[发明专利]一种通过调节绿蓝光比例提高植物产量和品质的方法

说明书

本发明提供一种通过调节绿蓝光比例提高植物产量和品质的方法。所述方法为：在植物栽培中，调节绿光与蓝光(G/B)的比例为0.88‑4.09。与现有生产中的光质配方相比，本发明可以在提高植物产量的同时，提高植物品质，降低植物叶片中有害物质的含量，如硝酸盐的含量。与前人研究相比，具有实际可行性和技术创新性。

技术领域

本发明属于设施农业工程领域，具体涉及一种通过调节绿蓝光比例提高植物产量和品质的方法。

背景技术

红蓝光因其是植物叶绿素吸收最多，且光合效率较高的光质，一直被作为植物工厂生产常用的人工光源。而绿光虽然亦属于光合有效辐射光质，却还没有被很有效地应用于植物人工光生产中，主要是因为人们对绿光的生物学效应认知较有限，没有探究出合理有效利用绿光的方法。近几年有研究表明，绿光对于植物叶片具有较高的穿透性，绿光与蓝光的比例(G/B)从植物冠层内部不断提高，使植物产生避荫反应，从而影响植物的形态建成。此外，绿光一旦被植物吸收其光合能力近似于红蓝光。但目前仍缺乏合理利用绿蓝光比例调节植物生长代谢的方法，因此探究利用绿蓝光比例来提高植物产量和品质的光调控方法至关重要。

绿光参与植物生长及代谢的作用原理：1)调节绿蓝光比例，可使植物产生不同程度的避荫反应，增加植物截获光能的量。在自然界中，近90％的红蓝光会被植物冠层叶片所吸收。有10％-50％的绿光被反射，剩下的则被植物叶片吸收或穿过冠层。因此，绿光与蓝光的比例(G/B)从植物冠层内部不断提高，使植物产生避荫反应，避荫反应的主要特征有：植物节间、叶柄和茎的伸长，叶片面积的增大等。且有研究证明绿光所引起的避荫反应的程度与G/B的值呈正比。也就是说，充足的绿光可以促进植物叶片面积的增大，进而增加植物所截获的光能，促进植物生长。2)绿光较强的穿透性，为植物群体内部提供光合能量及信号。在叶片的垂直方向，绿光可以经过更多叶绿体，增加其被吸收的机会。绿光一旦被植物叶片所吸收，其光合效率比蓝光高，且与红光相近。因此，充足的绿光可为植物叶片深层和冠层内部提供光合能量及光信号。3)绿光可以调控植物品质。绿光可调节硝酸盐代谢的相关基因(NR和NiR)的表达，来降低植物叶片中硝酸盐的含量。4)虽然提高G/B可以诱导植物产生避荫反应，如拟南芥下胚轴的长度会随着G/B的增加而增加，有利于植物叶片截获更多光能，但当绿光含量占光源比例较高时，光源的有效光量子通量密度(YPFD，Yield photonflux density)就会降低，不利于植物生长发育以及干物质积累。因此，选取适宜的绿蓝光比例是有效提高植物产量和品质的关键。

现有技术中，张涛(2018)研究了不同单色光质或红蓝组合光对叶用莴苣生长及营养品质的影响。研究中采用绿光单色光质，与其他光质和白光相比，未取得较好效果。在没有红蓝光背景下，单色绿光不能满足植物的正常生长需求，不符合实际生产需求。在红蓝绿组合光研究中，仅采用一种红蓝绿比例，与其他组合光，如红蓝黄、红蓝紫等做对比，仅能证明红蓝绿在研究的比例中能提高产量和品质，不能优化出蓝绿的合适比例。王晓晶(2019)研究了白绿LED对叶菜(生菜)、果菜(番茄)和根茎菜(马铃薯)生长及品质的影响，其背景光为含绿光的白光，不能明确的阐述蓝绿光比例在植物生长代谢中的影响。在国外的研究中，Kaiser等(2020)和Schenkels等(2019)研究发现，绿光可提高番茄和罗勒属植物干重的积累，但这两个研究处理过少，仅说明了绿光对植物的影响，没能形成一定的蓝绿光比例梯度，不能给出明确的生产指导。

发明内容

本发明的目的是提供一种提高植物产量和品质的方法。

本发明所提供的提高植物产量和品质的方法，为：通过调节绿蓝光比例来提高植物的产量和品质。

具体地，上述提高植物产量和品质的方法，为：在植物栽培中，调节绿光与蓝光(G/B)的比例为0.88-4.09，来提高植物的产量和品质。

上述方法中，所述植物栽培可为植物工厂多层营养液栽培；