一种藏红花室内培育开花的人工栽培方法与流程

本发明涉及一种设施农业-植物工厂栽培药用植物的技术，具体涉及一种藏红花室内培育开花的人工栽培方法。

背景技术：

藏红花，又称番红花、西红花，被国家列为重点发展的中药材品种，一种鸢尾科番红花属的多年生花卉、草木。藏红花在欧洲和亚洲广泛应用，可用于妇科、开发功能性食品、保健性化妆品等。但藏红花是柱头人药，产量低。其资源极其有限，使其价格昂贵，被誉为“植物黄金”。藏红花是亚洲西南部原生种。最早由希腊人人工栽培。我国历来都是进口供药用，明朝时传入中国，《本草纲目》将它列入药物之类，可以活血，治惊悸。藏红花集多种功能于一身，是一种名贵的中药材，具有强大的生理活性。其柱头在亚洲和欧洲作为药用，具有活血化瘀、调经止痛等功效。藏红花素、藏红花酸和藏红花醛等独特成分，具有高效的抗肿瘤、防癌、抗氧化、抗诱变等多种药理活性，对心脑血管疾病和神经性疾病有预防和治疗作用，且毒副作用低。中国浙江等地有种植。藏红花具有很高的药用价值，研究生产藏红花将具有广阔的应用前景。

藏红花的栽培生产主要是用室内栽培的方法，但是在室内开花，待放的花苞会突然萎蔫，继而腐烂，造成产量和质量的下降。而且我国藏红花因栽培条件下不能结种，要靠球茎繁殖，藏红花生长对生态环境、栽培技术要求较高，室内培育期间如果光照、温度、湿度、通风等管理不当易出现球茎越种越小，小球茎开花少、花小，甚至不开花的现象。因此我们通过严格控制光源的光质、光强和光周期等条件的一种植物工厂栽培藏红花这一途径来解决藏红花资源短缺的问题。

技术实现要素：

本发明的目的在于增加藏红花有效成分的生成，通过严格控制光源的光质、光强和光周期等条件栽培优质高产的藏红花。

本发明一种藏红花室内培育开花的人工栽培方法；从藏红花球茎入土开始，按藏红花生长过程的全休眠期、同化叶分化期、花芽分化期、开花期四个阶段，采用不同的光照条件，促进藏红花开花；所述光照条件包括：光源光谱发射峰数量、发射峰所处位置波长、半高宽、相对高度，光照强度，每天光照时间。

本发明一种藏红花室内培育开花的人工栽培方法；藏红花生长过程的全休眠期、同化叶分化期、花芽分化期、开花期四个阶段所采用的光源光谱发射峰数量为3个；第一个发射峰所处位置波长为430-490nm，发射峰半高宽为10-40nm，发射峰相对高度为0.3-0.6；第二个发射峰所处位置波长为590-690nm，发射峰半高宽为20-55nm，发射峰相对高度为0.7-1.0；第三个发射峰所处位置波长为700-740nm，发射峰半高宽为10-30nm，发射峰相对高度为0.1-0.4；光照强度10-65μmol/m²/s；每天光照时间：6-12h。

作为优选方案，本发明一种藏红花室内培育开花的人工栽培方法；藏红花生长过程的全休眠期、同化叶分化期、花芽分化期、开花期四个阶段的光源光谱均包含三个发射峰；光照参数为：

全休眠期：

第一个发射峰处于440-470nm处，半相对高度0.3-0.5，高宽15-30nm；

第二个发射峰处于600-650nm处，相对高度0.7-0.9，半高宽25-40nm；

第三个发射峰处于700-730nm处，相对高度0.2-0.4，半高宽15-18nm；

光照强度：10-40μmol/m²/s、优选为32-38μmol/m²/s；每天光照时间：6-8小时；、优选为6小时。在工业化应用时，光照强度可逐渐增加。

同化叶分化期：

第一个发射峰处于450-480nm处，相对高度0.4-0.5，半高宽25-30nm；

第二个发射峰处于620-680nm处，相对高度0.8-1.0，半高宽40-50nm；

第三个发射峰处于700-730nm处，相对高度0.1-0.2，半高宽20-25nm；

光照强度：10-45μmol/m²/s、优选为36-45μmol/m²/s；每天光照时间：8-10小时、优选为10小时；

花芽分化期：

第一个发射处于440-480nm处，相对高度：0.3-0.4，半高宽20-30nm；

第二个发射峰处于600-650nm处，相对高度0.9-1.0，半高宽40-50nm；

第三个发射峰处于700-730nm处，相对高度0.1-0.2，半高宽20-25nm；

光照强度：10-48μmol/m²/s、优选为38-46μmol/m²/s；每天光照时间：10-12小时；

开花期：

第一个发射处于440-480nm处，相对高度：0.4-0.6，半高宽20-35nm；

第二个发射峰处于600-650nm处，相对高度为0.7-0.9，半高宽35-45nm；

第三个发射峰为700-730nm处，相对高度0.2-0.3，半高宽20-25nm；

光照强度：35-58μmol/m²/s；每天光照时间：10-12小时、优选为12小时。

作为优选方案：本发明一种藏红花室内培育开花的人工栽培方法；藏红花生长过程的全休眠期、同化叶分化期、花芽分化期、开花期四个阶段的光源均采用可调整光谱的LED植物生长灯。

作为优选方案：本发明一种藏红花室内培育开花的人工栽培方法；藏红花生长过程的全休眠期、同化叶分化期、花芽分化期、开花期四个阶段中，藏红花生长环境温度为：

全休眠期：17.5-23℃；优选为17.7-18.3℃；

同化叶分化期：20-25℃；

花芽分化期：24-26℃；优选为室温；

开花期：15～18℃。

作为优选方案：本发明一种藏红花室内培育开花的人工栽培方法；藏红花生长过程的全休眠期、同化叶分化期、花芽分化期、开花期四个阶段中，藏红花生长环境湿度为：

全休眠期控制环境湿度为75％～80％；

同化叶分化期和花芽分化期控制环境湿度为75％～85％且保证空气畅通；

开花期控制环境湿度为75-80％。

作为优选方案：本发明一种藏红花室内培育开花的人工栽培方法；藏红花生长过程的全休眠期、同化叶分化期、花芽分化期、开花期四个阶段中，基质采用东北泥炭土与松鳞的混合物。

作为优选方案：本发明一种藏红花室内培育开花的人工栽培方法；基质中东北泥炭土与松鳞的质量比为，东北泥炭土∶松鳞＝2∶1。

作为优选方案：本发明一种藏红花室内培育开花的人工栽培方法；基质的pH为5.5--6.5。

本发明一种藏红花室内培育开花的人工栽培方法；所述全休眠期：为期27-33天，优选为28-31天，即一个月。作为进一步的优选方案，在全休眠期中，光照强度按天数连续增加。

本发明一种藏红花室内培育开花的人工栽培方法；所述同化叶分化期中，顶芽同化叶先分化，当生长叶9-24片时，随后侧芽同化叶开始分化，一般生叶2-12片。随着叶片伸长从叶鞘内抽出，叶片丛生，无柄，细线形，横切面呈反卷形。叶片增长的最后长度在20-45cm之间，宽度在0.15-0.38cm之间；同化叶分化为期42-48天、优选为43-46天、进一优选为45天。

本发明一种藏红花室内培育开花的人工栽培方法；所述花芽分化期中，首先花芽顶端分生组织开始极性分化，生殖器官逐渐形成，约需一个多月(35-45天)；雌雄蕊形成，约需一个月时间(27-33天)，在本发明中，以形成完整的花器官作为花芽分化期的结束终点；其时间为62-78，优选为65-70天。

本发明一种藏红花室内培育开花的人工栽培方法；所述开花期：为期约20天(18-25天)；植株高15--40cm随着花开放，柱头迅速伸长。从现蕾到开花需7天，每朵花开放持续时间约两天。

本发明一种藏红花室内培育开花的人工栽培方法；在同化叶分化期、花芽分化期开启排风扇，增大空气对流速度。

作为优选方案：本发明一种藏红花室内培育开花的人工栽培方法；栽培得到的藏红花中藏红花多糖的质量百分含量大于等于1.59％；优选为大于等于1.83％；进一步优选为1.98-2.05％。

作为优选方案：本发明一种藏红花室内培育开花的人工栽培方法；栽培得到的藏红花中藏红花苷类的质量百分含量大于等于14.95％；优选为大于等于15.67％；进一步优选为16.1-17.75％。

作为优选方案：本发明一种藏红花室内培育开花的人工栽培方法；栽培得到的藏红花中黄酮的质量百分含量大于等于0.014％；优选为大于等于0.015％；进一步优选为0.016-0.018％。

作为优选方案：本发明一种藏红花室内培育开花的人工栽培方法；栽培得到的藏红花中多酚的质量百分含量大于等于0.071％；优选为大于等于0.073％；进一步优选为0.075-0.076％。

本发明一种藏红花室内培育开花的人工栽培方法；光照光源优选为发光二极管灯(LED)。

本发明一种藏红花室内培育开花的人工栽培方法；通过定时装置来控制光照周期。

优势

本发明具有多种有益效果，具体如下：

1.增加藏红花有效成分的生成。

2.通过严格控制光源的光质、光强和光周期等条件的一种植物工厂栽培优质高产的藏红花。

3.缩短培育藏红花的时间，通过严格控制光源的光质、光强和光周期等条件，以及温度、湿度、通风情况等环境因素，使其严格符合藏红花生理需求。

总之，本发明通过各生长阶段的光照强度、光质比、基质pH值、温度、湿度等参数的协同作用，在大大提升了藏红花有效生长率的同时也获得了高含量的功能成分。

附图说明

附图1为发光二极管灯板(LED)布置示意图；

附图2为立体种植藏红花设置结构示意图。

具体实施方式

根据全封闭式人工光型植物工厂的具体参数。下面对本发明作进一步的说明。

供藏红花栽培使用的全封闭式人工光型植物工厂，所述全封闭式人工光型植物工厂能实现植物工厂与外界环境中可控的物质与能量的交换。此植物工厂不依赖外界光源，因此无须透光材料和遮光材料，可长期使用而无须更换太多耗材。

采用室内全封闭式植物工厂立体种植藏红花，栽培过程中，通风装置协调控制室内温度和湿度，特殊情况下启用室内空调调节室内温度。

本发明以下五个实验组(实施例)每个阶段的光照条件作为单一变量，在湖南农业大学植物光学实验室，采用控制变量法栽培五组藏红花，设置其他条件与实施例一中相同条件，五个实验组中的光照条件如附表1、附表2、附表3、附表4、附表5所示，农艺性状如附表6所示，植株内药用功能成分的含量如附表7所示。

实施例1

一种藏红花室内培育开花的人工栽培方法采用全封闭式人工光型植物工厂栽培藏红花，该工艺主要是根据藏红花室内培育的不同生长阶段设置不同的光照条件与温度、湿度、施肥条件和通风条件等来控制藏红花生长发育。

实施材料：藏红花球茎，发光二极管灯(LED)。

实施方法：本发明实施例主要描述藏红花室内培育的4个生长阶段：全休眠期、同化叶分化期、花芽分化期、开花期。各个生长阶段的光谱特征如表1所示。

1.全休眠期：为期一个月。光照强度为10-40μmol/m²/s逐步加强，温度设为28℃左右，湿度为76％。

2.同化叶分化期：同化叶分化为期45天。叶片增长的最后长度在35cm，宽度在0.29cm；光照强度为36μmol/m²/s，温度设为25℃，湿度为80％.

3.花芽分化期：为期70天；光照强度为38μmol/m²/s，温度设为25℃左右，湿度为75-85％.

4.开花期：每次开花持续7天左右，中间间隔约一周。为期20天；植株高25-40cm随着花开放，每朵花开放持续时间约两天，光照强度为56μmol/m²/s，温度设为15-18℃左右，湿度为75％左右。

5.各个时期pH值要求相同为6.0。并且对于温度控制装置：藏红花球茎处于花芽和叶芽分化期开启排气扇促进空气对流。

控制方法：光照光源为发光二极管灯管(LED)，光周期用一个定时装置来设置。

实施例1的光照条件定义为1#，其所得产品的农艺性状见表6。实施例1所得产品的功能成分见表7。

实施例1中对作物的管理为：发现植株上侧芽太多时，要将部分小芽掰去，以保证主芽能多开花、开大花；在藏红花的生长发育过程中，一定要及时排去积水，为苗松土浇水，保持土壤湿润为宜。开花期间光照和湿度对其影响很大，湿度过大会造成萎花，光照过强会使花芽徒长，都会影响产量。藏红花的适宜生长条件不仅需要合适的温度，还需要适宜的湿度，采用人工气候室培养，可以加湿并能够调温、控制光照强度，满足藏红花的生长需要的湿度、温度环境以及合适的光强、光周期。

表1 实施例1光照条件的光谱特征

位置、半高宽单位(nm)

实施例2

其他条件和实施例1完全一致；不同之处见表2；实施例2的光照条件定义为2#，其所得产品的农艺性状见表6。实施例2所得产品的功能成分见表7。

表2 实施例2光照条件的光谱特征

位置、半高宽单位(nm)

实施例3

其他条件和实施例1完全一致；不同之处见表3；实施例3的光照条件定义为3#，其所得产品的农艺性状见表6。实施例3所得产品的功能成分见表7。

表3 实施例3光照条件的光谱特征

位置、半高宽单位(nm)

实施例4

其他条件和实施例1完全一致；不同之处见表4；实施例4的光照条件定义为4#，其所得产品的农艺性状见表6。实施例4所得产品的功能成分见表7。

表4 实施例4光照条件的光谱特征

位置、半高宽单位(nm)

实施例5

其他条件和实施例1完全一致；不同之处见表5；实施例5的光照条件定义为5#，其所得产品的农艺性状见表6。实施例5所得产品的功能成分见表7。

表5 实施例5光照条件的光谱特征

表6 各实验组的农艺性状

表7 各实验组功能成分的质量百分比