[發(fā)明專利]一種設施蔬菜合理照光劑量的確定方法

有效

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• 申請日: 2009-09-08
• 公開（公告）號: CN101642032A
• 公開（公告）日: 2010-02-10
• 發(fā)明（設計）人: 吳沿友;李萍萍;周秋月;毛罕平
• 申請（專利權）人: 江蘇大學
• 主分類號: A01G7/00
• 分類號: A01G7/00;G01N21/64
• 代理公司: 南京知識律師事務所
• 代理人: 汪旭東

技術領域

本發(fā)明屬于設施栽培技術領域，具體涉及一種設施蔬菜合理照光劑量的確定方法。

背景技術

目前，蔬菜設施栽培生產(chǎn)已經(jīng)在全世界范圍內(nèi)廣泛開展。截至2003年，國內(nèi)設施園藝栽培面積超過140萬公頃，居世界第一，據(jù)專家預測，到2010年全國園藝設施面積將達到250萬公頃左右。蔬菜設施栽培已成為蔬菜生產(chǎn)的主要手段之一。但是，由于設施覆蓋物、骨架結構遮陰以及冬春季節(jié)陰雨、雪天氣等因素使得設施內(nèi)的作物常處于弱光環(huán)境下生長。由于光照不足，葉菜類蔬菜體內(nèi)硝酸鹽過量累積，食用這種蔬菜對人體健康極為不利。

光不僅通過光合作用為硝酸還原提供還原力和碳骨架，而且還通過光合電子傳遞流來活化硝酸還原酶。人工補光成為蔬菜生產(chǎn)提高產(chǎn)量，降低硝酸鹽含量的重要手段。但是不同的光強下，光的利用效率是不同的。在低光強下，光能利用效率隨光強的增加而強烈地增加，而光能利用效率在高光強下，隨光強的增加只要微弱地增加。硝酸還原能力與光照的施加也不成比例。因此理想的光強是冬季高產(chǎn)優(yōu)質(低硝酸鹽累積)低(能)耗的葉菜類蔬菜生產(chǎn)所必須考慮的重要因素。本發(fā)明就是利用葉綠素熒光技術來確定設施蔬菜合理照光劑量，為人工補光提供技術參數(shù)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是克服目前設施蔬菜合理照光劑量沒有一個客觀的確定方法的不足，公開一種設施蔬菜合理照光劑量的確定方法。

本發(fā)明的技術方案為：取生長盛期的設施蔬菜，利用葉綠素熒光儀，測定蔬菜葉的快速光響應曲線，依據(jù)蔬菜葉的快速光響應曲線中的表觀電子傳遞速率對光合有效輻射的響應曲線按下列步驟確定設施蔬菜合理照光劑量：

(1)計算實際光合電子傳遞速率。找出在低光合有效輻射下，表觀電子傳遞速率與光合有效輻射曲線中的直線部分，利用統(tǒng)計軟件求出該部分的線性方程Y＝aX，其中a為常數(shù)，表示表觀電子傳遞速率與光合有效輻射曲線的初始斜率，Y為表觀電子傳遞速率，X為光合有效輻射(μmol?m^-2s^-1)。依據(jù)該線性方程求出各光合有效輻射下的電子傳遞速率，這種電子傳遞速率定義為實際光合電子傳遞速率。

(2)計算各光合有效輻射下剩余光合電子傳遞流百分率。剩余光合電子傳遞速率為實際光合電子傳遞速率與表觀電子傳遞速率的差值。剩余光合電子傳遞流百分率為各光合有效輻射下剩余光合電子傳遞速率占實際光合電子傳遞速率的百分比。

(3)求出剩余光合電子傳遞流百分率為8％時的光合有效輻射。利用插值法算出剩余光合電子傳遞流百分率在8％時的光合有效輻射值，這個光合有效輻射值就是施加到設施蔬菜上的合理光強的預測值。

(4)確定設施蔬菜合理照光劑量。由于表觀光合電子傳遞速率在植物葉片上有一定的變異幅度，因此，生產(chǎn)上所使用的照光劑量應比上述預測值大才能確保硝酸鹽大幅度的下降。依據(jù)葉片表觀光合電子傳遞速率值變異幅度一般在15％以下，結合多次實驗結果，因此，確定設施蔬菜合理照光劑量為預測值的115％較適宜。也即：設施蔬菜合理照光劑量為剩余光合電子傳遞流百分率在8％時的光合有效輻射值的115％。

本發(fā)明的基本原理是：在低光強下，蔬菜葉的光合電子傳遞流僅僅被用來碳的還原，硝酸還原速度較慢。在高光強下，蔬菜葉的光合電子傳遞流不僅被用來碳的還原，還被用來硝酸的還原。只有當光合電子傳遞流在滿足碳還原的基礎上多出達8％的電子傳遞流才能打開硝酸還原的開關，使硝酸還原速度迅速增加，此時的蔬菜葉所施加的光照是一個合理的光強，能夠達到提高產(chǎn)量、增加品質(硝酸鹽累積下降)、節(jié)約能源的統(tǒng)一。

本發(fā)明的優(yōu)點：

(1)施加本方法確定的設施蔬菜合理照光劑量既可以保證較高的產(chǎn)量，較低的硝酸鹽累積水平，又可以最大限度的節(jié)約能源。達到高產(chǎn)、優(yōu)質低耗的統(tǒng)一。

(2)高效、快速，操作方便。

(3)應用范圍較廣。可以用于設施栽培蔬菜和設施種植中藥材上。

附圖說明

圖1為實施例1的生菜表觀電子傳遞速率與光合有效輻射快速光響應曲線；

圖2為實施例2的諸葛菜表觀電子傳遞速率與光合有效輻射快速光響應曲線；

圖3為實施例3的結球白菜表觀電子傳遞速率與光合有效輻射快速光響應曲線。

具體實施方式

實施例1

取出苗后30天的溫室生菜(Lactuca?sativa?L.)(品種：意大利耐抽苔生菜)。用PAM-2000調制式葉綠素熒光儀測定生菜葉的快速光響應曲線。依據(jù)表觀電子傳遞速率對光合有效輻射的響應曲線(圖1)按下列步驟確定合理照光劑量。