本發(fā)明涉及一種設施農業(yè)-植物工廠栽培藥用植物的技術，具體涉及一種藏紅花室內培育開花的人工栽培方法。

背景技術：

藏紅花，又稱番紅花、西紅花，被國家列為重點發(fā)展的中藥材品種，一種鳶尾科番紅花屬的多年生花卉、草木。藏紅花在歐洲和亞洲廣泛應用，可用于婦科、開發(fā)功能性食品、保健性化妝品等。但藏紅花是柱頭人藥，產量低。其資源極其有限，使其價格昂貴，被譽為“植物黃金”。藏紅花是亞洲西南部原生種。最早由希臘人人工栽培。我國歷來都是進口供藥用，明朝時傳入中國，《本草綱目》將它列入藥物之類，可以活血，治驚悸。藏紅花集多種功能于一身，是一種名貴的中藥材，具有強大的生理活性。其柱頭在亞洲和歐洲作為藥用，具有活血化瘀、調經止痛等功效。藏紅花素、藏紅花酸和藏紅花醛等獨特成分，具有高效的抗腫瘤、防癌、抗氧化、抗誘變等多種藥理活性，對心腦血管疾病和神經性疾病有預防和治療作用，且毒副作用低。中國浙江等地有種植。藏紅花具有很高的藥用價值，研究生產藏紅花將具有廣闊的應用前景。

藏紅花的栽培生產主要是用室內栽培的方法，但是在室內開花，待放的花苞會突然萎蔫，繼而腐爛，造成產量和質量的下降。而且我國藏紅花因栽培條件下不能結種，要靠球莖繁殖，藏紅花生長對生態(tài)環(huán)境、栽培技術要求較高，室內培育期間如果光照、溫度、濕度、通風等管理不當易出現球莖越種越小，小球莖開花少、花小，甚至不開花的現象。因此我們通過嚴格控制光源的光質、光強和光周期等條件的一種植物工廠栽培藏紅花這一途徑來解決藏紅花資源短缺的問題。

技術實現要素：

本發(fā)明的目的在于增加藏紅花有效成分的生成，通過嚴格控制光源的光質、光強和光周期等條件栽培優(yōu)質高產的藏紅花。

本發(fā)明一種藏紅花室內培育開花的人工栽培方法；從藏紅花球莖入土開始，按藏紅花生長過程的全休眠期、同化葉分化期、花芽分化期、開花期四個階段，采用不同的光照條件，促進藏紅花開花；所述光照條件包括：光源光譜發(fā)射峰數量、發(fā)射峰所處位置波長、半高寬、相對高度，光照強度，每天光照時間。

本發(fā)明一種藏紅花室內培育開花的人工栽培方法；藏紅花生長過程的全休眠期、同化葉分化期、花芽分化期、開花期四個階段所采用的光源光譜發(fā)射峰數量為3個；第一個發(fā)射峰所處位置波長為430-490nm，發(fā)射峰半高寬為10-40nm，發(fā)射峰相對高度為0.3-0.6；第二個發(fā)射峰所處位置波長為590-690nm，發(fā)射峰半高寬為20-55nm，發(fā)射峰相對高度為0.7-1.0；第三個發(fā)射峰所處位置波長為700-740nm，發(fā)射峰半高寬為10-30nm，發(fā)射峰相對高度為0.1-0.4；光照強度10-65μmol/m²/s；每天光照時間：6-12h。

作為優(yōu)選方案，本發(fā)明一種藏紅花室內培育開花的人工栽培方法；藏紅花生長過程的全休眠期、同化葉分化期、花芽分化期、開花期四個階段的光源光譜均包含三個發(fā)射峰；光照參數為：

全休眠期：

第一個發(fā)射峰處于440-470nm處，半相對高度0.3-0.5，高寬15-30nm；

第二個發(fā)射峰處于600-650nm處，相對高度0.7-0.9，半高寬25-40nm；

第三個發(fā)射峰處于700-730nm處，相對高度0.2-0.4，半高寬15-18nm；

光照強度：10-40μmol/m²/s、優(yōu)選為32-38μmol/m²/s；每天光照時間：6-8小時；、優(yōu)選為6小時。在工業(yè)化應用時，光照強度可逐漸增加。

同化葉分化期：

第一個發(fā)射峰處于450-480nm處，相對高度0.4-0.5，半高寬25-30nm；

第二個發(fā)射峰處于620-680nm處，相對高度0.8-1.0，半高寬40-50nm；

第三個發(fā)射峰處于700-730nm處，相對高度0.1-0.2，半高寬20-25nm；

光照強度：10-45μmol/m²/s、優(yōu)選為36-45μmol/m²/s；每天光照時間：8-10小時、優(yōu)選為10小時；

花芽分化期：

第一個發(fā)射處于440-480nm處，相對高度：0.3-0.4，半高寬20-30nm；

第二個發(fā)射峰處于600-650nm處，相對高度0.9-1.0，半高寬40-50nm；

第三個發(fā)射峰處于700-730nm處，相對高度0.1-0.2，半高寬20-25nm；

光照強度：10-48μmol/m²/s、優(yōu)選為38-46μmol/m²/s；每天光照時間：10-12小時；

開花期：

第一個發(fā)射處于440-480nm處，相對高度：0.4-0.6，半高寬20-35nm；

第二個發(fā)射峰處于600-650nm處，相對高度為0.7-0.9，半高寬35-45nm；

第三個發(fā)射峰為700-730nm處，相對高度0.2-0.3，半高寬20-25nm；

光照強度：35-58μmol/m²/s；每天光照時間：10-12小時、優(yōu)選為12小時。

作為優(yōu)選方案：本發(fā)明一種藏紅花室內培育開花的人工栽培方法；藏紅花生長過程的全休眠期、同化葉分化期、花芽分化期、開花期四個階段的光源均采用可調整光譜的LED植物生長燈。

作為優(yōu)選方案：本發(fā)明一種藏紅花室內培育開花的人工栽培方法；藏紅花生長過程的全休眠期、同化葉分化期、花芽分化期、開花期四個階段中，藏紅花生長環(huán)境溫度為：

全休眠期：17.5-23℃；優(yōu)選為17.7-18.3℃；

同化葉分化期：20-25℃；

花芽分化期：24-26℃；優(yōu)選為室溫；

開花期：15～18℃。

作為優(yōu)選方案：本發(fā)明一種藏紅花室內培育開花的人工栽培方法；藏紅花生長過程的全休眠期、同化葉分化期、花芽分化期、開花期四個階段中，藏紅花生長環(huán)境濕度為：

全休眠期控制環(huán)境濕度為75％～80％；

同化葉分化期和花芽分化期控制環(huán)境濕度為75％～85％且保證空氣暢通；

開花期控制環(huán)境濕度為75-80％。

作為優(yōu)選方案：本發(fā)明一種藏紅花室內培育開花的人工栽培方法；藏紅花生長過程的全休眠期、同化葉分化期、花芽分化期、開花期四個階段中，基質采用東北泥炭土與松鱗的混合物。

作為優(yōu)選方案：本發(fā)明一種藏紅花室內培育開花的人工栽培方法；基質中東北泥炭土與松鱗的質量比為，東北泥炭土∶松鱗＝2∶1。

作為優(yōu)選方案：本發(fā)明一種藏紅花室內培育開花的人工栽培方法；基質的pH為5.5--6.5。

本發(fā)明一種藏紅花室內培育開花的人工栽培方法；所述全休眠期：為期27-33天，優(yōu)選為28-31天，即一個月。作為進一步的優(yōu)選方案，在全休眠期中，光照強度按天數連續(xù)增加。

本發(fā)明一種藏紅花室內培育開花的人工栽培方法；所述同化葉分化期中，頂芽同化葉先分化，當生長葉9-24片時，隨后側芽同化葉開始分化，一般生葉2-12片。隨著葉片伸長從葉鞘內抽出，葉片叢生，無柄，細線形，橫切面呈反卷形。葉片增長的最后長度在20-45cm之間，寬度在0.15-0.38cm之間；同化葉分化為期42-48天、優(yōu)選為43-46天、進一優(yōu)選為45天。

本發(fā)明一種藏紅花室內培育開花的人工栽培方法；所述花芽分化期中，首先花芽頂端分生組織開始極性分化，生殖器官逐漸形成，約需一個多月(35-45天)；雌雄蕊形成，約需一個月時間(27-33天)，在本發(fā)明中，以形成完整的花器官作為花芽分化期的結束終點；其時間為62-78，優(yōu)選為65-70天。

本發(fā)明一種藏紅花室內培育開花的人工栽培方法；所述開花期：為期約20天(18-25天)；植株高15--40cm隨著花開放，柱頭迅速伸長。從現蕾到開花需7天，每朵花開放持續(xù)時間約兩天。

本發(fā)明一種藏紅花室內培育開花的人工栽培方法；在同化葉分化期、花芽分化期開啟排風扇，增大空氣對流速度。

作為優(yōu)選方案：本發(fā)明一種藏紅花室內培育開花的人工栽培方法；栽培得到的藏紅花中藏紅花多糖的質量百分含量大于等于1.59％；優(yōu)選為大于等于1.83％；進一步優(yōu)選為1.98-2.05％。

作為優(yōu)選方案：本發(fā)明一種藏紅花室內培育開花的人工栽培方法；栽培得到的藏紅花中藏紅花苷類的質量百分含量大于等于14.95％；優(yōu)選為大于等于15.67％；進一步優(yōu)選為16.1-17.75％。

作為優(yōu)選方案：本發(fā)明一種藏紅花室內培育開花的人工栽培方法；栽培得到的藏紅花中黃酮的質量百分含量大于等于0.014％；優(yōu)選為大于等于0.015％；進一步優(yōu)選為0.016-0.018％。

作為優(yōu)選方案：本發(fā)明一種藏紅花室內培育開花的人工栽培方法；栽培得到的藏紅花中多酚的質量百分含量大于等于0.071％；優(yōu)選為大于等于0.073％；進一步優(yōu)選為0.075-0.076％。

本發(fā)明一種藏紅花室內培育開花的人工栽培方法；光照光源優(yōu)選為發(fā)光二極管燈(LED)。

本發(fā)明一種藏紅花室內培育開花的人工栽培方法；通過定時裝置來控制光照周期。

優(yōu)勢

本發(fā)明具有多種有益效果，具體如下：

1.增加藏紅花有效成分的生成。

2.通過嚴格控制光源的光質、光強和光周期等條件的一種植物工廠栽培優(yōu)質高產的藏紅花。

3.縮短培育藏紅花的時間，通過嚴格控制光源的光質、光強和光周期等條件，以及溫度、濕度、通風情況等環(huán)境因素，使其嚴格符合藏紅花生理需求。

總之，本發(fā)明通過各生長階段的光照強度、光質比、基質pH值、溫度、濕度等參數的協同作用，在大大提升了藏紅花有效生長率的同時也獲得了高含量的功能成分。

附圖說明

附圖1為發(fā)光二極管燈板(LED)布置示意圖；

附圖2為立體種植藏紅花設置結構示意圖。

具體實施方式

根據全封閉式人工光型植物工廠的具體參數。下面對本發(fā)明作進一步的說明。

供藏紅花栽培使用的全封閉式人工光型植物工廠，所述全封閉式人工光型植物工廠能實現植物工廠與外界環(huán)境中可控的物質與能量的交換。此植物工廠不依賴外界光源，因此無須透光材料和遮光材料，可長期使用而無須更換太多耗材。

采用室內全封閉式植物工廠立體種植藏紅花，栽培過程中，通風裝置協調控制室內溫度和濕度，特殊情況下啟用室內空調調節(jié)室內溫度。

本發(fā)明以下五個實驗組(實施例)每個階段的光照條件作為單一變量，在湖南農業(yè)大學植物光學實驗室，采用控制變量法栽培五組藏紅花，設置其他條件與實施例一中相同條件，五個實驗組中的光照條件如附表1、附表2、附表3、附表4、附表5所示，農藝性狀如附表6所示，植株內藥用功能成分的含量如附表7所示。

實施例1

一種藏紅花室內培育開花的人工栽培方法采用全封閉式人工光型植物工廠栽培藏紅花，該工藝主要是根據藏紅花室內培育的不同生長階段設置不同的光照條件與溫度、濕度、施肥條件和通風條件等來控制藏紅花生長發(fā)育。

實施材料：藏紅花球莖，發(fā)光二極管燈(LED)。

實施方法：本發(fā)明實施例主要描述藏紅花室內培育的4個生長階段：全休眠期、同化葉分化期、花芽分化期、開花期。各個生長階段的光譜特征如表1所示。

1.全休眠期：為期一個月。光照強度為10-40μmol/m²/s逐步加強，溫度設為28℃左右，濕度為76％。

2.同化葉分化期：同化葉分化為期45天。葉片增長的最后長度在35cm，寬度在0.29cm；光照強度為36μmol/m²/s，溫度設為25℃，濕度為80％.

3.花芽分化期：為期70天；光照強度為38μmol/m²/s，溫度設為25℃左右，濕度為75-85％.

4.開花期：每次開花持續(xù)7天左右，中間間隔約一周。為期20天；植株高25-40cm隨著花開放，每朵花開放持續(xù)時間約兩天，光照強度為56μmol/m²/s，溫度設為15-18℃左右，濕度為75％左右。

5.各個時期pH值要求相同為6.0。并且對于溫度控制裝置：藏紅花球莖處于花芽和葉芽分化期開啟排氣扇促進空氣對流。

控制方法：光照光源為發(fā)光二極管燈管(LED)，光周期用一個定時裝置來設置。

實施例1的光照條件定義為1#，其所得產品的農藝性狀見表6。實施例1所得產品的功能成分見表7。

實施例1中對作物的管理為：發(fā)現植株上側芽太多時，要將部分小芽掰去，以保證主芽能多開花、開大花；在藏紅花的生長發(fā)育過程中，一定要及時排去積水，為苗松土澆水，保持土壤濕潤為宜。開花期間光照和濕度對其影響很大，濕度過大會造成萎花，光照過強會使花芽徒長，都會影響產量。藏紅花的適宜生長條件不僅需要合適的溫度，還需要適宜的濕度，采用人工氣候室培養(yǎng)，可以加濕并能夠調溫、控制光照強度，滿足藏紅花的生長需要的濕度、溫度環(huán)境以及合適的光強、光周期。

表1 實施例1光照條件的光譜特征

位置、半高寬單位(nm)

實施例2

其他條件和實施例1完全一致；不同之處見表2；實施例2的光照條件定義為2#，其所得產品的農藝性狀見表6。實施例2所得產品的功能成分見表7。

表2 實施例2光照條件的光譜特征

位置、半高寬單位(nm)

實施例3

其他條件和實施例1完全一致；不同之處見表3；實施例3的光照條件定義為3#，其所得產品的農藝性狀見表6。實施例3所得產品的功能成分見表7。

表3 實施例3光照條件的光譜特征

位置、半高寬單位(nm)

實施例4

其他條件和實施例1完全一致；不同之處見表4；實施例4的光照條件定義為4#，其所得產品的農藝性狀見表6。實施例4所得產品的功能成分見表7。

表4 實施例4光照條件的光譜特征

位置、半高寬單位(nm)

實施例5

其他條件和實施例1完全一致；不同之處見表5；實施例5的光照條件定義為5#，其所得產品的農藝性狀見表6。實施例5所得產品的功能成分見表7。

表5 實施例5光照條件的光譜特征

表6 各實驗組的農藝性狀

表7 各實驗組功能成分的質量百分比