CN114847028A - 一种室内促进牧草加快育种周期的光环境调控方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及植物工厂种植技术领域，一种室内促进牧草加快育种周期的光环境调控方法，通过LED灯为育苗及栽培提供光环境，控制700‑780nm远红光和600‑699nm红光的光量子比例范围为2.8‑4.7，700‑780nm远红光与600‑699nm红光的光量子之和与400‑499nm蓝光的光量子比例范围在5.3‑9.7。本发明采用了远红光与红光组合，并调整组合之与蓝光的光量子占比的比例范围，能够促进牧草提早进入开花期，缩短了一代育种时间，从而缩短育种周期。
Description
技术领域
本发明涉及植物工厂种植技术领域，具体涉及一种室内促进牧草加快育种周期的光环境调控方法。
背景技术
高产优质牧草品种是保证我国草牧业可持续发展的关键。我国牧草育种工作起步较晚，发展较缓慢，导致牧草品种少、性状不突出，在数量和质量上与国外相比具有巨大差距。目前，科技对全球农业的贡献率已经超过了56％。相比之下，我国牧草种业的发展十分滞后，牧草育种的科技水平低下，现代科技几乎还没有进入牧草育种领域，牧草种业科技支撑不足严重制约了牧草种业现代化进程。因此探究如何加快牧草育种，缩短牧草育种周期，加快牧草育种的快速发展,对促进牧草行业发展具有重要的意义。
光作为植物生长发育过程中的重要环境因子，除了为光合作用提供能量外，还作为一种环境信号因子，在植物的形态建成和生长发育方面起到重要的调节作用。光不仅仅是植物生长代谢的能量来源，同时也作为一种信号来调节植物的生长发育和物质代谢。作为第三代新型光源的发光二极管(LED)，因其相较于荧光灯、高压钠灯和金属卤化灯等灯具，具有产热小、波谱可调节和寿命长的优点，已被广泛应用于设施园艺尤其是植物工厂的研究和生产之中。在目前的设施农业生产中，通过光环境要素(光质、光照强度以及光照时间等)的调节来提高园艺作物的产量及品质已成为一项重要的农业生产手段。
现有技术中，已有许多研究学者开展了光质对不同植物开花的影响研究，赖志宸等研究表明，在红光处理下，鸡冠花的开花率最高，单株开花数最多，花色鲜艳，花的观赏品质提高，而蓝光可以促进鸡冠花试管苗提前开花，降低植株高度。胡世诚研究表明，红光能够诱使三色堇提早开花，开花周期缩短；蓝光能够诱使推迟开花，开花周期延长。岳静发现，红光处理可使杜鹃“萍花”的始花期提前。但是，大部分研究认为，蓝光对作物成花具有重要影响，促进作物开花。刘明等发现，远红光和蓝光促进开花，而红光具有抑制开花的作用。江明艳等发现，蓝光可提前一品红花期，而红光则推迟其花期。虽然已有不少研究针对光质对植物开花的影响，但针对不同的植物的影响存在差异，同时缺乏针对植物加快育种调控的光质调控研究，在现有技术中，并没有一种促进牧草加快育种周期的光环境配方的具体方案，所以牧草加快育种中还是存在育种时间过长、育种效率及品质不高的技术问题。
发明内容
为此，需要提供一种室内促进牧草加快育种周期的光环境调控方法，在调控牧草栽培过程中，突破传统的红蓝光配比，采用了远红光与红光组合，并调整组合之与蓝光的光量子占比的比例范围，能够促进牧草提早进入开花期，缩短了一代育种时间，从而缩短育种周期。
为实现上述目的，本发明提供了一种室内促进牧草加快育种周期的光环境调控方法，通过LED灯为育苗及栽培提供光环境，控制700-780nm远红光和600-699nm红光的光量子比例范围为2.8-4.7，700-780nm远红光与600-699nm红光的光量子之和与400-499nm蓝光的光量子比例范围在5.3-9.7。
进一步的，育苗期光强为180-250μmol/m2/s，光周期为10-14h/d。
进一步的，栽培期光强为250-400μmol/m2/s，光周期为14-18h/d。
进一步的，育苗期环境条件为：白天23-26℃，夜间19-21℃，环境湿度60-70％，CO2浓度为400-1000ppm。
进一步的，栽培期环境条件为：白天24-26℃，夜间20-22℃，环境湿度60-70％，CO2浓度为400-1000ppm。
进一步的，将萌发的种子放置到LED灯下进行育苗期光照处理。
进一步的，育苗期营养液的EC值为0.8-1.2mS/cm，pH值为6.0-7.0。
进一步的，栽培期营养液的EC值为1.6-2.0mS/cm，随着牧草生长期的延长，EC值逐渐增高，pH值为6.0-7.0，营养液温度为20-22℃。
进一步的，其特征在于，所述栽培方式采用营养液膜栽培技术。
一种降低室内栽培黄瓜化瓜率的方法，其在育苗期间和栽培期间采用上述任一所述的室内促进牧草加快育种的光环境调控方法，其特征在于，包括以下步骤：
播种及催芽：选择籽粒饱满的维也纳苜蓿种子，浸种后，播到海绵方块中，每穴1粒，放到23℃-25℃的恒温箱中进行催芽，湿度保持90％以上，待种子露白后，将种子移动到水培营养液中进行育苗。
育苗期及管理：将种子移到LED灯下进行光照处理，营养液EC为0.8-1.2mS/cm，pH为6.0-7.0，白天23-26℃，夜间19-21℃，环境湿度60-70％，CO2浓度为400-1000ppm。
栽培期及管理：当苗长至4-5真叶时，挑选整齐一致具备5片真叶的幼苗栽培到栽培板上，栽培行间距25cm×35cm，栽培密度为20-60株/m2，置于营养液中培养，营养液的EC值为1.6-2.0mS/cm，pH为6.0-7.0，营养液温度为20-22℃，环境温度条件为白天24-26℃，夜间20-22℃，环境湿度60-70％，CO2浓度为400-1000ppm，LED灯光照处理，光强为250-400μmol/m2/s，光周期为14-18h/d。
上述技术方案具有以下有益效果：
本发明在促进牧草加快育种栽培过程中，采用了远红光与红光组合，并调整组合之与蓝光的光量子占比的比例范围，调整光谱中远红光(700-780nm)和红光(600-699nm)比例的光量子比例控制在2.8-4.7，同时远红光(700-780nm)与红光(600-699nm)的光量子比例之和与蓝光(400-499nm)的光量子比范围在5.3-9.7，能够促进牧草更快地从营养生长转变到生殖生长，能够促进牧草提早进入开花期，缩短了一代育种时间，从而缩短育种周期。
附图说明
图1为实施例3的光谱示意图。
具体实施方式
为详细说明技术方案的技术内容、构造特征、所实现目的及效果，以下结合具体实施例详予说明。
实施例1
选用籽粒饱满的维也纳苜蓿种子，将维也纳苜蓿种子浸种后，播到海绵方块中，每穴1粒，后放到23℃催芽箱中进行催芽，待种子露白后，移到水培营养液中进行育苗管理，育苗期间光强为200μmol/m2/s，光周期为12h/d。营养液EC值为0.8mS/cm，pH为6.0，直至培育到4-5片真叶。
挑选整齐一致的，具备5片真叶的幼苗移栽栽培到栽培板上，栽培行间距25cm×35cm，栽培密度为30株/m2，并放到营养液槽中进行培养，采用营养液膜水培技术，营养液EC值控制在1.6-1.8mS/cm之间，pH值为6.0-7.0。整个栽培期间，营养液温度控制在21℃，环境温度条件为白天25℃，夜间为21℃，空气湿度为60％，CO2浓度为500ppm。
光源设置11种对照例和9种实施例光谱，光强为300μmol/m2/s，光周期为16h/d。
按照上述栽培方法对维也纳苜蓿进行培养，以光源参数作为各个实施例和对照例，统计各个实施例和对照例的开花时间(栽培后天数)和一代时间(从栽培到种子成熟周期)。实验结果如表1所示：
表1
试验结果表明：与11个对照例相比，采取实施例1-9处理下培育的大幅度提早了维也纳苜蓿的开花时间，缩短了一代育种时间，从而加速了育种周期。表明通过打破传统红蓝光配比，采用了远红光与红光组合，并调整组合之与蓝光的光量子占比的比例范围，调整光谱中远红光(700-780nm)和红光(600-699nm)比例的光量子比例控制在2.8-4.7，同时远红光(700-780nm)与红光(600-699nm)的光量子比例之和与蓝光(400-499nm)的光量子比范围在5.3-9.7，能够促进牧草提早进入开花期，缩短了一代育种时间，从而缩短育种周期。
实施例2
选用籽粒饱满的叶不落苜蓿种子，将叶不落苜蓿种子浸种后，播到海绵方块中，每穴1粒，后放到23℃催芽箱中进行催芽，待种子露白后，移到水培营养液中进行育苗管理，育苗期间光强为220μmol/m2/s，光周期为11.5h/d。营养液EC值为1.2mS/cm，pH为7.0，直至培育到4-5片真叶。
挑选整齐一致的，具备5片真叶的幼苗移栽栽培到栽培板上，栽培行间距25cm×35cm，，栽培密度30株/m2，并放到营养液槽中进行培养，采用营养液膜水培技术，营养液EC值控制在1.9-2.0mS/cm之间，pH为6.0-7.0，整个栽培期间，营养液温度控制在20℃，环境温度条件为白天24℃，夜间为20℃，空气湿度为60-70％，CO2浓度为700ppm。
光源设置11种对照例和9种实施例光谱，光强为350μmol/m2/s，光周期为16.5h/d。按照上述栽培方法对维也纳苜蓿进行培养，以光源参数作为各个实施例和对照例，统计各个实施例和对照例的开花时间(栽培后天数)和一代时间(从栽培到种子成熟周期)。实验结果如表2所示：
表2
试验结果表明：与11个对照例相比，采取实施例1-9在采用了远红光与红光组合，并调整组合之与蓝光的光量子占比的比例范围，调整光谱中远红光(700-780nm)和红光(600-699nm)比例的光量子比例控制在2.8-4.7，同时远红光(700-780nm)与红光(600-699nm)的光量子比例之和与蓝光(400-499nm)的光量子比范围在5.3-9.7，能够促进牧草提早进入开花期，缩短了一代育种时间，从而缩短育种周期。
参考图1所示,该光谱图示意出了本实施例所采用的光谱满足所述的范围，能促进牧草更快从营养生长向生殖生长的转变。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者终端设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者终端设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括……”或“包含……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者终端设备中还存在另外的要素。此外，在本文中，“大于”、“小于”、“超过”等理解为不包括本数；“以上”、“以下”、“以内”等理解为包括本数。
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 (10)
1.一种室内促进牧草加快育种周期的光环境调控方法，其特征在于，通过LED灯为育苗及栽培提供光环境，控制700-780nm远红光和600-699nm红光的光量子比例范围为2.8-4.7，且700-780nm远红光与600-699nm红光的光量子之和与400-499nm蓝光的光量子比例范围在5.3-9.7。
2.根据权利要求1所述的室内促进牧草加快育种周期的光环境调控方法，其特征在于，育苗期光强为180-250μmol/m2/s，光周期为10-14h/d。
3.根据权利要求1所述的室内促进牧草加快育种周期的光环境调控方法，其特征在于，栽培期光强为250-400μmol/m2/s，光周期为14-18h/d。
4.根据权利要求1所述的室内促进牧草加快育种周期的光环境调控方法，其特征在于，育苗期环境条件为：白天23-26℃，夜间19-21℃，环境湿度60-70％，CO2浓度为400-1000ppm。
5.根据权利要求1所述的室内促进牧草加快育种周期的光环境调控方法，其特征在于，栽培期环境条件为：白天24-26℃，夜间20-22℃，环境湿度60-70％，CO2浓度为400-1000ppm。
6.根据权利要求1所述的室内促进牧草加快育种周期的光环境调控方法，其特征在于，将已萌发的种子放置到LED灯下进行育苗期光照处理。
7.根据权利要求1所述的室内促进牧草加快育种周期的光环境调控方法，其特征在于，育苗期营养液的EC值为0.8-1.2mS/cm，pH值为6.0-7.0。
8.根据权利要求1所述的室内促进牧草加快育种周期的光环境调控方法，其特征在于，栽培期营养液的EC值为1.6-2.0mS/cm，随着牧草生长期的延长，EC值逐渐增高，pH值为6.0-7.0，营养液温度为20-22℃。
9.根据权利要求1所述的室内促进牧草加快育种周期的光环境调控方法，其特征在于，所述栽培方式采用营养液膜栽培技术。
10.一种室内促进牧草加快育种周期的方法，其特征在于，在育苗期和栽培期采用上述权利要求1-4任一所述的室内促进牧草加快育种的光环境调控方法，包括以下步骤：
播种及催芽：选择籽粒饱满的牧草种子，浸种后，播到海绵方块中，每穴1粒种子，放到23℃-25℃的恒温箱中进行催芽，湿度保持90％以上，直至种子露白；
育苗期及管理：将已萌芽的种子放置到LED灯下进行光照处理，营养液EC值为0.8-1.2mS/cm，pH为6.0-7.0，白天23-26℃，夜间19-21℃，环境湿度60-70％，CO2浓度为400-1000ppm。
栽培期及管理：当苗长至4-5真叶时，栽培到栽培板上，栽培行间距25cm×35cm，栽培密度为20-60株/m2，置于营养液中培养，营养液的EC值为1.6-2.0mS/cm，pH值为6.0-7.0，营养液温度为20-22℃，环境温度条件为白天24-26℃，夜间20-22℃，环境湿度60-70％，CO2浓度为400-1000ppm，LED灯光照处理，光强为250-400μmol/m2/s，光周期为14-18h/d。
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|---|---|---|---|
| CN202210259795.2A CN114847028A (zh) | 2022-03-16 | 2022-03-16 | 一种室内促进牧草加快育种周期的光环境调控方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN114847028A true CN114847028A (zh) | 2022-08-05 |
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ID=82627945
Family Applications (1)
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|---|---|---|---|
| CN202210259795.2A Withdrawn CN114847028A (zh) | 2022-03-16 | 2022-03-16 | 一种室内促进牧草加快育种周期的光环境调控方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
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| CN (1) | CN114847028A (zh) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115777453A (zh) * | 2022-10-31 | 2023-03-14 | 中国华能集团清洁能源技术研究院有限公司 | 一种植物工厂加速繁育优质草种用于生态修复的方法 |
| CN117243068A (zh) * | 2023-11-07 | 2023-12-19 | 中国科学院青藏高原研究所 | 一种青藏高原温室大棚工厂化牧草生产的光照强度 |
| CN117730703A (zh) * | 2023-12-19 | 2024-03-22 | 福建省中科生物股份有限公司 | 一种缩短紫花苜蓿生育期的光质环境 |
| CN118383113A (zh) * | 2024-03-06 | 2024-07-26 | 中国农业大学 | 一种利用光周期诱导加速紫花苜蓿育种的方法 |
| CN118489547A (zh) * | 2024-05-23 | 2024-08-16 | 江苏省农业科学院 | 一种基于红光与远红光促进水培水稻快速分蘖抽穗的方法 |
| CN118542229A (zh) * | 2024-04-22 | 2024-08-27 | 中国农业大学 | 一种紫花苜蓿加速世代育种方法 |
| CN118975515A (zh) * | 2024-09-11 | 2024-11-19 | 北京盛阳谷科技有限公司 | 一种提高水培大麦草营养品质和饲用价值的方法 |
-
2022
- 2022-03-16 CN CN202210259795.2A patent/CN114847028A/zh not_active Withdrawn
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| CN118383113A (zh) * | 2024-03-06 | 2024-07-26 | 中国农业大学 | 一种利用光周期诱导加速紫花苜蓿育种的方法 |
| CN118383113B (zh) * | 2024-03-06 | 2025-08-08 | 中国农业大学 | 一种利用光周期诱导加速紫花苜蓿育种的方法 |
| WO2025185764A1 (zh) * | 2024-03-06 | 2025-09-12 | 中国农业大学 | 一种利用光周期诱导加速紫花苜蓿育种的方法 |
| CN118542229A (zh) * | 2024-04-22 | 2024-08-27 | 中国农业大学 | 一种紫花苜蓿加速世代育种方法 |
| CN118542229B (zh) * | 2024-04-22 | 2025-11-25 | 中国农业大学 | 一种紫花苜蓿加速世代育种方法 |
| CN118489547A (zh) * | 2024-05-23 | 2024-08-16 | 江苏省农业科学院 | 一种基于红光与远红光促进水培水稻快速分蘖抽穗的方法 |
| CN118975515A (zh) * | 2024-09-11 | 2024-11-19 | 北京盛阳谷科技有限公司 | 一种提高水培大麦草营养品质和饲用价值的方法 |
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