LED灯光照调控抑制甜叶菊种苗开花的方法.pdf

17农业工程信息Agricultural Engineering InformationLED灯光照调控抑制甜叶菊种苗开花的LED灯光照调控抑制甜叶菊种苗开花的方法方法摘要：甜叶菊作为新兴糖料作物逐渐引起社会关注，并在中国进行规模种植，成为了继甘蔗、甜菜之后的糖类来源。为降低甜叶菊扦插繁殖的浪费，提升繁育速度，实现培育成本的降低，人们逐渐利用LED灯光照，对甜叶菊种苗开花状况进行全面有效的调控抑制。基于此，该文着重论述LED灯光照调控抑制甜叶菊种苗开花的方法，希望由此促进甜叶菊年增殖数量的提升。关键词：LED灯光照；调控抑制；甜叶菊；种苗开花甜叶菊在培育过程中容易出现种子小、结实率低等问题。为促进甜叶菊优良品种的推广，技术部门通常采用扦插方法进行育苗，并保持品种的优良特性。目前，甜叶菊一旦扦插苗成活后，就会进入快速生长期，并出现开花现象，容易诱发苗弱、徒长等现象。为确保生产用苗质量提升，需要采用 LED 灯光照方法抑制幼苗开花1。1 背景分析甜叶菊作为纯天然高甜度植物，其具有极强的抗癌活性，并被广泛的运用在食品、医疗、日化等行业，故而市场前景非常广阔，具有可观的经济、社会效应。目前，中国北方地区大量种植甜叶菊。北方冬季日照时间短，热量低，需要在育苗阶段借助棉被帘开展保温工作，进而增加育苗阶段暗期2。但甜叶菊作为短日照植物，这种情况下容易诱导花原基产生，并出现扦插成功后的开花现象，影响其进一步扦插繁殖。为规避这一问题，需要通过对于甜叶菊光照时间的合理控制，规避其无性繁殖育苗阶段开花的问题，降低生产成本3。基于此，LED 灯光照调控抑制甜叶菊种苗开花的方法应运而生。2 LED 灯光照调控抑制甜叶菊种苗开花策略为有效抑制甜叶菊种苗开花，促进育苗效率提升，技术人员结合研究成果，在育苗阶段采用 LED 灯进行辅助，从而通过光照调整抑制甜叶菊开花。为提升抑制开花效果，技术人员需要严格把控LED灯型号。张亚萍，杨春胤，马金慧，张 靖，谢忠清（甘肃省农业工程技术研究院，甘肃 定西 733006）张亚萍，杨春胤，马金慧，张 靖，谢忠清（甘肃省农业工程技术研究院，甘肃 定西 733006）目前需要采用光质为 75 660 nm 红光以及 25 460 nm 蓝光组合的 LED 灯进行培育工作4，而总光强与输出功率分别设定为 170 mol/(m2.s)、35 W，每次培育时需要将光照时间控制为 3 h。调整好 LED 灯基础参数后，需要在育苗设施中进行灯具的安装，确保灯具系统覆盖所有的苗床。为把控好抑制效果，技术人员需要把控好 LED 灯覆盖直径，数据参数设置为 4 m，而灯具安装间距与高度分别设定为 3.5 m 与 1.5 m，从而由此保障 LED 灯光覆盖全部苗床，避免大范围重复照射或留有死角；所有 LED 灯使用一个时控开关进行智能控制5。在借助 LED 灯具抑制甜叶菊开花时，技术人员需要仔细甜叶菊小苗的生长状况，等到幼苗生长至 78 对叶片时需要进行剪取操作，一般需要从顶部选取带 5 对叶片茎段进行剪取6，最后将其放置在育苗设施中进行扦插育苗。技术人员在完成甜叶菊扦插处理后，需要在甜叶幼苗处于暗期中期时进行 LED 灯光照处理，育苗棚内温度需要控制在1530，而湿度则需要把控在 7585。一般而言，甜叶菊扦插后到起苗前暗期大于 12 h 的时期为 LED 灯光照处理期，LED 灯光照处理期内 LED 灯光照处理时间段根据暗期变化动态调整到暗期中期7；所述育苗设施包括日光温室、塑料大棚、玻璃温室或塑料小拱棚；所述育苗设施每日定时覆盖或取下棉被帘，使暗期大于 12 h。3 实施方案分析2.1 补光在暗期不同阶段效果分析在方案 1 中，技术人员在培养棚内安置红光 LED 灯，并将作者简介：张亚萍（1991-），女，甘肃定西人，助理研究员，硕士，主要从事作物高效栽培研究，通信作者：谢忠清（1967-），男，甘肃民勤人，高级农艺师，研究方向为甜叶菊种质开发创新与高效栽培基金项目：甘肃省省青年科技基金计划“暗期间断下甜叶菊发育进程及甜菊糖苷动态变化研究”（20JR10RA484）；甘肃省省青年科技基金计划“施钾对河西绿洲灌区甜叶菊糖苷跃变期理化性状及品质的影响”（20JR5RA072）；甘肃-安徽甜叶菊资源评价与综合利用实验室（甘科计20182 号）资助。DOIDOI:10.16815/ki.11-5436/s.2023.11.00510.16815/ki.11-5436/s.2023.11.00518农业工程信息Agricultural Engineering Information农业信息化 2023.04表 1 不同扦插苗期现蕾开花率表 3 不同红蓝光配比下甜叶菊扦插苗期现蕾开花情况表 2 不同光照时间下插苗蕾开花率灯光的强度调整到 170 mol/(m2.s)，灯组的输出功率设定为30 W。本方案实施过程中，为确保灯光可以覆盖所有的苗床，规避管控死角，灯组覆盖直径为 4 m，高度为 1.5 m，而安装间距则控制为 3.5 m。此外，技术人员还在灯组中安装了时控开关，确保控制智能化水平的提升。此次方案中所采用的插穗主要有三种，分别是生长出 8 对叶片的小苗茎段、老根萌发幼芽茎段、待繁植株上新萌发侧枝。在开展控制前，技术人员需要对上述的植株进行预处理，在其侧枝顶部剪取含有大约 5 对叶片的茎段，并在大棚中进行扦插育苗，育苗期间需要进行正常的水肥管理，棚内温度控制在1530，相对湿度则需要控制在 75858。在试验阶段，需要选取五个不同的时间段进行灯光补充，对照组不补光，每次灯光补充时间控制在 1 h，这期间就需要对扦插苗现蕾开花状况进行观察，并通过数据的统计筛选出扦插苗期现蕾开花最少的光照时段，整个观察阶段为 60 天，随后按照开花率计算方法对开花率状况进行统计9。见表 1。通过对上述的数据分析可以得知：甜叶菊扦插苗在暗期中期接受光照处理 15 h 后，秧苗的开花率在 3.3%11.5之间。光照时长内，光照 35 h 的效果差异不大。从节约成本以及技能角度来看，可以选择为秧苗补光 34 h。3.3 LED 红蓝光配比选择与控制开花效果分析在开展该阶段试验分析时，试验人员需要将红光 LED 灯替换为红蓝光组合 LED 灯。其中，需要调整红蓝光的配比情况。本次试验共分为五组，红蓝光的配比分别为：95:5、85:15、75:25、65:35 以及 55:45。其中，各 LED 灯总光强保持恒定，恒定值为 170 mol/(m2.s)，灯具的输出功率 35 W11。此外，扦插苗的移栽处理按照上述试验方式开展，并将处理后的扦插苗安放在不同红蓝光组合 LED 灯环境下，确保处于暗期中期的甜叶菊扦插苗均接受为期 3 h 的灯光补充，随后技术人员需要跟踪观测处理后扦插苗开花情况，筛选出甜叶菊扦插苗期现蕾开花最少的红蓝光配比，整个观察的周期仍旧为 60天。开花率计算方法：每组处理随机选取 3 个 1 m2样方；开花率开花株数/总株数。结果见表 3。组别开花率对照96.0%组别一19:0020:0042.5%组别二22:0023:0027.3%组别三01:0002:0013.2%组别四04:0005:0028.9%组别五07:0008:0045.1%组别开花率组别一1 h11.5%组别二2 h7.3%组别三3 h3.2%组别四4 h2.9%组别五5 h3.6%通过对上述对案例进行分析可以得知：在甜叶菊扦插苗期暗期不同时段进行 LED 红光(660 nm)调控处理，暗期中期处理效果最好。3.2 补光时长效果分析在进行该阶段实验分析时，技术人员需要每日定时将棉被帘覆盖或者卷起，确保暗期大于 12 h。此次方案中所采用的插穗品种以及处理方式跟上述试验流程相同。本次试验预设的光照从 1 h 到 5 h 逐次递增，通过观察这五组数据情况，掌握不同补光时长对于扦插苗开花情况的影响，进而选出插苗蕾开花最少的光照时间，整个试验的观察期为 60 d。本次试验对于开花率的计算方法为，每组处理每种插穗来源各随机选取 3 个 1 m2的样方，计算每组处理开花率均值：开花率开花株数/总株数。结果见表 210。组别开花率根数/条株高/cm茎粗/mm组别一红光95%，蓝光5%11.5%3.613.92.7组别二红光85%，蓝光15%1.3%4.512.22.5组别三红光75%，蓝光25%0.9%6.414.72.9组别四红光65%，蓝光35%3.9%4.313.42.7组别五红光55%，蓝光45%13.6%3.812.62.8通过上述的分析研究可以得知：甜叶菊的扦插苗在经过红蓝组合光照下，其开花率呈现出明显的下降趋势，有利于幼苗的培育与发展。不仅如此，通过该组合灯光的运用，扦插苗的根系获得显著的生长，而且其长势也呈现出健康的态势。（下转第 21 页）21农业工程信息Agricultural Engineering Information参考文献：1戴秀,王坚强,任妮,等.智能水肥一体化管控平台的设计与实现J.江苏农业科学，2021(18):177-181.2金永奎,盛斌科,孙竹,等.水肥一体化管控系统设计和实现J.农机化研究,2020(6):29-35.3宋成秀,李合营,王雪莹.水肥一体智能灌溉设备的研发及应用J.山东水利,2020(3):43-45.4李娜,刘婷婷.基于嵌入网络的水肥一体机系统平台软件测试J.农机化研究,2022(2):241-244.引用信息吴小李.基于云技术的水肥一体机控制系统设计思路 J.农业工程技术,2023,43(11):19-21.运行期间的各种系统缺陷，确保整个电气系统的综合应用效率。3.4 联网通讯控制云平台能力很强，不断有新的联网的结构推出。该系统可与个人计算机相连接进行通讯，可用计算机参与编程及对该系统进行控制的管理，方便该系统的使用。为了充分发挥计算机的作用，可实行一台计算机控制与管理多台该系统，多的可达32 台。系统也可与两台或更多的计算机通讯，交换信息，以实现多地对水肥一体机控制系统的监控。该系统与其他系统也可通讯，可一对一平台通讯，可几个平台通讯，可多到几十、几百。该系统与智能仪表、智能执行装置（如变频器），也可联网通讯，交换数据，相互操作。可连接成远程控制系统，系统范围面可达到 10 公里或更大，能囊括各种地形的作物种植田地，也可组成局部网，实现对复杂地形的田块滴灌。除了系统自身的 PLC外，也可以将高档计算机、各种智能装置进网，提高系统的算力，或可用总线网或者环形网，实现对区域中各大田块的综合化监控。水肥一体机的网也可以套网或者网与网桥接，形成对田块的密集化监控。联网可把成千上万的该系统、计算机、智能装置组织在一个网中，网间的结点可直接或间接地通讯、交换信息，如此可以方便农户对地区的全方位监测，随时了解田地的作物施肥情况，并调整滴灌方案。4 结语该设计主要针对传统一体机系统中自动化程度低、水肥浪费严重的问题加以改进，以云技术为基础，开发了一套基于云平台的智能水肥一体化控制系统，借助该系统，农户可以远距离对田地进行精确施肥，一定程度上增加了地方农业的作业效率和产出量，适合在现代化农业建设中推广。参考文献：1孙玉明,张婷,徐晓洋.施氮对现蕾期和开花期甜菊生长及甜菊糖苷的影响J.植物资源与环境学报,2022,31(3):85-92.2王致和,马金慧,张亚萍,等.河西地区甜叶菊短日照处理杂交制种技术研究J.中国糖料,2022,44(1):48-53.3谢虹,王雪铭,张红艺.甜叶菊有效成分动态积累分析及水提液澄清引用信息 张亚萍，杨春胤，马金慧，等.LED 灯光照调控抑制甜叶菊种苗开花的方法 J.农业工程技术,2023,43(11):17-18+21.4 结语为为进一步促进中国甜叶菊产业的可持续发展，降低甜叶菊幼苗的培育成本，技术人员在扦插苗培育的过程中，需要合理的运用LED灯光，通过红蓝灯光的组合以及补光时常的把控，甜叶菊幼苗必将可以高效培育，并由此降低种苗现蕾开花的概率，实现培育过程的节能降耗，确保生产成本的节约，从而为甜叶菊幼苗培育工作提供便捷。该文着重分析了 LED 灯光照调控抑制甜叶菊种苗开花的方法，相关措施的落地，必将为甜叶菊发展奠定基础，实现更高效益。工艺初探J.食品工业科技,2022,43(1):253-260.4赵晓顺,于凤超,郝建军.甜叶菊移栽机构发展现状与趋势研究J.农机化研究,2022,44(6):1-8+24.5康丽春,祝城城,邓勇杰.甜叶菊的脱叶机构试验研究J.农机化研究,2022,44(4):201-204+230.6刘波,赵军,李玮.新疆甜叶菊地块中瓜列当生长特性及影响2种列当种子发芽的因素研究J.西北林学院学报,2021,36(3):128-133.7谢虹,陈云,梁建生.甜叶菊花和叶中酚类成分分析及含量测定J.食品研究与开发,2021,42(9):151-157.8孙玉明,张永侠,杨永恒.氮素和光照对甜菊生长、氮素吸收和甜菊糖苷相关指标的影响J.植物资源与环境学报,2021,30(2):12-18+34.9徐新娟,张亚姣,冯玉丹.甜叶菊施肥与生长调节剂应用研究进展J.北方园艺,2020(24):129-136.10冯胜杰,贾鹏禹,王诗雅.烯效唑对甜叶菊形态、酶活性、叶片产量及品质的影响J.中国糖料,2020,42(2):19-26.11陈竞天,易斌,陈艾萌.苗期喷施水杨酸对甜叶菊主要农艺性状和糖苷含量的影响J.西北植物学报,2019,39(1):149-155.（上接第 18 页）