提高设施农业叶菜类蔬菜中叶绿素α的光肥互作种植方法技术

本发明专利技术公开提高设施农业叶菜类蔬菜中叶绿素α的光肥互作种植方法。本发明专利技术结合大棚蔬菜地种植过程中的光强管理与肥料管理，通过光肥互作来增加叶菜中叶绿素的含量，进而有效提高肥料利用率、提升叶菜类蔬菜品质与产量、缩短种植周期、增加经济效益。同时，该种植模式能够为智慧农业大棚的光照强度管理、以及肥料管理提供理论依据。理提供理论依据。

【技术实现步骤摘要】
提高设施农业叶菜类蔬菜中叶绿素
α
的光肥互作种植方法


[0001]本专利技术属于节能减排和环保领域，针对大棚蔬菜种植地，通过调控叶菜类蔬菜种植过程中的光照强度以及氮素、镁素的施用量，使叶菜类蔬菜能够更有效地利用太阳光与肥料来合成叶绿素α，进而提高叶菜品质与产量的新型种植模式。

技术介绍

[0002]叶菜类植物是一类以鲜嫩叶片及叶柄为产品的蔬菜，普通叶菜类蔬菜如青菜、油麦菜、菠菜、白菜等，可提供人体所必须的多种维生素和矿物质等营养物质，是人们日常饮食中必不可少的食物之一。光是影响植物生长发育最重要的生态因子之一，主要是通过光质和光强两方面影响叶菜植物生长和品质。研究表明，太阳辐射光谱中不同光波对植物生长发育具有不同作用，红光(600～700nm)对光合器官的正常发育至关重要，它可通过抑制光合产物从叶片中输出来增加叶片的淀粉积累；蓝光(400～500nm)可调控叶绿素形成、气孔开启以及生物节律等生理过程；但绿光(510～610nm)、紫外线(波长290～400nm)被植物吸收利用的比率很低，为光合作用中的低效波长，特别是高强度的紫外辐射反而对植物生长及其体内叶绿素α合成具有明显的抑制作用(侯扶江，1998)。
[0003]叶绿素α存在于所有绿色植物中，是自然界中对光能吸收、传递和转换的一种最重要的色素，其价值除了体现在进行光合作用外，对人体也有着积极的作用。植物叶绿素含量与其光合能力有很好的相关性，已经成为评价植物长势的一种有效手段(李晶等，2008)。叶绿素α的代谢水平与光照强度息息相关。在一定光照强度范围内，光合作用会随光强的增加而达到顶峰，但是，如果光照强度继续加强，就会破坏植物的原生质，引起叶绿素分解，或者使细胞失水过多而使气孔关闭，造成光合作用减弱、甚至停止。可见，只有当光照强度满足光合作用的要求时，植物才能正常生长发育。不同植物对光的需求也不同，叶菜类植物的光补偿点为2000勒克斯，光照强度低于这个值时，植物不能正常生长发育；其光饱和点约为20000～40000勒克斯，高于这个值时，光合作用强度不再增加，反而不利于叶菜的生长。因此，叶菜类蔬菜种植过程中，光强管理非常重要。
[0004]除了光强，叶绿素α与各种营养元素也密切关联，特别是氮和镁。氮素是叶绿素合成的主要成分之一，施加氮素能促进叶绿素的合成，增强叶片的净光合速率(王宏力等，2021)。如果氮素不足，光合作用下降，固然不会高产；但如果氮素过量，虽然短期内能够使植物维持较好的生长，但长此以往，不仅造成浪费、植物产量和品质降低，还对种植土壤质量及周边环境造成影响。因此，氮肥管理对植物叶绿素的合成也非常重要。氮肥与光强在植物生长过程中的作用是相辅相成的(蔡惟涓等，1988)。有研究表明，低光强条件下，施N量过多对植物叶绿素的提升没有效果；而强光条件下，叶片耗氮量多，如果在正常范围内增加氮肥施用量，有利于提高光合速率、增加叶绿素含量。镁位于叶绿素的分子结构中的核心，它和叶绿素分子中的四个N原子连在一起，没有Mg就没有叶绿素。缺镁时，叶绿素的形成受到阻碍，进而影响光合作用，造成植物叶片发黄。我国设施农业大棚蔬菜地由于常年轮作，土壤生态遭到破坏，pH值偏低、湿度较大、淋溶作用强烈，这种环境下土壤更容易缺镁，进而影
响作物对镁的吸收。可见，必要时需要对植物补充镁素。然而，过量的镁又会造成农作物吸收营养元素时离子之间增强拮抗作用，从而影响农作物对另一种营养离子的吸收。因此，合理调控镁素的使用量才能提高光合速率、增加叶绿素含量。有研究表明，土壤阳离子间有拮抗作用，铵态氮肥的大量施用，可能加剧植株缺镁的现象，在低浓度下反而会促进相互吸收。由此可见，在田间管理上注重养分的均衡施入显得尤为重要。但目前，针对氮与镁配合光强来提高作物中叶绿素的合成，仍鲜有报道。
[0005]随着农业科技的不断进步，利用温室大棚来种植蔬菜越来越普遍，合理的大棚管理可获得高产量的蔬菜，增加经济效益。迄今，有关温室大棚中光强或不同营养元素对植物生长发育、生理代谢等方面的影响研究已有较多报道，但通过肥料与光强互作来提高叶菜中叶绿素的含量、提升蔬菜品质的相关研究甚少。基于此，本专利技术结合大棚蔬菜地种植过程中的光强管理与肥料管理，通过光肥互作来增加叶菜中叶绿素的含量，进而有效提高肥料利用率、提升叶菜类蔬菜品质与产量、缩短种植周期、增加经济效益。同时，该种植模式能够为智慧农业大棚的光照强度管理、以及肥料管理提供理论依据。

技术实现思路

[0006]本专利技术针对现有
技术介绍
中存在的问题，提供一种提高叶菜类蔬菜叶绿素α的光肥互作种植方法。通过对光强控制与氮、镁的施用量配合调控，来提升叶菜中叶绿素α的含量，进而有效提高叶菜类蔬菜品质与产量。
[0007]本专利技术方法的具体步骤是：
[0008]步骤(1).在控温控湿的温室大棚棚内设置LED光源、遮光系统、光照度传感器、控制器；
[0009]光照度传感器用于监测记录温室大棚内光线的强度；
[0010]控制器用于接收光照度传感器的信号，用于控制LED光源和遮光系统的开启与关闭；
[0011]作为优选，温室大棚温度控制在15
‑
30℃，空气相对湿度在50
‑
70％；
[0012]作为优选，光照度传感器位于植物种植区上方的30
‑
40cm；
[0013]步骤(2).种植前，对大棚土壤进行常规耕作处理；
[0014]步骤(3).测定大棚土壤中pH值、总氮含量、全镁含量、全钾含量、交换性Mg含量；
[0015]作为优选，所述交换性Mg含量采用原子吸收分光光度法，参照鲍士旦《土壤农化分析》(2000)；
[0016]作为优选，所述总氮含量通过半微量开氏法(NY/T 53
‑
1987)测定；
[0017]步骤(4).对步骤(3)处理后大棚土壤施入一定量的基肥，保障后续为植物提供所需的基础养分；其中冬季(12月
‑
2月)时，基肥施入量中氮素用量为基肥氮素用量基准值A，夏季(6
‑
8月)时基肥施入量中氮素用量为1.2A；春秋季(3
‑
5月、9
‑
11月)时基肥施入量中氮素用量为1.1A；同时若土壤pH值<7，且交换性Mg<50mg/kg或全钾与全镁的浓度比>5:1时，单位为mg/kg，在基肥中加入硫酸镁；以镁含量计，硫酸镁的用量为1
‑
1.5kg Mg/亩；
[0018]以氮素施入总量计，基肥氮素用量基准值A＝(目标叶菜产量所需养分氮素总量
‑
大棚土壤供肥氮素量)
÷
(基肥中养分氮素含量
×
肥料当季利用率)，单位为kgN/亩；
[0019]其中若基肥为氮肥时，则肥料当季利用率范围为30
‑
60％；若基肥为有机肥时，则
肥料当季利用率30％；若基肥为复合肥时，则肥料当季利用率30...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.提高设施农业叶菜类蔬菜中叶绿素α的光肥互作种植方法，包括以下步骤：步骤(1)、在控温控湿的温室大棚棚内设置LED光源、遮光系统、光照度传感器、控制器；光照度传感器用于监测记录温室大棚内光线的强度；控制器用于接收光照度传感器的信号，用于控制LED光源和遮光系统的开启与关闭；步骤(2)、种植前，对大棚土壤进行常规耕作处理；步骤(3)、测定大棚土壤中pH值、总氮含量、全镁含量、全钾含量、交换性Mg含量；步骤(4)、对步骤(3)处理后大棚土壤施入一定量的基肥，保障后续为植物提供所需的基础养分；其中冬季时，基肥施入量中氮素用量为基肥氮素用量基准值A，夏季时基肥施入量中氮素用量为1.2A；春秋季时基肥施入量中氮素用量为1.1A；同时若土壤pH值<7，且交换性Mg<50mg/kg或全钾与全镁的浓度比>5:1，单位为mg/kg时，在基肥中加入硫酸镁；以镁含量计，硫酸镁的用量为1
‑
1.5kg Mg/亩；以氮素施入总量计，基肥氮素用量基准值A＝(目标叶菜产量所需养分氮素总量
‑
大棚土壤供肥氮素量)
÷
(基肥中养分氮素含量
×
肥料当季利用率)，单位为kgN/亩；其中氮肥当季利用率范围为30
‑
60％、有机肥当季利用率30％、复合肥当季利用率30
‑
70％；步骤(5)、移栽叶菜类蔬菜苗至步骤(4)处理后种植区土壤中，大棚内温度及湿度控制、植株浇灌、杀虫过程，均常规处理；每棵蔬菜苗长到4
...

【专利技术属性】
技术研发人员：和苗苗，
申请(专利权)人：杭州师范大学，
类型：发明
国别省市：