Izvor članka: Časopis za istraživanje poljoprivredne mehanizacije;

Autor: Yingying Shan, Xinmin Shan, Song Gu.

Lubenica, kao tipična ekonomska kultura, ima veliku tržišnu potražnju i visoke zahtjeve za kvalitetom, ali uzgoj sadnica lubenice i patlidžana je težak. Glavni razlog je sljedeći: lubenica voli svjetlost. Ako nema dovoljno svjetla nakon što se sadnica lubenice slomi, ona će prerasti i formirati visoke sadnice, što ozbiljno utječe na kvalitetu sadnica i kasniji rast. Lubenica od sjetve do sadnje traje između prosinca te godine i veljače sljedeće godine, što je sezona s najnižom temperaturom, najslabijim svjetlom i najozbiljnijim bolestima. Posebno u južnoj Kini vrlo je uobičajeno da nema sunca 10 dana do pola mjeseca u rano proljeće. Ako postoji kontinuirano oblačno i snježno vrijeme, to će čak uzrokovati veliki broj mrtvih sadnica, što će nanijeti veliku štetu ekonomskim gubicima poljoprivrednika.

Ključni istraživački smjer znanstvenika poljoprivredne proizvodnje dugi niz godina je korištenje umjetnog izvora svjetlosti, npr. svjetlosti LED rasvjete za uzgoj, za primjenu „laganog gnojiva“ na usjeve, uključujući sadnice lubenica, u uvjetima nedovoljne sunčeve svjetlosti, kako bi se postiglo povećanje prinosa, visoka učinkovitost, visoka kvaliteta, otpornost na bolesti i zaštita od onečišćenja, a istovremeno potaknuo rast i razvoj usjeva.

Posljednjih godina, istraživanja su dodatno otkrila da različiti omjeri crvene i plave svjetlosti također imaju značajan utjecaj na rast sadnica biljaka. Na primjer, istraživač Tang Dawei i drugi otkrili su da je R/b = 7:3 najbolji omjer crvene i plave svjetlosti za rast sadnica krastavca; istraživač Gao Yi i drugi istaknuli su u svom radu da je miješani izvor svjetlosti R/b = 8:1 najprikladnija konfiguracija dodatne svjetlosti za rast sadnica lufe.

Prije su neki ljudi pokušavali koristiti umjetne izvore svjetlosti poput fluorescentnih svjetiljki i natrijevih svjetiljki za provođenje eksperimenata s sadnicama, ali rezultat nije bio dobar. Od 1990-ih provode se istraživanja o uzgoju sadnica korištenjem LED svjetiljki kao dodatnih izvora svjetlosti.

LED svjetla za uzgoj imaju prednosti uštede energije, zaštite okoliša, sigurnosti i pouzdanosti, dugog vijeka trajanja, male veličine, male težine, niskog stvaranja topline i dobre disperzije svjetlosti ili kontrole kombiniranja. Mogu se kombinirati prema potrebama za dobivanje čistog monokromatskog svjetla i kompozitnog spektra, a efektivna stopa iskorištenja svjetlosne energije može doseći 80% – 90%. Smatraju se najboljim izvorom svjetlosti u uzgoju.

Trenutno je u Kini proveden velik broj studija o uzgoju riže, krastavca i špinata s čistim LED izvorom svjetlosti, te je postignut određeni napredak. Međutim, za sadnice lubenica koje je teško uzgajati, trenutna tehnologija i dalje ostaje na razini prirodnog svjetla, a LED svjetlo se koristi samo kao dodatni izvor svjetlosti.

S obzirom na gore navedene probleme, ovaj rad će pokušati koristiti LED svjetlo kao čisti izvor svjetlosti za proučavanje izvedivosti uzgoja sadnica lubenice i najboljeg omjera svjetlosnog toka za poboljšanje kvalitete sadnica lubenice bez oslanjanja na sunčevu svjetlost, kako bi se pružila teorijska osnova i podatkovna podrška za kontrolu svjetlosti sadnica lubenice u objektima.

A.Postupak i rezultati testiranja

1. Eksperimentalni materijali i svjetlosna obrada

U eksperimentu je korištena lubenica ZAOJIA 8424, a medij za sadnice bio je Jinhai Jinjin 3. Mjesto ispitivanja odabrano je u rasadniku LED rasvjete za uzgoj u gradu Quzhou, a LED rasvjeta za uzgoj korištena je kao izvor svjetlosti za ispitivanje. Ispitivanje je trajalo 5 ciklusa. Pojedinačno razdoblje eksperimenta bilo je 25 dana od namakanja sjemena, klijanja do rasta sadnica. Fotoperiod je bio 8 sati. Unutarnja temperatura bila je od 25° do 28° danju (7:00-17:00) i od 15° do 18° navečer (17:00-7:00). Vlažnost zraka bila je 60% - 80%.

Crvene i plave LED kuglice koriste se u LED rasvjetnim tijelima za uzgoj, s crvenom valnom duljinom od 660 nm i plavom valnom duljinom od 450 nm. U eksperimentu su za usporedbu korištene crvena i plava svjetlost s omjerom svjetlosnog toka od 5:1, 6:1 i 7:13.

2. Indeks i metoda mjerenja

Na kraju svakog ciklusa, 3 sadnice su nasumično odabrane za ispitivanje kvalitete sadnica. Indeksi su uključivali suhu i svježu težinu, visinu biljke, promjer stabljike, broj listova, specifičnu površinu listova i duljinu korijena. Među njima, visina biljke, promjer stabljike i duljina korijena mogu se izmjeriti kaliperom; broj listova i broj korijena mogu se ručno prebrojati; suha i svježa težina te specifična površina lista mogu se izračunati ravnalom.

3. Statistička analiza podataka

4. Rezultati

Rezultati ispitivanja prikazani su u Tablici 1 i slikama 1-5.

Iz tablice 1 i slike 1-5 vidljivo je da se s povećanjem omjera svjetlosti i prolazne svjetlosti smanjuje suha svježa težina, povećava se visina biljke (postoji fenomen uzaludne duljine), stabljika biljke postaje tanja i manja, specifična površina lista se smanjuje, a duljina korijena je sve kraća.

B.Analiza i evaluacija rezultata

1. Kada je omjer svjetlosti i prolaza 5:1, rast sadnica lubenice je najbolji.

2. Niska sadnica ozračena LED svjetlom za rast s visokim omjerom plavog svjetla ukazuje na to da plavo svjetlo ima očiti učinak supresije na rast biljaka, posebno na stabljiku biljke, i nema očiti utjecaj na rast lišća; crveno svjetlo potiče rast biljaka, a biljka brže raste kada je omjer crvenog svjetla velik, ali je njegova duljina očita, kao što je prikazano na slici 2.

3. Biljci je potreban različit omjer crvene i plave svjetlosti u različitim razdobljima rasta. Na primjer, sadnicama lubenice potrebno je više plave svjetlosti u ranoj fazi, što može učinkovito potisnuti rast sadnice; ali u kasnijoj fazi potrebno joj je više crvene svjetlosti. Ako udio plave svjetlosti ostane visok, sadnica će biti mala i kratka.

4. Intenzitet svjetlosti sadnica lubenice u ranoj fazi ne smije biti prejak, što će utjecati na kasniji rast sadnica. Bolje je koristiti slabo svjetlo u ranoj fazi, a kasnije jako svjetlo.

5. Potrebno je osigurati razumno osvjetljenje LED rasvjetom za uzgoj. Utvrđeno je da ako je intenzitet svjetlosti prenizak, rast sadnica je slab i lako se uzalud uzgajaju. Treba osigurati da normalno osvjetljenje sadnica za rast ne može biti niže od 120 W/ml; međutim, promjena trenda rasta sadnica s previsokim osvjetljenjem nije očita, a potrošnja energije se povećava, što nije pogodno za buduću primjenu tvornice.

CRezultati

Rezultati su pokazali da je izvedivo koristiti čisti LED izvor svjetlosti za uzgoj sadnica lubenice u mračnoj komori, a svjetlosni tok 5:1 bio je povoljniji za rast sadnica lubenice nego 6 ili 7 puta. Postoje tri ključne točke u primjeni LED tehnologije u industrijskom uzgoju sadnica lubenice.

1. Omjer crvene i plave svjetlosti je vrlo važan. Rani rast sadnica lubenice ne može se osvijetliti LED rasvjetom za uzgoj s prejakom plavom svjetlošću, jer će to utjecati na kasniji rast.

2. Intenzitet svjetlosti ima važan utjecaj na diferencijaciju stanica i organa sadnica lubenice. Jak intenzitet svjetlosti uzrokuje snažan rast sadnica; slab intenzitet svjetlosti uzrokuje uzaludan rast sadnica.

3. U fazi sadnica, u usporedbi sa sadnicama s intenzitetom svjetlosti nižim od 120 μ mol / m2 · s, sadnice s intenzitetom svjetlosti većim od 150 μ mol / m2 · s rasle su sporije kada su se preselile na poljoprivredno zemljište.

Rast sadnica lubenice bio je najbolji kada je omjer crvene i plave boje bio 5:1. Prema različitim učincima plavog i crvenog svjetla na biljke, najbolji način osvjetljavanja je odgovarajuće povećanje udjela plavog svjetla u ranoj fazi rasta sadnica, a dodavanje više crvenog svjetla u kasnoj fazi rasta sadnica; korištenje slabog svjetla u ranoj fazi, a zatim korištenje jakog svjetla u kasnoj fazi.