蛭石＝2:1的基质装入72孔的穴盘中，并吸满水，将经过RO水浸泡6小时的黄瓜种子播于穴盘中，每穴一粒，播种深度为1cm，覆土，放于育苗层架的各层，各层层高35cm,在基质含水量在50％时再浇透水，在黄瓜子叶展开和一叶一心时分别浇两次营养液(EC为1.5-1.8ms/cm之间，pH为6.0-7.0)，其他时间都为清水。

(2)测试每一层温度和湿度变化规律如图2-6所示，由图2-6分析可得，各层同一时间各层温度不尽相同，第一层与第五层同一时间段最高可相差5.7℃，各层温度场不同，并测试自然光下各层的光照强度；

(3)设置补光光环境，光质：第一层为S1，第二层为S2,第三层为：S3，第四层为：S4，第五层为：S5。光照强度200μmol/㎡·s,b补光周期12h/d。光源采用LED灯，S1-S5光谱分布如图7和表1所示：

表1

(4)待幼苗长至两叶一心时测定生长指标，并计算壮苗指数，如下表2所示：

表2

对照组1补光光环境设置如下：从第一层到第五层全部采用光质S5，光照强度200μmol/㎡·s补光周期12h/d。待幼苗长至两叶一心时测定生长指标，并计算壮苗指数，如下表3所示：

表3

壮苗指标[壮苗指数＝(茎粗/株高+地下部干重/地上部干重)*全株干重]。

由表2和表3对比可知，通过改变蓝光(400-499nm)与红光(600-710nm)的光子之比调整光质组成，可有效抵抗上下温差带来的问题，使得黄瓜幼苗壮苗指数高，出苗质量均匀。

实施例2

本实施例2以番茄为样本，温室多层育苗系统如图1所示，共五层，具体育苗方法为：

(1)将草炭：蛭石＝2:1的基质装入72孔的穴盘中，并吸满水，将经过RO水浸泡6小时的番茄种子播于穴盘中，每穴一粒，播种深度为1cm，覆土，放于育苗层架的各层，各层层高35cm,在基质含水量在50％时再浇透水，在番茄苗期浇营养液(EC为1.5-1.8ms/cm之间，pH为6.0-7.0)为主。

(2)测试每一层温度和湿度变化规律如图2-6所示，由图2-6分析可得，各层同一时间各层温度不尽相同，第一层与第五层同一时间段最高可相差5.7℃，各层温度场不同，并测试自然光下各层的光照强度；

(3)设置补光光环境，光质：第一层为S1，第二层为S2,第三层为：S3，第四层为：S4，第五层为：S5。光照强度200μmol/㎡·s,b补光周期12h/d。光源采用LED灯，S1-S5光谱分布如图7和表1所示：

表1

(4)待幼出苗时(30d)测定生长指标，并计算壮苗指数，如下表4所示：

表4

对照组2补光光环境设置如下：从第一层到第五层全部采用光质S5，光照强度200μmol/㎡·s补光周期12h/d。待幼苗长至出苗时(30d)测定生长指标，并计算壮苗指数，如下表5所示：

表5

壮苗指标：壮苗指数＝(茎粗/株高)*全株干重。

由表4和表5对比可知，通过改变蓝光(400-499nm)与红光(600-710nm)的光子之比调整光质组成，可有效抵抗上下温差带来的问题，使得番茄幼苗壮苗指数高，出苗质量均匀。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者终端设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者终端设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括……”或“包含……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者终端设备中还存在另外的要素。此外，在本文中，“大于”、“小于”、“超过”等理解为不包括本数；“以上”、“以下”、“以内”等理解为包括本数。

尽管已经对上述各实施例进行了描述，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例做出另外的变更和修改，所以以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利保护范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围之内。

Claims (5)

1.一种用于温室多层育苗系统的光调控方法，其特征在于，在多层植物育苗系统中针对每层生长区域的环境温度的差异性导致植物生长状态的不同设置蓝光占比不同的光谱进行补光，实现幼苗生长的均一性和提高壮苗指数；

在环境温度为30-37℃的高温环境中进行瓜果类育苗时，在多层植物育苗系统中从低层到高层逐层提高蓝光（400-499 nm）与红光（600-710 nm）的光子之比，控制植株生长，提高幼苗均一性和壮苗指数；蓝光（400-499 nm）与红光（600-710 nm）的光子之比≥0.38，蓝光（400-499 nm）光子占比为21-100%；

在低温环境中进行瓜果类育苗时，在多层植物育苗系统中从低层到高层逐层降低蓝光（400-499 nm）与红光（600-710 nm）的光子之比，控制植株生长，提高幼苗均一性和壮苗指数。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在高温环境中进行瓜果类育苗时，在多层植物育苗系统中从低层到高层逐层提高蓝光（400-499 nm）占比，并降低红光（600-710 nm）和黄绿光（500-599nm）占比。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在低温环境中进行瓜果类育苗时，在多层植物育苗系统中从低层到高层逐层降低蓝光（400-499 nm）占比，并提高红光（600-710 nm）和黄绿光（500-599nm）占比。

4.根据权利要求1-3任一项所述的方法，其特征在于，不同层补光强度相同或不同。

5.根据权利要求1-3任一项所述的方法，其特征在于，补光的光周期为4-12h/d。

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