一种基于红光与远红光促进水培水稻快速分蘖抽穗的方法

本发明涉及一种基于红光与远红光促进水培水稻快速分蘖抽穗的方法，属于水稻种植。

背景技术：

1、现有技术主要运用不同红蓝混合光配比，调控水稻生育周期达到水稻加速育种的效果，但缩短生育周期有限，远远不能满足现有科学研究和市场需求。远红光（far-redlight, fr）在调控作物生长发育、抽穗开花和果实品质等方面发挥着重要作用，改变植物吸收有效光谱波长范围从紫外线光（约280 nm）到fr（700-750 nm），可以通过调节fr的变化诱导光敏色素的红光吸收型和远红光吸收型构型之间的转换，从而影响作物的形态和生理生化上的变化，调控作物生育周期。目前，作物led育种领域fr调控相关技术较少，且led育种多集中在基质栽培，因此开发新的led光质和水培育种方法，促进水稻快速抽穗开花，使其加代育种的同时，还可完全利用营养液为水稻秧苗提供各个时期所需的营养物质，有效地避免病虫害、草害和药害的发生，提高土地利用率。

2、现有专利一种基于无自然光条件下led植物灯的水稻培育方法（cn 105766506a）、一种水稻快速加代育种的方法（cn 114027120a）和一种促进水稻快速加代的方法（cn116267470a）等，公开了通过控制红白蓝混合光质对水稻生育期管理进行调控，虽有效缩短水稻生育周期，但目前红白蓝混合光质处理方法较多且多采用基质栽培的方式，并不能进一步满足研发和市场需要。因此亟需开发一种其它光质参数和水培处理相结合的方法促进水稻快速抽穗开花，缩短传统育种周期，为保障粮食安全提供技术储备。

技术实现思路

1、针对上述现有技术存在的问题，本发明提供一种基于红光与远红光促进水培水稻快速分蘖抽穗的方法，采用红光与远红光，通过精确调制光谱波长和光照强度，配合不同时期水稻秧苗所需营养液，达到促进水培水稻快速分蘖抽穗的目的。

2、为了实现上述目的，本发明采用的一种基于红光与远红光促进水培水稻快速分蘖抽穗的方法，在光环境下对水培水稻进行光质处理，使水稻快速分蘖抽穗；

3、所述光环境采用红光与远红光的比值为0.60，光照强度为800 μmol·m-2·s-1。

4、进一步的，所述水稻为华粳5号。

5、进一步的，还包括以下步骤：

6、（1）催芽：水稻种子消毒后置于黑暗环境下浸泡，用纱布为垫层平铺种子，催芽直至水稻种子露白；

7、（2）育苗-幼苗期：将露白的水稻种子隔行放入水培盒中，将水培盒放置在所述光环境下，按照红光与远红光的比值为0.60，光照强度为800 μmol·m-2·s-1进行培养，待水稻根系长度为5-6 cm时，定植于装有营养液一的水培槽中，培养至水稻幼苗期结束；其中，育苗-幼苗期的昼/夜光周期为22/2 h，昼/夜温度为30℃/25℃，空气湿度为85％；

8、（3）分蘖-抽穗开花期：待步骤（2）所述光环境处理的水稻开始分蘖，在水培槽内补充营养液二，此时调控分蘖期的昼/夜光周期为10/14 h，昼/夜温度为33℃/28℃，空气湿度为70％；待水稻开始抽穗开花，调控昼/夜温度为30℃/25℃，空气湿度为65％。

9、进一步的，所述步骤（1）中在30℃黑暗环境下用清水浸泡水稻种子。

10、进一步的，所述步骤（2）中将露白的水稻种子隔行放入96孔板水培盒中，所述水培盒内采用清水培养。

11、进一步的，所述步骤（2）的营养液一通过营养液母液一稀释1000倍获得；

12、所述营养液母液一包括以下原料：

13、第一组分：246.9 g/l ca(no3)2·4h2o、161.5 g/l kno3、47.9 g/l nh4h2po4、144.8 g/l mgso4·7h2o、35.1g/l (nh4)2so4、55.99g/l edta-fena、0.568g/l na2sio3·9h2o；

14、第二组分：0.99g/l mncl2·7h2o、1.86 g/l h3bo3、1.24 g/l (nh4)6·mo7o24·4h2o、1.15 g/l znso4、0.518 g/l cuso4。

15、进一步的，所述步骤（3）的营养液二通过营养液母液二稀释1000倍获得；

16、所述营养液母液二包括以下原料：

17、第一组分：369.9g/l ca(no3)2·4h2o、242.3g/l kno3、62.27g/l nh4h2po4、215.2g/l mgso4·7h2o、50.68g/l (nh4)2so4、55.99g/l edta-fena、0.901g/l na2sio3·9h2o；

18、第二组分：0.99 g/l mncl2·7h2o、1.86 g/l h3bo3、1.24 g/l (nh4)6·mo7o24·4h2o、1.15 g/l znso4、0.518 g/l cuso4。

19、进一步的，所述步骤（3）的分蘖-抽穗开花期，每间隔7d对水稻叶面喷施营养液三，所述营养液三通过营养液母液三稀释1000倍获得；

20、所述营养液母液三包括以下原料：

21、第一组分：1.5 g/l ch4n2o、1 g/l ca(h2po4)2·h2o、1.5g/l kh2po4；

22、第二组分：0.05 g/l mncl2·7h2o、0.1 g/l h3bo3、0.05 g/l (nh4)6·mo7o24·4h2o、0.2 g/l znso4、0.05 g/l cuso4。

23、进一步的，所述步骤（2）、步骤（3）的水培槽均采用循环水箱，所述循环水箱按照每循环2 h、停1 h的程序进行营养液循环。

24、本发明的原理：本发明基于远红光（far-red light, fr），可以通过调节fr的变化诱导光敏色素的红光吸收型和远红光吸收型构型之间的转换，从而影响作物的形态和生理生化上的变化，调控作物生育周期。同时，为保证光质均一性，栽培架四周完全遮光处理，led灯光高度控制在1 m，光强使用光谱辐射计（ps-300, apogee instruments inc.,logan, ut, usa）进行测定，目标光强允许变化范围不超过20 μmol·m-2·s-1。

25、与现有技术相比，本发明采用水培的方法，采用具有适宜的红光与远红光比值的led灯，精确调制光谱波长和光照强度，配合不同时期水稻秧苗所需浓度的营养液，促进水稻提前抽穗开花，显著缩短了水稻秧苗生育周期，为水稻的加速育种提供了新的思路。

技术特征：

1.一种基于红光与远红光促进水培水稻快速分蘖抽穗的方法，其特征在于，在光环境下对水培水稻进行光质处理，使水稻快速分蘖抽穗；

2.根据权利要求1所述的一种基于红光与远红光促进水培水稻快速分蘖抽穗的方法，其特征在于，所述水稻为华粳5号。

3.根据权利要求1所述的一种基于红光与远红光促进水培水稻快速分蘖抽穗的方法，其特征在于，包括以下步骤：

4.根据权利要求3所述的一种基于红光与远红光促进水培水稻快速分蘖抽穗的方法，其特征在于，所述步骤（1）中在30℃黑暗环境下用清水浸泡水稻种子。

5.根据权利要求3所述的一种基于红光与远红光促进水培水稻快速分蘖抽穗的方法，其特征在于，所述步骤（2）中将露白的水稻种子隔行放入96孔板水培盒中，所述水培盒内采用清水培养。

6.根据权利要求3或5所述的一种基于红光与远红光促进水培水稻快速分蘖抽穗的方法，其特征在于，所述步骤（2）的营养液一通过营养液母液一稀释1000倍获得；

7.根据权利要求3所述的一种基于红光与远红光促进水培水稻快速分蘖抽穗的方法，其特征在于，所述步骤（3）的营养液二通过营养液母液二稀释1000倍获得；

8.根据权利要求7所述的一种基于红光与远红光促进水培水稻快速分蘖抽穗的方法，其特征在于，所述步骤（3）的分蘖-抽穗开花期，每间隔7d对水稻叶面喷施营养液三，所述营养液三通过营养液母液三稀释1000倍获得；

9.根据权利要求3所述的一种基于红光与远红光促进水培水稻快速分蘖抽穗的方法，其特征在于，所述步骤（2）、步骤（3）的水培槽均采用循环水箱，所述循环水箱按照每循环2h、停1 h的程序进行营养液循环。

技术总结本发明公开一种基于红光与远红光促进水培水稻快速分蘖抽穗的方法，在光环境下对水培水稻进行光质处理，使水稻快速分蘖抽穗；所述光环境采用红光与远红光的比值为0.60，光照强度为800μmol·m<supgt;‑2</supgt;·s<supgt;‑1</supgt;。本发明采用水培的方法，采用具有适宜的红光与远红光比值的LED灯，精确调制光谱波长和光照强度，配合不同时期水稻秧苗所需浓度的营养液，促进水稻提前抽穗开花，显著缩短了水稻秧苗生育周期，为水稻的加速育种提供了新的思路。技术研发人员：曹凯,张宝龙,吴雪,仇泽宇,唐兆成,凌溪铁,王芽芽受保护的技术使用者：江苏省农业科学院技术研发日：技术公布日：2024/8/20