本發(fā)明涉及一種迷迭香在人工光型植物工廠中的栽培方法；屬于農(nóng)業(yè)種植技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

迷迭香，唇形科灌木。性喜溫暖氣候，原產(chǎn)歐洲地區(qū)和非洲北部地中海沿岸。迷迭香的花和葉子中能提取具有優(yōu)良抗氧化性的抗氧化劑和迷迭香精油。迷迭香抗氧化劑。廣泛用于醫(yī)藥、油炸食品、富油食品及各類油脂的保鮮保質(zhì)；而迷迭香香精則用于香料、空氣清新劑、驅(qū)蟻劑以及殺菌、殺蟲等日用化工業(yè)。

迷迭香性喜溫暖氣候，但在中國(guó)臺(tái)灣平地高溫期生長(zhǎng)緩慢，冬季沒(méi)有寒流的氣溫較適合它的生長(zhǎng)，水分供應(yīng)方面由于迷迭香葉片本身就屬于革質(zhì)，較能耐旱，因此栽種的土壤以富含砂質(zhì)使能排水良好較有利于生長(zhǎng)發(fā)育，值得注意的是迷迭香生長(zhǎng)緩慢，因此再生能力不強(qiáng)。

由于迷迭香這些特質(zhì)，它對(duì)光強(qiáng)度和日照時(shí)數(shù)有比較苛刻的要求，采用合適的光照條件能使該植物在較短時(shí)間內(nèi)收獲到較高質(zhì)量的生物質(zhì)。在自然環(huán)境中光照條件難以得到控制，而采用人工光型植物工廠栽培迷迭香使上述要求成為可能。

目前迷迭香的人工培育都是采用在自然環(huán)境下進(jìn)行種子繁殖和扦插繁殖。其中種子繁殖出芽率低，僅達(dá)到10％-20％的出芽率。扦插繁殖對(duì)季節(jié)的要求強(qiáng)，躲在冬季及早春進(jìn)行。而在人工光型植物工廠栽培迷迭香可以克服這些問(wèn)題，LED光源可使得種子發(fā)芽率提升至80％以上，對(duì)季節(jié)也不再有特殊要求。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明旨在采用一種可控制的光照條件的LED燈作為光源，并協(xié)同控制其他條件因子的半封閉式的人工光型植物工廠，實(shí)現(xiàn)迷迭香在人工嚴(yán)格控制條件下短時(shí)間、大規(guī)模栽培的技術(shù)。本發(fā)明中所有的栽培技術(shù)均在半封閉式的室內(nèi)進(jìn)行，完全不受季節(jié)和氣候條件的影響。

在本發(fā)明中，主要通過(guò)對(duì)光質(zhì)、光強(qiáng)和光周期的嚴(yán)格控制從而控制迷迭香的生長(zhǎng)速度和生理活動(dòng)，增加植株體內(nèi)類黃酮、鼠尾草酸和鼠尾草酚的含量，使栽培的迷迭香更加符合藥用的需要，提高人工栽培所得到的迷迭香的藥用價(jià)值。

本發(fā)明一種迷迭香在人工光型植物工廠中的栽培方法，從迷迭香種子萌動(dòng)開(kāi)始或迷迭香組織培養(yǎng)再分化生芽生根至植株長(zhǎng)成，按迷迭香生長(zhǎng)過(guò)程分為發(fā)芽期、小苗期、煉苗期、袋苗期和成熟期五個(gè)生長(zhǎng)階段；五個(gè)階段采用不同的光照條件，促進(jìn)迷迭香生長(zhǎng)；所述光照條件包括：光源光譜發(fā)射峰數(shù)量、發(fā)射峰所處位置波長(zhǎng)、半高寬、相對(duì)高度，光照強(qiáng)度，每天光照時(shí)間。

本發(fā)明一種迷迭香在人工光型植物工廠中的栽培方法，迷迭香生長(zhǎng)過(guò)程的發(fā)芽期、小苗期、煉苗期、袋苗期和成熟期五個(gè)生長(zhǎng)階段所采用的光源光譜發(fā)射峰數(shù)量為3個(gè)；第一個(gè)發(fā)射峰所處位置波長(zhǎng)為430-490nm，發(fā)射峰半高寬為15-30nm，發(fā)射峰相對(duì)高度為0.2-0.7；第二個(gè)發(fā)射峰所處位置波長(zhǎng)為565-650nm，發(fā)射峰半高寬為25-55nm，發(fā)射峰相對(duì)高度為0.2-1.0；第三個(gè)發(fā)射峰所處位置波長(zhǎng)為620-730nm，發(fā)射峰半高寬為10-50nm，發(fā)射峰相對(duì)高度為0.1-1.0，第三個(gè)發(fā)射峰所處位置波長(zhǎng)大于第二個(gè)發(fā)射峰所處位置波長(zhǎng)；光照強(qiáng)度30-80μmol/m²/s；每天光照時(shí)間：6-14h。

本發(fā)明一種迷迭香在人工光型植物工廠中的栽培方法，迷迭香生長(zhǎng)過(guò)程的發(fā)芽期、小苗期、煉苗期、袋苗期和成熟期五個(gè)生長(zhǎng)階段的光源光譜均包含三個(gè)發(fā)射峰；光照參數(shù)為：

發(fā)芽期

第一個(gè)發(fā)射峰位于440-480nm處，相對(duì)高度0.2-0.4，半高寬20-30nm；

第二個(gè)發(fā)射峰位于565-570nm處，相對(duì)高度0.9-1.0，半高寬30-50nm；

第三個(gè)發(fā)射峰位于700-730nm處，相對(duì)高度0.1-0.2，半高寬15-20nm；光照強(qiáng)度：30-40μmol/m²/s；每天光照時(shí)間：6-12小時(shí)、優(yōu)選為10-12小時(shí)、進(jìn)一步優(yōu)選為12h；

小苗期

第一個(gè)發(fā)射峰位于440-480nm處，相對(duì)高度0.4-0.6，半高寬15-20nm；

第二個(gè)發(fā)射峰位于590-650nm處，相對(duì)高度0.9-1.0，半高寬40-50nm；

第三個(gè)發(fā)射峰位于620-640nm處，相對(duì)高度0.2-0.3，半高寬30-50nm；

光照強(qiáng)度：40-80μmol/m²/s；每天光照時(shí)間：6-12小時(shí)、優(yōu)選為8-10小時(shí)、進(jìn)一步優(yōu)選為8h；

煉苗期

第一個(gè)發(fā)射位于440-480nm處，相對(duì)高度0.4-0.6，半高寬15-20nm；

第二個(gè)發(fā)射峰位于580-590nm處，相對(duì)高度0.2-0.3，半高寬25-45nm；

第三個(gè)發(fā)射峰位于620-640nm處，相對(duì)高度0.9-0.1，半高寬30-50nm；

光照強(qiáng)度：60-90μmol/m²/s；每天光照時(shí)間：6-12小時(shí)、優(yōu)選為8-10小時(shí)、進(jìn)一步優(yōu)選為10h；

袋苗期

第一個(gè)發(fā)射峰位于440-480nm處，相對(duì)高度0.4-0.7，半高寬15-30nm；

第二個(gè)發(fā)射峰位于590-650nm處，相對(duì)高度0.7-1.0，半高寬30-50nm；

第三個(gè)發(fā)射峰位于700-730nm處，相對(duì)高度0.2-0.4，半高寬15-20nm；

光照強(qiáng)度：60-80μmol/m²/s；每天光照時(shí)間：6-12小時(shí)、優(yōu)選為8-10小時(shí)、進(jìn)一步優(yōu)選為10h：

成熟期

第一個(gè)發(fā)射峰位于440-480nm處，相對(duì)高度0.4-0.7，半高寬15-30nm；

第二個(gè)發(fā)射峰位于590-650nm處，相對(duì)高度0.7-1.0，半高寬30-50nm；

第三個(gè)發(fā)射峰位于700-730nm處，相對(duì)高度0.2-0.4，半高寬15-20nm；

光照強(qiáng)度：60-80μmol/m²/s；每天光照時(shí)間：8-16小時(shí)、優(yōu)選為10-14小時(shí)、進(jìn)一步優(yōu)選為14h。

本發(fā)明一種迷迭香在人工光型植物工廠中的栽培方法，迷迭香生長(zhǎng)過(guò)程的發(fā)芽期、小苗期、煉苗期、袋苗期和成熟期五個(gè)生長(zhǎng)階段的光源均采用可調(diào)整光譜的LED植物生長(zhǎng)燈。

本發(fā)明一種迷迭香在人工光型植物工廠中的栽培方法，迷迭香生長(zhǎng)過(guò)程的發(fā)芽期、小苗期、煉苗期、袋苗期和成熟期五個(gè)生長(zhǎng)階段，迷迭香生長(zhǎng)環(huán)境溫度為：

發(fā)芽期的溫度要求為：光照期間于20～24℃，黑暗條件下18-20℃；

小苗期和煉苗期的溫度要求為：光照期間20-25℃，黑暗條件下14-22℃；

袋苗期的溫度要求為：光照期間26-30℃，黑暗條件下22-26℃；

成熟期的溫度要求為：光照期間26-30℃，黑暗條件下5-12℃。

本發(fā)明一種迷迭香在人工光型植物工廠中的栽培方法，迷迭香生長(zhǎng)過(guò)程中發(fā)芽期、小苗期、煉苗期、袋苗期和成熟期五個(gè)生長(zhǎng)階段的環(huán)境濕度為：

發(fā)芽期的濕度要求為70％-75％

小苗期的濕度要求為60％-75％，

煉苗期濕度要求為70％-80％，

袋苗期的濕度要求為60-70％，

成熟期的濕度要求為65％-75％。

本發(fā)明一種迷迭香在人工光型植物工廠中的栽培方法，從迷迭香種子萌動(dòng)開(kāi)始至至植株長(zhǎng)成的發(fā)芽期、小苗期、煉苗期、袋苗期和成熟期五個(gè)生長(zhǎng)階段；這五階段的劃分為：

發(fā)芽期

發(fā)芽期即迷迭香種子萌動(dòng)發(fā)芽或迷迭香組織培養(yǎng)再分化生芽生根，具有1-2枚針葉止，為期15-25天；

小苗期

小苗期從發(fā)芽期結(jié)束時(shí)開(kāi)始，至植株高4-5cm，具有3-4枚真葉時(shí)止，為期40-60天；

煉苗期

煉苗期從小苗期結(jié)束時(shí)開(kāi)始煉苗至移入育苗袋結(jié)束，為期8-12天、優(yōu)選為10天；

袋苗期

袋苗期從煉苗期結(jié)束開(kāi)始，至植株高10-15cm時(shí)止，為期50-60天；

成熟期

成熟期即袋苗期后可種植至植株長(zhǎng)成。

本發(fā)明一種迷迭香在人工光型植物工廠中的栽培方法，迷迭香生長(zhǎng)過(guò)程中；

小苗期的施肥制度為：從發(fā)芽期結(jié)束后的第20-30天開(kāi)始小苗期的施肥；所述小苗期的施肥是每7-10天施濃度為0.8-1.2g/L優(yōu)選為1.0g/L的復(fù)合肥水溶液。小苗期施肥時(shí)，優(yōu)選用肥料將土壤覆蓋。

煉苗期的施肥制度為：在小苗期結(jié)束的第4-6天、優(yōu)選為第5天施煉苗期所需肥料；所述施煉苗期所需肥料是濃度為4-6g/L的復(fù)合肥水溶液。

煉苗期的滅菌制度為：在小苗期結(jié)束的第6-8天、優(yōu)選為第7天噴灑一次滅菌藥。煉苗期施肥時(shí)，優(yōu)選用肥料將土壤覆蓋

袋苗期的施肥制度為：在煉苗期結(jié)束后的第8-12天、優(yōu)選為第10天開(kāi)始首次袋苗期的施肥，首次袋苗期的施肥后，每隔7-10天施肥一次；袋苗期所施肥料是濃度為4-6g/L、優(yōu)選為4.5-5.5g/L的復(fù)合肥水溶液。用肥料將土壤覆蓋。成熟期用高鉀沖施肥與水以1∶250的比例沖施或潑施。

本發(fā)明一種迷迭香在人工光型植物工廠中的栽培方法，小苗期每次施肥后立即用清水淋洗苗木葉片。小苗期每次施肥后要立即用清水淋洗苗木葉片以免產(chǎn)生肥害。

本發(fā)明一種迷迭香在人工光型植物工廠中的栽培方法，栽培所用基質(zhì)包括至少兩層結(jié)構(gòu)；所述基質(zhì)選自1號(hào)基質(zhì)、2號(hào)基質(zhì)、3號(hào)基質(zhì)、4號(hào)基質(zhì)、5號(hào)基質(zhì)、6號(hào)基質(zhì)中的至少一種；所述1號(hào)基質(zhì)的上層為炭土、下層為珍珠巖，所述2號(hào)基質(zhì)上層為草灰、下層為河沙土，3號(hào)基質(zhì)為沙質(zhì)壤土，4號(hào)基質(zhì)的上層為珍珠巖、下層為河沙土，5號(hào)基質(zhì)上層為泥炭土下層為黃土，6號(hào)基質(zhì)上層為泥炭土下層為河沙土組成混合物；

栽培所用基質(zhì)呈微酸性，其pH值為5.5-6.5。

栽培迷迭香所用的基質(zhì)采用多層不同性質(zhì)的基質(zhì)材料結(jié)合的方法，能夠有效增加基質(zhì)的透風(fēng)性，防止根系因缺氧造成的腐爛，同時(shí)也有利于水分的充分滲透，保持基質(zhì)的微堿性，有利于植株的生長(zhǎng)發(fā)育。

原理和優(yōu)勢(shì)

本發(fā)明在迷迭香不同生長(zhǎng)時(shí)期提供不同的光源，其目的是在其不同生長(zhǎng)時(shí)期合理調(diào)控生長(zhǎng)，增加其體內(nèi)藥用功能成分的含量，具體說(shuō)明如下：

發(fā)芽期：發(fā)芽期對(duì)迷迭香的要求在于種子可以順利發(fā)芽。通過(guò)優(yōu)化使用波長(zhǎng)為440-480nm的光促進(jìn)蛋白質(zhì)、酶等物質(zhì)的合成，同時(shí)適當(dāng)加波長(zhǎng)為700-730nm的光適當(dāng)提高其激素水平，主要以波長(zhǎng)為565-570nm的光促進(jìn)其碳水化合物的合成以提供其生長(zhǎng)發(fā)育所需要的能量。

小苗期：小苗期的要求是能快速分裂分化，快速增長(zhǎng)，通過(guò)波長(zhǎng)為440-480nm的光促進(jìn)蛋白質(zhì)、酶等物質(zhì)的合成，同時(shí)適當(dāng)加波長(zhǎng)為620-640nm的光適當(dāng)提高其激素水平，主要以波長(zhǎng)為590-650nm的光促進(jìn)其碳水化合物的合成以提供其生長(zhǎng)發(fā)育所需要的能量。小苗期時(shí)植株較為脆弱，不能有太強(qiáng)的蒸騰作用，因此設(shè)定溫度相比其他生長(zhǎng)階段較低，溫差稍小，相對(duì)濕度較大。有利于植株的生長(zhǎng)發(fā)育。

煉苗期：煉苗期光源與小苗期基本一致，因?yàn)闊捗绲哪康脑谟谔岣咧仓旯夂献饔玫哪芰?、使植株苗?qiáng)壯。

袋苗期：相較前三個(gè)時(shí)期，袋苗期提高了波長(zhǎng)為700-730nm的光強(qiáng)，降低了波長(zhǎng)為440-480nm的光強(qiáng)，其目的是促進(jìn)植株體內(nèi)多糖合成，在袋苗期內(nèi)最大程度上提高植株鮮重，為植株的收獲期定型。袋苗期以后光照期間26℃-30℃，黑暗條件下22℃-26℃，相對(duì)濕度控制在60％-70％，能夠有效促使植物的橫向生長(zhǎng)。

成熟期：成熟期增加波長(zhǎng)為440-480nm的光強(qiáng)，減少波長(zhǎng)為590-650nm的光強(qiáng)，其目的是促進(jìn)植株內(nèi)蛋白質(zhì)和類黃酮的合成，以提高氨基酸等蛋白質(zhì)類功能成分和類黃酮在植株內(nèi)的含量。成熟期增大溫差可抑制植株的呼吸作用，植株內(nèi)的有效功能成分能夠得到最大程度上的保留。

本發(fā)明根據(jù)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，迷迭香的生長(zhǎng)進(jìn)行了適當(dāng)?shù)膬?yōu)化各個(gè)生長(zhǎng)時(shí)期的溫度、濕度等，通過(guò)這些環(huán)境因子與光照條件的協(xié)同作用；得到成活率高、功能成分高的成品。

附圖說(shuō)明

附圖1立體種植光譜示意圖；

附圖2不同光照條件迷迭香主要功能成分質(zhì)量分?jǐn)?shù)變化趨勢(shì)圖。

圖1中，a為半高度，b為相對(duì)高度，c為峰位置。

從圖2中的看出不同光照條件迷迭香主要功能成分質(zhì)量分?jǐn)?shù)變化趨勢(shì)。

具體實(shí)施方式

接下來(lái)根據(jù)半封閉式人工光型植物工廠建造過(guò)程中每一具體參數(shù)對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說(shuō)明。

供迷迭香使用的半封閉式人工光型植物工廠，其特征在于實(shí)現(xiàn)：植物工廠與外界環(huán)境物質(zhì)和能量的交換的可控。該植物工廠完全依托于混凝土建筑建造，不依賴外界光源，因此無(wú)需透光材料以及遮光材料，可長(zhǎng)期使用且無(wú)需動(dòng)輒更換材料。

在室內(nèi)半封閉式植物工廠中立體種植迷迭香，其裝置結(jié)構(gòu)如附圖1所示。

栽培過(guò)程中，小苗期至袋苗期所需肥料通過(guò)噴霧系統(tǒng)噴灑在葉片上。噴霧系統(tǒng)同時(shí)掌握室內(nèi)濕度的調(diào)控，通風(fēng)系統(tǒng)協(xié)調(diào)控制室內(nèi)溫度、濕度，特殊情況下可啟用室內(nèi)空調(diào)調(diào)節(jié)室內(nèi)溫度。

實(shí)施案例1

一種在半封閉式人工光型植物工廠栽培迷迭香的方法，主要通過(guò)對(duì)迷迭香的不同生長(zhǎng)階段相應(yīng)設(shè)置不同的光照條件，并協(xié)同設(shè)置溫度、濕度、施肥條件和通風(fēng)條件來(lái)控制迷迭香的生長(zhǎng)發(fā)育。所述迷迭香的不同生長(zhǎng)階段分為發(fā)芽期、小苗期、煉苗期、袋苗期和成熟期，共5個(gè)生長(zhǎng)階段。

栽培迷迭香的基質(zhì)分為兩層，基質(zhì)為紅壤土+砂，比例為2∶1。

發(fā)芽期：光源設(shè)置：使用湖南普斯賽特光電科技有限公司定制的LED燈作為光源(以下各個(gè)生長(zhǎng)階段均使用該公司生產(chǎn)的LED燈)，其光譜特征為：光譜中包含三個(gè)發(fā)射峰，其中第一個(gè)發(fā)射峰位于460nm處，相對(duì)高度為0.3，半高寬20nm；第二個(gè)發(fā)射峰位于570nm處，相對(duì)高度1.0，半高寬40nm，第三個(gè)發(fā)射峰位于720nm處，相對(duì)高度0.1，半高寬20nm，光照強(qiáng)度為35μmol/(m²·s)，每天光照時(shí)間為12h。光照期間溫度控制在20-24℃，黑暗條件下溫度控制在18-20℃。

小苗期：光源的光譜特征為：光源中包含三個(gè)發(fā)射峰，其中第一個(gè)發(fā)射峰位于460nm處，相對(duì)高度0.5，半高寬20nm，第二個(gè)發(fā)射峰位于630nm處，相對(duì)高度1.0，半高寬40nm，第三個(gè)發(fā)射峰位于630nm處，相對(duì)高度0.3，半高寬40nm。光照強(qiáng)度為60μmol/(m²·s)，每天光照時(shí)間為8h。光照期間溫度控制在20-25℃，黑暗條件下溫度控制在14-22℃，濕度控制在60％-75％，對(duì)迷迭香施用1.0g/L的復(fù)合肥，通過(guò)噴霧系統(tǒng)直接噴灑至葉面，每9天施肥一次。

煉苗期：光源的光譜特征為：光源中包含三個(gè)發(fā)射峰，其中第一個(gè)發(fā)射峰位于460nm處，相對(duì)高度0.5，半高寬20nm，第二個(gè)發(fā)射峰位于580nm處，相對(duì)高度0.2，半高寬30nm，第三峰發(fā)射峰位于630nm處，相對(duì)高度1.0，半高寬40nm。光照強(qiáng)度為75μmol/(m²·s)，每天光照時(shí)間為10h。光照期間溫度控制在20-25℃，黑暗條件下溫度控制在14-22℃。濕度控制在70％-80％。煉苗期后五天噴淋一次5g/L復(fù)合肥制成的水溶液，七天后在噴一次滅菌藥。

袋苗期：光源的光譜特征為：光源中包含三個(gè)發(fā)射峰，其中第一個(gè)發(fā)射峰位于460nm處，相對(duì)高度0.4，半高寬20nm，第二個(gè)發(fā)射峰位于620nm處，相對(duì)高度1.0，半高寬40nm，第三個(gè)發(fā)射峰位于720nm處，相對(duì)高度0.3，半高寬20nm，光照強(qiáng)度70μmol/(m²·s)，每天光照時(shí)間為10h。光照期間溫度控制在26-30℃，黑暗條件下溫度控制在22-26℃，濕度控制在60％-70％，袋苗期后十天進(jìn)行第一次施肥，施5g/L復(fù)合肥配成的水溶液，每隔7～10天施一次。

成熟期：光源的光譜特征為：光源中包含三個(gè)發(fā)射峰，其中第一個(gè)發(fā)射峰位于460nm處，相對(duì)高度0.5，半高寬25nm，第二個(gè)發(fā)射峰位于630nm處，相對(duì)高度1.0，半高寬50nm，第三個(gè)發(fā)射峰位于720nm處，相對(duì)高度0.3，半高寬20nm，光照強(qiáng)度為70μmol/(m²·s)，每天光照時(shí)間為14h。光照期間溫度控制在26-30℃，黑暗條件下溫度控制在5-12℃，濕度控制在65％-75％。

在本次實(shí)施案例中，發(fā)芽期共經(jīng)歷20天，小苗期共經(jīng)歷60天，煉苗期為10天，袋苗期為50天，成熟期為40天，從栽培至收獲共180天。

實(shí)施例1中光照條件的光譜特征如表1所示，其所得樣品標(biāo)記為1#，1#的農(nóng)藝性狀見(jiàn)表5，1#的功能成分檢測(cè)結(jié)果見(jiàn)表6。

表1 實(shí)施例1光照條件的光譜特征

實(shí)施例2

其他條件和實(shí)施例1完全一致；不同之處見(jiàn)表2；實(shí)施例2其所得樣品標(biāo)記為2#，2#的農(nóng)藝性狀見(jiàn)表5，2#的功能成分檢測(cè)結(jié)果見(jiàn)表6。

表2實(shí)施例2光照條件下的光譜特征

實(shí)施例3

其他條件和實(shí)施例1完全一致；不同之處見(jiàn)表3；實(shí)施例3其所得樣品標(biāo)記為3#，3#的農(nóng)藝性狀見(jiàn)表5，3#的功能成分檢測(cè)結(jié)果見(jiàn)表6。

表3實(shí)施例3光照條件下的光譜特征

實(shí)施例4

其他條件和實(shí)施例1完全一致；不同之處見(jiàn)表4；實(shí)施例4其所得樣品標(biāo)記為4#，4#的農(nóng)藝性狀見(jiàn)表5，，4#的功能成分檢測(cè)結(jié)果見(jiàn)表6。

表4實(shí)施例4光照條件下的光譜特征

案例5

案例5為一對(duì)比試驗(yàn)，即不按照此發(fā)明所設(shè)定的光照條件僅在自然狀態(tài)下栽培迷迭香，所得到的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)見(jiàn)表5、表6。

表5實(shí)施例1-5所得樣品的農(nóng)藝性狀

表6實(shí)施例1-5所得樣品的功能成分含量表