一種植物的光配方實(shí)驗(yàn)及栽培方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及植物的栽培方法，具體涉及一種植物的光配方實(shí)驗(yàn)及栽培方法。
【背景技術(shù)】
[0002]藥有配方，同樣的，不同植物對(duì)光環(huán)境需求亦有其獨(dú)特配方，即光配方。植物生長(zhǎng)的過(guò)程具有其連續(xù)性，此乃自然規(guī)律，藍(lán)光(400-450nm)和紅光(620-700nm)在大部分植物生長(zhǎng)過(guò)程中是以線性遞減及遞增方式呈現(xiàn)需求。而所謂的光配方就是依合乎特定植物生長(zhǎng)自然規(guī)律之光環(huán)境需求，隨植物生長(zhǎng)周期線性變更其在不同生長(zhǎng)階段所需光質(zhì)。
[0003]—般在室內(nèi)植物栽培中，光能成本占比約達(dá)30%，因?yàn)闊o(wú)法精確線性供給不同植物不同生長(zhǎng)過(guò)程中所需光質(zhì)、光強(qiáng)及光周期，導(dǎo)致光能轉(zhuǎn)換率低下，造成光能浪費(fèi)，且在植物栽培過(guò)程中還需更換光源，這大大增加了能源和設(shè)備的成本。
[0004]目前各方面早已開始著手研究已知不同植物種類及不同生長(zhǎng)周期對(duì)光質(zhì)、光強(qiáng)及光周期需求的不同，也相繼發(fā)明了一些對(duì)光環(huán)境智能控制手段或相關(guān)裝置與栽培方法，但并未公開如何使用對(duì)特定植物適用其特征光譜的方法，或并未對(duì)于各種植物各生長(zhǎng)階段所需的特征光譜加以定性定量，還是必須加以人工調(diào)整，費(fèi)時(shí)費(fèi)力，而且對(duì)于缺乏植物栽培專業(yè)知識(shí)的人來(lái)說(shuō)，并不能很容易上手。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本發(fā)明旨在以”光配方”的方式，提供一種用于植物栽培的簡(jiǎn)易光環(huán)境控制方法，進(jìn)而達(dá)到提高生產(chǎn)率、增加能量轉(zhuǎn)換率、降低成本進(jìn)行植物栽培的目的。
[0006]為實(shí)現(xiàn)上述技術(shù)目的，達(dá)到上述技術(shù)效果，本發(fā)明通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):
一種植物的光配方實(shí)驗(yàn)及栽培方法，包括以下步驟:
步驟I)在同等環(huán)境條件下(同樣溫度、濕度、C02、土壤等條件)，分別取處于三個(gè)不同生長(zhǎng)階段的同一種植物作為三組第一實(shí)驗(yàn)標(biāo)的；所述三個(gè)不同生長(zhǎng)階段包括發(fā)芽期、幼苗期和成長(zhǎng)期，其鮮重分別為3g、1g和20g;
步驟2)在無(wú)其他光源干擾環(huán)境下，分別先以各種單波長(zhǎng)波段光源(380-740nm)，并在固定光強(qiáng)下(ΙΟΟμπιοΙ.m—2.s—1)，同時(shí)照射所述的三組第一實(shí)驗(yàn)標(biāo)的植物葉面，再通過(guò)光合作用測(cè)定儀測(cè)定所述的三組第一實(shí)驗(yàn)標(biāo)的的光合作用速率，獲得在固定光強(qiáng)下，各種波段光源與該種植物三個(gè)不同生長(zhǎng)階段光合作用的關(guān)系，并繪制出該種植物的光合作用與光波長(zhǎng)的關(guān)系曲線圖；
步驟3)對(duì)比步驟2的實(shí)驗(yàn)結(jié)果以及觀察光合作用與光波長(zhǎng)的關(guān)系曲線圖，得出哪種或哪幾種波段光源對(duì)該種植物的三個(gè)不同生長(zhǎng)階段光合作用速率的影響最大；
步驟4)在同等環(huán)境條件下(同樣溫度、濕度、C02、土壤等條件)，分別另取處于所述三個(gè)不同生長(zhǎng)階段的該種植物作為三組第二實(shí)驗(yàn)標(biāo)的；
步驟5)將步驟3中得出的幾種對(duì)該種植物三個(gè)不同生長(zhǎng)階段光合作用的速率影響最大的波段光源進(jìn)行固定配比，然后分別以50、100、150、20(^11101.111-2.8-1的光強(qiáng)同時(shí)照射所述的三組第二實(shí)驗(yàn)標(biāo)的的葉面，再通過(guò)光合作用測(cè)定儀分別測(cè)定所述的三組第二實(shí)驗(yàn)標(biāo)的的光合作用速率，獲得在幾種固定波段光源的固定配比下，不同光強(qiáng)與該種植物三個(gè)不同生長(zhǎng)階段光合作用的關(guān)系，并繪制出該種植物的光合作用與光強(qiáng)的關(guān)系曲線圖；
步驟6)對(duì)比步驟5的實(shí)驗(yàn)結(jié)果以及觀察光合作用與光強(qiáng)的關(guān)系曲線圖，得知該植物的光飽和點(diǎn)范圍，并進(jìn)一步增加測(cè)試光強(qiáng)范圍及測(cè)試點(diǎn)，尋求該植物三個(gè)不同生長(zhǎng)階段所需的最佳光強(qiáng)；
步驟7)在同等環(huán)境條件下(同樣溫度、濕度、C02、土壤等條件)，分別再取處于所述三個(gè)不同生長(zhǎng)階段的該種植物作為三組第三實(shí)驗(yàn)標(biāo)的；
步驟8)將步驟3中得出的幾種對(duì)該種植物三個(gè)不同生長(zhǎng)階段光合作用的速率影響最大的波段光源分別進(jìn)行不同的復(fù)合光配比，并在固定光強(qiáng)(ΙΟΟμπιοΙ.m-2.s-1)下，同時(shí)照射所述的三組第三實(shí)驗(yàn)標(biāo)的的葉面，再通過(guò)光合作用測(cè)定儀分別測(cè)定所述的三組第三實(shí)驗(yàn)標(biāo)的的光合作用速率，獲得在固定光強(qiáng)下，各種復(fù)合光配比與該種植物三個(gè)不同生長(zhǎng)階段光合作用的關(guān)系，并繪制出該種植物的光合作用與復(fù)合光配比的關(guān)系曲線圖；
步驟9)對(duì)比步驟8的實(shí)驗(yàn)結(jié)果以及觀察光合作用與復(fù)合光配比的關(guān)系曲線圖，得知該植物三個(gè)不同生長(zhǎng)階段的最佳復(fù)合光配比；
步驟10)綜合步驟6和9的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，可以得出該種植物三個(gè)不同生長(zhǎng)階段所需光強(qiáng)與光質(zhì)的光配方；
步驟11)在同等環(huán)境條件下(同樣溫度、濕度、⑶2、土壤、光強(qiáng)及每天照射12小時(shí)等條件)，分別以熒光燈、紅藍(lán)比5:1、紅藍(lán)比9:1、紅藍(lán)每?jī)尚r(shí)分別交替照射以及光配方等五組照射方式，在光源不互相干擾環(huán)境下，取五株相等鮮重且發(fā)芽定植后的該種植物，按所述五種不同的光源加以測(cè)試；
步驟12)分別以每若干固定天數(shù)為單位測(cè)定五組的鮮重，得到這五組該植物的鮮重與生長(zhǎng)周期的關(guān)系曲線圖；
步驟13)對(duì)比步驟12的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，確定該種植物需以若干天，每天若干小時(shí)進(jìn)行照射的光周期；
步驟14)將該種植物定植進(jìn)行栽培，將實(shí)驗(yàn)所得的光周期(以若干天，每天若干小時(shí)進(jìn)行照射)和光配方(周期內(nèi)線性遞增光強(qiáng)、周期內(nèi)線性調(diào)整光質(zhì)比例)加以編程，寫成軟件并置于APP軟件平臺(tái)中，日后使用僅須點(diǎn)選該光配方，透過(guò)一種可遠(yuǎn)程接收及執(zhí)行各種光配方編程指令的燈具裝置，借以執(zhí)行各類植物生長(zhǎng)的光配方，即可完成其生長(zhǎng)周期之光環(huán)境控制。
[0007]本發(fā)明的有益效果是:
1、本發(fā)明提出了一種簡(jiǎn)易的智能光環(huán)境控制手段，可以根據(jù)各類植物特征光譜調(diào)配之專屬”光配方”，更加精準(zhǔn)的對(duì)植物各生長(zhǎng)階段所需的特征光譜加以人造光質(zhì)、光強(qiáng)與光周期來(lái)進(jìn)行植物栽培，從而達(dá)到促進(jìn)植物生長(zhǎng)、縮短栽培周期、提高產(chǎn)量并節(jié)約能耗的目的，可以補(bǔ)足此方面的不足與缺陷。
[0008]2、本發(fā)明所涉及的植物的光配方栽培方法是采依據(jù)植物生長(zhǎng)自然規(guī)律、線性方式調(diào)整光質(zhì)、光強(qiáng)及光周期，有別于其他文獻(xiàn)公開之以固定光質(zhì)或交替光質(zhì)栽培方法，能更合乎自然規(guī)律幫助植物生長(zhǎng)。
[0009]3、因?yàn)楸景l(fā)明能更精確線性供給不同植物不同生長(zhǎng)過(guò)程中所需光質(zhì)、光強(qiáng)及光周期，所以大幅增加能量轉(zhuǎn)換效率，避免了無(wú)效光能浪費(fèi)，且植物栽培過(guò)程中無(wú)須更換光源，同時(shí)節(jié)約了能源及設(shè)備成本，滿足現(xiàn)代科技農(nóng)業(yè)發(fā)展的需求。
[0010]4、本發(fā)明通過(guò)將植物的光配方和光周期進(jìn)行編程，制作從軟件APP，在日后定植該種植物時(shí)，只需通過(guò)網(wǎng)絡(luò)軟件的調(diào)控，透過(guò)一種可遠(yuǎn)程接收并執(zhí)行各種光配方編程指令的栽培裝置，就能對(duì)該種植物施以特定的人造光質(zhì)、光強(qiáng)與光周期來(lái)進(jìn)行栽培，對(duì)于缺乏植物栽培專業(yè)知識(shí)的人來(lái)說(shuō)操作簡(jiǎn)易，也能夠輕松完成。
[0011]上述說(shuō)明僅是本發(fā)明技術(shù)方案的概述，為了能夠更清楚了解本發(fā)明的技術(shù)手段，并可依照說(shuō)明書的內(nèi)容予以實(shí)施，以下以本發(fā)明的較佳實(shí)施例并配合附圖詳細(xì)說(shuō)明。本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】由以下實(shí)施例及其附圖詳細(xì)給出。
【附圖說(shuō)明】
[0012]此處所說(shuō)明的附圖用來(lái)提供對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步理解，構(gòu)成本申請(qǐng)的一部分，本發(fā)明的示意性實(shí)施例及其說(shuō)明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的不當(dāng)限定。在附圖中:
圖1為本發(fā)明菠菜的光合作用與光波長(zhǎng)的關(guān)系曲線圖；
圖2為本發(fā)明菠菜的光合作用與光強(qiáng)的關(guān)系曲線圖；
圖3為本發(fā)明菠菜的光合作用與復(fù)合紅藍(lán)光配比的關(guān)系曲線圖；
圖4為本發(fā)明采用不同光源及方式照射的五組菠菜鮮重與其生長(zhǎng)周期的關(guān)系曲線圖。
【具體實(shí)施方式】
[0013]下面將參考附圖并結(jié)合實(shí)施例，來(lái)詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明。
[0014]—種植物的光配方實(shí)驗(yàn)及栽培方法，以菠菜為例，包括以下步驟:
步驟I)在同等環(huán)境條件下(同樣溫度、濕度、C02、土壤等條件)，分別取處于發(fā)芽期(3g)、幼苗期(1g)和成長(zhǎng)期(20g)的菠菜作為三組第一實(shí)驗(yàn)標(biāo)的；
步驟2)在無(wú)其他光源干擾環(huán)境下，分別先以各種單波長(zhǎng)波段光源(380-740nm)，并在固定光強(qiáng)下(ΙΟΟμπιοΙ.m—2.s—1)，同時(shí)照射所述的三組第一實(shí)驗(yàn)標(biāo)的菠菜葉面，再通過(guò)光合作用測(cè)定儀測(cè)定所述的三組第一實(shí)驗(yàn)標(biāo)的的菠菜光合作用速率，獲得在固定光強(qiáng)下，各種波段光源與菠菜三個(gè)不同生長(zhǎng)階段光合作用的關(guān)系，參見(jiàn)圖1所示，并繪制出菠菜的光合作用與光波長(zhǎng)的關(guān)系曲線圖；
步驟3)對(duì)比步驟2的實(shí)驗(yàn)結(jié)果以及參見(jiàn)圖1所示，得出紅光(620-700nm)及藍(lán)光(400-450nm)對(duì)菠菜三個(gè)不同生長(zhǎng)階段光合作用速率的影響最大；
步驟4)在同等環(huán)境條件下(同樣溫度、濕度、C02、土壤等條件)，分別另取處于所述三個(gè)不同生長(zhǎng)階段的菠菜作為三組第二實(shí)驗(yàn)標(biāo)的；
步驟5)將步驟3中得出的紅光(620-700nm)及藍(lán)光(400-4