Źródło artykułu: Journal of Agricultural Mechanization Research;

Autorzy: Yingying Shan, Xinmin Shan, Song Gu.

Arbuz, jako typowa uprawa gospodarcza, ma duże zapotrzebowanie rynku i wysokie wymagania jakościowe, ale jego uprawa na sadzonki jest trudna dla melona i bakłażana.Głównym powodem jest to, że: arbuz jest rośliną kochającą światło.Jeśli po rozbiciu sadzonki arbuza nie będzie wystarczającej ilości światła, zarośnie i utworzy sadzonki o wysokiej stopie, co poważnie wpłynie na jakość sadzonek i późniejszy wzrost.Arbuz od siewu do sadzenia przypada między grudniem tego roku a lutym następnego roku, czyli sezonem z najniższą temperaturą, najsłabszym światłem i najpoważniejszymi chorobami.Szczególnie w południowych Chinach bardzo często wczesną wiosną nie ma słońca przez 10 dni do pół miesiąca.Ciągła pochmurna i śnieżna pogoda spowoduje nawet dużą liczbę martwych sadzonek, co przyniesie rolnikom ogromne straty ekonomiczne.

Jak wykorzystać sztuczne źródło światła, np. światło z lamp LED do uprawy, do stosowania „lekkiego nawozu” do upraw, w tym sadzonek arbuza w warunkach niedostatecznego nasłonecznienia, aby osiągnąć cel wzrostu plonu, wysokiej wydajności, wysokiej jakości, zwalczania chorób odporne i wolne od zanieczyszczeń, a jednocześnie sprzyjające wzrostowi i rozwojowi upraw, od wielu lat jest kluczowym kierunkiem badawczym naukowców zajmujących się produkcją rolną.

W ostatnich latach badania wykazały ponadto, że różne proporcje światła czerwonego i niebieskiego miały również znaczący wpływ na wzrost sadzonek roślin.Na przykład badacz Tang Dawei i inni odkryli, że R / b = 7:3 to najlepszy stosunek światła czerwonego i niebieskiego do wzrostu sadzonek ogórka;badacz Gao Yi i inni wskazali w swoim artykule, że mieszane źródło światła R / b = 8:1 jest najbardziej odpowiednią konfiguracją światła dodatkowego dla wzrostu sadzonek Luffa.

Wcześniej niektórzy próbowali używać sztucznych źródeł światła, takich jak świetlówki i lampy sodowe, do przeprowadzania eksperymentów z sadzonkami, ale wynik nie był dobry.Od lat 90-tych XX wieku prowadzone są badania nad uprawą sadzonek z wykorzystaniem oświetlenia LED jako dodatkowego źródła światła.

Oświetlenie LED do uprawy ma zalety oszczędzania energii, ochrony środowiska, bezpieczeństwa i niezawodności, długiej żywotności, niewielkich rozmiarów, lekkości, niskiego wytwarzania ciepła i dobrej kontroli rozproszenia światła lub kombinacji.Można je łączyć w zależności od potrzeb w celu uzyskania czystego światła monochromatycznego i widma kompozytowego, a efektywny stopień wykorzystania energii świetlnej może osiągnąć 80% – 90%.Uważana jest za najlepsze źródło światła w uprawie.

Obecnie przeprowadzono wiele badań nad uprawą ryżu, ogórków i szpinaku z czystym źródłem światła LED w Chinach i poczyniono pewne postępy.Jednak w przypadku trudnych w uprawie sadzonek arbuza, obecna technologia nadal pozostaje na etapie światła naturalnego, a światło LED jest wykorzystywane jedynie jako dodatkowe źródło światła.

I W związku z powyższymi problemami w niniejszym artykule podjęta zostanie próba wykorzystania światła LED jako czystego źródła światła do zbadania wykonalności hodowli sadzonek arbuza i najlepszego współczynnika strumienia świetlnego w celu poprawy jakości sadzonek arbuza bez polegania na świetle słonecznym, w celu zapewnić podstawy teoretyczne i wsparcie danych dla kontroli światła sadzonek arbuza w obiektach.

A.Proces testowania i wyniki

1. Materiały doświadczalne i obróbka światłem

W eksperymencie użyto arbuza ZAOJIA 8424, a pożywką dla sadzonek był Jinhai Jinjin 3. Miejsce testowe wybrano w fabryce oświetlenia LED do uprawy w mieście Quzhou, a jako testowe źródło światła zastosowano sprzęt oświetleniowy LED.Test trwał 5 cykli.Pojedynczy okres doświadczenia wynosił 25 dni od namoczenia nasion, kiełkowania do wzrostu siewek.Fotoperiod wynosił 8 godzin.Temperatura wewnętrzna wynosiła od 25° do 28° w ciągu dnia (7:00-17:00) i od 15° do 18° wieczorem (17:00-7:00).Wilgotność otoczenia wynosiła 60% – 80%.

Czerwone i niebieskie koraliki LED są używane w oświetleniu LED do uprawy, z czerwoną długością fali 660nm i niebieską długością fali 450nm.W eksperymencie do porównania zastosowano światło czerwone i niebieskie o stosunku strumienia świetlnego 5:1, 6:1 i 7:13.

2. Wskaźnik i metoda pomiaru

Na koniec każdego cyklu losowo wybierano 3 sadzonki do badania jakości siewek.Wskaźniki obejmowały suchą i świeżą masę, wysokość rośliny, średnicę łodygi, liczbę liści, powierzchnię właściwą liścia oraz długość korzeni.Wśród nich wysokość rośliny, średnicę łodygi i długość korzenia można zmierzyć za pomocą suwmiarki;liczbę liści i liczbę korzeni można policzyć ręcznie;suchą i świeżą masę oraz powierzchnię właściwą liścia można obliczyć za pomocą linijki.

3. Analiza statystyczna danych

4. Wyniki

Wyniki testu przedstawiono w tabeli 1 i na rysunkach 1-5.

Z tabeli 1 i ryciny 1-5 widać, że wraz ze wzrostem stosunku światła do przelotu maleje sucha świeża masa, rośnie wysokość rośliny (występuje zjawisko daremnej długości), łodyga rośliny staje się cieńsze i mniejsze, zmniejsza się powierzchnia właściwa liścia, a długość korzenia jest coraz krótsza.

B.Analiza i ocena wyników

1. Gdy stosunek światła do przejścia wynosi 5:1, wzrost sadzonek arbuza jest najlepszy.

2. Niska sadzonka napromieniowana światłem LED o wysokim współczynniku światła niebieskiego wskazuje, że światło niebieskie ma oczywisty wpływ na wzrost roślin, zwłaszcza na łodygi roślin, i nie ma oczywistego wpływu na wzrost liści;światło czerwone sprzyja wzrostowi roślin, a roślina rośnie szybciej, gdy stosunek światła czerwonego jest duży, ale jej długość jest oczywista, jak pokazano na rycinie 2.

3. Roślina potrzebuje różnych proporcji światła czerwonego i niebieskiego w różnych okresach wzrostu.Na przykład sadzonki arbuza potrzebują więcej niebieskiego światła na wczesnym etapie, co może skutecznie hamować wzrost sadzonek;ale na późniejszym etapie potrzebuje więcej czerwonego światła.Jeśli udział światła niebieskiego będzie wysoki, sadzonka będzie mała i krótka.

4. Natężenie światła sadzonki arbuza we wczesnym stadium nie może być zbyt silne, co wpłynie na późniejszy wzrost sadzonek.Lepszym sposobem jest użycie słabego światła na wczesnym etapie, a następnie użycie mocnego światła później.

5. Należy zapewnić rozsądne oświetlenie LED do uprawy.Stwierdzono, że przy zbyt niskim natężeniu światła wzrost siewek jest słaby i łatwo rośnie na próżno.Należy zapewnić, aby normalne oświetlenie wzrostu sadzonek nie było niższe niż 120wml;jednak zmiana trendu wzrostu sadzonek przy zbyt dużym naświetleniu nie jest oczywista i zwiększa się energochłonność, co nie sprzyja przyszłemu zastosowaniu fabryki.

C.Wyniki

Wyniki pokazały, że do uprawy sadzonek arbuza w ciemnym pomieszczeniu można było zastosować czyste źródło światła LED, a strumień świetlny 5:1 sprzyjał wzrostowi sadzonek arbuza bardziej niż 6 lub 7 razy.Istnieją trzy kluczowe punkty zastosowania technologii LED w przemysłowej uprawie sadzonek arbuza

1. Stosunek światła czerwonego i niebieskiego jest bardzo ważny.Wczesny wzrost sadzonek arbuza nie może być oświetlony światłem LED o zbyt wysokim niebieskim świetle, w przeciwnym razie wpłynie to na późniejszy wzrost.

2. Natężenie światła ma istotny wpływ na różnicowanie komórek i organów sadzonek arbuza.Silne natężenie światła sprawia, że ​​sadzonki rosną silnie;słabe natężenie światła sprawia, że ​​sadzonki rosną na próżno.

3. W fazie rozsady, w porównaniu z sadzonkami o natężeniu światła mniejszym niż 120 μmol/m2 · s, sadzonki o natężeniu światła wyższym niż 150 μ mol/m2 · s rosły wolno po przeniesieniu na grunt rolny.

Wzrost sadzonek arbuza był najlepszy, gdy stosunek koloru czerwonego do niebieskiego wynosił 5:1.Zgodnie z różnymi efektami światła niebieskiego i światła czerwonego na rośliny, najlepszym sposobem oświetlenia jest odpowiednie zwiększenie proporcji światła niebieskiego we wczesnej fazie wzrostu sadzonek i dodanie większej ilości światła czerwonego w późnej fazie wzrostu sadzonek;użyj słabego światła na wczesnym etapie, a następnie użyj silnego światła na późnym etapie.