适用于水稻全生育期的LED人工光环境栽培方法技术

本发明专利技术涉及水稻种植技术领域，尤其是一种适用于水稻全生育期的LED人工光环境栽培方法，包括如下步骤：1)将水稻种子消毒浸种处理后洒入育苗盘；2)置于暗室培育催芽；3)种子露白破胸后，置于育苗穴盘营养土内，于24‑26℃培养，穴盘营养土表面光照强度为150‑250μmol·m

【技术实现步骤摘要】
适用于水稻全生育期的LED人工光环境栽培方法
本专利技术涉及水稻种植
，具体领域为一种水稻全生育期的人工光环境栽培方法。
技术介绍
水稻是我国重要的粮食作物之一，人工气候室内水稻栽培研究对水稻生产具有重要的意义。人工气候室内栽培水稻需要适宜的光环境，利用适宜的人工光种植水稻可调控种植茬数，在研究水稻环境胁迫响应、病虫害防治、水稻育种、繁殖、改良和种质资源更新等方面具有环境可控优势。但在室内种植水稻，种植的环境参数还亟待研究和优化，适宜的光环境是影响人工光水稻全生育期栽培成功的关键因素之一。目前，大多数水稻种植专家都采用白炽灯、荧光灯、高压钠灯等进行人工补光，但这些灯具光谱往往不太合理，白炽灯光效低、能耗大；荧光灯缺少红光波段，水稻结穗小且不饱满，品质差；高压钠灯散热多，空调降温负荷偏大，使用费用偏高，且缺少蓝光，水稻茎秆细长易倒伏。目前人工气候室培育水稻也有使用普通LED照明光源作为水稻生长的动力，如：马旭等人通过调节不同的红光、蓝光比值而设定一系列不同的光谱结构对水稻秧苗进行生长试验对比。如：付传明等人选取了主波长为660nm，585nm和475nm单色红黄蓝LED光源为培养条件，观察了水稻幼苗在LED灯下的生长特性。如，善新民等人专利技术了分别适用于水稻4个培育阶段的2种不同红蓝光比值和强度的LED。但现有的研究中存在如下问题：(1)选用的人工光质单一，仅提到红光或蓝光或黄光或红蓝光，没有提出合理科学的全光谱结构，特别是绿光，还有UV-B，更没有提到光谱中不同波长光谱的能量占比；(2)仅仅研究水稻整个生长栽培过程的某一阶段，如幼苗期。或有研究水稻4个生长阶段的，但提出的至少两种不同光谱，水稻培育期间还得换灯，增加设备采购成本和管理成本。此外，现有水稻LED灯能给水稻提供的光量子数还远远不足，一些品种水稻抽穗期的光饱和点甚至达到2000μmol·m-2·s-1以上；这些问题的存在使得采用人工光源对水稻在室内高效种植成为困难。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术缺陷，提供一种适用于水稻全生育期的LED人工光环境栽培方法。为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种适用于水稻全生育期的LED人工光环境栽培方法，包括如下步骤：(1)将水稻种子消毒浸种处理后均匀洒在育苗盘内已浸湿的育苗纸上，上方再覆盖一层湿透的育苗纸；(2)将育苗盘置于28-32℃，暗室培育催芽；(3)种子露白破胸后，置于32孔育苗穴盘营养土内，于24-26℃培养，获得幼苗，具体培养条件如下：穴盘营养土表面光照强度为150-250μmol·m-2·s-1，光照周期12-16h/d，上述光照周期中的光谱能量分布如下：波长为280-320nm的能量为0.3-0.5W/m2，单独电源控制，光照周期2h/d(LED使用前将智能开关调控UV-B光照时间为0:00-2:00)，380-399nm的光量子数所占比例≤1％，波长为400-499nm的光量子数所占比例为21-30％，波长为500-599nm的光量子数所占比例为26-36％，波长为600-699nm的光量子数所占比例为40-46％，波长为700-780nm的光量子数所占比例为2-8％；(4)将步骤(3)获得的幼苗从育苗穴盘中取出，将幼苗小心的分株后移植到盛有混合基质的栽培盆中，用混合基质将幼苗根部掩埋，栽培盆中水位位于大约幼苗三分之一处，上述混合基质由泥营养土和黄土1:2混合而成；移植后保证室温24-26℃、叶面光量子强度达到300-450μmol·m-2·s-1，光照周期12-16h/d，该光照周期中的光谱能量分布同步骤(3)，定期浇灌营养液，保证基质营养充分；(5)当水稻进入幼穗发育期时，叶面光量子数达到500-800μmol·m-2·s-1，光照周期12-16h/d，该光照周期中的光谱能量分布同步骤(3)。(6)大部分水稻品种为短日照植物，当短日照品种水稻进入预开花期时，光照周期8-12h/d，该光照周期中的叶面光量子数和光谱能量分布同步骤(5)。(7)当稻穗成熟时可进行种子采收。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：本专利技术的栽培方法通过在水稻各个生长阶段给予植株相同光配比的全光谱环境条件(即波长为280-320nm的能量为0.3-0.5W/m2，380-399nm的光量子数所占比例≤1％，波长为400-499nm的光量子数所占比例为21-30％，波长为500-599nm的光量子数所占比例为26-36％，波长为600-699nm的光量子数所占比例为40-46％，波长为700-780nm的光量子数所占比例为2-8％)，栽培全程无需换灯、调整灯具高度、调节光配比参数。如附图3所示LED灯具有效平均光量子数通量密度图可以看出，随着植物向上生长，与灯具距离越来越小，截获光量子数通量密度(PPFD)逐渐升高，恰能满足冠层在当下生长阶段的光量需求。该光配方中植物生长需求最多的红蓝光占比都比较多，可满足水稻生长各阶段的特定光质、光量需求，因此，水稻整个生育期的各阶段都无需更改光配比。植株冠层所截获光量子数随着植株高度的增加而增加，满足其各个生长阶段的光需求。所种植出的水稻植株健壮、叶子翠绿、分蘖多、开花时间早、结穗数量多、穗粒饱满。且对比户外水稻种植情况和其它普通LED种植情况，本专利技术的实施案例中含UV-B的高强度全光谱LED补光下的水稻稻瘟病和细菌性基腐病的发生概率极显著降低。对比纯红蓝光LED，本专利技术的实施案例由于绿光的补充，光的穿透力增加，水稻底部叶片黄化面积显著减少，且种植者在全光谱灯光下观察水稻的生长性状更加趋于真实。附图说明图1为UV-B未启动时光谱图；图2为夜间单独启动UV-B照射时光谱图；图3为LED灯具有效平均光量子数通量密度图，其中，曲线为灯具在不同投射距离下的照射区域及区域内平均照度；图4为对比例2的光谱图；图5为对比例3的光谱图(红蓝光配比为5∶1)；图6为对比例3的光谱图(红蓝光配比为7∶1)；图7为对比例4的光谱能量分布图；图8为对比例5的光谱能量分布图；图9为不同人工光环境下水稻底部叶片生长情况(左图为实施例2，右图为对比例3)。图10为不同人工光环境下水稻植株视觉图(左图为实施例2，右图为对比例3)。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。实施例1一种适用于水稻全生育期的LED人工光环境栽培方法，包括如下步骤：(1)将水稻种子消毒浸种处理后均匀洒在育苗盘内已浸湿的育苗纸上，上方再覆盖一层湿透的育苗纸；(2)将育苗盘置于28-32℃，暗室培育催芽本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种适用于水稻全生育期的LED人工光环境栽培方法，其特征在于，包括如下步骤：/n(1)将水稻种子消毒浸种处理后洒入育苗盘；/n(2)置于暗室培育催芽；/n(3)种子露白破胸后，置于育苗穴盘营养土内，于24-26℃培养，获得幼苗；/n具体培养条件如下：穴盘营养土表面光照强度为150-250μmol·m

【技术特征摘要】
1.一种适用于水稻全生育期的LED人工光环境栽培方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)将水稻种子消毒浸种处理后洒入育苗盘；
(2)置于暗室培育催芽；
(3)种子露白破胸后，置于育苗穴盘营养土内，于24-26℃培养，获得幼苗；
具体培养条件如下：穴盘营养土表面光照强度为150-250μmol·m-2·s-1，光照周期12-16h/d，上述光照周期中的光谱能量分布如下：波长为280-320nm的能量为0.3-0.5W/m2，单独电源控制，光照周期2h/d；
380-399nm的光量子数所占比例≤1％，波长为400-499nm的光量子数所占比例为21-30％，波长为500-599nm的光量子数所占比例为26-36％，波长为600-699nm的光量子数所占比例为40-46％，波长为700-780nm的光量子数所占比例为2-8％；
(4)将步骤(3)获得的幼苗从育苗穴盘中取出，将幼苗分株后移植到盛有混合基质的栽培盆中；移植后保证室温24-26℃，叶面光量子强度达到300-450μmol·m-2·s-1，光照周期12-16h/d，该光照周期中的光谱能量分布同步骤(3)，定期浇灌营养液；
(5)当水稻进入幼穗发育期时，叶面光量子数达到500-800μ...

【专利技术属性】
技术研发人员：姚凤珍，亓明云，孙士景，刘凯，钱松，
申请(专利权)人：普罗斯电器中国有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32