一種植物的光配方實驗及栽培方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及植物的栽培方法，具體涉及一種植物的光配方實驗及栽培方法。
【背景技術】
[0002]藥有配方，同樣的，不同植物對光環境需求亦有其獨特配方，即光配方。植物生長的過程具有其連續性，此乃自然規律，藍光(400-450nm)和紅光(620-700nm)在大部分植物生長過程中是以線性遞減及遞增方式呈現需求。而所謂的光配方就是依合乎特定植物生長自然規律之光環境需求，隨植物生長周期線性變更其在不同生長階段所需光質。
[0003]—般在室內植物栽培中，光能成本占比約達30%，因為無法精確線性供給不同植物不同生長過程中所需光質、光強及光周期，導致光能轉換率低下，造成光能浪費，且在植物栽培過程中還需更換光源，這大大增加了能源和設備的成本。
[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周期對光質、光強及光周期需求的不同，也相繼發明了一些對光環境智能控制手段或相關裝置與栽培方法，但并未公開如何使用對特定植物適用其特征光譜的方法，或并未對于各種植物各生長階段所需的特征光譜加以定性定量，還是必須加以人工調整，費時費力，而且對于缺乏植物栽培專業知識的人來說，并不能很容易上手。
【發明內容】
[0005]針對上述現有技術存在的不足，本發明旨在以”光配方”的方式，提供一種用于植物栽培的簡易光環境控制方法，進而達到提高生產率、增加能量轉換率、降低成本進行植物栽培的目的。
[0006]為實現上述技術目的，達到上述技術效果，本發明通過以下技術方案實現:
一種植物的光配方實驗及栽培方法，包括以下步驟:
步驟I)在同等環境條件下(同樣溫度、濕度、C02、土壤等條件)，分別取處于三個不同生長階段的同一種植物作為三組第一實驗標的；所述三個不同生長階段包括發芽期、幼苗期和成長期，其鮮重分別為3g、1g和20g;
步驟2)在無其他光源干擾環境下，分別先以各種單波長波段光源(380-740nm)，并在固定光強下(ΙΟΟμπιοΙ.m—2.s—1)，同時照射所述的三組第一實驗標的植物葉面，再通過光合作用測定儀測定所述的三組第一實驗標的的光合作用速率，獲得在固定光強下，各種波段光源與該種植物三個不同生長階段光合作用的關系，并繪制出該種植物的光合作用與光波長的關系曲線圖；
步驟3)對比步驟2的實驗結果以及觀察光合作用與光波長的關系曲線圖，得出哪種或哪幾種波段光源對該種植物的三個不同生長階段光合作用速率的影響最大；
步驟4)在同等環境條件下(同樣溫度、濕度、C02、土壤等條件)，分別另取處于所述三個不同生長階段的該種植物作為三組第二實驗標的；
步驟5)將步驟3中得出的幾種對該種植物三個不同生長階段光合作用的速率影響最大的波段光源進行固定配比，然后分別以50、100、150、20(^11101.111-2.8-1的光強同時照射所述的三組第二實驗標的的葉面，再通過光合作用測定儀分別測定所述的三組第二實驗標的的光合作用速率，獲得在幾種固定波段光源的固定配比下，不同光強與該種植物三個不同生長階段光合作用的關系，并繪制出該種植物的光合作用與光強的關系曲線圖；
步驟6)對比步驟5的實驗結果以及觀察光合作用與光強的關系曲線圖，得知該植物的光飽和點范圍，并進一步增加測試光強范圍及測試點，尋求該植物三個不同生長階段所需的最佳光強；
步驟7)在同等環境條件下(同樣溫度、濕度、C02、土壤等條件)，分別再取處于所述三個不同生長階段的該種植物作為三組第三實驗標的；
步驟8)將步驟3中得出的幾種對該種植物三個不同生長階段光合作用的速率影響最大的波段光源分別進行不同的復合光配比，并在固定光強(ΙΟΟμπιοΙ.m-2.s-1)下，同時照射所述的三組第三實驗標的的葉面，再通過光合作用測定儀分別測定所述的三組第三實驗標的的光合作用速率，獲得在固定光強下，各種復合光配比與該種植物三個不同生長階段光合作用的關系，并繪制出該種植物的光合作用與復合光配比的關系曲線圖；
步驟9)對比步驟8的實驗結果以及觀察光合作用與復合光配比的關系曲線圖，得知該植物三個不同生長階段的最佳復合光配比；
步驟10)綜合步驟6和9的實驗結果，可以得出該種植物三個不同生長階段所需光強與光質的光配方；
步驟11)在同等環境條件下(同樣溫度、濕度、⑶2、土壤、光強及每天照射12小時等條件)，分別以熒光燈、紅藍比5:1、紅藍比9:1、紅藍每兩小時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境下，取五株相等鮮重且發芽定植后的該種植物，按所述五種不同的光源加以測試；
步驟12)分別以每若干固定天數為單位測定五組的鮮重，得到這五組該植物的鮮重與生長周期的關系曲線圖；
步驟13)對比步驟12的實驗結果，確定該種植物需以若干天，每天若干小時進行照射的光周期；
步驟14)將該種植物定植進行栽培，將實驗所得的光周期(以若干天，每天若干小時進行照射)和光配方(周期內線性遞增光強、周期內線性調整光質比例)加以編程，寫成軟件并置于APP軟件平臺中，日后使用僅須點選該光配方，透過一種可遠程接收及執行各種光配方編程指令的燈具裝置，借以執行各類植物生長的光配方，即可完成其生長周期之光環境控制。
[0007]本發明的有益效果是:
1、本發明提出了一種簡易的智能光環境控制手段，可以根據各類植物特征光譜調配之專屬”光配方”，更加精準的對植物各生長階段所需的特征光譜加以人造光質、光強與光周期來進行植物栽培，從而達到促進植物生長、縮短栽培周期、提高產量并節約能耗的目的，可以補足此方面的不足與缺陷。
[0008]2、本發明所涉及的植物的光配方栽培方法是采依據植物生長自然規律、線性方式調整光質、光強及光周期，有別于其他文獻公開之以固定光質或交替光質栽培方法，能更合乎自然規律幫助植物生長。
[0009]3、因為本發明能更精確線性供給不同植物不同生長過程中所需光質、光強及光周期，所以大幅增加能量轉換效率，避免了無效光能浪費，且植物栽培過程中無須更換光源，同時節約了能源及設備成本，滿足現代科技農業發展的需求。
[0010]4、本發明通過將植物的光配方和光周期進行編程，制作從軟件APP，在日后定植該種植物時，只需通過網絡軟件的調控，透過一種可遠程接收并執行各種光配方編程指令的栽培裝置，就能對該種植物施以特定的人造光質、光強與光周期來進行栽培，對于缺乏植物栽培專業知識的人來說操作簡易，也能夠輕松完成。
[0011]上述說明僅是本發明技術方案的概述，為了能夠更清楚了解本發明的技術手段，并可依照說明書的內容予以實施，以下以本發明的較佳實施例并配合附圖詳細說明。本發明的【具體實施方式】由以下實施例及其附圖詳細給出。
【附圖說明】
[0012]此處所說明的附圖用來提供對本發明的進一步理解，構成本申請的一部分，本發明的示意性實施例及其說明用于解釋本發明，并不構成對本發明的不當限定。在附圖中:
圖1為本發明菠菜的光合作用與光波長的關系曲線圖；
圖2為本發明菠菜的光合作用與光強的關系曲線圖；
圖3為本發明菠菜的光合作用與復合紅藍光配比的關系曲線圖；
圖4為本發明采用不同光源及方式照射的五組菠菜鮮重與其生長周期的關系曲線圖。
【具體實施方式】
[0013]下面將參考附圖并結合實施例，來詳細說明本發明。
[0014]—種植物的光配方實驗及栽培方法，以菠菜為例，包括以下步驟:
步驟I)在同等環境條件下(同樣溫度、濕度、C02、土壤等條件)，分別取處于發芽期(3g)、幼苗期(1g)和成長期(20g)的菠菜作為三組第一實驗標的；
步驟2)在無其他光源干擾環境下，分別先以各種單波長波段光源(380-740nm)，并在固定光強下(ΙΟΟμπιοΙ.m—2.s—1)，同時照射所述的三組第一實驗標的菠菜葉面，再通過光合作用測定儀測定所述的三組第一實驗標的的菠菜光合作用速率，獲得在固定光強下，各種波段光源與菠菜三個不同生長階段光合作用的關系，參見圖1所示，并繪制出菠菜的光合作用與光波長的關系曲線圖；
步驟3)對比步驟2的實驗結果以及參見圖1所示，得出紅光(620-700nm)及藍光(400-450nm)對菠菜三個不同生長階段光合作用速率的影響最大；
步驟4)在同等環境條件下(同樣溫度、濕度、C02、土壤等條件)，分別另取處于所述三個不同生長階段的菠菜作為三組第二實驗標的；
步驟5)將步驟3中得出的紅光(620-700nm)及藍光(400-4