Izvor članka: Časopis za istraživanje poljoprivredne mehanizacije;

Autor: Yingying Shan, Xinmin Shan, Song Gu.

Lubenica, kao tipična ekonomska kultura, ima veliku potražnju na tržištu i visoke zahtjeve za kvalitetom, ali uzgoj sadnica lubenice i patlidžana je težak. Glavni razlog je sljedeći: lubenica voli svjetlost. Ako nema dovoljno svjetlosti nakon što se sadnica lubenice izbije, ona će prerasti i formirati visoke sadnice, što ozbiljno utiče na kvalitet sadnica i kasniji rast. Od sjetve do sadnje lubenica se uzgaja između decembra te godine i februara sljedeće godine, što je sezona sa 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 poljoprivrednicima.

Ključni istraživački pravac naučnika u oblasti poljoprivredne proizvodnje dugi niz godina je korištenje umjetnih 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 efikasnost, visok kvalitet, otpornost na bolesti i zaštita od zagađenja, a istovremeno promovirao 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 su otkrili da je R/b = 7:3 najbolji omjer crvene i plave svjetlosti za rast sadnica krastavca; istraživač Gao Yi i drugi su u svom radu istakli da je miješani izvor svjetlosti R/b = 8:1 najprikladnija konfiguracija dodatne svjetlosti za rast sadnica lufe.

Ranije su neki ljudi pokušavali koristiti umjetne izvore svjetlosti poput fluorescentnih lampi i natrijevih lampi za provođenje eksperimenata s sadnicama, ali rezultat nije bio dobar. Od 1990-ih provode se istraživanja o uzgoju sadnica korištenjem LED svjetala 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 čiste monokromatske svjetlosti 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 veliki broj studija o uzgoju riže, krastavca i špinata s čisto LED izvorom svjetlosti, te je postignut određeni napredak. Međutim, za sadnice lubenica koje je teško uzgajati, trenutna tehnologija i dalje ostaje na nivou 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 izvodljivosti uzgoja sadnica lubenice i najboljeg omjera svjetlosnog fluksa 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.Proces testiranja i rezultati

1. Eksperimentalni materijali i tretman svjetlom

U eksperimentu je korištena lubenica ZAOJIA 8424, a kao supstrat za sadnice korišten je Jinhai Jinjin 3. Mjesto testiranja odabrano je u rasadniku LED rasvjete za uzgoj u gradu Quzhou, a LED rasvjeta za uzgoj korištena je kao izvor svjetlosti za testiranje. Test je trajao 5 ciklusa. Pojedinačni eksperimentalni period trajao je 25 dana, od namakanja sjemena, klijanja do rasta sadnica. Fotoperiod je trajao 8 sati. Unutrašnja temperatura je bila od 25° do 28° tokom dana (7:00-17:00) i od 15° do 18° uveče (17:00-7:00). Vlažnost okoline je bila 60% - 80%.

Crvene i plave LED perle se koriste u LED rasvjetnim tijelima za uzgoj, sa crvenom talasnom dužinom od 660nm i plavom talasnom dužinom od 450nm. U eksperimentu, za poređenje su korištene crvena i plava svjetlost sa odnosom svjetlosnog fluksa od 5:1, 6:1 i 7:13.

2. Indeks i metoda mjerenja

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

3. Statistička analiza podataka

4. Rezultati

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

Iz tabele 1 i slike 1-5 se vidi da se s povećanjem odnosa svjetlosti i prolazne svjetlosti smanjuje suha svježa težina, povećava visina biljke (postoji fenomen uzaludne dužine), stabljika biljke postaje tanja i manja, specifična površina lista se smanjuje, a dužina korijena je sve kraća.

B.Analiza i evaluacija rezultata

1. Kada je odnos svjetlosti i prolazne svjetlosti 5:1, rast sadnica lubenice je najbolji.

2. Niska sadnica ozračena LED svjetlom za uzgoj s visokim udjelom plave svjetlosti ukazuje na to da plava svjetlost ima očigledan učinak supresije na rast biljke, posebno na stabljiku biljke, i nema očigledan utjecaj na rast lista; crvena svjetlost potiče rast biljke, a biljka brže raste kada je udio crvene svjetlosti velik, ali je njena dužina očigledna, kao što je prikazano na slici 2.

3. Biljci je potreban različit odnos crvene i plave svjetlosti u različitim periodima rasta. Na primjer, sadnicama lubenice je potrebno više plave svjetlosti u ranoj fazi, što može efikasno potisnuti rast sadnice; ali u kasnijoj fazi joj je potrebno 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 uzgajaju bezuspješno. 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 očigledna, a potrošnja energije se povećava, što nije pogodno za buduću upotrebu fabrike.

CRezultati

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

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

2. Intenzitet svjetlosti ima važan uticaj na diferencijaciju ćelija i organa sadnica lubenice. Jak intenzitet svjetlosti čini da sadnice rastu snažno; slab intenzitet svjetlosti uzrokuje da sadnice rastu uzalud.

3. U fazi sadnica, u poređenju sa sadnicama čiji je intenzitet svjetlosti bio niži od 120 μ mol/m2·s, sadnice čiji je intenzitet svjetlosti bio veći od 150 μ mol/m2·s rasle su sporije kada su preseljene na poljoprivredno zemljište.

Rast sadnica lubenice bio je najbolji kada je odnos crvene i plave boje bio 5:1. S obzirom na različite efekte 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.