Sursa articolului: Revista de Cercetare a Mecanizării Agricole;

Autor: Yingying Shan, Xinmin Shan, Song Gu.

Pepenele verde, ca cultură economică tipică, are o cerere mare pe piață și cerințe de calitate ridicate, însă cultivarea răsadurilor este dificilă în cazul pepenelui galben și al vinetelor. Principalul motiv este că pepenele verde este o cultură iubitoare de lumină. Dacă nu există suficientă lumină după ce răsadul de pepene verde se rupe, acesta va crește excesiv și va forma răsaduri înalte, ceea ce va afecta serios calitatea răsadurilor și creșterea ulterioară. Perioada de la semănat la plantare a pepenelui verde se întâmplă între decembrie și februarie anul următor, acesta fiind sezonul cu cea mai scăzută temperatură, cea mai slabă lumină și cele mai grave boli. Mai ales în sudul Chinei, este foarte frecvent ca la începutul primăverii să nu fie soare timp de 10 zile până la jumătate de lună. Dacă vremea este înnorată și ninge în mod continuu, acest lucru va provoca chiar și un număr mare de răsaduri moarte, ceea ce va aduce mari daune economice fermierilor.

Modul de utilizare a sursei de lumină artificială, de exemplu, lumina de la iluminatul cu LED-uri, pentru a aplica „îngrășământ ușor” culturilor, inclusiv răsadurilor de pepene verde, în condiții de lumină solară insuficientă, astfel încât să se atingă scopul de a crește randamentul, a avea o eficiență ridicată, a avea o calitate superioară, a rezistenței la boli și a nu polua, promovând în același timp creșterea și dezvoltarea culturilor, a fost direcția cheie de cercetare a oamenilor de știință din domeniul producției agricole timp de mulți ani.

În ultimii ani, cercetările au constatat, de asemenea, că diferitele raporturi de lumină roșie și albastră au avut, de asemenea, un efect semnificativ asupra creșterii răsadurilor de plante. De exemplu, cercetătorul Tang Dawei și alții au descoperit că R/b = 7:3 este cel mai bun raport de lumină roșie și albastră pentru creșterea răsadurilor de castraveți; cercetătorul Gao Yi și alții au subliniat în lucrarea lor că sursa de lumină mixtă R/b = 8:1 este cea mai potrivită configurație de lumină suplimentară pentru creșterea răsadurilor de Luffa.

Anterior, unii oameni au încercat să utilizeze surse de lumină artificială, cum ar fi lămpile fluorescente și lămpile cu sodiu, pentru a efectua experimente cu răsaduri, dar rezultatul nu a fost bun. Încă din anii 1990, au existat cercetări privind cultivarea răsadurilor folosind lămpi LED ca surse suplimentare de lumină.

Lămpile LED pentru creștere au avantajele economisirii energiei, protecției mediului, siguranței și fiabilității, duratei lungi de viață, dimensiunilor reduse, greutății reduse, generării reduse de căldură și controlului bun al dispersiei luminii sau al combinării acestora. Pot fi combinate în funcție de necesități pentru a obține lumină monocromatică pură și spectru compozit, iar rata de utilizare eficientă a energiei luminoase poate ajunge la 80% - 90%. Sunt considerate a fi cea mai bună sursă de lumină în cultivare.

În prezent, în China s-au realizat numeroase studii privind cultivarea orezului, castraveților și spanacului cu surse de lumină LED pură, s-au înregistrat unele progrese. Cu toate acestea, pentru răsadurile de pepene verde, care sunt dificil de cultivat, tehnologia actuală rămâne la stadiul de lumină naturală, iar lumina LED este utilizată doar ca sursă suplimentară de lumină.

Având în vedere problemele menționate mai sus, această lucrare va încerca să utilizeze lumina LED ca sursă pură de lumină pentru a studia fezabilitatea ameliorării răsadurilor de pepene verde și cel mai bun raport de flux luminos pentru a îmbunătăți calitatea răsadurilor de pepene verde fără a depinde de lumina soarelui, pentru a oferi o bază teoretică și suport de date pentru controlul luminii răsadurilor de pepene verde în instalații.

A.Procesul și rezultatele testării

1. Materiale experimentale și tratament cu lumină

În experiment s-a folosit pepenele verde ZAOJIA 8424, iar mediul de răsad a fost Jinhai Jinjin 3. Locul de testare a fost selectat în pepiniera fabricii de iluminat cu LED-uri din orașul Quzhou, iar echipamentul de iluminat cu LED-uri a fost utilizat ca sursă de lumină de testare. Testul a durat 5 cicluri. Perioada unică a experimentului a fost de 25 de zile, de la înmuierea semințelor, germinare până la creșterea răsadurilor. Fotoperioada a fost de 8 ore. Temperatura interioară a fost de 25° până la 28° în timpul zilei (7:00-17:00) și de 15° până la 18° seara (17:00-7:00). Umiditatea ambientală a fost de 60% - 80%.

În corpurile de iluminat cu LED pentru creștere se utilizează perle LED roșii și albastre, cu o lungime de undă roșie de 660 nm și o lungime de undă albastră de 450 nm. În experiment, s-au folosit pentru comparație lumină roșie și albastră cu raportul fluxului luminos de 5:1, 6:1 și 7:13.

2. Indice și metodă de măsurare

La sfârșitul fiecărui ciclu, 3 puieți au fost selectați aleatoriu pentru testarea calității puieților. Indicii au inclus greutatea uscată și proaspătă, înălțimea plantei, diametrul tulpinii, numărul de frunze, aria specifică a frunzelor și lungimea rădăcinii. Printre aceștia, înălțimea plantei, diametrul tulpinii și lungimea rădăcinii pot fi măsurate cu un șubler; numărul de frunze și numărul de rădăcini pot fi numărate manual; greutatea uscată și proaspătă și aria specifică a frunzelor pot fi calculate cu o riglă.

3. Analiza statistică a datelor

4. Rezultate

Rezultatele testelor sunt prezentate în Tabelul 1 și figurile 1-5.

Din tabelul 1 și figura 1-5 se poate observa că odată cu creșterea raportului lumină/rădăcină, greutatea uscată în stare proaspătă scade, înălțimea plantei crește (există un fenomen de lungime inutilă), tulpina plantei devine din ce în ce mai subțire și mai mică, suprafața specifică a frunzelor se reduce, iar lungimea rădăcinii devine din ce în ce mai scurtă.

B.Analiza și evaluarea rezultatelor

1. Când raportul dintre lumina transmisă și lumina transmisă este de 5:1, creșterea răsadurilor de pepene verde este cea mai bună.

2. Răsadurile mici iradiate de lampa de creștere LED cu raport ridicat de lumină albastră indică faptul că lumina albastră are un efect evident de suprimare a creșterii plantelor, în special asupra tulpinii plantei, și nu are o influență evidentă asupra creșterii frunzelor; lumina roșie promovează creșterea plantelor, iar planta crește mai repede atunci când raportul de lumină roșie este mare, dar lungimea sa este evidentă, așa cum se arată în Figura 2.

3. O plantă are nevoie de raporturi diferite de lumină roșie și albastră în diferite perioade de creștere. De exemplu, răsadurile de pepene verde au nevoie de mai multă lumină albastră în stadiul incipient, ceea ce poate suprima eficient creșterea răsadului; dar în stadiul ulterior, au nevoie de mai multă lumină roșie. Dacă proporția de lumină albastră rămâne ridicată, răsadul va fi mic și scund.

4. Intensitatea luminii la răsadurile de pepene verde în stadiul incipient nu poate fi prea puternică, ceea ce va afecta creșterea ulterioară a răsadurilor. Cea mai bună metodă este să folosiți lumină slabă în stadiul incipient și apoi lumină puternică.

5. Trebuie asigurată o iluminare rezonabilă cu LED-uri pentru creștere. Se constată că, dacă intensitatea luminii este prea scăzută, creșterea răsadurilor este slabă și se dezvoltă ușor, fără efect. Trebuie asigurat că iluminarea normală pentru creșterea răsadurilor nu poate fi mai mică de 120wml; cu toate acestea, schimbarea tendinței de creștere a răsadurilor cu iluminare prea puternică nu este evidentă, iar consumul de energie crește, ceea ce nu este favorabil utilizării viitoare a fabricii.

CRezultate

Rezultatele au arătat că este fezabilă utilizarea unei surse de lumină LED pură pentru cultivarea răsadurilor de pepene verde într-o cameră întunecată, iar fluxul luminos de 5:1 a fost mai favorabil creșterii răsadurilor de pepene verde decât de 6 sau 7 ori. Există trei puncte cheie în aplicarea tehnologiei LED în cultivarea industrială a răsadurilor de pepene verde.

1. Raportul dintre lumina roșie și cea albastră este foarte important. Creșterea timpurie a răsadurilor de pepene verde nu poate fi iluminată de lampă LED cu lumină albastră prea puternică, altfel aceasta va afecta creșterea ulterioară.

2. Intensitatea luminii are un efect important asupra diferențierii celulelor și organelor răsadurilor de pepene verde. Intensitatea puternică a luminii face ca răsadurile să crească puternic; intensitatea slabă a luminii face ca răsadurile să crească în zadar.

3. În stadiul de răsad, comparativ cu răsadurile cu o intensitate luminoasă mai mică de 120 μ mol / m2 · s, răsadurile cu o intensitate luminoasă mai mare de 150 μ mol / m2 · s au crescut lent atunci când s-au mutat pe terenurile agricole.

Creșterea răsadurilor de pepene verde a fost cea mai bună atunci când raportul dintre roșu și albastru a fost de 5:1. În funcție de diferitele efecte ale luminii albastre și roșii asupra plantelor, cea mai bună modalitate de iluminare este de a crește în mod corespunzător proporția de lumină albastră în stadiul incipient de creștere a răsadurilor și de a adăuga mai multă lumină roșie în stadiul avansat de creștere a răsadurilor; se utilizează lumină slabă în stadiul incipient și apoi se utilizează lumină puternică în stadiul avansat.