与设置在外层罩10上的滤光 膜的颜色和配比相同，以保证内层罩20与外层罩10在重合状态或拉伸状态下对罩内植物 的光谱影响是相同的。
[0033] 根据实验研宄，本发明的光谱调节方法还能够改变所述可变光谱罩内环境的光照 强度和/或R/FR比值。
[0034] 下面将通过具体示例来对本发明的适用于小型设施农艺研宄的可变光谱罩及其 光谱调节方法进行进一步描述。
[0035] 示例 1 :
[0036] 玉米-大豆带状复合种植是近年来农业生产中发展极快的间套作种植模式之一， 在该模式下，大豆因受到高位作物玉米的荫蔽影响而导致光环境发生变化，低位作物大豆 冠层的光质与净作大豆冠层的光环境相比，光质比例发生了改变，从而对大豆的生长发育、 形态建成及代谢过程产生极大影响。套作光谱的模拟是开展该模式下大豆生理代谢、基因 表达等方面研宄的重要前提。
[0037] 本示例采用上述的适用于小型设施农艺研宄的可变光谱罩，并将该可变光谱罩用 于光膜的调节和模拟。以正常玉米-大豆套作模式下的大豆冠层波谱图为模拟目标，采用 不同颜色的滤光膜组合，以实现对上述目标光谱的人工模拟。本示例将蓝膜（编号C16)与 绿膜（编号Cl)按照1:1的配比叠置的组合膜设置在可变光谱罩的外层罩和内层罩上，从 而较好地模拟了玉米-大豆带状复合种植模式下大豆冠层的光谱信号。图3示出了示例1 中典型玉米-大豆套作模式下大豆冠层光谱及其拟合光谱的对比图，由图3可知，二者的光 谱趋势一致，这说明通过本发明的可变光谱罩和光谱调节方法成功地实现了对套作模式下 大豆冠层光谱的模拟。
[0038] 示例 2 :
[0039] 植物体内含有不同的色素系统，不同的色素会利用不同波长范围的光线，从而对 植物的生长发育产生影响。400~700nm波长范围的光是影响植物光合作用与生长发育的 主要因素，其中600~700nm的红光（R)能降低植物体内赤霉素的含量，从而减少节间长度 和植株高度；而700~800nm的远红光（FR)的作用恰好与红光相反，能提高植物体内的赤 霉素的含量，从而增加节间长度和植株高度。因此，以660nm和730nm两个波长为中心的波 长带的光通量的比即红光与远红光的比（R/FR)表征了光照对植物光形态建成影响最大的 光谱参数。
[0040] 本示例采用上述的适用于小型设施农艺研宄的可变光谱罩，并将该可变光谱罩用 于自然光下光膜的调节和模拟。本示例采用单一滤光膜或者不同滤光膜组合，在自然光照 条件下，通过变换不同的滤光膜，实现过滤（吸收）掉部分红光或红外光的效果，从而改变 可变光谱罩内环境中的R/FR比值，达到控制植株高度的目的。
[0041] 表1列出了采用不同滤光膜组合在自然光下模拟得到的R/FR比值，图4示出了示 例2中表1所列的不同滤光膜组合模拟得到的不同R/FR比值下光环境的拟合光谱图。
[0042] 表1示例2中采用不同滤光膜组合模拟得到的R/FR比值
[0043]
[0044] 由表\和图4可·以看出，在自￥光照g件下，'示例成功"拟了不^ R/FR比值的 光环境，以655~665nm波长范围内光谱福照度（Spectral irradiance yWatt. cm2)累加 值为红外光通量，以725~735nm波长范围内光谱辐照度累加值为远红外光通量，成功实现 了不同R/FR比值光谱的模拟，可变光谱罩内环境光照的R/FR比值由自然光的1. 16分别变 为了 0. 61、0. 76、1. 09。其中，CK代表无滤光膜条件下的正常光照条件。
[0045] 示例 3 :
[0046] 在玉米-大豆、玉米-花生、玉米-马铃薯、高粱-大豆、甘蔗-大豆、烟草-大豆 等多种复合种植模式的研宄中，低位作物（大豆、花生、马铃薯等）常受到高位作物（玉米、 高粱、甘蔗等）的荫蔽胁迫，导致倒伏加剧而影响产量和品质。以玉米-大豆套作为例，套 作荫蔽环境下，避荫性反应导致栽培大豆品种节间伸长，由直立型变为半直立型或蔓生型， 最终导致倒伏，其程度受复合群体内光环境的影响，荫蔽胁迫不同于弱光胁迫和光质变化， 其包含光强和光质两方面的变化，一方面是遮阴导致光照强度的降低，一方面是自然光透 射玉米绿色叶片，导致大豆冠层光质的变化，即R/FR比值降低。为了探明大豆对荫蔽胁迫 的响应机制，利于大豆品种选育、化学调控等方面的研宄，需要一种可同时模拟不同程度光 强与光质的简易装置。
[0047] 本示例采用上述的适用于小型设施农艺研宄的可变光谱罩，并将该可变光谱罩用 于罩内环境的调节和模拟。本示例采用不同滤光膜组合，在人工气候室设置光照条件下，通 过变换不同的滤光膜，从而改变可变光谱罩内环境中的光强和R/FR比值，达到在室内模拟 不同程度荫蔽胁迫的目的。
[0048] 表2列出了采用不同滤光膜组合模拟得到的光照强度和R/FR比值。
[0049] 由表2可以看出，在人工气候室设置光照条件下，本示例成功模拟了不同光强和 R/FR比值的光环境，使可变光谱罩内环境光照强度在66~14400Lux (光谱罩底部）、156~ 25200LUX(光谱罩顶部）这样的大区间内梯度变化，并同时实现了其R/FR比值在0. 50~ 4. 31这样的大区间内梯度变化，成功实现了不同荫蔽胁迫环境条件的模拟。
[0050] 表2示例3中采用不同滤光膜组合模拟得到的光照强度和R/FR比值
[0052] 综上所述，本发明提供的适用于小型设施农艺研宄的可变光谱罩及其光谱调节方 法能够通过调整滤光膜种类及配比来模拟不同的光谱信号和环境，实现对不同植物、不同 研宄课题对光谱的不同需求；上述可变光谱罩的结构简单、轻便且成本低，能够节约空间 且便于管理，能够在自然光照条件及室内人工光照等各种条件下实现对局部空间的光谱模 拟，并不影响其他光谱的模拟，适用于室内外各种植物的生长研宄。
[0053] 尽管上面已经结合示例性实施例描述了本发明的适用于小型设施农艺研宄的可 变光谱罩及其光谱调节方法，但是本领域普通技术人员应该清楚，在不脱离权利要求的精 神和范围的情况下，可以对上述实施例进行各种修改和变化。
【主权项】
1. 一种适用于小型设施农艺研宄的可变光谱罩，其特征在于，所述可变光谱罩包括内 层罩和外层罩，所述内层罩套装在外层罩内并且所述内层罩能够在外层罩的轴线方向上沿 着外层罩的内壁面移动，所述外层罩上设置有用于固定内层罩的固定组件；所述内层罩由 内层框体和覆盖所述内层框体的侧面和顶面的多块透明面板组成，所述外层罩由外层框体 和覆盖所述外层框体的侧面的多块透明面板组成，所述内层框体和外层框体上还设置有多 个滤光膜卡槽以在各透明面板表面设置所需的滤光膜。2. 根据权利要求1所述的适用于小型设施农艺研宄的可变光谱罩，其特征在于，所述 固定组件包括固定螺帽和设置在所述外层框体上的螺帽孔。3. 根据权利要求1所述的适用于小型设施农艺研宄的可变光谱罩，其特征在于，所述 内层框体和外层框体的横截面形状相同。4. 根据权利要求3所述的适用于小型设施农艺研宄的可变光谱罩，其特征在于，所述 内层框体和外层框体的横截面形状为圆形、三角形、四边形、五边形、六边形或八边形。5. 根据权利要求1所述的适用于小型设施农艺研宄的可变光谱罩，其特征在于，所述 透明面板为透明玻璃板或透明塑料板；所述外层罩和/或内层罩上还设置有多个通气孔。6. -种适用于小型设施农艺研宄的光谱调节方法，其特征在于，在自然光照条件下或 室内人工光照条件下，采用权利要求1至5中任一项所述的适用于小型设施农艺研宄的可 变光谱罩并将所述可变光谱罩罩在植物上，通过调整设置在所述可变光谱罩上的滤光膜的 颜色及配比来模拟不同的光谱信号并实现对所述可变光谱罩内环境的光谱调节。7. 根据权利要求6所述的适用于小型设施农艺研宄的光谱调节方法，其特征在于，所 述光谱调节方法还包括根据植物的高度调整所述可变光谱罩的内层罩的位置的步骤。8. 根据权利要求6所述的适用于小型设施农艺研宄的光谱调节方法，其特征在于，设 置在所述内层罩上的滤光膜的颜色和配比与设置在所述外层罩上的滤光膜的颜色和配比 相同。9. 根据权利要求6所述的适用于小型设施农艺研宄的光谱调节方法，其特征在于，所 述光谱调节方法还能够改变所述可变光谱罩内环境的光照强度和/或R/FR比值。
【专利摘要】本发明公开了一种适用于小型设施农艺研究的可变光谱罩及其光谱调节方法。所述可变光谱罩包括内层罩和外层罩，内层罩套装在外层罩内并且内层罩能够在外层罩的轴线方向上沿着外层罩的内壁面移动，外层罩上设置有用于固定内层罩的固定组件；内层罩由内层框体和覆盖内层框体的侧面和顶面的多块透明面板组成，外层罩由外层框体和覆盖外层框体的侧面的多块透明面板组成，内层框体和外层框体上还设置有多个滤光膜卡槽以在各透明面板表面设置所需的滤光膜。所述光谱调节方法利用所述可变光谱罩进行罩内局部环境的光谱调节，模拟不同植物所需的光谱环境。本发明能够通过调整滤光膜种类及配比来模拟不同的光谱信号，适用于室内外各种植物的生长研究。
【IPC分类】A01G7/06
【公开号】CN104920092
【申请号】CN201510349306
【发明人】刘江, 吴海军, 张静, 杨峰, 刘卫国, 舒凯, 杜俊波, 王小春, 雍太文, 邓俊才, 杨文钰
【申请人】四川农业大学
【公开日】2015年9月23日
【申请日】2015年6月23日