CN112544422A - 一种促进谷类作物一年4-5熟的植物工厂种植方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种促进谷类作物一年4‑5熟的植物工厂种植方法，种植期间，谷类作物在蓝‑黄‑红‑远红混合光照射下进行培养；蓝‑黄‑红‑远红混合光中，红光(600‑699nm)和蓝光(400‑499nm)的光量子之比在3‑4，红光(600‑699nm)和黄光(500‑599nm)的光量子之比在3‑7，红光(600‑699nm)和远红光FR(700‑780nm)的光量子之比3‑4。本发明在人工光种植环境的调控下保证了谷类作物的正常生长，而且实现了谷类作物一年4‑5熟，极大缩短了作物种植周期、提高了土地和水资源的利用率。

Description

一种促进谷类作物一年4-5熟的植物工厂种植方法
技术领域
本发明属于农业种植技术领域，具体涉及一种促进谷类作物一年4-5熟的植物工厂种植方法。
背景技术
我国是世界上最大的发展中国家之一，其特殊的国情决定了农业在中国具有远比世界上其他国家更为重要的地位。农业行业由农、林、牧、渔四个大产业组成，仅就农业产业而言，它由大田作物和园艺作物构成，而大田作物又可分为粮食作物、经济作物、饲料绿肥作物三大类，其中粮食作物是其中最重要的一个产业。因为人类的生存与发展，首先要以粮食为基础。禾谷类作物是指收获谷粒为栽培目的的禾本科作物，是我国粮食作物的主要构成。按其形态特征可以分为俩大组。一组是小麦、大麦、燕麦等麦类作物；另一组是水稻、玉米、高粱、谷子等粟类和黍类作物。谷类是人体最主要的热能来源，人体所需热能约有80％，蛋白质约有50％都是由谷类提供的。2019年，全国谷物播种面积14.68亿亩，对比2018年减少了2736万亩，其中，稻谷4.45亿亩，小麦3.56亿亩，玉米6.19亿亩。
我国目前粮食作物发展仍存在很多问题，主要表现在以下方面：
(1)土地特别是耕地资源不断减少。目前我国人均耕地面积仅有1.2亩，同世界各国相比，我国人均耕地面积只及世界人均耕地的32％；(2)耕地质量退化。我国水土流失面积大，全国沙化土地逐渐增多，全国盐碱地面积广；(3)农产品生产成本不断上升，收益持续下降；(4)资源及生产技术的制约，目前我国农业技术在整体上仍相当落后，大多数地区机械化水平低，劳动生产率不高；(5)水资源缺乏及污染严重问题，成为制约农业发展的主要因素。
因此，现在急需一种能够解决耕地资源减少、耕地质量下降、节约水资源和提高粮食产量的种植方法。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的是提供一种促进谷类作物一年4-5熟的植物工厂种植方法，本发明通过室内种植谷类粮食作物，在人工光种植环境的调控下实现了水稻、玉米和小麦一年4-5熟，极大缩短了作物种植周期、提高了土地和水资源的利用率。
本发明采取的具体技术方案是：
一种促进谷类作物一年4-5熟的植物工厂种植方法，整个种植期间，谷类作物在蓝-黄-红-远红混合光照射下进行培养；
蓝-黄-红-远红混合光中，红光(600-699nm)和蓝光(400-499nm)的光量子之比在3-4，红光(600-699nm)和黄光(500-599nm)的光量子之比在3-7，红光(600-699nm)和远红光FR(700-780nm)的光量子之比3-4。
优选地，育苗期间，光照周期为12h/d，光照强度为200-300μmol/m2·s；定植后栽培期间，光照周期为12-18h/d，光照强度为400-600μmol/m2·s。
更优选地，所述种植方法包括以下步骤：
(1)播种：将复合栽培基质装于育苗盘中，将春化或催芽露白后的谷类种子每穴1-2粒，播种深度1cm，覆土，清水浸透基质，覆盖保鲜膜，出芽后去掉保鲜膜；
(2)育苗：将去膜后的育苗盘放置在蓝-黄-红-远红混合光下，育苗期光环境条件为：光照周期为12h/d，光照强度为200-300μmol/m2·s，育苗过程保持基质湿润；
(3)栽培：当苗高长到13-18cm时移栽到特定的种植模组上，在蓝-黄-红-远红混合光下进行培养，直至采收，光环境条件为：光照周期为12-18h/d，光照强度为400-600μmol/m2·s。
优选地，栽培期，可根据不同作物的不同生长发育期相应改变光环境，光照周期控制在12-18h/d范围内，光照强度控制在400-600μmol/m2·s范围内。
优选地，育苗期，环境温度白天23-28℃，晚上18-20℃。
优选地，栽培期，环境温度白天23-28℃，晚上19-21℃。
优选地，栽培期水肥管理方法为：定期浇施复合肥，基质的水分控制标准为：见干浇水，不干不浇水。
本发明的有益效果是：本发明在人工光种植环境的调控下保证了谷类作物的正常生长，而且实现了谷类作物一年4-5熟，极大缩短了作物种植周期、提高了土地和水资源的利用率。
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。
本发明实施例提供了一种促进谷类作物年4-5熟的植物工厂种植方法。主要技术条件包括光环境调控技术和室内水肥管理技术。
种植过程：
(1)春化：将小麦种子用清水浸泡3-5小时，后捞出用纱布包好放入4℃的冰箱低温处理13-16d。
(2)催芽：水稻和玉米用纱布包好，浸泡在清水中，催芽温度30℃～35℃，期间每天更换一次清水。
(3)播种：将复合基质装于32孔育苗盘中，将春化或催芽露白后的种子每穴1-2粒，播种深度1cm左右，覆土，清水浸透基质，覆盖保鲜膜，出芽后去掉保鲜膜。
(4)育苗：将去膜后的育苗盘放置在特定的光环境下，环境温度白天23-28℃，晚上18-20℃，光周期前期12h/d，光强200-300μmol/m2·s，育苗过程保持基质湿润。
(5)栽培：当苗高长到13-18cm时移栽到特定的种植模组上。种植环境温度白天23-28℃，晚上19-21℃，光周期12-18h/d，光强400-600μmol/m2·s，根据不同作物的不同生长发育期相应改变光环境。定期浇施复合肥，种植过程中基质水分控制标准为：见干浇水，不干不浇水。种植期间光质配方：控制红光(600-699nm)和蓝光(400-499nm)的光量子之比在3-4，红光(600-699nm)和黄光(500-599nm)的光量子之比在3-7，红光(600-699nm)和远红光FR(700-780nm)的光量子之比3-4。
(6)采收：作物成熟后进行采收，计算种植周期，称取百粒重。
实施案例1
将春化后的小麦种子每穴2粒播入装满灭菌基质的32孔育苗盘中，其中基质配比30％蛭石+70％泥炭土。播种深度1cm左右，覆土，清水浸透育苗基质。种子出芽后，将育苗盘放置在特定的育苗环境下，环境温度白天23-25℃，晚上19℃，光周期前期12h/d，光强200-300μmol/m2·s，育苗过程保持育苗基质湿润，每7d浇施一次复合肥。当苗高长到13-15cm时移栽到特定的种植模组上，其中栽培基质体积配比为30％蛭石+60％泥炭土+10％腐殖土。种植环境温度白天25-28℃，晚上19-21℃，栽培前期光周期12h/d，灌浆期和乳熟前期光周期18h/d，光强400-600μmol/m2·s，乳熟后期光周期11h/d，光强300-400μmol/m2·s，整个栽培期定期浇施复合肥。种植过程中栽培基质见干浇水，不干不浇水，小麦成熟后进行采收，计算种植周期，称取百粒重。结果如下表1所示：
表1
Figure BDA0002827193580000041
Figure BDA0002827193580000051
从实施案例1的结果可以得出，LED2和LED3处理的小麦百粒重较大。
实施案例2
将催芽后的水稻种子每穴2粒播入装满灭菌基质的32孔育苗盘中，其中育苗基质体积配比为30％蛭石+70％泥炭土。播种深度1cm左右，覆土，清水浸透育苗基质。种子出芽后，将育苗盘放置在特定的育苗环境下，环境温度白天25-27℃，晚上20℃，光周期前期12h/d，光强200-250μmol/m2·s，育苗过程保持育苗基质湿润，每7d浇施一次复合肥。当苗高长到13-15cm时移栽到特定的种植模组上，其中栽培基质体积配比为30％蛭石+50％泥炭土+20％水稻土。种植环境温度，白天23-28℃，其中开花灌浆期白天温度25-28℃，晚上21℃，光周期12-14h/d，光强350-500μmol/m2·s，乳熟后期光强300-400μmol/m2·s，整个栽培期定期浇施复合肥。种植过程中栽培基质保持湿润，不能见干，水稻成熟后进行采收，计算种植周期，称取百粒重。
表2
Figure BDA0002827193580000052
从实施案例2的结果可以得出，LED2和LED3处理的水稻百粒重较大。
实施案例3
将催芽后的玉米种子每穴1粒播入装满灭菌基质的32孔育苗盘中，其中育苗基质体积配比为30％蛭石+70％泥炭土。播种深度1cm左右，覆土，清水浸透育苗基质。种子出芽后，将育苗盘放置在特定的育苗环境下，环境温度白天23-25℃，晚上20℃，光周期前期12h/d，光强200-250μmol/m2·s，育苗过程保持育苗基质湿润，每7d浇施一次复合肥。当苗高长到10-10cm时移栽到特定的种植模组上，其中栽培基质体积配比为20％蛭石+50％泥炭土+20％黄泥土。种植环境温度白天25-28℃，晚上20℃，种植前期光周期12-16h/d，植株顶部光强350-500μmol/m2·s，植株侧面补光6-8h/d，光强80μmol/m2·s。成熟后期光周期10-12h/d，植株顶部光强350μmol/m2·s，植株侧面不补光。整个栽培期定期浇施复合肥。种植过程中栽培基质见干浇水，不干不浇水，玉米成熟后进行采收，计算种植周期，称取百粒重。
表3
Figure BDA0002827193580000061
从实施案例3的结果可以得出，LED1-LED3处理的玉米百粒重较大。
且从实施案例1-3的结果可以看出，在本发明的光环境下，种植周期在80-90天，因此谷类作物采用本发明的种植方法，可实现一年4-5熟，极大缩短了作物种植周期、提高了土地和水资源的利用率。
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 (7)

1.一种促进谷类作物一年4-5熟的植物工厂种植方法，其特征在于，整个种植期间谷类作物在蓝-黄-红-远红混合光照射下进行培养；
蓝-黄-红-远红混合光中，红光(600-699nm)和蓝光(400-499nm)的光量子之比在3-4，红光(600-699nm)和黄光(500-599nm)的光量子之比在3-7，红光(600-699nm)和远红光FR(700-780nm)的光量子之比3-4。
2.根据权利要求1所述一种促进谷类作物一年4-5熟的植物工厂种植方法，其特征在于，育苗期间，光照周期为12h/d，光照强度为200-300μmol/m2·s；定植后栽培期间，光照周期为12-18h/d，光照强度为400-600μmol/m2·s。
3.根据权利要求1所述一种促进谷类作物一年4-5熟的植物工厂种植方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)播种：将复合栽培基质装于育苗盘中，将春化或催芽露白后的谷类种子每穴1-2粒，播种深度1cm，覆土，清水浸透基质，覆盖保鲜膜，出芽后去掉保鲜膜；
(2)育苗：将去膜后的育苗盘放置在蓝-黄-红-远红混合光下，育苗期光环境条件为：光照周期为12h/d，光照强度为200-300μmol/m2·s，育苗过程保持基质湿润；
(3)栽培：当苗高长到13-18cm时移栽到特定的种植模组上，在蓝-黄-红-远红混合光下进行培养，直至采收，光环境条件为：光照周期为12-18h/d，光照强度为400-600μmol/m2·s。
4.根据权利要求3所述一种促进谷类作物一年4-5熟的植物工厂种植方法，其特征在于，可根据不同作物的不同生长发育期相应改变光环境，光照周期控制在12-18h/d范围内，光照强度控制在400-600μmol/m2·s范围内。
5.根据权利要求3所述一种促进谷类作物一年4-5熟的植物工厂种植方法，其特征在于，育苗期，环境温度白天23-28℃，晚上18-20℃。
6.根据权利要求3所述一种促进谷类作物一年4-5熟的植物工厂种植方法，其特征在于，栽培期，环境温度白天23-28℃，晚上19-21℃。
7.根据权利要求3所述一种促进谷类作物一年4-5熟的植物工厂种植方法，其特征在于，栽培期水肥管理方法为：定期浇施复合肥，基质的水分控制标准为：见干浇水，不干不浇水。
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