一种全人工光利用型植物工厂栽培薄皮甜瓜生长的光调控方法技术

本发明专利技术提供了一种全人工光利用型植物工厂栽培薄皮甜瓜生长的光调控方法，包括：调节薄皮甜瓜不同生育期秧苗顶部接受到的光照强度，幼苗期的光照强度为100～200μmol/(m2·

【技术实现步骤摘要】
一种全人工光利用型植物工厂栽培薄皮甜瓜生长的光调控方法


[0001]本专利技术属于植物栽培领域，具体涉及一种全人工光利用型植物工厂栽培薄皮甜瓜生长的光调控方法。

技术介绍

[0002]光是植物生长发育的必要条件。光合作用将光能转化为化学能，为植物自身积累大量的有机物，是影响作物产量与品质的关键性因素。在作为植物能量来源的同时，光作为环境信号，也是植物形态建成的主要调控因子以及生物钟的环境授时因子。
[0003]根据光能的利用方式可将植物工厂分为三种类型，即太阳光利用型植物工厂、全人工光利用型植物工厂、太阳光和人工光并用的综合型植物工厂。其中，全人工光利用型植物工厂又称为密闭式植物工厂，它是植物工厂发展的高级阶段。全人工光利用型植物工厂以LED人工光源为主要供光设备，通过设施内高精度环境控制实现农作物周年连续生产，利用智能计算机和电子传感系统对植物生长的温度、湿度、光照、CO2浓度以及营养物质等环境条件进行自动控制，使设施内植物的生长发育不受或很少受自然条件制约的省力型生产方式。
[0004]植物生长光调控利用人工光源改善农业设施光环境，作物的光合效率高，可以实现稳产增产。在实际生产过程中，常常利用光照强度(光量子通量密度)、光质(光谱成分组合)和光周期(日光照时长)三方面来调控植物生长发育的各个阶段。最大限度构建满足植物光合作用所需光环境条件，是提升光合效率、增加有机物积累、提高产量和提升品质的关键因素，对现代设施园艺产业提质增效和转型升级具有重要意义。
[0005]薄皮甜瓜是喜光照作物，在全人工光利用型植物工厂中栽培甜瓜除了做好温湿度管理以外，还要做好光环境管理。薄皮甜瓜的光补偿点为66.7μmol/(m2·
s)，在光补偿点下，植株的光合产物不积累，全部用于自身的消耗；光照强度高于光补偿点，植株的光合产物开始积累；光照强度低于光补偿点，储存的光合产物开始供给植株的生长，长期低于这个光照强度，植株便会因为营养匮乏而枯萎死亡。薄皮甜瓜的光饱和点为1146.6μmol/(m2·
s)，光照强度高于光饱和点(1146.6μmol/(m2·
s)，约为55～60klx)，植株的光合作用强度也不会再增加。光照强度在66.7～1146.6μmol/(m2·
s)范围内，甜瓜需要10～14小时及以上的日照方可正常生长，大于14小时的持续高强度光照容易造成光能浪费。

技术实现思路

[0006]有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种全人工光利用型植物工厂栽培薄皮甜瓜生长的光调控方法，有利于提高薄皮甜瓜的光能利用效率，提高薄皮甜瓜品质。
[0007]为实现上述目的，本专利技术的技术方案为一种全人工光利用型植物工厂栽培薄皮甜瓜生长的光调控方法，包括：调节薄皮甜瓜秧苗顶部不同生育期的光照强度，幼苗期的光照强度为100～200μmol/(m2·
s)，抽蔓期的光照强度为150～500μmol/(m2·
s)，花果期的光照
强度为150～500μmol/(m2·
s)。
[0008]本专利技术将薄皮甜瓜栽培在全人工光型植物工厂中，其中，基础设施可以由任意结构组成，栽培过程中采用的试材皆为普通市售产品，在此不做限定。全人工光利用型植物工厂中，以节能LED植物生长灯为光源，采用制冷
‑
加热双向调温控湿、光照
‑
CO2耦联光合与气肥调控、营养液在线检测与控制等相互关联的控制子系统，可实时对植物工厂的温度、湿度、光照、气流、CO2浓度以及营养液等环境要素进行自动监控，实现智能化管理。在薄皮甜瓜的生长过程中，植物生长过程中获得的光能量全部由LED人工光源提供，并不涉及太阳直射光和散射光，采用人工光源调节薄皮甜瓜不同生育期秧苗顶部接受到的光照强度，获得的光能量全部由LED人工光源提供。所述薄皮甜瓜生育期内分为幼苗期、抽蔓期和花果期。
[0009]本专利技术所述薄皮甜瓜的幼苗期为种子萌动到4～5片叶展开，一般需20～25天。采用人工光源调节幼苗期的光照强度为100～200μmol/(m2·
s)，所述人工光源包括红外线、红光、蓝光、连续可见光和紫外线。所述红外线的峰值波长为750～1000nm，红光的峰值波长为610～660nm，蓝光的峰值波长为430～480nm，紫外线的峰值波长为280～400nm，所述连续可见光为宽频光谱，光波长范围400～760nm。所述人工光源中，以光质光谱积分百分比计，包括0～3％的红外线、65～85％的红光、15～30％的蓝光、0～10％的连续可见光和0～3％的紫外线，优选为0～3％的红外线、75～85％的红光、15～25％的蓝光和0～5％的连续可见光。所述薄皮甜瓜幼苗期的每日总有效光照时长为10～15h，优选为12～15h。所述总有效光照时长为薄皮甜瓜秧苗顶部接收到光照强度高于66μmol/(m2·
s)的累积光照时长。
[0010]优选地，本专利技术所述薄皮甜瓜幼苗期的环境气温为12～30℃，空气相对湿度为50～80％。使用LED人工光源时，栽培薄皮甜瓜环境气温为20～30℃，空气相对湿度为65～80％，CO2浓度高于75.5μL/L。本专利技术在薄皮甜瓜幼苗期采用常规的栽培技术，在此不做限定。
[0011]经过幼苗期后，进入薄皮甜瓜的抽蔓期。薄皮甜瓜的抽蔓期为从4～5片叶展开到第1朵雌花开放，一般需20～25天。采用人工光源调节抽蔓期的光照强度为150～500μmol/(m2·
s)，所述人工光源包括红外线、红光、蓝光、连续可见光和紫外线。所述红外线的峰值波长为750～1000nm，红光的峰值波长为610～660nm，蓝光的峰值波长为430～480nm，紫外线的峰值波长为280～400nm，所述连续可见光为宽频光谱，光波长范围400～760nm。所述人工光源中，以光质光谱积分百分比计，包括0～3％的红外线、65～85％的红光、15～30％的蓝光、0～10％的连续可见光和0～3％的紫外线，优选为65～85％的红光、20～30％的蓝光、0～10％的连续可见光和0～3％的紫外线。所述薄皮甜瓜幼苗期的每日总有效光照时长为10～15h，优选为10～12h。所述总有效光照时长为薄皮甜瓜秧苗顶部接收到光照强度高于66μmol/(m2·
s)的累积光照时长。
[0012]优选地，本专利技术所述薄皮甜瓜抽蔓期的环境气温为12～30℃，空气相对湿度为50～80％。使用LED人工光源时，栽培薄皮甜瓜环境气温为20～30℃，空气相对湿度为65～80％，CO2浓度高于75.5μL/L。本专利技术在薄皮甜瓜抽蔓期采用常规的栽培技术，在此不做限定。
[0013]经过抽蔓期后，进入薄皮甜瓜的花果期。薄皮甜瓜的花果期为从第1朵雌花开放到结果拉秧，一般需18～20天。采用人工光源调节花果期的光照强度为150～500μmol/(m2·
s)，所述人工光源包括红外线、红光、蓝光、连续可见光和紫外线。所述红外线的峰值波长为
750～1000nm，红光的峰值波长为610～660nm，蓝光的峰本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种全人工光利用型植物工厂栽培薄皮甜瓜生长的光调控方法，其特征在于，包括：调节薄皮甜瓜不同生育期秧苗顶部接受到的光照强度，幼苗期的光照强度为100～200μmol/(m2·
s)，抽蔓期的光照强度为150～500μmol/(m2·
s)，花果期的光照强度为150～500μmol/(m2·
s)。2.根据权利要求1所述全人工光利用型植物工厂栽培薄皮甜瓜生长的光调控方法，其特征在于，采用人工光源调节薄皮甜瓜不同生育期秧苗顶部接受到的光照强度。3.根据权利要求2所述全人工光利用型植物工厂栽培薄皮甜瓜生长的光调控方法，其特征在于，所述人工光源包括红外线、红光、蓝光、连续可见光和紫外线。4.根据权利要求3所述全人工光利用型植物工厂栽培薄皮甜瓜生长的光调控方法，其特征在于，所述红外线的峰值波长为750～1000nm，红光的峰值波长为610～660nm，蓝光的峰值波长为430～480nm，紫外线的峰值波长为280～400nm。5.根据权利要求3所述全人工光利用型植物工厂栽培薄皮甜瓜生长的光调控方法，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：张彤，李成宇，姜丽宏，张粟，李达，张洪杰，
申请(专利权)人：中国科学院长春应用化学研究所，
类型：发明
国别省市：