CN116034757A - 一种植物工厂缩短番茄繁育周期的方法 - Google Patents

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CN116034757A CN202211473520.5A CN202211473520A CN116034757A CN 116034757 A CN116034757 A CN 116034757A CN 202211473520 A CN202211473520 A CN 202211473520A CN 116034757 A CN116034757 A CN 116034757A
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Abstract

本发明涉及植物育种及繁育技术领域，特别是涉及一种植物工厂缩短番茄繁育周期的方法。本发明提供的方法包括以下步骤：将番茄种子在植物工厂人工光源下进行营养液培养；所述人工光源包括：红光、蓝光、白光、远红光和紫外光的光质配比为(2～8):(1～4):(3～5):(0～2):(0～1)，光照时间为12～20h，光照强度为360～480μmol·m‑2·s‑1。本发明通过适宜的光质配比、光照时间和光照强度，可以大幅缩短番茄繁育周期，实现番茄一年4～6代繁育，促进北方地区番茄快速加代繁种，从而推动番茄种业健康快速可持续发展，加快番茄产业的升级。

Description

一种植物工厂缩短番茄繁育周期的方法
技术领域
本发明涉及植物育种与繁育技术领域，特别是涉及一种植物工厂缩短番茄繁育周期的方法。
背景技术
随着照明技术的发展，目前LED已广泛应用于设施园艺产业，可根据植物需要定制照明配方，还具有环保、高效利用空间等一系列优点。因此LED被认为是最理想的人工光源。光影响植物生长的整个生命周期，从种子萌发、幼苗和幼苗发育到植物开花和果实质量，光质、光照时间、光照强度和光指向性影响植物的生长发育，但光质和光照强度对植物生长发育的影响最为明显，光环境的变化对光合自养生物的整个生命周期有明显的影响。红光和蓝光是植物光合作用最有效的波段。前人对番茄的研究关注于红、蓝、红、蓝组合光和单色补光质对番茄生长的影响，但对LED人工多种组合光源不同光质照射番茄的光照时间研究相对较少。番茄是我国设施园艺的主要作物之一，生长周期长，对光照环境要求高，普通种植设施容易形成弱光照环境，不利于番茄生长和加代繁育。
加代繁育技术在番茄种业创新中发挥着重要作用，但目前在北方地区存在着番茄世代生长周期长、种子繁育速度慢、育种年限长、异地加代成本高等诸多问题，无法实现一年连续收获多代和成本，以至于瓜菜种质资源创新、新品种选育和良种繁育效率低，无法达到成本可控和节约人力资源的目的。
然而番茄从播种到收获一般需要4～6个月的时间，一年可种植1～2代，即使利用南繁加代的方法，最多也只能达到一年3代，无法突破产业瓶颈。而番茄自交分离纯化至少需要6代。因此，为推动番茄种业健康快速可持续发展，加快番茄产业的升级，亟需一种能缩短番茄繁育周期的方法。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提供了一种植物工厂缩短番茄繁育周期的方法，项目来自宁夏回族自治区重点研发计划项目“植物工厂瓜菜快速加代关键技术研究”，项目编号是2021BBF02024。本发明提供的方法可以大幅缩短番茄的繁育周期，实现番茄一年4～6代繁育，促进北方地区番茄快速加代繁种，从而推动番茄种业健康快速可持续发展，加快番茄产业的升级。
为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
本发明提供了一种植物工厂缩短番茄繁育周期的方法，包括以下步骤：
将番茄种子在人工光源下进行培养至果实成熟期；所述人工光源包括：红光、蓝光、白光、远红光和紫外光的光质配比为(2～8):(1～4):(3～5):(0～2):(0～1)，每天光照时间为12～20h；所述人工光源条件的光照强度为360～480μmol·m-2·s-1。
优选的，所述红光、蓝光、白光、远红光和紫外光的光质配比为(4～8):(2～4):(3～5):(0～1):(0～1)。
优选的，所述每天光照时间为16～20h。
优选的，所述番茄包括粉色大果番茄或粉色樱桃番茄。
优选的，当所述番茄为粉色大果番茄时，所述红光、蓝光、白光、远红光和紫外光的光质配比为8:4:5:0:1；
当所述番茄为粉色樱桃番茄时，所述红光、蓝光、白光、远红光和紫外光的光质配比为4:2:3:1:0。
优选的，所述培养的方法包括营养液栽培。
优选的，所述培养的白天环境温度为28～30℃，所述培养的夜间环境温度为23～25℃。
优选的，所述培养的空气相对湿度为40％～60％，CO2浓度为800～1000mg/kg。
优选的，所述番茄种子包括催芽后萌发的番茄种子。
有益效果：
本发明提供了一种植物工厂缩短番茄繁育周期的方法，包括以下步骤：将番茄种子在人工光源下培养至果实成熟期；所述人工光源包括：红光、蓝光、白光、远红光和紫外光的光质配比为(2～8):(1～4):(3～5):(0～2):(0～1)，每天光照时间为12～20h，光照强度为360～480μmol·m-2·s-1。本发明通过适宜的光质配比、光照时间和光照强度，可以大幅缩短番茄的繁育周期，实现番茄一年4～6代繁育，促进北方地区番茄快速加代繁种，从而推动番茄种业健康快速可持续发展，加快番茄产业的升级。
进一步的，本发明提供的方法为促进番茄生长发育，以及为植物工厂利用人工光培育番茄来达到周年不间断生产提供了理论依据。
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，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍。
图1为LED的光谱分布图（试验用LED的光谱分布图）。
具体实施方式
本发明提供了一种植物工厂缩短番茄繁育周期的方法，包括以下步骤：
将番茄种子在人工光源下培养至果实成熟期；所述人工光源包括：红光、蓝光、白光、远红光和紫外光的光质配比为(2～8):(1～4):(3～5):(0～2):(0～1)，每天光照时间为12～20h；所述人工光源条件的光照强度为360～480μmol·m-2·s-1。
在本发明中，所述番茄种子优选包括萌发的番茄种子，更优选为催芽2～3d后的番茄种子；所述催芽前优选包括将番茄种子进行消毒。
在本发明中，所述消毒的方法优选包括温汤浸种；所述催芽的方法优选包括25～28℃下无纺布催芽。
在本发明中，所述红光、蓝光、白光、远红光和紫外光的光质配比优选为(3～8):(2～4):(3～5):(0～1):(0～1)，进一步优选为(4～8):(2～4):(3～5):(0～1):(0～1)，更优选为3:2:3:0:0或4:2:3:1:0或8:4:5:0:1。本发明所述光质配比为0时，即为不含该光源，以4:2:3:1:0为例说明，该人工光源为不含紫外光的复合光源。
在本发明中，所述番茄优选包括粉色大果番茄或粉色樱桃番茄；所述粉色大果番茄优选包括21CL497、Moneymaker或奥锦518；所述粉色樱桃番茄优选包括21CL001、MicroTom或碧娇，其中21CL497和21CL001参见【宋丽娜,王晓敏,刘文娟,等.基于SNP标记的504份番茄种质资源遗传多样性分析[J].核农学报,2022,36(12):2366-2387.】。
在本发明中，当所述番茄为粉色大果番茄时，所述人工光源优选不含远红光，所述红光、蓝光、白光和紫外光的光质配比优选为8:4:5:1。本发明选择适宜光质配比的光源培育粉色大果番茄，可以使其生长发育期的时间缩短，植株生长速度加快，开花期、坐果期、果实成熟期提前，从而缩短繁育周期。
在本发明中，当所述番茄为粉色樱桃番茄时，所述人工光源优选不含紫外光，所述红光、蓝光、白光和远红光的光质配比为4:2:3:1。本发明选择适宜光质配比的光源培育粉色樱桃番茄，可以使其生长发育期的时间缩短，植株生长速度加快，开花期、坐果期、果实成熟期提前，从而缩短繁育周期。
在本发明中，所述人工光源的每天光照时间为12～20h，优选为16～20h，更优选为20h。本发明通过将番茄在适宜的光照时间(即每天的光照时间)下培养，可以缩短番茄的生长周期，从而缩短番茄的繁育周期。
在本发明中，所述人工光源条件的光照强度为360～480μmol·m-2·s-1，优选为480μmol·m-2·s-1。
在本发明中，所述培养的方法优选包括营养液栽培，更优选包括深液流栽培；所述深液流栽培时，营养液每天循环的时间优选为10～12h。
在本发明中，所述营养液优选包括霍格兰(Hoagland)营养液。
在本发明中，所述培养的白天环境温度优选为28～30℃，进一步优选为29℃，所述培养的夜间环境温度为23～25℃，进一步优选为24℃。
在本发明中，所述培养的空气相对湿度优选为40％～60％，进一步优选为50％；CO2浓度优选为800～1000mg/kg，进一步优选为900mg/kg。
本发明提供的方法通过适宜的光质配比和光照时间，利用植物工厂周年不间断生产番茄的同时，缩短番茄的繁育周期，实现番茄一年4～6代繁育，促进北方地区番茄快速加代繁种，从而推动番茄种业健康快速可持续发展，加快番茄产业的升级。
为了进一步说明本发明，下面结合实施例和附图对本发明提供的一种植物工厂缩短番茄繁育周期的方法进行详细地描述，但不能将它们理解为对本发明保护范围的限定。
实施例1
一种植物工厂缩短番茄繁育周期的方法，由以下步骤组成：
采用温汤浸种消毒的方法，催芽采用25～28℃下无纺布催芽的方法，将消毒处理好的粉色大果番茄种子催芽2～3d；
将催芽2～3d后的粉色大果番茄种子播入到带有无纺布的海绵块中并置于LED光源下培养；所述LED光源的光质配比为：红光、蓝光、白光和紫外光＝8:4:5:1；所述LED光源每天的照射时间为16h；所述LED光源的光照强度为360μmol·m-2·s-1。
实施例2
一种植物工厂缩短番茄繁育周期的方法，由以下步骤组成：
采用温汤浸种消毒的方法，催芽采用25～28℃下无纺布催芽的方法，将消毒处理好的粉色樱桃番茄种子催芽2～3d；
将催芽2～3d后的粉色樱桃番茄种子播入到带有无纺布的海绵块中并置于LED光源下培养；所述LED光源的光质配比为：红光、蓝光、白光和远红光＝4:2:3:1；所述LED光源每天的照射时间为16h；所述LED光源的光照强度为360μmol·m-2·s-1。
对比例1
一种与实施例1相似的方法，唯一区别在于，所述LED光源的光质配比为：红光、蓝光和白光＝3:2:3。
对比例2
一种与实施例1相似的方法，唯一区别在于，所述LED光源的光质配比为：红光、蓝光、白光、远红光和紫外光＝6:4:5:2:1。
对比例3
一种与实施例1相似的方法，唯一区别在于，所述LED光源的光质配比为：红光、蓝光和白光＝2:1:3。
对比例4
一种与实施例1相似的方法，唯一区别在于，所述LED光源的光质配比为：红光、蓝光、白光和远红光＝4:2:3:1。
对比例5
一种与实施例2相似的方法，唯一区别在于，所述LED光源的光质配比为：红光、蓝光和白光＝3:2:3。
对比例6
一种与实施例2相似的方法，唯一区别在于，所述LED光源的光质配比为：红光、蓝光、白光、远红光和紫外光＝6:4:5:2:1。
对比例7
一种与实施例2相似的方法，唯一区别在于，所述LED光源的光质配比为：红光、蓝光和白光＝2:1:3。
对比例8
一种与实施例2相似的方法，唯一区别在于，所述LED光源的光质配比为：红光、蓝光、白光和紫外光＝8:4:5:1。
对比例9
一种与实施例1相似的方法，唯一区别在于，所述LED光源为白光。
对比例10
一种与实施例2相似的方法，唯一区别在于，所述LED光源为白光。
对比应用例1
由宁夏大学农学院收集的种质资源的编号为21CL497的粉色大果番茄和编号为21CL001粉色樱桃番茄作为试验材料【宋丽娜,王晓敏,刘文娟,等.基于SNP标记的504份番茄种质资源遗传多样性分析[J].核农学报,2022,36(12):2366-2387.】。
试验于2021年10月～2021年12月中旬在宁夏园艺产业园植物工厂番茄栽培室中进行。栽培架共3层，设置5通道人工光源，分别为红光(R)、蓝光(B)、白光(W)、远红光(FR)和紫外光(UVA)，每层设立12块灯板，需要2组可调电源，每组电源控制6块灯板。安装固定于植株上方，光照方向由上至下，灯板距离栽培板的高度固定为45cm，不同处理之间均粘贴锡箔纸以防止不同光源之间相互影响。
试验分为10个处理组和2个对照组，其中处理组1～5为：将编号为21CL497的粉色大果番茄按实施例1和对比例1～4的方法进行培养；处理组6～10为：将编号为21CL001粉色樱桃番茄按实施例2和对比例5～8的方法进行培养；对照组1按对比例9的方法进行培养，对照组2按对比例10的方法进行培养，具体光质配比分组见表1。
每组幼苗数均为10株，每组重复3次。每组的培养条件均为：光照强度为360μmol·m-2·s-1，每天光照时间为16h。实验室的环境设定白天温度为28～30℃，夜间温度为23～25℃，空气相对湿度40％～60％，CO2浓度为800～1000mg/kg，试验期间，采用Hoagland营养液配方进行深液流栽培方式，营养液每天循环10～12h。光谱数据采用Asensetek照明护照进行测量。
表1不同材料和不同光质处理试验设计表
测定指标及方法
(1)生育期统计
记录番茄播种到收获期间，到达不同时期所需的天数(催芽到果实成熟的天数)。
(2)苗期生长指标测定和方法
在播种后14d、19d和24d三个时间点，每组随机选取5株幼苗，用直尺测量番茄幼苗第一节间长度。
(3)开花期及坐果期测定指标和方法
记录开花期、坐果期，并从不同处理选取五株开花的大小番茄，数其首花序节位、两穗花之间叶片数及一穗花花数。
数据分析
采用Excel2020和SPSS20.0软件对每组3次重复试验的数据进行统计与分析；采用单因素Duncan在P<0.05水平进行显著性分析。
试验结果与分析
不同光质处理对不同时间番茄幼苗第一节间长度的结果如表2所示。
由表2可知，光质处理14d后，CK1处理下第一节间最长，为1.11cm，T2处理下第一节间最短，为0.78cm。T1、T2和T5处理第一节间长度显著低于CK1；光质处理19d后，T4处理下第一节间最长，为1.88cm，T2处理下第一节间最短，为1.44cm。T1和T2处理节间长度显著低于CK1，T3、T4和T5处理节间长度显著高于CK1；光质处理24d后，CK1处理下第一节间最长，为2.72cm，T1处理下第一节间最短，为1.21cm，T1相比于CK1缩短了55.51％，其他处理节间长度均显著低于CK1。
表2不同光质处理对粉色大果番茄第一节间长度的影响(单位：cm)
注：同列不同的小写字母表示处理间具有显著性差异(P<0.05)，下同。
不同光质处理对粉色大果番茄开花坐果指标的影响如表3所示。
由表3可知，CK1的首花序节位和两穗花之间叶片数最多且均显著高于T1、T2、T3、T4和T5处理。T2处理的一穗花的花数最多，为5.66，并显著高于CK1、T1和T3处理。
表3不同光质处理对粉色大果番茄开花坐果指标的影响
不同光质处理对粉色大果番茄生长周期的影响如表4所示。
由表4可知，6个处理中粉色大果番茄在T5处理下生长周期达到最短。从播种到出苗用了7.00d，从出苗到开花用了28.20d，从开花到坐果用了2.40d，从坐果到果实成熟用了33.60d左右，从播种到果实成熟总共用了71.20d。
表4不同光质处理对粉色大果番茄生长周期的影响(单位：d)
不同光质处理对粉色樱桃番茄幼苗期第一节间长度的影响如表5所示。
由表5可知，光质处理14d后，CK2处理下第一节间最长，为1.10cm，T6处理下第一节间最短，为0.63cm，并且其他处理均显著低于CK2，T6相比于CK2缩短了42.73％；光质处理19d后，CK2处理下第一节间最长，为1.48cm，T8处理下第一节间最短，为0.90cm，其他处理均显著低于CK2；光质处理24d后，T7处理下第一节间最短，为1.37cm，T8处理下第一节间最长，为1.68cm，T7处理显著低于CK2，T8和T9处理显著高于CK2。
表5不同光质处理对粉色樱桃番茄第一节间长度的影响(单位：cm)
不同光质处理对粉色樱桃番茄开花坐果指标的影响如表6所示。
由表6可知，CK2处理下首花序节位最高，为7.00，T7处理下首花序节位最低，为5.66，T7较CK2低了19.14％。CK2的两穗花之间叶片数显著高于其它5个处理。T7的一穗花的花数最多，为6.00，并显著高于其它5个处理。
表6不同光质处理对粉色樱桃番茄开花坐果指标的影响
不同光质处理对粉色樱桃番茄生长周期的影响如表7所示。
由表7可知，6个处理中粉色樱桃番茄在T9处理下生长周期达到最短。从播种到出苗用了7.00d，从出苗到开花用了23.20d，从开花到坐果用了2.80d，从坐果到果实成熟用了32.00d，从播种到果实成熟总共用了65.00d。
表7不同光质处理对粉色樱桃番茄生长周期的影响(单位：d)
综上所述，粉色大果番茄以T5(即实施例1)处理下生长周期达到最短。从播种到出苗用了7.00d，从出苗到开花用了28.20d，从开花到坐果用了2.40d，从坐果到果实成熟用了33.60d左右，从播种到果实成熟总共用了71.20d。与CK1相比缩短了生长周期17.20d。综合来看，实施例1提供的光质配比在一定程度上缩短了节间，更有利于在植物工厂中的栽培架上种植。
粉色樱桃番茄以T9(即实施例2)处理下生长周期达到最短。从播种到出苗用了7.00d，从出苗到开花用了23.20d，从开花到坐果用了2.80d，从坐果到果实成熟用了32.00d，从播种到果实成熟总共用了65.00d。与CK2相比缩短了生长周期15.80d。
实施例3
一种与实施例1相似的方法，唯一区别在于，所述LED光源每天的照射时间为20h。
实施例4
一种与实施例2相似的方法，唯一区别在于，所述LED光源每天的照射时间为20h。
对比例11
一种与实施例1相似的方法，唯一区别在于，所述LED光源每天的照射时间为12h。
对比例12
一种与实施例1相似的方法，唯一区别在于，所述LED光源每天的照射时间为14h。
对比例13
一种与实施例1相似的方法，唯一区别在于，所述LED光源每天的照射时间为18h。
对比例14
一种与实施例2相似的方法，唯一区别在于，所述LED光源每天的照射时间为12h。
对比例15
一种与实施例2相似的方法，唯一区别在于，所述LED光源每天的照射时间为14h。
对比例16
一种与实施例2相似的方法，唯一区别在于，所述LED光源每天的照射时间为18h。
对比应用例2
由宁夏大学农学院收集的种植资源的编号为21CL497的粉色大果番茄和编号为21CL001粉色樱桃番茄为试验材料【宋丽娜,王晓敏,刘文娟,等.基于SNP标记的504份番茄种质资源遗传多样性分析[J].核农学报,2022,36(12):2366-2387.】。
试验于2021年12月～2022年2月在宁夏园艺产业园植物工厂番茄栽培室中进行。栽培架共3层，设置5通道人工光源，分别为红光(R)、蓝光(B)、白光(W)、远红光(FR)和紫外光(UVA)，每层设立12块灯板，需要2组可调电源，每组电源控制6块灯板。安装固定于植株上方，光照方向由上至下，灯板距离栽培板的高度固定为45cm，不同处理之间均粘贴锡箔纸以防止不同光源之间相互影响。
试验分为10个处理组，其中处理组1～5为：将编号为21CL497的粉色大果番茄按实施例1、实施例3和对比例11～13的方法进行培养；处理组6～10为：将编号为21CL001粉色樱桃番茄按实施例2、实施例4和对比例14～16的方法进行培养。
每组幼苗数均为10株，每组重复3次。每组的培养条件均为：粉色大果番茄，红光、蓝光、白光、远红光和紫外光的光质配比为8:4:5:0:1；粉色樱桃番茄，红光、蓝光、白光、远红光和紫外光的光质配比为4:2:3:1:0，光照强度为360μmol·m-2·s-1，实验室的环境设定白天温度为28～30℃，夜间温度为23～25℃，空气相对湿度40％～60％，CO2浓度为800～1000mgμmol/kg，试验期间，采用Hoagland营养液配方进行深液流栽培方式，营养液每天循环12h。光谱数据采用Asensetek照明护照进行测量。
测定指标及方法
(1)生育期统计，方法同对比应用例1。
(2)苗期生长指标测定和方法，方法同对比应用例1。
(3)开花期及坐果期测定指标和方法，方法同对比应用例1。
数据分析
采用Excel2020和SPSS20.0软件对每组3次重复试验的数据进行统计与分析；采用单因素Duncan在P<0.05水平进行显著性分析。
试验结果与分析
不同光照时间对粉色大果番茄幼苗期第一节间长度的影响如表8所示。
由表8可知，光照时间处理14d后，14h处理下第一节间最长，为1.37cm，并显著高于其它4个处理；光照时间处理19d后，14h处理下第一节间最长，为1.87cm，16h处理下第一节间最短，为1.59cm，14h比16h高了17.61％；光照时间处理24d后，12h处理下第一节间最长，为2.00cm，14h次之，并显著高于其它3个处理。
表8不同光照时间对粉色大果番茄第一节间长度的影响(单位：cm)
不同光照时间对粉色大果番茄开花坐果指标的影响如表9所示。
由表9可知，18h处理下首花序节位最高，为7.00，14h和16h处理下首花序节位最低，为5.00，18h比14h和16h高了40.00％；各处理两穗花之间叶片数没有显著差异；14h的一穗花的花数最多，为5.67，18h的一穗花的花数最少，为3.67。
表9不同光照时间对粉色大果番茄开花坐果指标的影响
不同光照时间对粉色大果番茄生长周期的影响如表10所示。
如10所示，5个处理中粉色大果番茄在20h处理下生长周期达到最短。从播种到出苗用了7.00d，从出苗到开花用了25.00d，开花到坐果用了2.80d，坐果到果实成熟用了33.20d，从播种到果实成熟共用了68.00d。
表10不同光照时间对粉色大果番茄生长周期的影响(单位：d)
不同光照时间对不同时间粉色樱桃番茄幼苗第一节间长度的影响如表11所示。
由表11可知，光照时间处理14d后，12h处理下第一节间最长，为1.33cm，14h次之，20h处理下第一节间最短，为0.83cm；光照时间处理19d后，12h处理下第一节间最长，为1.40cm，20h处理下第一节间最短，为1.00cm；光照时间处理24d后，12h处理下第一节间最长，为1.83cm，14h次之，并显著高于其它3个处理。
表11不同光照时间对粉色樱桃番茄第一茎节间的影响(单位：cm)
不同光照时间对粉色樱桃番茄开花坐果指标的影响如表12所示。
由表12可知，16h处理下首花序节位最高，为7.00，18h处理下首花序节位最低，为5.00；12h的两穗花之间叶片数最多，为1.67，14h和18h两穗花之间叶片数最少，为0.67。12h的一穗花的花数最多，为7.00，除20h外，显著高于其它3个处理。
表12不同光照时间对粉色樱桃番茄开花坐果指标的影响
不同光照时间对粉色樱桃番茄生长周期的影响如表13所示。
由表13可知，5个处理中粉色樱桃番茄20h处理下生长周期达到最短。从播种到出苗用了7.80d，出苗到开花用了20.00d，开花到坐果用了3.00d，从坐果到果实成熟用了30.20d，从播种到果实成熟共用了61.00d。
表13不同光照时间对粉色樱桃番茄生长周期的影响(单位：d)
综上所述，总体来看，粉色大果番茄植株在20h处理下生长周期达到最短，从播种到出苗用了7.00d，从出苗到开花用了25.00d，开花到坐果用了2.80d，坐果到果实成熟用了33.20d，从播种到果实成熟共用了68.00d。
粉色樱桃番茄植株在20h处理下生长周期达到最短，从播种到出苗用了7.80d，出苗到开花用了20.00d，开花到坐果用了3.00d，坐果到果实成熟用了30.20d，从播种到果实成熟共用了61.00d。
实施例5
一种与实施例3相似的方法，唯一区别在于，所述LED光源的光照强度为480μmol·m-2·s-1。
实施例6
一种与实施例4相似的方法，唯一区别在于，所述LED光源的光照强度为480μmol·m-2·s-1。
对比例17
一种与实施例3相似的方法，唯一区别在于，所述LED光源的光照强度为240μmol·m-2·s-1。
对比例18
一种与实施例3相似的方法，唯一区别在于，所述LED光源的光照强度为300μmol·m-2·s-1。
对比例19
一种与实施例3相似的方法，唯一区别在于，所述LED光源的光照强度为420μmol·m-2·s-1。
对比例20
一种与实施例4相似的方法，唯一区别在于，所述LED光源的光照强度为240μmol·m-2·s-1。
对比例21
一种与实施例4相似的方法，唯一区别在于，所述LED光源的光照强度为300μmol·m-2·s-1。
对比例22
一种与实施例4相似的方法，唯一区别在于，所述LED光源的光照强度为420μmol·m-2·s-1。
对比应用例3
由宁夏大学农学院收集的种质资源的编号为21CL497的粉色大果番茄和编号为21CL001粉色樱桃番茄作为试验材料【宋丽娜,王晓敏,刘文娟,等.基于SNP标记的504份番茄种质资源遗传多样性分析[J].核农学报,2022,36(12):2366-2387.】。
试验于2022年4月～2022年6月中旬在宁夏园艺产业园植物工厂番茄栽培室中进行。栽培架共3层，设置5通道人工光源，分别为红光(R)、蓝光(B)、白光(W)、远红光(FR)和紫外光(UVA)，每层设立12块灯板，需要2组可调电源，每组电源控制6块灯板。安装固定于植株上方，光照方向由上至下，灯板距离栽培板的高度固定为45cm，不同处理之间均粘贴锡箔纸以防止不同光源之间相互影响。
试验分为10个处理组，其中处理组1～5为：将编号为21CL497的粉色大果番茄按实施例3、实施例5和对比例17～19的方法进行培养；处理组6～10为：将编号为21CL001粉色樱桃番茄按实施例4、实施例6和对比例20～22的方法进行培养。
每组幼苗数均为10株，每组重复3次。每组的培养条件均为：粉色大果番茄(21CL497)以T5(8R/4B/5W/1UVA)的光质配比，粉色樱桃番茄(21CL001)以T9(4R/2B/3W/1FR)的光质配比，每天光照时间为20h。实验室的环境设定白天温度为28～30℃，夜间温度为23～25℃，空气相对湿度40％～60％，CO2浓度为800～1000mg/kg，试验期间，采用Hoagland营养液配方进行深液流栽培方式，营养液每天循环10～12h。光谱数据采用Asensetek照明护照进行测量。
测定指标及方法
(1)生育期统计，方法同对比应用例1。
(2)苗期生长指标测定和方法
在播种后18d、22d和26d三个时间点，每组随机选取5株幼苗，用直尺测量番茄幼苗第一节间长度。
(3)开花期及坐果期测定指标和方法，方法同对比应用例1。
数据分析
采用Excel2020和SPSS20.0软件对每组3次重复试验的数据进行统计与分析；采用单因素Duncan在P<0.05水平进行显著性分析。
数据分析
采用Excel2020和SPSS20.0软件对每组3次重复试验的数据进行统计与分析；采用单因素Duncan在P<0.05水平进行显著性分析。
试验结果与分析
不同光照强度对粉色大果番茄第一节间长度的影响如表14所示。
由表14可知，光照强度处理18d后，240处理第一节间长度最长，为1.60cm，300处理次之，为1.44cm，240处理显著高于360处理；420和480处理第一节间长度最短，为1.03cm，低于360处理26.43％。光照强度处理22d，240处理第一节间长度最长，为1.87cm，并且显著高于360处理；480第一节间长度最短，为1.34cm，显著低于360处理。光照强度处理26d，240处理第一节间长度最长，为2.00cm，300次之，240和300显著高于360处理；480处理第一节间长度最短，为1.57cm，显著低于360处理。说明随着光照强度的增加，番茄幼苗第一节间长度缩短。
表14不同光照强度对粉色大果番茄第一节间长度的影响(单位：cm)
不同光照强度处理对粉色大果番茄开花坐果指标的影响如表15所示。
由表15可知，480处理首花序节位最低，为5.40，并显著低于其他处理。240首花序节位最高，为7.00，与360处理之间没有显著差异。各处理的两穗花之间叶片数没有差异。420处理一穗花花数最多，为6.20，480次之，为6.00，分别高于360处理29.17％和25.00％。
表15不同光照强度处理对粉色大果番茄开花坐果指标的影响
不同光照强度处理对粉色大果番茄生长周期的影响如表16所示。
由表16可知，5个处理中粉色大果番茄在480处理下生长周期达到最短。从播种到出苗用了6.20d，从出苗到开花用了23.40d，开花到坐果用了3.80d，坐果到果实成熟用了30.20d，从播种到果实成熟共用了63.60d。
表16不同光照强度处理对粉色大果番茄生长周期的影响(单位：d)
不同光照强度处理对粉色樱桃番茄第一节间长度的影响如表17所示。
由表17可知，光照强度处理18d后，240处理第一节间长度最长，为1.10cm，480处理第一节间长度最短，为0.74cm。光照强度处理22d，240处理第一节间长度最长，为1.56cm，高于360处理30.00％。480第一节间长度最短，为0.97cm，且显著低于360处理。光照强度处理26d，240处理第一节间长度最长，为1.90cm，显著高于360处理。480处理第一节间长度最短，为1.28cm，且显著低于360处理。
表17不同光照强度处理对粉色樱桃番茄第一节间长度的影响(单位：cm)
不同光照强度处理对粉色樱桃番茄开花坐果指标的影响如表18所示。
由表18可知，240处理下首花序节位最高，为9.40，并显著高于其他处理，与360处理相比，高了23.68％。240处理下两穗花之间叶片数最多且显著高于其他处理。420处理一穗花花数最多，为8.20并显著高于360处理。300处理一穗花花数最少，为6.40，与360处理之间无显著差异。
表18不同光照强度处理对粉色樱桃番茄开花坐果指标的影响
不同光照强度处理对粉色樱桃番茄生长周期的影响如表19所示。
由表19可知，5个处理中粉色樱桃番茄在480处理下生长周期达到最短。从播种到出苗用了7.00d，从出苗到开花用了19.20d，开花到坐果用了3.80d，坐果到果实成熟用了27.60d，从播种到果实成熟共用了56.60d。
表19不同光照强度处理对粉色樱桃番茄生长周期的影响(单位：d)
综上所述，总体来看粉色大果番茄在480处理下生长周期达到最短。从播种到出苗用了6.20d，从出苗到开花用了23.40d，开花到坐果用了3.80d，坐果到果实成熟用了30.20d，从播种到果实成熟共用了63.60d。
粉色樱桃番茄在480处理下生长周期达到最短。从播种到出苗用了7.00d，从出苗到开花用了19.20d，开花到坐果用了3.80d，坐果到果实成熟用了27.60d，从播种到果实成熟共用了56.60d。
应用例1
本试验选用Moneymaker(大果番茄)、奥锦518(大果番茄)、MicroTom(樱桃番茄)、碧娇(樱桃番茄)为试验材料。
试验于2022年6月～2022年8月在宁夏园艺产业园植物工厂番茄栽培室中进行。栽培架共3层，设置5通道人工光源，分别为红光(R)、蓝光(B)、白光(W)、远红光(FR)和紫外光(UVA)，每层设立12块灯板，需要2组可调电源，每组电源控制6块灯板。安装固定于植株上方，光照方向由上至下，灯板距离栽培板的高度固定为45cm，不同处理之间均粘贴锡箔纸以防止不同光源之间相互影响。
将Moneymaker和奥锦518按实施例5的方法进行培养；MicroTom和碧娇按实施例6的方法进行培养。
每组幼苗数均为10株，每组重复3次。每组的培养条件均为：粉色大果番茄红光、蓝光、白光、远红光和紫外光的光质配比为8:4:5:0:1；粉色樱桃番茄红光、蓝光、白光、远红光和紫外光的光质配比优选为4:2:3:1:0，光照时间为20h，光照强度为480μmol·m-2·s-1。实验室的环境设定为白天温度为28～30℃，夜间温度为23～25℃，空气相对湿度40％～60％，CO2浓度为800～1000mg/kg，试验期间，采用Hoagland营养液配方进行深液流栽培方式，营养液每天循环10～12h。光谱数据采用Asensetek照明护照进行测量。记录番茄播种后生育期(定植到收获的天数)，结果见表20。
试验于2021年10月～2022年1月在宁夏大学教学实验农场(宁夏银川市永宁县望洪镇西和村)进行日光温室栽培。试验于2022年5月～2022年8月在宁夏大学教学实验农场(宁夏银川市永宁县望洪镇西和村)进行露地栽培，采用高垄栽培模式。
表20不同品种大果番茄和樱桃番茄在植物工厂、日光温室和露地栽培条件下的生育周期对比
由表20可知，本发明提供的方法可以明显缩短Moneymaker(大果番茄)、奥锦518(大果番茄)、MicroTom(樱桃番茄)和碧娇(樱桃番茄)的生育周期。
综上所述，本发明通过适宜的光质配比、光照时间和光照强度，可以大幅缩短番茄的繁育周期，实现番茄一年4～6代繁育，促进北方地区番茄快速加代繁种，从而推动番茄种业健康快速可持续发展，加快番茄产业的升级。
虽然本发明已以较佳的实施例公开如上，但其并非用以限定本发明，任何熟悉此技术的人，在不脱离本发明的精神和范围内，都可以做各种改动和修饰，因此本发明的保护范围应该以权利要求书所界定的为准。

Claims (9)

1.一种植物工厂缩短番茄繁育周期的方法，其特征在于，包括以下步骤：
将番茄种子在人工光源下进行培养至果实成熟期；所述人工光源包括：红光、蓝光、白光、远红光和紫外光的光质配比为(2～8):(1～4):(3～5):(0～2):(0～1)，每天光照时间为12～20h；所述人工光源条件的光照强度为360～480μmol·m-2·s-1。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述红光、蓝光、白光、远红光和紫外光的光质配比为(4～8):(2～4):(3～5):(0～1):(0～1)。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述每天光照时间为16～20h。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述番茄包括粉色大果番茄或粉色樱桃番茄。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，当所述番茄为粉色大果番茄时，所述红光、蓝光、白光、远红光和紫外光的光质配比为8:4:5:0:1；
当所述番茄为粉色樱桃番茄时，所述红光、蓝光、白光、远红光和紫外光的光质配比为4:2:3:1:0。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述培养的方法包括营养液栽培。
7.根据权利要求1或6所述的方法，其特征在于，所述培养的白天环境温度为28～30℃，所述培养的夜间环境温度为23～25℃。
8.根据权利要求1或6所述的方法，其特征在于，所述培养的空气相对湿度为40％～60％，CO2浓度为800～1000mg/kg。
9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述番茄种子包括催芽后萌发的番茄种子。
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