一种促进黄瓜生长的光环境调控方法

摘要

本发明涉及植物栽培技术领域，特别涉及一种促进黄瓜生长的光环境调控方法。该促进黄瓜各生育期生长的光环境调控方法包括为生长中的黄瓜秧苗提供人工光源以促进黄瓜秧苗的生长。本发明的有益效果：本发明促进黄瓜各生育期生长的光环境调控方法是在黄瓜各生育期生长过程中调整适宜其生长的光环境参数，为植物提供最适宜的补光方案，发明覆盖了黄瓜从播种萌发到结果收获的全生育时期，提升黄瓜对光能的吸收率和利用率，促进电能转化为黄瓜的生物化学能，提升冬季或者缺光环境下黄瓜秧苗壮苗率和抗病性、促进提前开花、提高黄瓜产量和品质。

说明书

技术领域

本发明涉及植物栽培技术领域，特别涉及一种促进黄瓜生长的光环境调控方法。

背景技术

光照与作物的生长有密切的关系。最大限度的捕捉光能，充分发挥植物光合作用的潜力，将直接关系到农业生产的效益。近年来为了满足市场需求，普遍采用温室大棚生产反季节花卉、瓜果、蔬菜等，由于冬春两季日照时间短，或遇到连续雾霾或者阴雨雪等寡照天气，作物生长受限，生育期较长且产量降低，因此急需进行人工光源补光。

植物光源是依照植物生长的自然规律，根据植物利用太阳光进行光合作用的原理，使用人工光源弥补太阳光照不足，为提供植物生长发育提供有效光能量的一种设备。国内植物光源市场近年来快速发展，大部分LED制造企业并未对作物不同时期的高利用效率光环境做深入研究，常规模式即采用可见光连续宽频光谱LED设备做为植物光源，对其使用过程中使用环境光强度、使用时间及其他环境因素并未设定范围，这样导致植物对光能吸收利用率较低，造成了能源的浪费。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种促进黄瓜生长的光环境调控方法。本发明提供了一种促进黄瓜各生育期生长的光环境调控方法，意指为在冬季或缺光环境下黄瓜栽培提供科学合理的光源补充方案，保证黄瓜正常生长的同时，提升光电利用率，降低设施内病虫害发病率，保证黄瓜产量稳定、品质提升。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了一种促进黄瓜生长的光环境调控方法，在以人工光源为主光源的植物工厂中，对各生育期黄瓜秧苗提供人工光源，以光质光谱积分百分比计，人工光源为：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，以上百分比之和为100％；

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280～320nm。

以人工光源为主的植物工厂，是通过设施内高精度环境控制实现农作物周年连续生产的高效农业系统，是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、CO

作为优选，人工光源为：

黄瓜发芽期：0～3％的红外线、75％～85％的红光、15％～25％的蓝光、0～5％的连续可见光和0～2％的紫外线，以上百分比之和为100％；

黄瓜幼苗期：0～3％的红外线、75％～85％的红光、15％～25％的蓝光、0～5％的连续可见光和0～2％的紫外线，以上百分比之和为100％；

黄瓜抽蔓结果期：65％～80％的红光、20％～30％的蓝光、0～10％的连续可见光和0～3％的紫外线，以上百分比之和为100％。

优选地，人工光源为：

黄瓜发芽期或黄瓜幼苗期：3％的红外线、75％的红光、20％的蓝光、1％的连续可见光和1％的紫外线；

黄瓜抽蔓结果期：75％的红光、20％的蓝光、2％的连续可见光和3％的紫外线。

作为优选，人工光源的光照强度为：

黄瓜发芽期或黄瓜幼苗期：200～600μmol/(m

黄瓜抽蔓结果期：220～800μmol/(m

优选地，人工光源的光照强度为：

黄瓜发芽期或黄瓜幼苗期：220～300μmol/(m

黄瓜抽蔓结果期：220～400μmol/(m

作为优选，人工光源的光照时间为：

黄瓜发芽期或黄瓜抽蔓结果期：10～12h/24h；

黄瓜幼苗期：8～11h/24h。

优选地，人工光源的光照时间为：

黄瓜发芽期或黄瓜抽蔓结果期：10～12h/24h；

黄瓜幼苗期：10h/24h。

作为优选，未使用人工光源时，黄瓜的栽培环境气温为15～32℃，空气相对湿度为60％～90％；使用人工光源时，黄瓜的栽培环境气温为17～32℃，空气相对湿度为65％～80％。

在本发明提供的一实施例中，未使用人工光源时，黄瓜的栽培环境气温为15～32℃，空气相对湿度为60％～90％；使用人工光源时，黄瓜的栽培环境气温为25～32℃，空气相对湿度为65％～80％。

作为优选，未使用人工光源时，黄瓜的栽培环境气温为18～30℃，空气相对湿度为60％～90％；使用人工光源时，黄瓜的栽培环境气温为20～32℃，空气相对湿度为65％～75％。

在本发明提供的另一实施例中，未使用人工光源时，黄瓜的栽培环境气温为18～30℃，空气相对湿度为60％～90％；使用人工光源时，黄瓜的栽培环境气温为25～32℃，空气相对湿度为65％～75％。

本发明还提供了一种促进黄瓜生长的光环境调控方法，在以太阳光为主光源的植物工厂中，太阳光光照不足的情况下，对各生育期黄瓜秧苗提供人工光源，以光质光谱积分百分比计，人工光源为：80％～90％的红光和10％～20％的蓝光，以上百分比之和为100％；

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280～320nm。

以太阳光为主光源的植物工厂，也称日光温室，是我国北方地区独有的一种温室类型，分为独栋温室和连栋温室。独栋温室，包括拱棚和塑料大棚，其中，拱棚又称冷棚，是一种简易实用的保护地栽培设施，由于其建造容易、使用方便、投资较少，随着塑料工业的发展，被世界各国普遍采用。塑料大棚有一定的保温作用，并通过卷膜能在一定范围调节棚内的温度和湿度。连栋温室，是一种大型的日光温室，把独立的单间温室连起来，一般的连栋日光温室是通过天沟将单间温室连接在一起形成的多栋连栋日光。

在本发明中，生育期为黄瓜发芽期、黄瓜幼苗期和黄瓜抽蔓结果期。

作为优选，人工光源为：83％的红光和17％的蓝光。

作为优选，人工光源的光照强度为：

黄瓜发芽期或黄瓜幼苗期：100～400μmol/(m

黄瓜抽蔓结果期：150～600μmol/(m

优选地，人工光源的光照强度为：

黄瓜发芽期或黄瓜幼苗期：150～300μmol/(m

黄瓜抽蔓结果期：200～350μmol/(m

作为优选，太阳光和人工光源的总光照时间为：

黄瓜发芽期或黄瓜抽蔓结果期：10～12h/24h；

黄瓜幼苗期：8～11h/24h。

优选地，太阳光和人工光源的总光照时间为：

黄瓜发芽期或黄瓜抽蔓结果期：10～12h/24h；

黄瓜幼苗期：10h/24h。

作为优选，未使用人工光源时，黄瓜的栽培环境气温为15～32℃，空气相对湿度为60％～90％；使用人工光源时，黄瓜的栽培环境气温为17～32℃，空气相对湿度为65％～80％。

在本发明提供的一实施例中，未使用人工光源时，黄瓜的栽培环境气温为15～32℃，空气相对湿度为60％～90％；使用人工光源时，黄瓜的栽培环境气温为25～32℃，空气相对湿度为65％～80％。

作为优选，未使用人工光源时，所述黄瓜的栽培环境气温为15～30℃，空气相对湿度为60％～90％；使用人工光源时，黄瓜的栽培环境气温为20～32℃，空气相对湿度为60％～80％。

在本发明提供的另一实施例中，未使用人工光源时，黄瓜的栽培环境气温为18～30℃，空气相对湿度为60％～90％；使用人工光源时，黄瓜的栽培环境气温为25～32℃，空气相对湿度为65％～75％。

本发明提供的光环境调控方法在黄瓜秧苗不同生长时期给予不同的光环境参数，黄瓜秧苗主要栽培至人工光源为主光源的植物工厂和太阳光为主光源的植物工厂。本发明中以人工光源为主光源的植物工厂为：植物生长过程中获得的光能量全部由人工光源提供，并不涉及太阳直射光和散射光；以太阳光为主光源的植物工厂为：植物生长过程中获得的光能量由太阳直射光、散射光及人工光源提供。

本发明提供了一种促进黄瓜生长的光环境调控方法，在以人工光源为主光源的植物工厂中，对各生育期黄瓜秧苗提供人工光源，以光质光谱积分百分比计，人工光源为：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，以上百分比之和为100％；在以太阳光为主光源的植物工厂中，太阳光光照不足的情况下，对各生育期黄瓜秧苗提供人工光源，以光质光谱积分百分比计，人工光源为：80％～90％的红光和10％～20％的蓝光，以上百分比之和为100％；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280～320nm。与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

(1)本发明的促进黄瓜各生育期生长的光环境调控方法用于促进冬季或者缺光环境下黄瓜秧苗各生育期生长的方法，涉及一种促进冬季或者缺光环境下黄瓜各生育期生长的光环境调控方法，该发明意指为冬季或缺光环境下黄瓜各生育期栽培提供科学合理的光源补充方案，保证黄瓜秧苗正常生长的同时，提升黄瓜秧苗质量产量。通过在黄瓜各生育期生长过程中补充植物吸收利用率较高的光谱、最适宜充足的光强和昼夜节律，为植物提供最科学、节能、适宜的设施补光方案，该方法覆盖了黄瓜从播种萌发到结果收获的全生育时期，根据该生理时期需光特点为黄瓜定制对应最适光环境参数，全过程旨在有效，提升黄瓜对光能的吸收率和利用率，促进电能转化为黄瓜的生物化学能，提升冬季或者缺光环境下黄瓜秧苗壮苗率和抗病性、促进提前开花、提高黄瓜产量和品质。

(2)本发明的促进黄瓜各生育期生长的方法覆盖范围广。根据当前两种主流设施条件包括太阳光植物工厂和人工光植物工厂，结合外界太阳光、温度、湿度环境变化情况，确定了适宜黄瓜秧苗各生育期生长的科学合理的光照方案。

(3)补光方案针对性较强。该方法针对黄瓜各生育期植株对光环境的需求，制定适宜该生长时期的补光方案。

具体实施方式

本发明公开了一种促进黄瓜生长的光环境调控方法，本领域技术人员可以借鉴本文内容，适当改进工艺参数实现。特别需要指出的是，所有类似的替换和改动对本领域技术人员来说是显而易见的，它们都被视为包括在本发明。本发明的方法及应用已经通过较佳实施例进行了描述，相关人员明显能在不脱离本发明内容、精神和范围内对本文所述的方法和应用进行改动或适当变更与组合，来实现和应用本发明技术。

黄瓜发芽期，即从种子萌动到第一片真叶出现；

黄瓜幼苗期，即从第一片真叶出现到4-5片叶展开；

黄瓜抽蔓结果期，即从4-5片真叶定植后开始到结果拉秧。

本发明采用的试材皆为普通市售品，皆可于市场购得。

下面结合实施例，进一步阐述本发明：

实施例1

本实施例提供了一种促进黄瓜各生育期生长的光环境调控方法，所述促进黄瓜各生育期生长的方法包括对生长中的黄瓜秧苗提供人工光源以促进黄瓜秧苗的生长，具体为：

(1)在以人工光源为主光源的植物工厂中，即植物生长过程中获得的光能量全部由人工光源提供，并不涉及太阳直射光及散射光；在上述植物工厂中种植黄瓜秧苗时，所述人工光源具体为：

黄瓜发芽期(第一生长阶段)、幼苗期(第二生长阶段)及抽蔓结果期(第三生长阶段)，所述人工光源按光质光谱积分百分比为80％的所述红光和20％的所述蓝光，所述红光的峰值波长为610-660nm，所述蓝光的峰值波长为430-480nm，所述植物顶端接收到的第一生长阶段、第二生长阶段和第三生长阶段人工光源总光照强度为220μmol/(m

(2)在以太阳光为主光源的植物工厂中，即植物生长过程中获得的光能量由太阳直射光、散射光及人工光源提供；在上述植物工厂中种植黄瓜秧苗时，所述人工光源具体为：

黄瓜发芽期(第一生长阶段)、幼苗期(第二生长阶段)及抽蔓结果期(第三生长阶段)，所述人工光源按光质光谱积分百分比为90％的所述红光和10％的所述蓝光，所述红光的峰值波长为610-660nm，所述蓝光的峰值波长为430-480nm，所述植物顶端接收到的第一生长阶段、第二生长阶段和第三生长阶段人工光源总光照强度为150μmol/(m

实施例2

本实施例提供了一种促进黄瓜各生育期生长的光环境调控方法，所述促进黄瓜各生育期生长的方法包括对生长中的黄瓜秧苗提供人工光源以促进黄瓜秧苗的生长，具体为：

(1)在以人工光源为主光源的植物工厂中，即植物生长过程中获得的光能量全部由人工光源提供，并不涉及太阳直射光及散射光；在上述植物工厂中种植黄瓜秧苗时，所述人工光源具体为：

黄瓜发芽期(第一生长阶段)、幼苗期(第二生长阶段)，所述人工光源按光质光谱积分百分比为85％的所述红光和15％的所述蓝光，抽蔓结果期(第三生长阶段)，所述人工光源按光质光谱积分百分比为80％的所述红光和20％的所述蓝光，所述红光的峰值波长为610-660nm，所述蓝光的峰值波长为430-480nm，所述植物顶端接收到的第一生长阶段、第二生长阶段和第三生长阶段人工光源总光照强度为300μmol/(m

(2)在以太阳光为主光源的植物工厂中，即植物生长过程中获得的光能量由太阳直射光、散射光及人工光源提供；在上述植物工厂中种植黄瓜秧苗时，所述人工光源具体为：

黄瓜发芽期(第一生长阶段)、幼苗期(第二生长阶段)及抽蔓结果期(第三生长阶段)，所述人工光源按光质光谱积分百分比为80％的所述红光和20％的所述蓝光，所述红光的峰值波长为610-660nm，所述蓝光的峰值波长为430-480nm，所述植物顶端接收到的第一生长阶段、第二生长阶段和第三生长阶段人工光源总光照强度为220μmol/(m

实施例3

本实施例提供了一种促进黄瓜各生育期生长的光环境调控方法，所述促进黄瓜各生育期生长的方法包括对生长中的黄瓜秧苗提供人工光源以促进黄瓜秧苗的生长，具体为：

(1)在以人工光源为主光源的植物工厂中，即植物生长过程中获得的光能量全部由人工光源提供，并不涉及太阳直射光及散射光；在上述植物工厂中种植黄瓜秧苗时，所述人工光源具体为：

黄瓜发芽期(第一生长阶段)、幼苗期(第二生长阶段)，所述人工光源按光质光谱积分百分比为3％的所述红外线，75％的所述红光，20％的所述蓝光，1％的全可见光连续光谱和1％的紫外线，抽蔓结果期(第三生长阶段)，所述人工光源按光质光谱积分百分比为75％的所述红光，20％的所述蓝光2％的全可见光连续光谱和3％的紫外线，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280-320nm，所述植物顶端接收到的第一生长阶段、第二生长阶段人工光源总光照强度为300μmol/(m

(2)在以太阳光为主光源的植物工厂中，即植物生长过程中获得的光能量由太阳直射光、散射光及人工光源提供；在上述植物工厂中种植黄瓜秧苗时，所述人工光源具体为：

黄瓜发芽期(第一生长阶段)、幼苗期(第二生长阶段)及抽蔓结果期(第三生长阶段)，所述人工光源按光质光谱积分百分比为83％的所述红光和17％的所述蓝光，所述红光的峰值波长为610-660nm，所述蓝光的峰值波长为430-480nm，所述植物顶端接收到的第一生长阶段和第二生长阶段人工光源总光照强度为200μmol/(m

对比例1

本对比例提供了一种促进黄瓜各生育期生长的光环境调控方法，与实施例3条件相同，在以人工光源为主光源的植物工厂中，即植物生长过程中获得的光能量全部由人工光源提供，并不涉及太阳直射光及散射光；在上述植物工厂中种植黄瓜秧苗时，唯一区别是在黄瓜各生长阶段提供的人工光源均为全可见光连续光谱，所述植物顶端接收到的人工光源总光照强度和24小时内累积光照时间，以及生长环境温度、湿度均与实施例3相同；

在以太阳光为主光源的植物工厂中，即植物生长过程中获得的光能量由太阳直射光、散射光提供；在上述植物工厂中种植黄瓜秧苗时，唯一区别是在黄瓜各生长阶段并不提供其他人工光源。所述植物生长环境温度、湿度均与实施例3相同。

对比例2

本对比例提供了一种促进黄瓜各生育期生长的光环境调控方法，与实施例3条件相同，在以人工光源为主光源的植物工厂中，即植物生长过程中获得的光能量全部由人工光源提供，并不涉及太阳直射光及散射光；在上述植物工厂中种植黄瓜秧苗时，唯一区别是在黄瓜各生长阶段提供的人工光源按光质光谱积分百分比为90％的所述红光，10％的所述蓝光，所述植物顶端接收到的人工光源总光照强度为150μmol/(m

在以太阳光为主光源的植物工厂中，即植物生长过程中获得的光能量由太阳直射光、散射光及人工光源提供；在上述植物工厂中种植黄瓜秧苗时，唯一区别是在黄瓜各生长阶段提供的人工光源均为全可见光连续光谱，所述植物顶端接收到的人工光源总光照强度为100μmol/(m

对比例3

本对比例提供了一种促进黄瓜各生育期生长的光环境调控方法，与实施例3条件相同，在以人工光源为主光源的植物工厂中，即植物生长过程中获得的光能量全部由人工光源提供，并不涉及太阳直射光及散射光；在上述植物工厂中种植黄瓜秧苗时，唯一区别是在黄瓜各生长阶段提供的人工光源按光质光谱积分百分比为50％的所述红光，50％的所述蓝光，所述植物顶端接收到的人工光源总光照强度为250μmol/(m

在以太阳光为主光源的植物工厂中，即植物生长过程中获得的光能量由太阳直射光、散射光及人工光源提供；在上述植物工厂中种植黄瓜秧苗时，唯一区别是在黄瓜各生长阶段提供的人工光源按光质光谱积分百分比为50％的所述红光，50％的所述蓝光，所述植物顶端接收到的人工光源总光照强度为100μmol/(m

试验例不同方法对黄瓜秧苗的生长情况的影响

按照对比例1-3与实施例1～3进行试验，观察黄瓜秧苗的生长情况。

结果显示：

实施例1的以人工光源为主光源的植物工厂(即植物生长过程中获得的光能量全部由人工光源提供，并不涉及太阳直射光及散射光)种植栽培黄瓜秧苗，黄瓜秧苗在播种后5-7天萌发出苗，35-45天后花芽分化基本完成，移栽70-80天后即可收获第一茬果实；以太阳光为主光源的植物工厂(即植物生长过程中获得的光能量由太阳直射光、散射光及人工光源提供)种植栽培黄瓜秧苗，黄瓜秧苗在播种后5-7天萌发出苗，40-45天后花芽分化基本完成，移栽80-100天后即可收获第一茬果实。

实施例2的以人工光源为主光源的植物工厂(即植物生长过程中获得的光能量全部由人工光源提供，并不涉及太阳直射光及散射光)种植栽培黄瓜秧苗，黄瓜秧苗在播种后5-7天萌发出苗，33-40天后花芽分化基本完成，移栽65-72天后即可收获第一茬果实；以太阳光为主光源的植物工厂(即植物生长过程中获得的光能量由太阳直射光、散射光及人工光源提供)种植栽培黄瓜秧苗，黄瓜秧苗在播种后5-6天萌发出苗，38-43天后花芽分化基本完成，移栽75-95天后即可收获第一茬果实。

实施例3的以人工光源为主光源的植物工厂(即植物生长过程中获得的光能量全部由人工光源提供，并不涉及太阳直射光及散射光)种植栽培黄瓜秧苗，黄瓜秧苗在播种后5-6天萌发出苗，30-40天后花芽分化基本完成，移栽60-70天后即可收获第一茬果实；以太阳光为主光源的植物工厂(即植物生长过程中获得的光能量由太阳直射光、散射光及人工光源提供)种植栽培黄瓜秧苗，黄瓜秧苗在播种后5-6天萌发出苗，35-41天后花芽分化基本完成，移栽70-90天后即可收获第一茬果实。

对比例1，在以人工光源为主光源的植物工厂(即植物生长过程中获得的光能量全部由人工光源提供，并不涉及太阳直射光及散射光)种植栽培黄瓜秧苗，黄瓜秧苗在播种后6-7天萌发出苗，40-45天后花芽分化基本完成，移栽75-95天后即可收获第一茬果实，比实施例1的黄瓜晚成熟10天左右，比实施例2的黄瓜晚成熟15-20天，比实施例3的黄瓜晚成熟20天左右；以太阳光为主光源的植物工厂(即植物生长过程中获得的光能量由太阳直射光、散射光及人工光源提供)种植栽培黄瓜秧苗，黄瓜秧苗在播种后5-7天萌发出苗，45-55天后花芽分化基本完成，移栽90-110天后即可收获第一茬果实，比实施例1的黄瓜晚成熟10天左右，比实施例2的黄瓜晚成熟20天左右，比实施例3的黄瓜晚成熟25-30天。

对比例2，在以人工光源为主光源的植物工厂(即植物生长过程中获得的光能量全部由人工光源提供，并不涉及太阳直射光及散射光)种植栽培黄瓜秧苗，黄瓜秧苗在播种后6-7天萌发出苗，38-42天后花芽分化基本完成，移栽75-90天后即可收获第一茬果实，比实施例1的黄瓜晚成熟5-10天，比实施例2的黄瓜晚成熟10-15天，比实施例3的黄瓜晚成熟10-20天；以太阳光为主光源的植物工厂(即植物生长过程中获得的光能量由太阳直射光、散射光及人工光源提供)种植栽培黄瓜秧苗，黄瓜秧苗在播种后5-7天萌发出苗，40-50天后花芽分化基本完成，移栽80-100天后即可收获第一茬果实，比实施例1的黄瓜成熟时间相差不多，比实施例2的黄瓜晚成熟5-10天，比实施例3的黄瓜晚成熟15-20天。

对比例3，在以人工光源为主光源的植物工厂(即植物生长过程中获得的光能量全部由人工光源提供，并不涉及太阳直射光及散射光)种植栽培黄瓜秧苗，黄瓜秧苗在播种后6-7天萌发出苗，43-50天后花芽分化基本完成，移栽85-100天后即可收获第一茬果实，比实施例1的黄瓜晚成熟20-25天，比实施例2的黄瓜晚成熟30-35天，比实施例3的黄瓜晚成熟40天左右；以太阳光为主光源的植物工厂(即植物生长过程中获得的光能量由太阳直射光、散射光及人工光源提供)种植栽培黄瓜秧苗，黄瓜秧苗在播种后5-7天萌发出苗，43-50天后花芽分化基本完成，移栽85-95天后即可收获第一茬果实，比实施例1的黄瓜晚成熟5天左右，比实施例2的黄瓜晚成熟15天左右，比实施例3的黄瓜晚成熟20-25天。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。