在容器中栽培鳄梨树以用于集约果实生产的方法与流程

本发明集中于农学、水资源和环境影响领域，一般而言，本发明涉及高耗水量的果树栽培方法，该方法优化了水的利用并使产量最大化。具体地，其涉及通过对植物构型、营养、动态密度、人工授粉和在每个物候期使用特定光波长的多变量管理，在封闭条件下集约和可持续种植耗水量高的树木(例如尤其是鳄梨、柑橘、苹果、芒果、梨、桃、猕猴桃)的方法，所述多变量管理允许提前进入生产、最大化单位面积产量和控制果实收获时间。更具体地，本发明专利涉及1.在容器中栽培鳄梨树以用于集约果实生产的方法。

背景技术：

1、据估计，农业使用了70％的全球取水，由于作物蒸发蒸腾，农业活动在“消耗性用水”中所占的比例甚至更高。全球灌溉面积超过3.3亿公顷。灌溉农业占总耕地面积的20％，贡献了全球粮食总产量的40％。预计未来对水资源的竞争将会加剧，对农业造成特别大的压力。由于人口增长、城市化、工业化和气候变化，在提高用水效率的同时，需要在缺水地区重新分配25％至40％的水。(https://www.bancomundial.org/es/topic/water-in-agr icul ture)。

2、联合国估计，到2025年，将有18亿人生活在绝对缺水的国家或地区。在当前气候变化的背景下，预计到2030年，将近一半的世界人口将生活在缺水地区。在这种情况下，智利是其发展主要受到近年来发生的干旱和淡水短缺的限制的国家，并且是遭受水资源短缺的国家之一。智利的林业和畜牧业显然是出口导向型的，果实种植和林业起着主导作用。因此，可以说，智利的经济增长仍然以开采自然资源为基础，水是诸如农业部门的基本要素(ht tps://www.elmos trador.cl/agenda-pais/2019/08/30/como-la-escasez-de-agua-es taria-afectando-la-agricul tura-de-nues tro-pais/)。

3、根据世界资源研究所的数据，世界上超过25％的作物生长在严重缺水的地区，世界上5种最耗水的作物是：1)美国加州的扁桃仁，2)智利佩托卡的鳄梨，3)巴基斯坦的甘蔗，4)印度旁遮普的大米，5)多米尼加共和国的香蕉。(ht tps://agricul turers.com/los-5-cul t ivos-que-mas-agua-cons umen-en-el-mundo/)。

4、现在，聚焦在果实作物上，这些可根据其需水量来划分，取决于它们是否对干旱具有抗性、耐受性或敏感性将取决于它们的耗水量。有几种需要强制性灌溉的对干旱敏感的果树:i)樱桃、杏、桃、梨、晚熟苹果、鳄梨和番荔枝，每年用750mm的水；ii)黑莓、柑橘和覆盆子，每年用800mm至1,300mm的水；iii)番木瓜，每年用1,800mm的水；iv)猕猴桃，每年用2,000mm的水；和v)榛子，每年用2,500mm至3,000mm的水。(ht tp://blog.agrologica.es/neces idades-hidr icas-de-las-pr in cipales-especies-frutales-riego-tabla-res is tentes-sequia/).

5、如上所述，智利的缺水和鳄梨种植的象征性实例是佩托卡(petorca)镇，不幸的是，该地区以大面积种植鳄梨树而又没有足够的水供人消费而闻名。然而，这种缺水不能仅仅归咎于鳄梨种植园，因为在该地区也有大片相应于柑橘种植园的绿色区域。因此，鳄梨培育所用的水并不比柑橘类或胡桃树的栽培用水多得多，因此除了所产生的物种之外，问题是种植的公顷数过多。

6、然而，除了为什么某种类型的树比其它类型的树更有商业价值，以及为什么其中一些消耗如此多的水之外，如果我们想要产生资源优化的真正策略，有必要稍微更深入地了解这些高耗水果树的生命周期和繁殖。

7、这些树的典型实例是鳄梨，其可以开出数百万朵花，但其中只有不到1％成为果实。这是由于在配子融合前期(progamic phase)(从花粉到达柱头时直至受精发生)和早期果实发育期间发生的从低效授粉到不利的环境条件的一系列事件。对鳄梨树进行的研究表明，在胚珠附近具有花粉管的花的百分比受到达柱头的花粉粒数量的影响，尽管并非所有其胚珠已经受精的花最终都会发育成果实。另一方面，在人工施加花粉后，座果率增加，尽管转化为果实的花的百分比仍然很低，这表明低效授粉可能是低座果率的因素之一，但不是唯一的因素；其它因素也可能与花朵的繁殖成功有关，诸如花朵本身的质量，这反过来又取决于高效的营养。配子融合前期对环境条件尤其是温度非常敏感，温度在调节柱头可授性、花粉管生长速度和胚珠活力方面起着重要作用。另一方面，对于鳄梨树，已经描述了至少20个花粉粒的沉积是受精发生所必需的。因此，重要的是要指出，为了让其胚珠已受精的花自然转化为果实，许多因素必须同时发生，这就是为什么树在很长一段时间内产生如此大量的花，以及随之而来的这涉及的能量效应。

8、关于作为鳄梨种植的果实所获得的鳄梨，应当注意的是，近年来消费量大幅增加，从2000年的约280万吨的产量增加到2019年的约700万吨的产量。在智利，不同品种的鳄梨种植已经成为农业和经济发展的重要焦点，其产量的约70％用于出口，国内消费量很大。因此，在智利，除了鳄梨消费之外，鳄梨生产在国民经济中发挥着重要作用，因为除了满足人的食物需求之外，其还创造了大量的直接和间接的工作岗位。另一方面，鳄梨的生产(其大部分用于出口)使这一行业纳入了国家目标，即智利是国际市场上的食品强国。

9、因此，有必要开发新的栽培方法和产品，巩固智利在国际市场上的地位，同时通过减少这些物种的水消耗和产生更可持续的农艺学、理解和操纵在栽培果树时开始起作用的所有变量以获得最佳果实产量来实现社会目标。尽管本发明的专利的方法学的发展是基于智利的实际情况进行的，但是其应用可以在世界上种植高耗水树木的任何地理位置进行，正如鳄梨树的情况。

10、因此，已经出现了若干创新作为减少水耗和提高果树作物产量的解决方案。因此，现有技术中已指出了基于出于农艺目的的新的农业创新的不同专利和出版物，例如实用新型cn 203968874涉及实验育苗装置。该实验育苗装置包括培育槽(cul t ivat iongroove)，在培育槽的上部形成开口，然后在培育槽的内部形成凹陷空间并且栽培槽(cul tivat ion s lot)的下部形成用于容纳水或营养物溶液的内腔，栽培槽的向内凹陷的空间内设置有交联框架板，框架板将栽培槽分隔成多个容纳槽，在容纳槽的下部分别形成有与内腔分别连通的通孔。容纳槽内装有用于盛放营养基质的育苗箱，育苗箱下部设置有进水孔，种苗内设置有吸水棉棒。栽培槽开口处覆盖有覆盖膜。通过使用实验育苗装置，可以方便地判断不同植物幼苗生长的需水量和光照度情况。

11、实用新型cn 205993179公开了多功能花盆，特征在于其包括：盆体、挂钩、底板、万向轮、接水盘和吸杯(suct ion cup)。盆体和万向轮各自附着在底板的上下端的面上，挂钩固定地附着在盆体上，滴水盘通过吸杯附着在底板上，滴水盘位于挂钩的下段。公开的盆体包括内槽、外槽和松土板。盆体和内槽置于外槽体内，两者之间形成自由流动的空间，松土板附着在外槽的侧壁上。

12、专利us2492152公开了植物花盆组件，并且在其目的中提供了此类组件，其将提供足够的保护以防止植物脱水和水涝。这种花盆组件防止了不期望的情况，并在花盆周围提供了潮湿的气氛。提供了种植器组件，其包括具有拥有未穿孔的壁的开口顶部的容器和具有多孔壁和靠近其顶部的凸缘的种植器，所述种植器被支撑在所述容器内，其壁与所述容器的壁隔开，并且使得所述盆的底部被放置在所述容器的底部上方的相当大的距离处，在容器内所述盆的底部下方保留空间用于积水。通过这样放置花盆，可以防止水涝，因为花盆底部不会与容器底部的水接触。除了这个特征之外，在花盆的顶部与容器之间提供了可拆卸的密封件，其作用是使花盆周围的潮湿空气条件持续保持，从而防止花盆中的土壤变干。

13、专利申请us2017/027118公开了鳄梨种子种植器，其为可重复使用的装置，该装置容纳鳄梨种子，该鳄梨种子在一罐或一烧杯的水中生根。一旦种子生根，就将其从盆中取出，可将其种植在带有土壤的花盆中，作为室内植物生长，或者如果需要，可将其种植在室外生长。

14、专利ep 2103212公开了植物生长调节剂及其使用技术。具体而言，本发明涉及能够通过使用谷胱甘肽来提高收获率的植物生长调节剂以及使用该植物生长调节剂的技术。

15、专利申请wo 2013/044208指出了用于改善植物生长的方法，其包括用有效量的至少一种壳低聚糖处理植物种子或从种子萌发的植物，其中与未处理的植物或从未处理的种子收获的植物相比，收获时植物表现出至少增加的以蒲式耳/英亩测量的植物产量、增加的根数、增加的根长度、增加的根质量、增加的根体积和增加的叶面积。

16、专利申请kr 20200102232指出了基于微孔技术的透气花盆。基于微孔技术的花盆通过具有与其它流通型花盆相比更大的透气性并在微孔中保持水分以帮助植物生长，克服了现有的空气不能很好地流过容纳植物的空间和不能保持水分从而阻碍植物生长的问题。

17、专利申请cn 105766644指出了黄秋葵(abelmoschus esculentus)的组织培养方法，并且属于植物生物学技术领域。该方法包括以下步骤：准备外植体，选取成熟完整的黄秋葵种子，用自来水洗涤黄秋葵种子2-3小时，然后在洁净工作台上用70％酒精对黄秋葵种子消毒30秒，用0.1％氯化汞消毒8-10分钟，用无菌水漂洗5-6次，消毒后的种子用无菌水浸泡12-24小时；将浸泡后的种子接种在1/2ms培养基中，在荧光灯光下生长5-7天；展平叶子后，切下1.5-25cm的具有部分下胚轴的顶生枝条，将顶生枝条接种在含有0.05mg/l naa的ms培养基中，并在led(发光二极管)的蓝红色光下生长。黄色组合比例为1:3:1，持续35天，其中蓝红黄组合比例为1:3:1的led灯适合黄秋葵组培苗生长。

18、专利申请kr 20170123079指出了使用各种led发光二极管增加黄瓜菜(crepidiastrumdenticulatum)的生物活性物质和生长的方法。通过确保用于增加黄瓜菜(其为作为药物原料的药用作物)的生物活性物质和生长的优化的led技术，本发明的方法可用作用于生产高功能植物原料的技术。

19、可以理解的是，存在允许鉴定可被管理或操纵用于高耗水的树(诸如鳄梨树)的集约且可持续栽培的不同变量的若干描述，然而，这些树的栽培仍然是个问题，因为还不可能产生一种方法来替代陆地上的大规模栽培(其为需要高耗水量的栽培)或横向用于高耗水的不同果树物种。

20、因此，仍然需要用于这种类型的树的更好的栽培方法，其中可以提高用水效率(wue)。此外，需要这样的作物，其改善其对环境和可持续性的影响，减少农用化学品(营养或植物检疫)的使用，而不影响或减少树的果实产量，因为如树不产生与树陆地上的产量相似的产量，种植者将无利可图，因此该方法除了改善wue以及为环境可持续性之外，还必须在果实生产方面具有商业吸引力。

技术实现思路

1、因此，本发明的目的是提供方法，该方法涉及在透气的容器中栽培高耗水果树的基本指导，具有高效和均匀的根系构型、分析和提高wue、环境可持续性、人工授粉、透气的容器的使用、位置距离以及叶片暴露的光周期和光强度。由于必需的水被集中在容器中，所以树被布置在透气的容器中的条件提高了wue。另一方面，当树在容器中时，营养物的使用具有可持续性，因为：i)最好的营养物被树高效地捕获，和ii)营养物保持集中在容器中，因此对周围环境没有直接影响，就像树直接种植在土地中的情况一样。所有上述变量共同地协同起作用，以便实现植物提早的营养发育、开花和结果以及物候控制，以集中的方式和在果实发育的最佳环境条件下同步开花。

2、因此，相对于现有技术中已知的栽培技术，本发明显示出显著的技术有利方面，这些有利方面是基于高耗水果树的集约和可持续栽培方法实现的，所述方法是封闭的并通过多变量管理，其中突出的是：植物构型、营养、动态密度、人工授粉和对每个物候状态使用特定波长，这允许提早进入生产，最大化单位面积产量并控制果实收获时间。在容器中种植果树诸如鳄梨树以用于集约果实生产的方法(尽管其也可适用于柑橘树、苹果树、芒果、梨树、桃、猕猴桃等)，包括以下步骤：从在透气的容器中具有高根密度的克隆植物；提供在容器中的基质用于加速根的生长；用营养物溶液对所述容器进行肥水灌溉，所述营养物溶液提供植物营养发育、开花和结果的提早；在动态密度的条件下布置所述容器，所述动态密度从1.0x 1.5米到3.5x2.5米的密度变化；通过用led灯系统进行照明来控制植物的物候循环，所述led灯系统具有随着时间的推移和在植物所在的空间内周期性地起作用的间歇性波长脉冲；通过喷雾系统将花粉施于每个花的圆锥花序上对花进行人工授粉；通过引导和修剪控制树的大小以形成多轴型植物构型；通过利用微生物的生物防治来控制病虫害；以及培育出籽小大尺寸的果实。