CN114402924A - 一种利用led光照缩短莴苣全生育期的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种利用LED光照缩短莴苣全生育期的方法，属于植物栽培技术领域。该方法包括以下步骤：(1)将莴苣幼苗在LED光源照射下进行定植水培，直至种子采集；(2)在开花后第10～20天采集种子。实验结果表明，与传统的露地育种相比，采用本发明基于植物工厂LED光照的栽培方法能够明显缩短莴苣的全生育期(缩短至86天)，缩短世代栽培周期。本发明基于植物工厂LED光照的栽培方法操作简单，成本低廉，能够满足大规模育种需求。
Description
技术领域
本发明属于植物栽培技术领域，具体涉及一种利用LED光照缩短莴苣全生育期的方法。
背景技术
莴苣(Lactuca sativa)，菊科莴苣属的一年或二年生植物。莴苣分为叶用莴苣和茎用莴苣，其中，叶用莴苣包括奶油生菜、皱叶莴苣、结球莴苣、罗马生菜等，以食用叶部为主，茎用莴苣又称莴笋，以食用肥嫩茎部为主。研究报道，莴苣的100g食用部分含蛋白质1～1.1g，碳水化合物1.8～3.2克，维生素C 4～15毫克，还含有维生素B1、维生素B2、胡萝卜素、钙、铁等矿物质。莴苣因其富含多种健康促进素(如酚酸、类黄酮、莴苣素类等)和膳食纤维，备受广大消费者青睐。
莴苣是一种专性自花授粉物种，传统的杂交是当前莴苣育种的普遍方法。莴苣繁育周期较长，繁育一个世代需要180天左右，育成一个遗传稳定的莴苣品种一般需要5年时间。缩短莴苣的全生育期对于新品种的选育及莴苣遗传学的研究具有重要意义。
如何缩短植物的全生育期在国内外已经有一些探索，包括单倍体育种方法和南繁加代方法。其中，单倍体育种是植物育种手段之一，即利用植物组织培养技术(如花药离体培养等)诱导产生单倍体植株，再通过某种手段使染色体组加倍(如用秋水仙素处理)，从而使植物恢复正常染色体数。但是单倍体育种过程诱变的方向和性质难以控制，有利变异少，须大量处理材料，操作复杂，不适合大规模育种。南繁加代是当前农作物加代的主要方法，主要利用我国南方亚热带或热带地区的气候进行农作物的加代繁殖和选育。但是，这种方法涉及大量的地租，人工，交通等费用，大量增加了育种成本。
开发出一种操作简单、成本低廉的栽培方法来缩短莴苣的全生育期，对新型莴苣品种的研发具有重要意义。
发明内容
本发明的目的在于提供一种利用LED光照缩短莴苣全生育期的方法。
本发明提供了一种缩短莴苣全生育期的方法，所述方法包括以下步骤：
(1)将莴苣幼苗在LED光源照射下进行定植水培，直至种子采集，LED光源参数设置如下：
定植水培第1天至第X天，LED光源的光照强度为：180～220μmol m-2s-1；光周期为：14～18h光照，6～10h黑暗；
定植水培第X+1天至种子采集，LED光源的光照强度为：180～400μmol m-2s-1；光周期为：14～23h光照，1～10h黑暗；
其中，X为25～35；
(2)在开花后第10～20天采集种子。
进一步地，步骤(1)中，所述X为30。
进一步地，步骤(1)中，定植水培第1天至第30天，LED光源的光照强度为：200μmolm-2s-1；光周期为：16h光照，8h黑暗。
进一步地，步骤(1)中，定植水培第31天至种子采集，LED光源的光照强度为：200～360μmol m-2s-1；光周期为：16～22h光照，2～8h黑暗；优选地，定植水培第31天至种子采集，LED光源的光照强度为：360μmol m-2s-1；光周期为：22h光照，2h黑暗。
进一步地，步骤(1)中，所述LED光源为LED白光；
所述定植水培时采用的营养液为全素营养液，种植密度为：株行距(13～17)cm×(13～17)cm，环境的相对湿度为60％～80％，日间温度为22～26℃，夜间温度为16～20℃，CO2浓度为300～500ppm。
进一步地，所述全素营养液中，氮含量8mM，磷含量1mM，钾含量5mM，钙含量2mM，镁含量1mM，硫含量1mM，铁含量80μM，硼含量14μM，锰含量5μM，铜含量0.7μM，钼含量4.9μM，锌含量3μM；
所述种植密度为：株行距15cm×15cm，环境的相对湿度为70％，日间温度为24℃，夜间温度为18℃，CO2浓度为400ppm。
进一步地，步骤(2)中，所述采集种子的时间为开花后第15天。
进一步地，所述莴苣幼苗是将莴苣种子培养14天后所得。
进一步地，所述方法还包括以下步骤：(3)将采集的种子进行后熟处理：以光照强度为50～150μmol m-2s-1的LED光源连续照射采集的种子；
优选地，所述LED光源为LED白光，所述光照强度为100μmol m-2s-1，所述连续照射的时间为7天，温度为37℃。
进一步地，所述莴苣为叶用莴苣或茎用莴苣，所述叶用莴苣优选为皱叶莴苣或罗马生菜。
“全生育期”指作物自播种到成熟所需要的天数，即整个生育期所经历的时间。
“开花后15天”指将始花日期作为第0天，往后计算的第15天。
实验结果表明，与传统的露地育种相比，采用本发明基于植物工厂LED光照的栽培方法能够明显缩短莴苣的全生育期(缩短至86天)，缩短世代栽培周期。
本发明基于植物工厂LED光照的栽培方法操作简单，成本低廉，能够满足大规模育种需求。
显然，根据本发明的上述内容，按照本领域的普通技术知识和惯用手段，在不脱离本发明上述基本技术思想前提下，还可以做出其它多种形式的修改、替换或变更。
以下通过实施例形式的具体实施方式，对本发明的上述内容再作进一步的详细说明。但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实例。凡基于本发明上述内容所实现的技术均属于本发明的范围。
具体实施方式
本发明所用原料与设备均为已知产品，通过购买市售产品所得。
实施例1：利用LED光照缩短莴苣全生育期的方法
1.莴苣的栽培
莴苣种子在育苗穴盘中培养14天后得到莴苣幼苗，将莴苣幼苗转移至植物工厂的深夜流水耕栽培槽中定植栽培至种子采集。
定植栽培第1天至种子采集采用的营养液为全素营养液，种植密度为：株行距15cm×15cm，环境的相对湿度为70％，日间温度为24℃，夜间温度为18℃，CO2浓度为400ppm。
全素营养液中，氮含量8mM，磷含量1mM，钾含量5mM，钙含量2mM，镁含量1mM，硫含量1mM，铁含量80μM，硼含量14μM，锰含量5μM，铜含量0.7μM，钼含量4.9μM，锌含量3μM。
定植栽培期间的LED光照处理条件如下：
定植栽培1～30天用以下参数的LED白光为光源光照：光照强度为：200μmol m-2s-1；光周期为：16h光照，8h黑暗。
定植栽培第31天至种子采集时更换为以下参数的LED白光光照：光照强度为：360μmol m-2s-1；光周期为：22h光照，2h黑暗。
2.种子采集及后熟处理
在开花后15天进行莴苣种子采集。种子采集后在37℃下用光照强度为100μmol m- 2s-1的LED白光连续光照处理7天，待种子变褐后，保存或进行下一轮种植。
以下通过试验例证明本发明的有益效果。
试验例1：本发明栽培方法对莴苣全生育期的影响
1、试验方法
实验组：按照实施例1基于植物工厂LED光照的栽培方法，将莴苣种子(WJ0483：皱叶莴苣；WJ0484：罗马生菜)按照表1的播种日期在育苗穴盘中栽培，直至种子采集及后熟处理结束。记录繁育过程中各阶段时间和成熟种子千粒重。
对照组：将莴苣种子按照表1的播种日期进行露地育种，露地育种地点为四川省成都是温江区。记录繁育过程中各阶段时间和成熟种子千粒重。
2、试验结果
表1莴苣繁育记录
从表1可以看出，与对照组相比，采用本发明基于植物工厂LED光照的方法能够明显缩短莴苣的全生育期，缩短世代栽培周期。
试验例2：利用LED光照缩短莴苣全生育期的筛选实验
1、试验方法
按照实施例1基于植物工厂LED光照的栽培方法，将莴苣种子(WJ0483：皱叶莴苣)在育苗穴盘中栽培，直至种子采集及后熟处理结束。区别仅在于将定植栽培第31天至种子采集时的光照强度和光周期设置为表2所示的参数。记录各组播种日期、始花期、种子采收时间、后熟完成时间和全生育期。
2、试验结果
表2不同光照强度和光周期处理对莴苣全生育期的影响
结果如表2所示。可以看出，当定植栽培第31天至种子采集时的光照强度和光周期与定植栽培第1～30天相同时(即处理1组)，莴苣的全生育期较长；当定植栽培第31天至种子采集时的光照强度为360μmol m-2s-1，光周期为22h光照、2h黑暗时(即处理4组)，莴苣的全生育期最短。
综上，本发明提供了一种利用LED光照缩短莴苣全生育期的方法。实验结果表明，与传统的露地育种相比，采用本发明基于植物工厂LED光照的栽培方法能够明显缩短莴苣的全生育期，缩短世代栽培周期。本发明基于植物工厂LED光照的栽培方法操作简单，成本低廉，能够满足大规模育种需求。
Claims (10)
1.一种缩短莴苣全生育期的方法，其特征在于：所述方法包括以下步骤：
(1)将莴苣幼苗在LED光源照射下进行定植水培，直至种子采集，LED光源参数设置如下：
定植水培第1天至第X天，LED光源的光照强度为：180～220μmol m-2s-1；光周期为：14～18h光照，6～10h黑暗；
定植水培第X+1天至种子采集，LED光源的光照强度为：180～400μmol m-2s-1；光周期为：14～23h光照，1～10h黑暗；
其中，X为25～35；
(2)在开花后第10～20天采集种子。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤(1)中，所述X为30。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：步骤(1)中，定植水培第1天至第30天，LED光源的光照强度为：200μmol m-2s-1；光周期为：16h光照，8h黑暗。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于：步骤(1)中，定植水培第31天至种子采集，LED光源的光照强度为：200～360μmol m-2s-1；光周期为：16～22h光照，2～8h黑暗；优选地，定植水培第31天至种子采集，LED光源的光照强度为：360μmol m-2s-1；光周期为：22h光照，2h黑暗。
5.根据权利要求1～4任一项所述的方法，其特征在于：步骤(1)中，所述LED光源为LED白光；
所述定植水培时采用的营养液为全素营养液，种植密度为：株行距(13～17)cm×(13～17)cm，环境的相对湿度为60％～80％，日间温度为22～26℃，夜间温度为16～20℃，CO2浓度为300～500ppm。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于：所述全素营养液中，氮含量8mM，磷含量1mM，钾含量5mM，钙含量2mM，镁含量1mM，硫含量1mM，铁含量80μM，硼含量14μM，锰含量5μM，铜含量0.7μM，钼含量4.9μM，锌含量3μM；
所述种植密度为：株行距15cm×15cm，环境的相对湿度为70％，日间温度为24℃，夜间温度为18℃，CO2浓度为400ppm。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤(2)中，所述采集种子的时间为开花后第15天。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述莴苣幼苗是将莴苣种子培养14天后所得。
9.根据权利要求1～8任一项所述的方法，其特征在于：所述方法还包括以下步骤：(3)将采集的种子进行后熟处理：以光照强度为50～150μmol m-2s-1的LED光源连续照射采集的种子；
优选地，所述LED光源为LED白光，所述光照强度为100μmol m-2s-1，所述连续照射的时间为7天，温度为37℃。
10.根据权利要求1～9任一项所述的方法，其特征在于：所述莴苣为叶用莴苣或茎用莴苣，所述叶用莴苣优选为皱叶莴苣或罗马生菜。
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