Istraživanje o efektu LED dopunskog svjetla na povećanje prinosa sve veći efekt hidroponske zelene salate i pakchoija u stakleniku zimi
[Sažetak] Zima u Šangaju često nailazi na nisku temperaturu i nisku suncu, a rast hidroponskog lisnatog povrća u staklenici je spor, a proizvodni ciklus dugačak, što ne može ispuniti potražnju na tržištu. Posljednjih godina su se u određenoj mjeri počela da se proizvodno sagoriva i proizvodnja staklena kuća, u određenoj mjeri koriste u određenoj mjeri da se izvrši defekt da svakodnevno akumulirano svjetlo u staklenici ne može ispuniti potrebe rasta usjeva kada je prirodno svjetlo nedovoljno. U eksperimentu su u stakleniku instalirane dvije vrste LED dopunskih svjetla s različitim kvalitetom svjetlosti kako bi se izvršile eksperiment istraživanja povećanja proizvodnje hidroponske zelene salate i zelene stabljike zimi. Rezultati su pokazali da dvije vrste LED lampica mogu značajno povećati svježu težinu po postrojenju pakchoi-a i salate. Učinak prinosa Pakchoi-a uglavnom se odražava na poboljšanje ukupnog senzornog kvaliteta poput povećanja i zadebljanja lista, a zadesivanje prinosa i sve veći efekt salate se odražava na povećanje broja lišća i sadržaja suhe.

Svjetlost je nezamjenjiv dio rasta biljaka. Posljednjih godina LED svjetla široko se koriste u uzgoj i proizvodnju u stakleničkom okruženju zbog visoke fotoelektrične stope konverzije, prilagodljivog spektra i dugog radničkog vijeka [1]. U stranim zemljama, zbog ranog početka povezanih istraživanja i zrelog sustava za podršku, mnogo velikih cvijeta, proizvodnje voća i povrća imaju relativno kompletne strategije doplata svjetla. Akumulacija velike količine stvarnih proizvodnih podataka također omogućava proizvođačima da jasno predviđaju učinak povećanja proizvodnje. Istovremeno, povratak nakon korištenja LED dodatnog svjetla se procjenjuje [2]. Međutim, većina trenutnih domaćih istraživanja na dopunskom svjetlu pristrano je prema malom optimizaciji svjetlosti i spektralnu optimizaciju, a nedostaju dodatne svjetlosne strategije koje se mogu koristiti u stvarnoj proizvodnji [3]. Mnogi domaći proizvođači izravno će koristiti postojeća strana dopunska rasvjeta za proizvodnju dodatne rasvjetne tehnologije na proizvodnju, bez obzira na klimatske uvjete proizvodnje, proizvode vrste povrća i uvjete sadržaja i opreme. Pored toga, visoki troškovi dodatne svjetlosne opreme i visoke potrošnje energije često rezultiraju ogromnim jazom između stvarnog prinosa usjeva i ekonomskog povratka i očekivanog učinka. Takva trenutna situacija ne pogoduje razvoju i promociji tehnologije dopunjavanja svjetla i povećanja proizvodnje u zemlji. Stoga je hitno potreba za razumno stavljanjem sazrijem LED dopunskim svjetlosnim svjetlima u stvarna domaća proizvodna okruženja, optimizirati strategije korištenja i akumulirati relevantne podatke.

Zima je sezona kada je svježa lisnata povrća u velikoj potražnji. Staklenici mogu pružiti prikladnije okruženje za rast lisnatog povrća zimi od vanjskih poljoprivrednih polja. Međutim, u članku je naglasio da se neki starenje ili slabo čisti staklenici na zimi imaju laganu prijenos manje od 50% .. Pored toga, dugotrajno kišno vrijeme u zimi, što je na zimi javljalo i da se u zimi javljaju u niskoj količini Temperatura i malo svjetlo okruženje, što utječe na normalan rast biljaka. Svjetlo je postalo ograničavajući faktor za rast povrća zimi [4]. Zelena kocka koja je stavljena u stvarnu proizvodnju koristi se u eksperimentu. Plitki tečni protočni sustav za sadnju biljnog sa zasada se usklađuje sa oznakom (Kina) Investment Co., Ltd. dva LED gornja svjetlosna modula sa različitim omjerima plavih svjetla. Sadnja zelena salata i pakchoi, koja su dva lisnata povrća s većom potražnjom na tržištu, ima za cilj proučavanje stvarnog povećanja proizvodnje hidroponskog lista povrća LED rasvjetom u zimskom stakleniku.

Materijali i metode
Materijali koji se koriste za test

Ispitni materijali koji se koriste u eksperimentu bili su zelena salata i pakovanje povrća. Zelena salata salata, zelena lisna salata, dolazi iz Pekinga Dingfeng Moderna poljoprivreda Co., Ltd., i Pakchoi sorta, sjajan zeleni, dolazi od vrtlarstva za Institut za poljoprivredne nauke Hortarhai.

Eksperimentalna metoda

Eksperiment je proveden u staklenoj staklenoj bazi Wenluo Stentqiao baza Shanghai Green Cube Poljoprivredni razvoj Co, Ltd od novembra 2019. do 2020. februara. Izvršeno je dva kruga ponovljenih eksperimenata. Prvi krug eksperimenta bio je krajem 2019. godine, a drugi krug bio je početkom 2020. godine. Nakon sjetve, eksperimentalni materijali su postavljeni u umjetnu svetlost klimatsku sobu za prikupljanje sadnica, a korištena je navodnjavanje sa sadnicama. Tokom perioda za podizanje sadnica, za navodnjavanje je korišteno opće hranjivo rastvor hidroponičnog povrća sa EZ od 1,5 i pH od 5,5. Nakon što su sadnice rasli na 3 listove i 1 srčana faza, zasađeni su na zelenoj kocci Type Type Plitki protok leasni krevet za sadnju povrća. Nakon sadnje, plitki protočni sustav hranjivih sastojaka rastvora koristio je EC 2 i pH 6 hranljivih rješenja za svakodnevno navodnjavanje. Frekvencija navodnjavanja bila je 10 min s vodosnabdijevanjem i 20 min s napajanjem vode. U eksperimentu su postavljeni kontrolna grupa (bez dodatka za svjetlo) i grupu liječenja (LED svjetlo) postavljeni su u eksperimentu. CK je zasađen u staklenom stakleniku bez dodatka svjetlosti. LB: DrW-LB HO (200W) korišten je za nadopunu svjetla nakon sadnje staklenog staklenika. Lagana gustina fluksa (PPFD) na površini hidroponskog povrća nadstrešnica bila je oko 140 μmol / (㎡ · s). MB: Nakon sadnje staklene staklenike, DRW-LB (200W) korišten je za nadopunu svjetla, a PPFD je iznosio oko 140 μmol / (㎡ · s).

Prvi krug eksperimentalnog sadnje je 8. novembra 2019. godine, a datum sadnje je 25. novembra 2019. Vrijeme suplementacije test grupe je 6: 30-17: 00; Drugi krug eksperimentalnog sadnje je 30. decembra 2019. godine, datum sadnje je 17. siječnja 2020. godine, a vrijeme supelementa eksperimentalne grupe je 4: 00-17: 00
U sunčanom vremenu zimi, staklenik će otvoriti krov, bočni film i ventilator za svakodnevnu ventilaciju od 6: 00-17: 00. Kada je temperatura niska noću, staklenici će zatvoriti krovni film, bočni rolni film i ventilator u 17: 00-6: 00 (sljedećeg dana) i otvoriti zavjesu toplotne izolacije u stakleniku za noćnu očuvanje toplote.

Prikupljanje podataka

Visina biljke, broj listova i svježe težine po biljci dobiveni su nakon što su berbe nadzemne dijelove qingjingcai i zelene salate. Nakon mjerenja svježe težine, bio je stavljen u rernu i osušen na 75 ℃ za 72 h. Nakon završetka utvrđena je suha težina. Temperatura u stakleniku i fotosintetičkoj gustini fluksa (PPFD, fotosintetička gustina fotona) sakupljaju se i bilježe svakih 5 min od strane temperaturnog senzora (RS-GZ-N01-2) i fotosintetski aktivni senzor radijacije (GLZ-CG).

Analiza podataka

Izračunajte efikasnost upotrebe svjetla (štetu, efikasnost upotrebe svjetla) prema sljedećoj formuli:
Lue (g / mol) = Povrće prinose po jedinici / ukupna kumulativna količina svjetlosti dobivena od povrća po jedinici površine od sadnje do berbe
Izračunajte sadržaj suhe tvari prema sljedećoj formuli:
Sadržaj suhe tvari (%) = suha težina po biljci / svježa težina po biljci x 100%
Koristite statistiku Excel2016 i IBM SPSS da biste analizirali podatke u eksperimentu i analizirali značaj razlike.

Materijali i metode
Svjetlost i temperatura

Prvi krug eksperimenta trajao je 46 dana od sadnje za berbu, a drugo kolo je trebalo 42 dana od sadnje do berbe. Tokom prvog kruga eksperimenta, dnevna prosječna temperatura u stakleniku uglavnom je bila u rasponu od 10-18 ℃; Tokom drugog kruga eksperimenta, fluktuacija dnevne prosječne temperature u stakleniku bila je stroža od one tijekom prvog kruga eksperimenta, s najnižom dnevnom prosječnom temperaturom od 8,39 ℃ i najvišom dnevnom prosječnom temperaturom od 20.23 ℃. Dnevna prosječna temperatura pokazala je cjelokupni trend prema gore tijekom procesa rasta (Sl. 1).

Tokom prvog kruga eksperimenta, dnevni lagani integralni (DLI) u stakleniku je fluktuirao manje od 14 mol / (㎡ · d). Tokom drugog kruga eksperimenta, svakodnevni kumulativni iznos prirodnog svjetla u stakleniku pokazao je cjelokupni trend prema gore, koji su bili veći od 8 mol / (㎡ · d), a maksimalna vrijednost pojavila se 27. februara 2020. godine, koja je bila 26,1 mol / (㎡ · d). Promjena dnevnog kumulativnog iznosa prirodnog svjetla u stakleniku tokom drugog kruga eksperimenta bila je veća od one tokom prvog kruga eksperimenta (Sl. 2). Tokom prvog kruga eksperimenta, ukupni dnevni kumulativni iznos svjetlosti (zbroj prirodnog svjetla DLI i LED dopunski svjetlo DLI) dodatne svjetlosne grupe bio je veći od 8 mol / (㎡ · d) većinu vremena. Tokom drugog kruga eksperimenta, ukupni dnevni akumulirani svetlosni iznos dodatne lampice bio je veći od 10 mol / (㎡ · d) većinu vremena. Ukupna akumulirana količina dopunskog svjetla u drugom krugu bila je 31,75 mol / ㎡ više od toga u prvom krugu.

Učinkovitost korištenja povrća i svjetlosnog energije

● Prvi krug rezultata ispitivanja
Može se vidjeti sa Sl. 3 da je Pakchoi dopunio Pakchoi bolje, biljni oblik je kompaktniji, a listovi su veći i deblji od ne dopunjenih CK-a. LB i MB pakchoi listovi su svjetliji i tamniji zeleni od CK-a. Može se vidjeti sa Sl. 4 da zelena salata sa LED dopunskim svjetlom raste bolja od CK-a bez dodatnog svjetla, broj lišća je veći, a biljni oblik je fuller.

Može se vidjeti iz tablice 1 da nema značajne razlike u visini biljaka, listova, sadržaj suhih materija i svjetlosnog energije efikasnost pakchoi-a tretirana CK, LB i MB, ali svježa težina pakchoija tretirana je LB i MB Znatno viši od onog CK-a; Nije bilo značajne razlike u svježoj težini po biljci između dva LED svjetla uz raste sa različitim omjerima plavih svjetla u liječenju LB i MB.

Može se vidjeti iz tablice 2 da je biljna visina zelene salate u LB tretmanu bila znatno veća od onog u CK tretmanu, ali nije postojala značajna razlika između LB tretmana i tretmana MB. Bilo je značajnih razlika u broju lišća među tri tretmana, a broj lišća u tretmanu MB bio je najviši, koji je bio 27. Svježa težina po biljci LB tretmana bila je najveća, koja je bila 101g. Bilo je i značajne razlike između dvije grupe. Nije bilo značajne razlike u sadržaju suhe materije između CK i LB tretmana. Sadržaj MB-a iznosio je 4,24% veći od CK i LB tretmana. Bilo je značajnih razlika u efikasnosti upotrebe svjetla među tri tretmana. Najviša efikasnost upotrebe svjetla bila je u LB tretmanu, koja je bila 13,23 g / mol, a najniža je bila u CK tretmanu, koja je bila 10,72 g / mol.

● Drugi krug rezultata ispitivanja

Može se vidjeti iz tablice 3 da je biljna visina pakchoija tretirana MB-om bila znatno veća od onog CK-a, a nije postojala značajna razlika između IT i LB tretmana. Broj lišća Pakchoija tretiran od LB i MB bio je znatno veći od onog s CK-om, ali nije bilo značajne razlike između dvije skupine dopunskih tretmana. Bilo je značajnih razlika u svježoj težini po biljci među tri tretmana. Svježa težina po biljci u CK-u bila je najniža u 47 g, a tretman MB bio je najviši na 116 g. Nije bilo značajne razlike u sadržaju suhe tvari između tri tretmana. Postoje značajne razlike u efikasnosti svjetlosne energije. CK je nizak u 8,74 g / mol, a tretman MB je najviši u 13,64 g / mol.

Može se vidjeti iz tablice 4 da ne postoji značajna razlika u biljnoj visini salate među tri tretmana. Broj lišća u LB i MB tretmanima bio je znatno veći od onog u CK-u. Među njima je broj listova MB bio najviši u 26. Nije bilo značajne razlike u broju lišća između LB i MB tretmana. Svježa težina po postrojenju dviju grupa dodatnih svjetlosnih tretmana bila je značajno veća od onog CK-a, a svježa težina po biljci bila je najveća u MB tretmanu, koja je bila 133g. Bilo je i značajnih razlika između LB i MB tretmana. Bilo je značajnih razlika u sadržaju suhe tvari među tri tretmana, a sadržaj suhe tvari LB tretmana bio je najveći, koji je bio 4,05%. Učinkovitost upotrebe svjetlosnog energije MB je značajno veća od tretmana CK i LB, što je 12,67 g / mol.

Tokom drugog kruga eksperimenta, ukupni DLI iz dodatne svjetlosne grupe bio je mnogo veći od DLI-a tokom istog broja dana kolonizacije tokom prvog kruga eksperimenta (slika 1-2), te dodatno svjetlo dopunskog svjetla Grupa za liječenje u drugom krugu eksperimenta (4: 00-00- 17:00). U poređenju s prvim krugom eksperimenta (6: 30-17: 00), povećao se za 2,5 sata. Vrijeme berbe dva kruga Pakchoi-a bilo je 35 dana nakon sadnje. Svježa težina CK individualne biljke u dva kruga bila je slična. Razlika u svježoj težini po postrojenju u LB i MB tretmanu u usporedbi s CK-om u drugom krugu eksperimenata bila je mnogo veća od razlike u svježijoj težini po postrojenju u odnosu na CK u prvom krugu eksperimenata (Tabela 1, Tabela 3). Vrijeme berbe drugog kruga eksperimentalne salate bilo je 42 dana nakon sadnje, a vrijeme berbe prvog kruga eksperimentalne salate bilo je 46 dana nakon sadnje. Broj dana kolonizacije kada je ubravljen drugi krug eksperimentalne salate CK bio je 4 dana manje od onog prvog kruga, ali svježa težina po postrojenju je 1,57 puta veća od prvog kruga eksperimenata (tabela 2 i tabela 4), A efikasnost korišćenja svjetla je slična. Može se vidjeti da se temperatura postepeno zagrijava, a prirodno svjetlo u staklenika postepeno se povećava, skraćeno je proizvodni ciklus salate.

Materijali i metode
Dva kruga testiranja u osnovi su pokrivala čitavu zimu u Šangaju, a kontrolna grupa (CK) je mogla relativno vratiti stvarni proizvodni status hidroponske zelene stabljike i zelene salate u stakleniku ispod niske temperature. Eksperimentarska grupa za doplatu svetla imala je značajan promotivni učinak na najintiturivniji indeks podataka (svježa težina po biljci) u dva kruga eksperimenata. Među njima, povećanje prinosa pakchoi-a ogleda se u veličini, boju i debljini lišća istovremeno. Ali zelena salata teži povećanju broja listova, a biljni oblik izgleda punije. Rezultati ispitivanja pokazuju da se suplementacija svjetla može poboljšati svježe težine i kvalitet proizvoda u sadnji dvije kategorije povrća, čime se povećava komercijalnost biljnih proizvoda. Pakchoi dopunjen crvenim bijelim, niskim plavim i crvenim bijelim, srednjim plavim LED modulima je tamniji zeleni i sjajni izgled od lišća bez dodatnog svjetla, lišće su veće i debljeg i trend rasta i rasta Cijeli tip biljke je kompaktniji i energičniji. Međutim, "mozaična zelena salata" pripada svijetlo zelenoj listićem povrću, a ne postoji očigledan proces promjene boje u procesu rasta. Promjena boje lišća nije očigledna za ljudske oči. Odgovarajući udio plave svjetlosti može promovirati razvoj listova i fotosintetičku sintezu pigmenta i inhibirati internode izduženje. Stoga je povrće u grupi za doplatu svjetla pogodnije potrošači u kvaliteti izgleda.

Tokom drugog kruga testa, ukupna svakodnevna kumulativna svjetlosna količina dodatne svjetlosne grupe bila je mnogo veća od DLI-a tokom istog broja dana kolonizacije tokom prvog kruga eksperimenta (slika 1-2) i dopunsko svjetlo Vrijeme drugog kruga dodatne grupe za obradu svjetla (4: 00-17: 00), u usporedbi s prvim krugom eksperimenta (6: 30-17: 00), povećalo se za 2,5 sata. Vrijeme berbe dva kruga Pakchoi-a bilo je 35 dana nakon sadnje. Svježa težina CK-a u dva kruga bila je slična. Razlika u svježoj težini po postrojenju između LB i MB tretmana i CK-a u drugom krugu eksperimenata bila je mnogo veća od razlike u svježijoj težini po biljci s CK-om u prvom krugu eksperimenata (Tabela 1 i Tabela 3). Stoga, produženje vremena doplate svjetla može promovirati povećanje proizvodnje hidroponskog pakchoi kultivisanog u zatvorenom zatvorenom zimu. Vrijeme berbe drugog kruga eksperimentalne salate bilo je 42 dana nakon sadnje, a vrijeme berbe prvog kruga eksperimentalne salate bilo je 46 dana nakon sadnje. Kada je ubravljen drugi krug eksperimentalne salate, broj dana kolonizacije CK grupe bio je 4 dana manji od prvog kruga. Međutim, svježa težina jedne biljke bila je 1,57 puta veća od prvog kruga eksperimenata (Tabela 2 i Tabela 4). Učinkovitost iskorištenja svjetlosnog energije bila je slična. Može se vidjeti da se temperatura polako raste i prirodno svjetlo u stakleniku postepeno povećava (slika 1-2), proizvodni ciklus zelene salate može se skratiti u skladu s tim. Stoga dodavanje dodatne svjetlosne opreme u staklenicu zimi sa niskom temperaturom i niskom sunčevom svjetlošću može učinkovito poboljšati proizvodnu efikasnost salate, a zatim povećati proizvodnju. U prvom krugu eksperimenta, postrojenje za list dopunjena potrošnja lagane energije iznosila je 0,95 kW-h, a u drugom krugu eksperimenta, postrojenje listova je dopunjena lagana potrošnja energije bila je 1,15 kW-h. U usporedbi između dva kruga eksperimenata, lagana potrošnja tri tretmana Pakchoija, efikasnost korišćenja energije u drugom eksperimentu bila je niža od one u prvom eksperimentu. Učinkovitost upotrebe svjetlosnog energije salate CK i LB dodatnih grupa za liječenje u drugom eksperimentu bila je nešto niža od one u prvom eksperimentu. Zaključuje se da je mogući razlog da mala dnevna prosječna temperatura u roku od tjedan dana nakon sadnje čini spornim sadnicom duže, a iako je temperatura malo za vrijeme eksperimenta, a opseg je bio ograničen, a opseg je bila ograničena, a ukupna dnevna prosječna temperatura je i dalje Na niskom nivou, koji je ograničio efikasnost upotrebe svjetla za vrijeme cjelokupnog ciklusa rasta hidroponike lisnatog povrća. (Slika 1).

Tokom eksperimenta, bazen hranjivih sastojaka nije bio opremljen opremom za zagrijavanje, tako da je korijensko okruženje hidroponskog lisnatog povrća uvijek bilo na niskom temperaturnom nivou, a dnevna prosječna temperatura bila je ograničena, što je uzrokovalo da povrće ne može izvršiti punu upotrebu svakodnevne kumulativne svjetlosti povećan je produženjem dopunskog svjetla LED. Stoga, prilikom nadopune svjetlosti u stakleniku zimi, potrebno je razmotriti odgovarajuću očuvanje topline i mjere grijanja kako bi se osigurala učinak dopunske svjetlosti za povećanje proizvodnje. Stoga je potrebno razmotriti odgovarajuće mjere začuvanja topline i temperaturnog povećanja kako bi se osigurao učinak dodatka svjetlosti i povećanje prinosa u zimskom stakleniku. Upotreba LED dopunskog svjetla povećat će troškove proizvodnje u određenoj mjeri, a sama poljoprivredna proizvodnja nije visoko prinosna industrija. Stoga, u pogledu optimizacije dodatne svjetlosne strategije i sarađivati ​​s drugim mjerama u stvarnoj proizvodnji hidroponskog lisnatog povrća u zimskom stakleniku i kako koristiti dodatnu svjetlosnu opremu za postizanje efikasne proizvodnje i poboljšanju efikasnosti svjetlosnog iskorištavanja i ekonomske koristi , Još uvijek trebaju daljnji proizvodni eksperimenti.

Autori: Yiming Ji, Kang Liu, Xianping Zhang, Honglei Mao (Shanghai Green Cube Poljoprivredni razvoj Co., Ltd.).
Članak Izvor: Poljoprivredna inženjerska tehnologija (staklena kuća).

Reference:
[1] Jianfeng Dai, Philips hortikulturna LED primjena u proizvodnji staklenika [J]. Poljoprivredna inženjerska tehnologija, 2017, 37 (13): 28-32
[2] Xiaoling Yang, Lanfang pjesma, Zhengli Jin, et al. Status aplikacije i perspektiva tehnologije dodataka svjetla za zaštićene voće i povrće [j]. Sjeverna vrtlarstvo, 2018 (17): 166-170
[3] Xiaoying Liu, Zhigang Xu, Xuelei Jiao, i dr. Istraživački i primjeni status i razvoj razvoja biljne rasvjete [J]. Časopis za osvjetljenje inženjerstva, 013, 24 (4): 1-7
[4] Jing Xie, Hou Cheng Liu, Wei Song Shi, i dr. Primjena izvora svjetla i kontrole svjetlosti u proizvodnji povrća u stakleniku [J]. Kinesko povrće, 2012 (2): 1-7