一种设施蔬菜合理照光剂量的确定方法技术

本发明专利技术一种设施蔬菜合理照光剂量的确定方法，属于设施栽培技术领域。按照下述步骤进行设施蔬菜合理照光剂量的确定：取生长盛期的设施蔬菜，利用叶绿素荧光仪，测定蔬菜叶的快速光响应曲线，依据蔬菜叶的快速光响应曲线中的表观电子传递速率对光合有效辐射的响应曲线，来确定设施蔬菜合理照光剂量。施加本方法确定的设施蔬菜合理照光剂量既可以保证较高的产量，较低的硝酸盐累积水平，又可以最大限度的节约能源；达到高产、优质低耗的统一。且该方法高效、快速，操作方便；应用范围较广。可以用于设施栽培蔬菜和设施种植中药材上。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于设施栽培
，具体涉及。
技术介绍
目前，蔬菜设施栽培生产己经在全世界范围内广泛开展。截至2003年，国内设施园艺栽 培面积超过140万公顷，居世界第一，据专家预测，到2010年全国园艺设施面积将达到250万 公顷左右。蔬菜设施栽培已成为蔬菜生产的主要手段之一。但是，由于设施覆盖物、骨架结 构遮阴以及冬春季节阴雨、雪天气等因素使得设施内的作物常处于弱光环境下生长。由于光 照不足，叶菜类蔬菜体内硝酸盐过量累积，食用这种蔬菜对人体健康极为不利。光不仅通过光合作用为硝酸还原提供还原力和碳骨架，而且还通过光合电子传递流来活 化硝酸还原酶。人工补光成为蔬菜生产提高产量，降低硝酸盐含量的重要手段。但是不同的 光强下，光的利用效率是不同的。在低光强下，光能利用效率随光强的增加而强烈地增加， 而光能利用效率在高光强下，随光强的增加只要微弱地增加。硝酸还原能力与光照的施加也 不成比例。因此理想的光强是冬季高产优质(低硝酸盐累积)低(能)耗的叶菜类蔬菜生产 所必须考虑的重要因素。本专利技术就是利用叶绿素荧光技术来确定设施蔬菜合理照光剂量，为 人工补光提供技术参数。
技术实现思路
本专利技术的目的是克服目前设施蔬菜合理照光剂量没有一个客观的确定方法的不足，公开 。本专利技术的技术方案为取生长盛期的设施蔬菜，利用叶绿素荧光仪，测定蔬菜叶的快速 光响应曲线，依据蔬菜叶的快速光响应曲线中的表观电子传递速率对光合有效辐射的响应曲 线按下列步骤确定设施蔬菜合理照光剂量(1) 计算实际光合电子传递速率。找出在低光合有效辐射下，表观电子传递速率与光 合有效辐射曲线中的直线部分，利用统计软件求出该部分的线性方程Y:aX，其中a为常数， 表示表观电子传递速率与光合有效辐射曲线的初始斜率，Y为表观电子传递速率，X为光合有 效辐射(pmolm—23—1)。依据该线性方程求出各光合有效辐射下的电子传递速率，这种电子 传递速率定义为实际光合电子传递速率。(2) 计算各光合有效辐射下剩余光合电子传递流百分率。剩余光合电子传递速率为实际 光合电子传递速率与表观电子传递速率的差值。剩余光合电子传递流百分率为各光合有效辐 射下剩余光合电子传递速率占实际光合电子传递速率的百分比。(3) 求出剩余光合电子传递流百分率为8%时的光合有效辐射。利用插值法算出剩余光 合电子传递流百分率在8%时的光合有效辐射值，这个光合有效辐射值就是施加到设施蔬菜上 的合理光强的预测值。(4) 确定设施蔬菜合理照光剂量。由于表观光合电子传递速率在植物叶片上有一定的变 异幅度，因此，生产上所使用的照光剂量应比上述预测值大才能确保硝酸盐大幅度的下降。 依据叶片表观光合电子传递速率值变异幅度一般在15%以下，结合多次实验结果，因此，确 定设施蔬菜合理照光剂量为预测值的115%较适宜。也即设施蔬菜合理照光剂量为剩余光合 电子传递流百分率在8%时的光合有效辐射值的115%。本专利技术的基本原理是在低光强下，蔬菜叶的光合电子传递流仅仅被用来碳的还原，硝 酸还原速度较慢。在高光强下，蔬菜叶的光合电子传递流不仅被用来碳的还原，还被用来硝 酸的还原。只有当光合电子传递流在满足碳还原的基础上多出达8%的电子传递流才能打开硝 酸还原的开关，使硝酸还原速度迅速增加，此时的蔬菜叶所施加的光照是一个合理的光强， 能够达到提高产量、增加品质(硝酸盐累积下降)、节约能源的统一。本专利技术的优点(1) 施加本方法确定的设施蔬菜合理照光剂量既可以保证较高的产量，较低的硝酸盐累积水 平，又可以最大限度的节约能源。达到高产、优质低耗的统一。(2) 高效、快速，操作方便。(3) 应用范围较广。可以用于设施栽培蔬菜和设施种植中药材上。 附图说明图1为实施例1的生菜表观电子传递速率与光合有效辐射快速光响应曲线； 图2为实施例2的诸葛菜表观电子传递速率与光合有效辐射快速光响应曲线；图3为实施例3的结球白菜表观电子传递速率与光合有效辐射快速光响应曲线。具体实施方式 实施例1取出苗后30天的温室生菜""Wwa^W/V"L.)(品种意大利耐抽苔生菜)。用PAM— 2000调制式叶绿素荧光仪测定生菜叶的快速光响应曲线。依据表观电子传递速率对光合有效 辐射的响应曲线(图l)按下列步骤确定合理照光剂量。步骤1计算实际光合电子传递速率。找出在低光合有效辐射下，表观电子传递速率与光合有效辐射曲线中的直线部分，利用统计软件求出该部分的线性方程Y:aX(a为常数，表示表观电子传递速率与光合有效辐射曲线的初始斜率)。该方程为Y=0.252X (R2=0.997， n=6, PO.OOl， X小于134 (amol n^s") (1)Y为表观电子传递速率，X为光合有效辐射(pmolm—23—4， W为决定系数的平方，n为统计个 数，P为显著性。依据该线性方程求出各光合有效辐射下的实际光合电子传递速率(表l)。表1实施例1的实际光合电子传递速率和剩余光合电子传递流百分率表观电子传递速 率实际光合电子传递 速率剩余光合电子传递 流百分率00010.30.252-19.048216.015.292-13.5684111.7310.332-13.5317620.0819.152-4.84513432.7433.7683.04420545.8251.66011.30524952.1962.74816.82629860.1175.09619.95637165.7693.49229.66245670.29114.91238.83158178.4146.41246.45272671.42182.95260.962步骤2计算各光合有效辐射下剩余光合电子传递流百分率。计算各光合有效辐射下实际 光合电子传递速率与表观电子传递速率的差值，得出剩余光合电子传递速率。计算各光合有 效辐射下剩余光合电子传递速率占实际光合电子传递速率的百分比，得出剩余光合电子传递 流百分率(表l)。步骤3求出剩余光合电子传递流百分率为8%时的光合有效辐射。利用插值法计算剩余光 合电子传递流百分率在8%时的光合有效辐射值，得出施加到设施蔬菜上的合理光强的预测 值，结果为177拜olm-Y1。步骤4确定设施蔬菜合理照光剂量。将上述的设施蔬菜合理照光剂量的预测值乘以 115%，即为设施蔬菜合理照光剂量，结果为204^imolm—23—1。 实施例2取出苗后45天的温室诸葛菜(Oo^c^ragTm^ w'otee^ L.)。用PAM—2000调制式叶绿素 荧光仪测定诸葛菜的快速光响应曲线。依据表观电子传递速率对光合有效辐射的响应曲线(图 2)，按下列步骤确定合理照光剂量。步骤1计算实际光合电子传递速率。找出在低光合有效辐射下，表观电子传递速率与光 合有效辐射曲线中的直线部分，利用统计软件求出该部分的线性方程Y-aX(a为常数，表示 表观电子传递速率与光合有效辐射曲线的初始斜率)。该方程为Y=0.189X (R2=0.998， n=10, P<0.001, X小于456 pmol irfV1) (2) Y为表观电子传递速率，X为光合有效辐射(pmolm—23—1)， f为决定系数的平方，n为统计个数，P为显著性。依据该线性方程求出各光合有效辐射下的实际光合电子传递速率(表2)。表2实施例2的实本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种设施蔬菜合理照光剂量的确定方法，其特征在于按照下述步骤进行：取生长盛期的设施蔬菜，利用叶绿素荧光仪，测定蔬菜叶的快速光响应曲线，依据蔬菜叶的快速光响应曲线中的表观电子传递速率对光合有效辐射的响应曲线，来确定设施蔬菜合理照光剂量。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：吴沿友，李萍萍，周秋月，毛罕平，
申请(专利权)人：江苏大学，
类型：发明
国别省市：32[中国|江苏]