[發明專利]一種植物分生育階段給光提質增效的方法

有效

• 申請號: 202011248560.0
• 申請日: 2020-11-10
• 公開（公告）號: CN112352574B
• 公開（公告）日: 2022-07-05
• 發明（設計）人: 仝宇欣;李列;路軍靈;李揚眉;劉鑫
• 申請（專利權）人: 中國農業科學院農業環境與可持續發展研究所
• 主分類號: A01G7/04
• 分類號: A01G7/04;A01G13/00
• 代理公司: 北京君尚知識產權代理有限公司 11200
• 代理人: 李文濤

本發明公開一種植物分生育階段給光提質增效的方法，屬于設施農業工程領域，通過在植物生長的前期和后期，以紅藍光作為主體光對植物進行周期性光照；在植物生長前期添加遠紅光以增加葉片面積，提高植物的光能截獲量；在植物生長后期添加綠光，以提高植物群落內部的光合效率，提高產量，并預防葉片黃化和爛葉發生。該方法充分運用植物對遠紅光和綠光的光生物學特性，提高植物工廠產量和品質。

技術領域

本發明屬于設施農業工程領域，具體涉及一種植物分生育階段給光提質增效的方法。

背景技術

在實際的植物工廠生產中，為了節約人力成本，一般不進行間苗。在植物生長前期，植物冠層面積小，光能截獲率低，光損失率較大。而在生長后期，隨著冠層面積增加，光能截獲率達到100％，但是葉面積指數不斷增加，大部分的光(尤其是紅、藍光)基本被冠層葉片截獲，中下部葉片可接受的光量很少，導致中下部葉片容易發生黃化、爛葉等現象，進而影響植物產量和品質。為了解決因植物栽培前期光能損失大和后期中下部葉片受光量少，進而影響植物產量和品質的問題，本發明根據植物對遠紅光(Far-red，FR；700～800nm)和綠光(Green，G；500～580nm)的光生物學特性，在植物不同生育階段合理布局光質，進行分段給光，以提其高產量和品質。

遠紅光調節植物生理反應的原理：遠紅光可使植物葉片增大，促進植物捕獲更多的光能。植物的光合色素能高效地吸收并利用紅光和藍光，但大部分的遠紅光則被反射或穿透到冠層以下。因此，在自然界中，植物垂直方向由上至下紅光與遠紅光的比例不斷減小。而植物體內的非光合光受體光敏色素(Phytochromes，phys)可感知R:FR信號，調節相關基因的表達，使植物產生避蔭綜合征(Shadeavoidancesyndrome，SAS)。避蔭綜合征的現象有：節間、葉柄和下胚軸的伸長、葉片面積增大等，這些變化可以使植物截獲更多的光源以在陰影中更好的生存。因此，在實際的植物工廠生產中，植物幼苗移栽后，可利用遠紅光作為信號因子，使其產生避蔭反應，促進冠層面積增加以截獲更多的光能來促進植物的生長發育，提高栽培前期光能截獲率，降低光能損失率。

綠光調節植物生理反應的原理：前期研究已證實，綠光一旦被植物葉片吸收，其光合效率與紅光和藍光相近。而不同光質到達植物葉片或植株群落內部的位置不盡相同。大部分的紅藍光可被植物冠層葉片的葉綠體吸收，而近80％的綠光可穿透到植物葉片深層或可分布到植物群落內部。因此，與其他光質相比，葉片對于綠光的透過率較高，有利于葉面積指數大，種植密度大的植物栽培，可提高植物群落，尤其是中下部葉片的受光率。在植物工廠高密度植物栽培的后期，葉面積指數較大，合理利用綠光可有效防控中下部葉片黃化、爛葉等的發生。

遠紅光與綠光的光生物學效應隨著LED技術進步，可以進行單光質調控以后才被人們逐漸所認知，但是由于不同植物以及植物的不同生育階段對光需求還存有差異，具體應該加入多少量的綠光和遠紅光才是最適宜的等還沒有被量化。因此，實際生產上，綠光和遠紅光等不同光質還沒有在實際生產上合理的利用。

發明內容

本發明的目的是提出一種植物分生育階段給光提質增效的方法，充分運用植物對遠紅光和綠光的光生物學特性，提高植物工廠產量和品質。

為實現上述目的，本發明采用以下技術方案：

一種植物分生育階段給光提質增效的方法，包括以下步驟：

在植物生長的前期和后期，以紅藍光作為主體光對植物進行周期性光照；

在植物生長前期添加遠紅光以增加葉片面積，提高植物的光能截獲量；

在植物生長后期添加綠光，以提高植物群落內部的光合效率，提高產量，并預防葉片黃化和爛葉發生。

進一步地，遠紅光波長為700～800nm，綠光波長為500～580nm。