摘 要：本发明提供一种用于工业大麻种子雌性诱导的光照调控方法，涉及光照调控技术领域，方法包括收集大麻种子雌性诱导历史数据，划分光适萌发、诱导光调、生长光变阶段并获取光照时间。根据种子特性质量、生长状态、栽培方式及病虫害分别调整各阶段光照策略，整合为雌性诱导光照策略，利用烟花算法分析次生代谢产物和酶活性获性别分化状态数据，再据此调整得到光照调控方法，本发明通过分阶段、多因素的精准光照调控和动态调整，更有利于雌性大麻的生长和发育，从而提高雌性诱导的成功率，增加雌性植株的比例，还使用烟花算法分析性别分化状态数据，使光照调控能够根据大麻植株的实际生长情况进行及时调整，提高光照调控的精准性和有效性。
权利要求书
1.一种用于工业大麻种子雌性诱导的光照调控方法，其特征在于，包括：
收集不同大麻种子雌性诱导的历史数据，根据所述历史数据将不同大麻种子雌性诱导周期分为光适萌发阶段、诱导光调阶段和生长光变阶段，并获取不同阶段的光照时间；
根据不同大麻种子的特性和质量对所述光适萌发阶段的光照时间进行调整得到萌发光照策略，根据当前生长状态和激素对所述诱导光调阶段的光照时间进行调整得到诱导光照策略，根据不同栽培方式和病虫害对所述生长光变阶段的光照时间进行调整得到生长光照策略；
将所述萌发光照策略、所述诱导光照策略和所述生长光照策略进行整合得到雌性诱导光照策略，并使用烟花算法对次生代谢产物和光合作用相关酶活性进行分析得到性别分化状态数据；
根据所述性别分化状态数据对所述雌性诱导光照策略进行调整得到光照调控方法。
2.根据权利要求1所述的一种用于工业大麻种子雌性诱导的光照调控方法，其特征在于，将大麻种子雌性诱导周期分为多个阶段的步骤包括：
从所述历史数据中获取光照特征、种子萌发指标、性别分化启动指标和植株生长与发育指标；
根据所述种子萌发指标将大麻种子开始吸水膨胀至胚根突破种皮，子叶展开并结合所述光照特征开始进行光合作用作为所述光适萌发阶段；
根据所述性别分化启动指标判断大麻幼苗开始出现性别分化的迹象，并根据所述光照特征对光照周期进行调整，作为所述诱导光调阶段；
根据所述植株生长与发育指标判断根茎的伸长、叶片的增加和花与果实的发育是否达到预设生长需求，是则将当前阶段作为所述生长光变阶段。
3.根据权利要求2所述的一种用于工业大麻种子雌性诱导的光照调控方法，其特征在于，调整得到所述萌发光照策略的步骤包括：
从种子大小和需光特性对大麻种子的特性进行分析得到种子特性数据，根据发芽率和饱满度对大麻种子质量进行分析得到种子质量数据；
根据所述种子特性数据和所述种子质量数据确定所述光适萌发阶段的初始光照时间，根据所述发芽率和所述饱满度对所述初始光照时间进行调整得到光照时间；
根据虎克捷夫算法并结合所述种子特性数据与所述种子质量数据得到萌发调整策略，并对所述光照时间进行调整得到所述萌发光照策略。
4.根据权利要求3所述的一种用于工业大麻种子雌性诱导的光照调控方法，其特征在于，得到所述萌发调整策略的步骤包括：
将所述种子特性数据与所述种子质量数据进行整合，并进行归一化处理得到特性与质量数据集；
根据所述特性与质量数据集与所述初始光照时间确定策略目标函数，公式表达为：
式中，G是综合评价指标，α、β、γ、δ是权重系数，Tenv是环境温度，Topt是最适温度，Wenv是环境水分，Wopt是最适水分，Ls是光照强度，Llight是光照周期，V是通风条件，E是其他环境因素；
根据所述策略目标函数对所述光照时间进行调整，得到所述萌发调整策略，公式表达为：
式中，
是当前迭代的光照时间，
是下一次迭代的光照时间，
是策略目标函数对光照时间的偏导数，θ是学习率。
5.根据权利要求1所述的一种用于工业大麻种子雌性诱导的光照调控方法，其特征在于，调整得到所述诱导光照策略的步骤包括：
从形态指标和生长速度对当前生长状态进行分析得到植株生长状态数据，并通过高效液相色谱方法对所述激素进行检测，分析不同激素之间的比例关系得到激素平衡数据；
根据所述植株生长状态数据与所述激素平衡数据对所述诱导光调阶段的光照时间按照逐步调整原则进行调整得到所述诱导光照策略。
6.根据权利要求1所述的一种用于工业大麻种子雌性诱导的光照调控方法，其特征在于，调整得到所述生长光照策略的步骤包括：
分析露地栽培、温室栽培和水培栽培对所述生长光变阶段的大麻光照时间的影响程度，并分析不同病害和不同虫害对大麻生长与光合作用的影响效率；
根据所述影响程度和影响效率定期评估大麻植株的生长状态、光合作用效率和病虫害防治结果；
根据评估结果对所述生长光变阶段的光照时间进行调整得到所述生长光照策略。
7.根据权利要求1所述的一种用于工业大麻种子雌性诱导的光照调控方法，其特征在于，分析得到所述性别分化状态数据的步骤包括：
在大麻不同生长阶段，分别采集不同组织部位的样品，并根据所述次生代谢产物的性质选择提取方法，根据所述提取方法从所述样品中提取次生代谢产物含量；
将所述样品放入到预冷的提取缓冲液中，在预设温度下进行研磨，通过测定酶催化反应中底物的消耗和产物的生成确定酶活性；
使用烟花算法对所述次生代谢产物含量和所述酶活性进行分析得到特征组合向量，并对不同性别植株的特征组合进行分类得到所述性别分化状态数据。
8.根据权利要求7所述的一种用于工业大麻种子雌性诱导的光照调控方法，其特征在于，分析得到所述特征组合向量的步骤包括：
对所述次生代谢产物含量和所述酶活性进行标准化处理，并组合成特征向量；采用轮廓系数作为适应度函数；
随机生成多个烟花，每个烟花代表一个所述特征向量，并根据所述适应度函数计算爆炸幅度和产生的火花数量；
根据所述爆炸幅度和所述火花数量对每个烟花进行爆炸操作，生成多个火花，并对预设数量的火花进行变异操作；从所有火花中选择适应度值最高的火花对应的特征向量作为所述特征组合向量。
9.根据权利要求8所述的一种用于工业大麻种子雌性诱导的光照调控方法，其特征在于，所述爆炸幅度和所述火花数量的公式表达为：
式中，V、C是比例系数，Fmax是当前烟花中的最大适应度值，ε是正数，Amax是最大爆炸幅度，Smax是最大火花数量，Ai是第个i烟花的爆炸幅度，N是烟花的数量,f(xj)是第j个烟花的适应度值。
10.根据权利要求1所述的一种用于工业大麻种子雌性诱导的光照调控方法，其特征在于，调整得到所述光照调控方法的步骤包括：
将所述性别分化状态数据与所述雌性诱导光照策略进行关联分析，得到对性别分化的影响结果；
根据所述影响结果对光照时间、光照强度和光质进行调整得到优化调整策略，并持续对使用优化调整策略之后的大麻植株进行检测得到监测结果；
根据所述监测结果和所述性别分化状态数据对所述雌性诱导光照策略进行调整得到所述光照调控方法。
技术领域
本发明涉及光照调控技术领域，特别是涉及一种用于工业大麻种子雌性诱导的光照调控方法。
背景技术
工业大麻作为一种具有重要经济价值的作物，在纤维、油料、药用等领域有着广泛的应用前景。然而，大麻为雌雄异株植物，在工业生产中，雌株往往比雄株具有更高的经济价值，例如在药用大麻中，雌株积累的大麻二酚（CBD）等有效成分含量更高，而雄株不结籽，开花授粉后会自然死亡，且其花粉会导致大量雌株授粉结实，使雌株积累的营养物质转化为种子发育所用，停止合成大麻二酚，严重影响雌株中有效药物成分的积累。因此，实现工业大麻种子的雌性诱导对于提高其经济产量和品质具有重要意义。
目前，在工业大麻种子雌性诱导的光照调控方面，现有的技术存在一些缺陷。传统方法往往对雌性诱导周期缺乏科学的阶段划分，难以针对大麻不同生长阶段的特点进行精准的光照调控。同时，由于缺乏对不同大麻种子特性、生长状态以及环境因素等的综合考虑，无法制定出具有针对性的光照策略，导致光照调控效果不佳。此外，现有技术无法根据大麻生长过程中的实时变化对光照方法进行动态调整，难以满足大麻在不同生长阶段对光照的多样化需求，从而限制了工业大麻雌性诱导的效率和质量。
为了解决这些问题，需要一种更加科学、精准且能够动态调整的光照调控方法，以提高工业大麻种子雌性诱导的成功率和一致性，进而提升工业大麻的产量和品质，满足工业生产的需求。
发明内容
本发明提供一种用于工业大麻种子雌性诱导的光照调控方法，用以解决现有技术中对雌性诱导周期缺乏阶段划分和针对性调控，并且无法对光照方法进行动态调整的缺陷。
本发明提供一种用于工业大麻种子雌性诱导的光照调控方法，包括：
收集不同大麻种子雌性诱导的历史数据，根据历史数据将不同大麻种子雌性诱导周期分为光适萌发阶段、诱导光调阶段和生长光变阶段，并获取不同阶段的光照时间。
根据不同大麻种子的特性和质量对光适萌发阶段的光照时间进行调整得到萌发光照策略，根据当前生长状态和激素对诱导光调阶段的光照时间进行调整得到诱导光照策略，根据不同栽培方式和病虫害对生长光变阶段的光照时间进行调整得到生长光照策略。
将萌发光照策略、诱导光照策略和生长光照策略进行整合得到雌性诱导光照策略，并使用烟花算法对次生代谢产物和光合作用相关酶活性进行分析得到性别分化状态数据。
根据性别分化状态数据对雌性诱导光照策略进行调整得到光照调控方法。
根据本发明提供的一种用于工业大麻种子雌性诱导的光照调控方法，将大麻种子雌性诱导周期分为多个阶段的步骤包括：
从历史数据中获取光照特征、种子萌发指标、性别分化启动指标和植株生长与发育指标。
根据种子萌发指标将大麻种子开始吸水膨胀至胚根突破种皮，子叶展开并结合光照特征开始进行光合作用作为光适萌发阶段。
根据性别分化启动指标判断大麻幼苗开始出现性别分化的迹象，并根据光照特征对光照周期进行调整，作为诱导光调阶段。
根据植株生长与发育指标判断根茎的伸长、叶片的增加和花与果实的发育是否达到预设生长需求，是则将当前阶段作为生长光变阶段。
根据本发明提供的一种用于工业大麻种子雌性诱导的光照调控方法，调整得到萌发光照策略的步骤包括：
从种子大小和需光特性对大麻种子的特性进行分析得到种子特性数据，根据发芽率和饱满度对大麻种子质量进行分析得到种子质量数据。
根据种子特性数据和种子质量数据确定光适萌发阶段的初始光照时间，根据发芽率和饱满度对初始光照时间进行调整得到光照时间。
根据虎克捷夫算法并结合种子特性数据与种子质量数据得到萌发调整策略，并对光照时间进行调整得到萌发光照策略。
根据本发明提供的一种用于工业大麻种子雌性诱导的光照调控方法，得到萌发调整策略的步骤包括：
将种子特性数据与种子质量数据进行整合，并进行归一化处理得到特性与质量数据集。
根据特性与质量数据集与初始光照时间确定策略目标函数，公式表达为：
式中，G是综合评价指标，α、β、γ、δ是权重系数，Tenv是环境温度，Topt是最适温度，Wenv是环境水分，Wopt是最适水分，Ls是光照强度，Llight是光照周期，V是通风条件，E是其他环境因素。
根据策略目标函数对光照时间进行调整，得到萌发调整策略，公式表达为：
式中，
是当前迭代的光照时间，
是下一次迭代的光照时间，
是策略目标函数对光照时间的偏导数，θ是学习率。
根据本发明提供的一种用于工业大麻种子雌性诱导的光照调控方法，调整得到诱导光照策略的步骤包括：
从形态指标和生长速度对当前生长状态进行分析得到植株生长状态数据，并通过高效液相色谱方法对激素进行检测，分析不同激素之间的比例关系得到激素平衡数据。
根据植株生长状态数据与激素平衡数据对诱导光调阶段的光照时间按照逐步调整原则进行调整得到诱导光照策略。
根据本发明提供的一种用于工业大麻种子雌性诱导的光照调控方法，调整得到生长光照策略的步骤包括：
分析露地栽培、温室栽培和水培栽培对生长光变阶段大麻的光照时间的影响程度，并分析不同病害和不同虫害对大麻生长与光合作用的影响效率。
根据影响程度和影响效率定期评估大麻植株的生长状态、光合作用效率和病虫害防治结果。
根据评估结果对生长光变阶段的光照时间进行调整得到生长光照策略。
根据本发明提供的一种用于工业大麻种子雌性诱导的光照调控方法，分析得到性别分化状态数据的步骤包括：
在大麻不同生长阶段，分别采集不同组织部位的样品，并根据次生代谢产物的性质选择提取方法，根据提取方法从样品中提取次生代谢产物含量。
将样品放入到预冷的提取缓冲液中，在预设温度下进行研磨，通过测定酶催化反应中底物的消耗和产物的生成确定酶活性。
使用烟花算法对次生代谢产物含量和酶活性进行分析得到特征组合向量，并对不同性别植株的特征组合进行分类得到性别分化状态数据。
根据本发明提供的一种用于工业大麻种子雌性诱导的光照调控方法，分析得到特征组合向量的步骤包括：
对次生代谢产物含量和酶活性进行标准化处理，并组合成特征向量。
采用轮廓系数作为适应度函数。
随机生成多个烟花，每个烟花代表一个特征向量，并根据适应度函数计算爆炸幅度和产生的火花数量。
根据爆炸幅度和火花数量对每个烟花进行爆炸操作，生成多个火花，并对预设数量的火花进行变异操作。
从所有火花中选择适应度值最高的火花对应的特征向量作为特征组合向量。
根据本发明提供的一种用于工业大麻种子雌性诱导的光照调控方法，爆炸幅度和火花数量的公式表达为：
式中，V、C是比例系数，Fmax是当前烟花中的最大适应度值，ε是正数，Amax是最大爆炸幅度，Smax是最大火花数量，Ai是第个i烟花的爆炸幅度，N是烟花的数量,f(xj)是第j个烟花的适应度值。
根据本发明提供的一种用于工业大麻种子雌性诱导的光照调控方法，调整得到光照调控方法的步骤包括：
将性别分化状态数据与雌性诱导光照策略进行关联分析，得到对性别分化的影响结果。
根据影响结果对光照时间、光照强度和光质进行调整得到优化调整策略，并持续对使用优化调整策略之后的大麻植株进行检测得到监测结果。
根据监测结果和性别分化状态数据对雌性诱导光照策略进行调整得到光照调控方法。
本发明提供的一种用于工业大麻种子雌性诱导的光照调控方法，通过分阶段、多因素的精准光照调控和动态调整，更有利于雌性大麻的生长和发育，从而提高雌性诱导的成功率，增加雌性植株的比例，满足工业大麻生产对雌性植株的需求。并且根据种子特性数据和质量数据调整萌发光照策略，结合植株生长状态数据与激素平衡数据调整诱导光照策略，综合栽培方式和病虫害因素调整生长光照策略，解决了光照策略制定考虑不全面的问题，使光照调控更符合大麻生长的实际需求。
本发明提供的一种用于工业大麻种子雌性诱导的光照调控方法，使用烟花算法对次生代谢产物含量和酶活性进行分析，生成特征组合向量并对不同性别植株的特征组合进行分类，得到更准确的性别分化状态数据，解决了性别分化状态分析方法单一的问题，还根据性别分化状态数据与雌性诱导光照策略进行关联分析，根据影响结果对光照时间、光照强度和光质进行调整，持续监测大麻植株的生长情况，形成动态调整机制，解决了光照调控缺乏动态调整的问题，提高了光照调控的精准性和有效性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例提供的一种用于工业大麻种子雌性诱导的光照调控方法的流程示意图之一。
图1
图2是本发明实施例提供的一种用于工业大麻种子雌性诱导的光照调控方法的流程示意图之二；
图2
图3是本发明实施例提供的一种用于工业大麻种子雌性诱导的光照调控方法的流程示意图之三。
图3
具体实施方式
下为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
下面结合图1-图3描述本发明的一种用于工业大麻种子雌性诱导的光照调控方法。
如图1所示，本发明实施例提供的一种用于工业大麻种子雌性诱导的光照调控方法，包括：
收集不同大麻种子雌性诱导的历史数据，根据历史数据将不同大麻种子雌性诱导周期分为光适萌发阶段、诱导光调阶段和生长光变阶段，并获取不同阶段的光照时间。
将大麻种子雌性诱导周期分为多个阶段的步骤包括：从历史数据中获取光照特征、种子萌发指标、性别分化启动指标和植株生长与发育指标。
根据种子萌发指标将大麻种子开始吸水膨胀至胚根突破种皮，子叶展开并结合光照特征开始进行光合作用作为光适萌发阶段。
根据性别分化启动指标判断大麻幼苗开始出现性别分化的迹象，并根据光照特征对光照周期进行调整，作为诱导光调阶段。当植株顶端出现雌蕊或雄蕊原基，可视为诱导光调阶段的开始。一般在出苗后20-40天左右出现这些迹象，并将光照周期调整为8-12小时光照，12-16小时黑暗，光照强度可能会根据品种和实验条件有所不同，一般在300-1500μmol?m-2?s-1之间。
根据植株生长与发育指标判断根茎的伸长、叶片的增加和花与果实的发育是否达到预设生长需求，是则将当前阶段作为生长光变阶段。
根据不同大麻种子的特性和质量对光适萌发阶段的光照时间进行调整得到萌发光照策略，根据当前生长状态和激素对诱导光调阶段的光照时间进行调整得到诱导光照策略，根据不同栽培方式和病虫害对生长光变阶段的光照时间进行调整得到生长光照策略。
如图2所示，调整得到萌发光照策略的步骤包括：
从种子大小和需光特性对大麻种子的特性进行分析得到种子特性数据，根据发芽率和饱满度对大麻种子质量进行分析得到种子质量数据。大粒种子如“云麻1号”，千粒重24克属大粒型。其内部储存的营养物质相对丰富，可能对光照的需求更侧重于启动光合作用和促进幼苗快速生长，在光适萌发阶段或许需要较长时间的光照，如16-18小时，以充分利用其营养储备，快速形成健壮的幼苗。而小粒种子储存的营养有限，可能对光照时间的需求相对较短，以避免过度消耗能量，可先设定为14-16小时光照。需光性较强的品种，在光适萌发阶段需要保证充足的光照时间，可能需要每天18-20小时的光照，以促进种子内部生理反应，加速萌发。对于对光照敏感度较低的品种，光照时间可适当缩短至12-16小时。
根据种子特性数据和种子质量数据确定光适萌发阶段的初始光照时间。对于大粒、饱满、需光性强且发芽率高的种子，可将初始光照时间设定为18小时。对于小粒、不饱满、对光照敏感度低或发芽率低的种子，初始光照时间可设定为14小时。
根据发芽率和饱满度对初始光照时间进行调整得到光照时间。发现种子发芽率高，幼苗生长健壮，叶片颜色鲜绿，说明当前光照时间较为适宜，可继续保持。若种子发芽率低，幼苗生长缓慢，叶片发黄，可能是光照时间不足，可适当延长光照时间，每次延长1-2小时，观察种子和幼苗的反应。如果幼苗出现徒长、叶片灼伤等现象，则可能是光照时间过长或强度过高，需要适当缩短光照时间或降低光照强度。
根据虎克捷夫算法并结合种子特性数据与种子质量数据得到萌发调整策略，并对光照时间进行调整得到萌发光照策略。
得到萌发调整策略的步骤包括：
将种子特性数据与种子质量数据进行整合，并进行归一化处理得到特性与质量数据集。
根据特性与质量数据集与初始光照时间确定策略目标函数，公式表达为：
式中，G是综合评价指标，α、β、γ、δ是权重系数，Tenv是环境温度，Topt是最适温度，Wenv是环境水分，Wopt是最适水分，Ls是光照强度，Llight是光照周期，V是通风条件，E是其他环境因素。
根据策略目标函数对光照时间进行调整，得到萌发调整策略，公式表达为：
式中，
是当前迭代的光照时间，
是下一次迭代的光照时间，
是策略目标函数对光照时间的偏导数，θ是学习率。
调整得到诱导光照策略的步骤包括：
从形态指标和生长速度对当前生长状态进行分析得到植株生长状态数据，并通过高效液相色谱方法对激素进行检测，分析不同激素之间的比例关系得到激素平衡数据。
形态指标测量：定期测量植株的高度、茎粗、叶片数量和大小等。例如，植株茎细弱、叶片小且稀疏，可能生长不良，需调整光照时间来促进生长。若植株茎粗壮、叶片大且茂盛，可能当前光照时间合适或需要微调以维持良好生长状态。
生长速度评估：记录植株在一定时间内的生长增量，判断生长速度。若生长停滞或缓慢，如几天内植株高度基本无变化，适当延长光照时间，增加光合作用时间，为植株提供更多能量。若生长过快，如植株茎节伸长过快，可能需要缩短光照时间，防止植株徒长。
根据植株生长状态数据与激素平衡数据对诱导光调阶段的光照时间按照逐步调整原则进行调整得到诱导光照策略。
激素，如生长素（IAA）、细胞分裂素（CTK）、乙烯（ETH）等的含量。例如，生长素水平较高可能促进细胞伸长和生长，适当调整光照时间，促进生长素的合理分布和作用。乙烯含量过高可能加速性别分化进程，根据其含量调整光照时间，维持激素平衡。
调整得到生长光照策略的步骤包括：
分析露地栽培、温室栽培和水培栽培对生长光变阶段大麻的光照时间的影响程度。
露地栽培：
考虑季节变化，如夏季光照强度高、时间长，根据大麻生长阶段调整光照时间。在生长前期，大麻需充足光照进行光合作用，可维持较长光照时间，如14-16小时。随着大麻进入开花期，适当缩短光照时间至12-14小时，以促进生殖生长。
若露地栽培的大麻植株生长过旺，可适当减少光照时间，防止植株徒长。例如，当植株出现茎节伸长过快、叶片颜色变浅等徒长现象时，将光照时间从14小时调整为12小时，并观察植株生长状态的变化。
温室栽培：
温室环境相对可控，根据温室的光照强度和温度等条件调整光照时间。若温室光照强度较低，可适当延长光照时间，如16-18小时，以弥补光照不足。
不同温室设施的透光性不同，对于透光性差的温室，可通过人工补光来调整光照时间和强度。例如，使用LED补光灯，在自然光照不足时，增加光照时间至16小时，并根据植株生长情况调整补光强度。
温室栽培的大麻在不同生长阶段，根据植株的生长速度和性别分化情况调整光照时间。如在营养生长阶段，光照时间可设定为16小时，促进植株生长。在生殖生长阶段，逐渐缩短光照时间至12-14小时，有利于花芽分化和开花。
水培栽培：
水培大麻对光照时间的需求与土壤栽培有所不同。水培环境中，植株根系对养分和水分的吸收相对较快，可适当增加光照时间，如16-18小时，以满足植株快速生长的需求。
根据水培大麻的生长状态调整光照时间。若植株出现叶片发黄、生长缓慢等问题，可能是光照时间或强度不适宜，可适当调整光照时间，如从16小时调整为14小时，并观察植株的恢复情况。
并分析不同病害和不同虫害对大麻生长与光合作用的影响效率。
病害影响：
当大麻感染病害时，如白粉病、霜霉病等，植株的光合作用和生理功能受到影响。此时，适当减少光照时间，降低植株的生理活动强度，有利于植株恢复。例如，感染白粉病的大麻植株，将光照时间从14小时调整为12小时，并结合病害防治措施，观察植株的恢复情况。
某些病害会导致植株叶片受损，影响光合作用效率。对于叶片受损的植株，可适当增加光照强度，同时调整光照时间，如从12小时增加到14小时，以提高光合作用效率，促进植株生长和病害恢复。
虫害影响：大麻受到虫害，如蚜虫、红蜘蛛等，会影响植株的生长和光合作用。在虫害初期，适当缩短光照时间，减少植株的能量消耗，同时采取虫害防治措施。例如，受到蚜虫侵害的大麻植株，将光照时间从14小时调整为12小时，并及时喷洒杀虫剂。
若虫害导致植株生长缓慢或出现营养缺乏症状，可适当延长光照时间，如从12小时调整为14小时，促进植株的光合作用和营养吸收，增强植株的抗虫能力。
根据影响程度和影响效率定期评估大麻植株的生长状态、光合作用效率和病虫害防治结果。
根据评估结果对生长光变阶段的光照时间进行调整得到生长光照策略。
将萌发光照策略、诱导光照策略和生长光照策略进行整合得到雌性诱导光照策略，并使用烟花算法对次生代谢产物和光合作用相关酶活性进行分析得到性别分化状态数据。
分析得到性别分化状态数据的步骤包括：
在大麻不同生长阶段，分别采集不同组织部位的样品，并根据次生代谢产物的性质选择提取方法，根据提取方法从样品中提取次生代谢产物含量。
次生代谢产物可以包括大麻素、黄酮类化合物等，对于大麻素等脂溶性次生代谢产物，可采用有机溶剂（如甲醇、乙醇、二氯甲烷等）提取。具体操作可采用超声辅助提取或索氏提取等方式。以超声辅助提取为例，将样品剪碎后加入适量有机溶剂，在一定功率和时间下进行超声处理，使次生代谢产物充分溶解在溶剂中。
分离与纯化：提取液经过初步处理（如过滤、离心等）后，可采用柱层析（如硅胶柱层析）、高效液相色谱（HPLC）等方法进行分离纯化。HPLC可根据次生代谢产物的极性和分子结构，通过选择合适的色谱柱和流动相，实现对不同次生代谢产物的分离。例如，在大麻素的分离中，可使用C14或C18色谱柱，以甲醇-水或乙腈-水等为流动相进行分离。
检测与定量：采用高效液相色谱-质谱联用（HPLC-MS）、气相色谱-质谱联用（GCMS）、紫外可见分光光度法（UV-Vis）等，对次生代谢产物进行定性和定量分析。以HPLC-MS为例，通过质谱检测次生代谢产物的分子离子峰和碎片离子峰，结合标准品的保留时间和峰面积，对目标次生代谢产物进行定量分析。例如，检测大麻素类化合物的含量，判断不同性别植株次生代谢产物的差异。
将样品放入到预冷的提取缓冲液中，在预设温度下进行研磨，通过测定酶催化反应中底物的消耗和产物的生成确定酶活性。
以核酮糖二磷酸羧化酶（RuBisCO）为例，可采用放射性标记法或分光光度法测定其活性。分光光度法可根据酶催化反应产生的产物与特定试剂反应后吸光度的变化，测定酶活性。例如，通过测定RuBisCO催化二氧化碳固定反应中生成的产物与试剂反应后的吸光度，计算酶活性。叶绿素合成酶活性可通过测定叶绿素合成过程中前体物质的消耗或叶绿素的生成量来测定。ATP合成酶活性可通过测定ATP的生成量来评估。
使用烟花算法对次生代谢产物含量和酶活性进行分析得到特征组合向量，并对不同性别植株的特征组合进行分类得到性别分化状态数据。
如图3所示，分析得到特征组合向量的步骤包括：
对次生代谢产物含量和酶活性进行标准化处理，并组合成特征向量，公式表达为：
式中，x是特征向量，x1是萜类化合物，x2是过氧化氢酶，n是特征的数量，涵盖了次生代谢产物和光合作用相关酶活性的各项指标。
采用轮廓系数作为适应度函数，公式表达为：
式中，a(xi)是当前特征向量到其他特征向量的平均距离，b(xi)是到最近特征向量的平均距离，是适应度。
随机生成多个烟花，每个烟花代表一个特征向量，并根据适应度函数计算爆炸幅度和产生的火花数量。
爆炸幅度和火花数量的公式表达为：
式中，V、C是比例系数，Fmax是当前烟花中的最大适应度值，ε是正数，Amax是最大爆炸幅度，Smax是最大火花数量，Ai是第个i烟花的爆炸幅度，N是烟花的数量,f(xj)是第j个烟花的适应度值。
根据爆炸幅度和火花数量对每个烟花进行爆炸操作，生成多个火花，并对预设数量的火花进行变异操作，公式表达为：
式中，
是一个随机扰动，N(1,σ)是均值为1、σ标准差为的高斯分布，
是第
个烟花爆炸生成的第k个火花的第j个分量,
是第
个烟花的第j个分量，
是经过高斯变异后第
个烟花爆炸生成的第k个火花的第j个分量的新值。
从所有火花中选择适应度值最高的火花对应的特征向量作为特征组合向量。
根据性别分化状态数据对雌性诱导光照策略进行调整得到光照调控方法。
调整得到光照调控方法的步骤包括：
将性别分化状态数据与雌性诱导光照策略进行关联分析，得到对性别分化的影响结果。
根据影响结果对光照时间、光照强度和光质进行调整得到优化调整策略。
光照时间调整：根据性别分化状态，适当调整光照时间。若数据显示植株在当前光照时间下生长缓慢且性别分化不足，可适当延长光照时间。若出现徒长或雄性分化倾向，可缩短光照时间。
光照强度调整：依据性别分化状态数据，调整光照强度。对于生长缓慢、次生代谢产物积累不足的植株，适当增加光照强度，提高光合作用效率。对于出现光抑制或生长过快的植株，降低光照强度。如将光照强度从800μmol?m-2?s-1调整为600μmol?m-2?s-1。
光质调整：分析性别分化状态数据与光质的关系，选择合适的光质。例如，增加红光比例可能促进雌性分化，而蓝光比例过高可能有利于雄性分化。根据分析结果，调整光质，如使用红光LED补光，提高红光在总光照中的比例。
并持续对使用优化调整策略之后的大麻植株进行检测得到监测结果。
根据监测结果和性别分化状态数据对雌性诱导光照策略进行调整得到光照调控方法。
本实施例提供的一种用于工业大麻种子雌性诱导的光照调控方法，通过精细划分诱导周期和多因素调整光照策略，更精准地满足大麻种子在不同生长阶段的需求，促进雌性分化，提高雌性诱导成功率，增加雌性植株的比例，满足工业大麻生产对雌性植株的需求。光照调控使大麻植株能够更有效地进行光合作用和次生代谢，促进次生代谢产物的合成和积累，从而提升大麻的品质。同时，合理的光照策略有利于植株的生长和发育，提高大麻的产量。并且考虑栽培方式和病虫害因素的光照调控，使大麻植株在不同的栽培环境下都能保持良好的生长状态，增强对病虫害的抵抗能力，减少因环境因素和病虫害导致的生长不良和产量损失。还使用烟花算法分析性别分化状态数据，为光照调控提供更科学的依据，使光照调控方法更加优化。动态调整机制使光照调控能够根据大麻植株的实际生长情况进行及时调整，提高光照调控的精准性和有效性。
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备（可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等）执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
文章摘自国家发明专利，一种用于工业大麻种子雌性诱导的光照调控方法，发明人：车野，齐国超，杨威，李泽宇，王迪，于勇，王明泽，张玲，姜泽宇，接思源，杨柳，任翠梅，韩墨，韩冰，赵践韬，芮海英，王丽娜，孙兴荣，申请号：202510774797 .9，申请日：2025.06.11
