CN112243727A

CN112243727A - 一种促进植物生长的方法

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Publication number: CN112243727A
Application number: CN202011013447.4A
Authority: CN
Inventors: 黄敏郎; 黄澤元; 胡爱章; 周禾蓁; 李滨滨
Original assignee: Qingdao Hongshu Biotechnology Co ltd
Current assignee: Qingdao Hongshu Biotechnology Co ltd
Priority date: 2020-09-24
Filing date: 2020-09-24
Publication date: 2021-01-22

Abstract

本发明公开了一种促进植物生长的方法，涉及植物生长技术领域，包括放置一具调整或保留光谱波长为500nm以下区段A、500～630nm区段B和630nm以上区段C的透光材料于光源和植物光合作用受体间；（b）区段A、区段B和区段C光谱经过透光材料后，区段B的照度或光子通量密度明显低于区段A或区段C。有益效果在于：本发明利用光谱对植物生长的影响，取用对植物生长最佳的波长，将植物生长周期缩短为原来的90%‑70%，提高了经济效益；本发明取材广泛，适用于自然环境或人工环境，可用在大棚或温室种植中作为新型大棚使用，应用前景广泛。

Description

一种促进植物生长的方法

技术领域

本发明涉及植物生长技术领域，特别是涉及一种促进植物生长的方法。

背景技术

光合作用是植物、藻类和某些细菌利用叶绿素，在光的照射下，将二氧化碳、水或是硫化氢转化为碳水化合物。植物之所以被称为食物链的生产者，是因为它们能够通过光合作用利用无机物生产有机物并且贮存能量，其能量转换效率约为6%。通过食物链，消费者可以吸收到植物所贮存的能量，效率为10%左右。对大多数生物来说，这个过程是他们赖以生存的关键。而地球上的碳氧循环中，光合作用是其中最重要的一环。

温室栽培开始利用LED灯辅助或替代自然光源，LED用于园艺领域的关键在于叶绿素的吸收光谱。研究人员发现叶绿素吸收光谱的峰值位于红光和蓝光区，而吸收的绿光则很少，叶绿素吸收光谱的峰值位于400-500nm以及600-700nm的红光及蓝光区域。目前，绝大多数种植工厂所使用的人工光源，仍为窄光谱光源，以深蓝光455nm和深红光660nm为欧司朗设计的灯具，亦有混合了发光波峰分别为蓝光和红光的LED芯片。实际上，专门为园艺应用而优化的固态照明产品，绝大多数还处于研发阶段，高效率的蓝光LED已经存在相当一段时间了，而红光LED的效率一般来说有待进一步提高，特别是理想波长660 nm的LED。

如何开发适合植物生长的用具，一直是业界长期以来的努力，发明人为此进行长期研究，以其他简便速捷方式，提供其他促进植物生长的方法。

发明内容

本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供一种促进植物生长的方法。

一般普遍认为光的颜色对于光合作用的影响有所不同，事实上在光合作用过程中，光颜色的影响性并无不同，因此使用全光谱最有利于植物的发育。而植物对光谱最大的敏感区域为400～700nm，此区段光谱通常称为光合作用有效能量区域。阳光的能量约有45%位于此段光谱，因此植物生长光源的光谱分布也应该接近此范围。

光源射出的光子能量因波长而不同，例如波长400nm（蓝光）的能量为700nm（红光）能量的1.75倍，但是对于光合作用而言，两者波长的作用结果则是相同，蓝色光谱中多余不能作为光合作用的能量则转变为热量。换言之，植物光合作用速率是由400～700nm中植物所能吸收的光子数目决定，而与各光谱所送出的光子数目并不相关。植物对所有光谱而言，其敏感性有所不同，主要是因为叶片内色素的特殊吸收性。叶绿素是植物最常见的色素，但是叶绿素并非对光合作用唯一有用的色素，还有其他色素也会参与光合作用，因此光合作用效率不能只考虑叶绿素的吸收光谱。对植物的形态发展与叶片颜色而言，植物应该接收各种平衡的光源。蓝色光源（400～500nm）对植物的分化与气孔的调节十分重要。如果蓝光不足，远红光的比例太多，茎部将过度成长，而容易造成叶片黄化。红光光谱（655～665nm）能量与远红光光谱（725~735nm）能量的比例在1.0与1.2之间，植物的发育正常，但是不同植物对于光谱比例的敏感性也不同。

下表为不同光谱范围对植物生理的影响。

光谱范围	对植物生理的影响
		280～315nm	对形态与生理过程的影响极小
315～400nm	叶绿素吸收少，影响光周期效应，阻止茎伸长
		400～520nm	叶绿素与类胡萝卜素吸收比例最大，对光合作用影响最大
520～610nm	色素的吸收率不高
		610～720nm	叶绿素吸收率低，对光合作用与光周期效应有显著影响
720～1000nm	吸收率低，刺激延长，影响开花与种子发芽
		1000nm	转换成为热量

本发明通过以下技术方案来实现上述目的：

一种促进植物生长的方法，包括：

放置一具调整或保留光谱波长为500nm以下区段A、500～630nm区段B和630nm以上区段C的透光材料于光源和植物光合作用受体间；（b）区段A、区段B和区段C光谱经过透光材料后，区段B的照度或光子通量密度（PhotonFluxDensity，简称PFD）明显低于区段A或区段C。照度是指每单位面积所接收到的光通量，其单位为勒克斯（Lux，lm/m²）；光子通量密度是指单位时间内落到单位面积上的光子的数量，其单位为μmol/m² ·s。光通过本发明的透光材料后，因为不同光谱波长调整或保留的比例不同，在区段A与区段C会有2个波峰，区段B的比例低于区段A与区段。

优选的，本发明的光合作用受主绦指叶绿素a（Chlorophylla）、叶绿素b（Chlorophyllb）或类胡萝卜素（Carotenoids），而光源是自然光源或阳光。

优选的，本发明另得调整透光材料与植物的距离以调控生长效率，其以植物光合作用受主其作用的最佳温度、湿度、风速和光度为校正基数。

优选的，本发明的透光材料是藉由控制其颜色及各颜色的比例以调整或保留光谱波长，其中该透光材料包含但不限于布料、编织网、纱网、编织布、塑料布、塑料纸、隔热纸或不织布。在一组较佳实施例中，该透光材料是指塑胶布或编织网。该透光材料的颜色包括但不限于深蓝色、宝蓝色、蓝色、紫红色或深紫红色。

优选的，本发明可根据植物生长时每种阶段所需光源特性不同，探用不同颜色的透光材料将光源调整为特定阶段所需的最佳比例，以缩短植物生长期。

优选的，本发明的方法可适用于自然环境或人工环境。

一种新型大棚，大棚的覆盖塑料薄膜上述的透光材料制成。

优选的，所述覆盖塑料薄膜为桃红色的塑料布

有益效果在于：本发明利用光谱对植物生长的影响，取用对植物生长最佳的波长，将植物生长周期缩短为原来的90%-70%，提高了经济效益；本发明取材广泛，适用于自然环境或人工环境，可用在大棚或温室种植中作为新型大棚使用，应用前景广泛。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明所述一种促进植物生长的方法的实施例1的示意图；

图2是光源通过蓝色透光材料的光谱变化图；

图3是光源通过绿色透光材料的光谱变化图；

图4是光源通过本发明的透光材料的光谱变化（A、B）及本发明的透光材料放置前后的比例变化（C）图。

附图标记说明如下：

1、光源；2、未透过透光材料的光；3、透光材料；4、已通过透光材料的光；5、植物。

具体实施方式

以下结合附图，对本发明的技术方案作进一步阐释：

实施例1

如图1所示，一种促进植物生长的方法，将LED光源1置放于植物叶子或其他光合作用受主之前，向植物放射光量，未通过透光材料的光2经由作为透光材料3的宝蓝色、蓝色或深蓝色的塑胶布或编织网过滤波长，通过透光材料的光4照射于植物5上，即可调整或保留为适合的光谱范围，以促进植物生长。

光源通过蓝色及绿色透光材料后，其光谱变化如图2、图3所示，可知光源通过蓝色透光材料后具有2个波峰。

在一较佳实施例中，光源经过本发明的透光材料后不同光谱波长调整或保留的比例不同，放置本发明的透光材料后，在区段A与区段C具有2个波峰（图4B），而在透光材料放置后与放置前的不同光谱百分比也可看出，区段B的比例低于区段A与区段C（图4C）。

实施例2

将蝴蝶兰小苗置放于一般黑色编织网下，其接受的光源是全光谱波长范围的光量均等比例降低；另一组蝴蝶兰小苗置放于本发明的宝蓝色塑胶布或编织网，接受经透光材料调整或保留的光源，结果置放黑色编织网的小苗生长期为16周，置放本发明的宝蓝色塑胶布或编织网的小苗生长期缩短1～2周；而置放本发明的宝蓝色塑胶布或编织网的蝴蝶兰的驯化期和置放黑色编织网的蝴蝶兰相比也缩短1～2周。

实施例3

利用病虫害整合管理策略防治病虫害，比较桃红色、白色塑料布网室设施及露天栽培大果番茄（桃园亚蔬20号）的差异，试验期间为2020.01.30至2020.05.29，显示番茄黄化曲叶病毒病、白粉病及番茄褪绿病毒病为春季大果番茄试验的主要病害，网室设施内的病毒病较露天栽培轻微，而白粉病则较露天栽培严重。网室设施内及露天番茄栽培的害虫种类差异不大，银叶粉虱及潜蝇为主要害虫，而番茄夜蛾只危害于露天栽培。虽然网室内银叶粉虱密度低，但在移植后6周，网室内约有12～20%的植株具黄化曲叶病毒病病征。因此，苗期及移植初期须注意银叶粉虱的防治。

桃红色塑料布网室内的番茄生长势，在植株高度、叶面积及生物地上部鲜干重等特性，皆显示最高数值；桃红色、白色设施内及露天栽培的番茄产量分别为25.2、26.5及7.7吨/公顷；比较可销售与不可销售的番茄产量比值分别为4.8、2.9及1.2，利用桃红色塑料布网室生产番茄可得到较佳的果实质量与产量；果实营养分析结果显示，网室设施内番茄成熟果的茄红素含量最高；但维他命C的含量则以露天栽培最高；β胡萝卜素在三处理间则无差异。

实现原理：本发明先以阳光或自行摆置的LED灯或T5规格的日光灯作为光源，针对波长500奈米以上、630奈米以下或取两者交集而过滤的光谱，增加波长500奈米以下和630奈米以上的光量比例，以此促进植物光合作用效率，缩短生长期间为原本90%～70%。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。

Claims

1.一种促进植物生长的方法，其特征在于，包括：

（a）放置一具调整或保留光谱波长为500纳米以下区段A、500~630纳米区段B和630纳米以上区段C的透光材料于光源和植物光合作用受体间；

（b）区段A、区段B和区段C光谱经过透光材料后，区段B的照度或光子通量密度低于区段A或区段C。

2.根据权利要求1所述的一种促进植物生长的方法，其特征在于：该光合作用受体是指叶绿素a、叶绿素b或类胡萝卜素。

3.根据权利要求1所述的一种促进植物生长的方法，其特征在于：调整透光材料与植物的距离以调控生长效率。

4.根据权利要求1所述的一种促进植物生长的方法，其特征在于：该透光材料是由控制其颜色及各颜色的比例以调整或保留光谱波长。

5.根据权利要求1所述的一种促进植物生长的方法，其特征在于：该透光材料是指布料、编织网、纱网、编织布、塑料布、塑料纸、隔热纸或不织布。

6.根据权利要求1所述的一种促进植物生长的方法，其特征在于：所述透光材料为深蓝色、宝蓝色、蓝色、紫红色或桃红色。

7.一种新型大棚，其特征在于：大棚的覆盖塑料薄膜由权利要求1-6任意一项权利要求所述的透光材料制成。

8.根据权利要求8所述的一种新型大棚，其特征在于：所述覆盖塑料薄膜为桃红色的塑料布。