Джерело статті: Журнал досліджень механізації сільського господарства;

Автор: Ін'їн Шан, Сіньмінь Шан, Сон Гу.

Кавун, як типова економічна культура, має великий ринковий попит і високі вимоги до якості, але вирощування розсади для дині та баклажанів є складним. Основна причина полягає в тому, що кавун – світлолюбна культура. Якщо після розсади кавуна недостатньо світла, вона переросте та утворює високі паростки, що серйозно впливає на якість розсади та подальший ріст. Від посіву до посадки кавун проходить з грудня того року до лютого наступного, що є сезоном з найнижчою температурою, найслабшим освітленням та найсерйознішими хворобами. Особливо на півдні Китаю дуже поширене явище, коли сонячного світла немає від 10 днів до півмісяця ранньою весною. Якщо триває постійна похмура та сніжна погода, це навіть призводить до великої кількості загиблих паростків, що завдасть фермерам великої шкоди та економічних втрат.

Ключовим напрямком досліджень вчених-сільськогосподарських фахівців протягом багатьох років було використання штучних джерел світла, наприклад, світла від світлодіодних ламп для вирощування, для внесення «легких добрив» до культур, включаючи розсаду кавунів, за умови недостатнього сонячного освітлення, щоб досягти мети підвищення врожайності, високої ефективності, високої якості, стійкості до хвороб та безпеки від забруднення, одночасно сприяючи росту та розвитку сільськогосподарських культур.

В останні роки дослідження також виявили, що різне співвідношення червоного та синього світла також мало значний вплив на ріст розсади рослин. Наприклад, дослідник Тан Давей та інші виявили, що R/b = 7:3 є найкращим співвідношенням червоного та синього світла для росту розсади огірка; дослідник Гао І та інші у своїй статті зазначили, що змішане джерело світла R/b = 8:1 є найбільш підходящою додатковою конфігурацією світла для росту розсади люфи.

Раніше деякі люди намагалися використовувати штучні джерела світла, такі як люмінесцентні лампи та натрієві лампи, для проведення експериментів з розсадою, але результат був невдалим. З 1990-х років проводяться дослідження з вирощування розсади з використанням світлодіодних ламп як додаткових джерел світла.

Світлодіодні лампи для вирощування рослин мають такі переваги, як енергозбереження, захист навколишнього середовища, безпека та надійність, тривалий термін служби, невеликі розміри, легка вага, низьке тепловиділення та гарне розсіювання світла або його комбінований контроль. Їх можна комбінувати відповідно до потреб для отримання чистого монохроматичного світла та композитного спектру, а ефективний коефіцієнт використання світлової енергії може досягати 80% - 90%. Вони вважаються найкращим джерелом світла для вирощування.

Наразі в Китаї проведено велику кількість досліджень щодо вирощування рису, огірків та шпинату з використанням виключно світлодіодного джерела світла, і досягнуто певного прогресу. Однак для розсади кавуна, яку важко вирощувати, сучасна технологія все ще залишається на стадії природного освітлення, а світлодіодне світло використовується лише як додаткове джерело світла.

З огляду на вищезазначені проблеми, у цій статті буде зроблена спроба використати світлодіодне світло як чисте джерело світла для вивчення можливості розмноження розсади кавуна та найкращого співвідношення світлового потоку для покращення якості розсади кавуна без залежності від сонячного світла, щоб забезпечити теоретичну основу та дані для контролю освітлення розсади кавуна в умовах сільськогосподарських угідь.

A.Процес та результати тестування

1. Експериментальні матеріали та світлообробка

В експерименті використовували кавун сорту ZAOJIA 8424, а середовищем для розсади – Jinhai Jinjin 3. Місце проведення випробувань було обрано на заводі з виробництва світлодіодних ламп для вирощування рослин у місті Цюйчжоу, а світлодіодне освітлювальне обладнання використовувалося як джерело світла. Випробування тривало 5 циклів. Один експериментальний період становив 25 днів від замочування насіння, проростання до росту розсади. Фотоперіод становив 8 годин. Температура в приміщенні становила від 25° до 28° вдень (7:00-17:00) та від 15° до 18° ввечері (17:00-7:00). Вологість навколишнього середовища становила 60% – 80%.

У світлодіодних світильниках для вирощування рослин використовуються червоні та сині світлодіодні намистини з довжиною хвилі червоного кольору 660 нм та довжиною хвилі синього кольору 450 нм. В експерименті для порівняння використовувалися червоне та синє світло зі співвідношенням світлового потоку 5:1, 6:1 та 7:13.

2. Індекс та метод вимірювання

В кінці кожного циклу для перевірки якості розсади випадковим чином відбирали 3 саджанці. Показники включали суху та свіжу вагу, висоту рослини, діаметр стебла, кількість листків, питому площу листків та довжину коренів. Серед них висоту рослини, діаметр стебла та довжину коренів можна було виміряти штангенциркулем; кількість листків та коренів можна було підрахувати вручну; суху та свіжу вагу та питому площу листків можна було розрахувати за допомогою лінійки.

3. Статистичний аналіз даних

4. Результати

Результати випробувань наведено в таблиці 1 та на рисунках 1-5.

З таблиці 1 та рисунків 1-5 видно, що зі збільшенням співвідношення світла до пропускання світла суха маса зменшується, висота рослини збільшується (спостерігається явище марної довжини), стебло рослини стає тоншим і меншим, питома площа листка зменшується, а довжина кореня стає все коротшою.

B.Аналіз та оцінка результатів

1. Коли співвідношення світла до пропускання світла становить 5:1, розсада кавуна росте найкраще.

2. Низький рівень опромінення розсади світлодіодним освітлювачем з високим співвідношенням синього світла вказує на те, що синє світло має очевидний пригнічувальний вплив на ріст рослин, особливо на стебло рослини, і не має очевидного впливу на ріст листя; червоне світло сприяє росту рослини, і рослина росте швидше, коли співвідношення червоного світла велике, але його довжина очевидна, як показано на рисунку 2.

3. Рослині потрібне різне співвідношення червоного та синього світла в різні періоди росту. Наприклад, розсаді кавуна потрібно більше синього світла на ранній стадії, що може ефективно пригнічувати ріст розсади; але на пізнішій стадії їй потрібно більше червоного світла. Якщо частка синього світла залишається високою, розсада буде маленькою та низькою.

4. Інтенсивність освітлення розсади кавуна на ранній стадії не може бути занадто сильною, це вплине на подальший ріст розсади. Краще використовувати слабке світло на ранній стадії, а потім сильне.

5. Слід забезпечити достатнє освітлення світлодіодними лампами для вирощування рослин. Встановлено, що якщо інтенсивність світла занадто низька, ріст розсади слабкий, і її легко вирощувати марно. Слід переконатися, що нормальне освітлення для росту розсади не може бути нижчим за 120 Вт/мл; однак, зміна тенденції росту розсади при занадто високому освітленні не є очевидною, а споживання енергії збільшується, що не сприяє майбутньому використанню заводу.

CРезультати

Результати показали, що використання чистого світлодіодного джерела світла для вирощування розсади кавуна в темній кімнаті цілком можливо, а світловий потік 5:1 був більш сприятливим для росту розсади кавуна, ніж 6- або 7-кратне збільшення. Існує три ключові моменти застосування світлодіодної технології в промисловому вирощуванні розсади кавуна.

1. Співвідношення червоного та синього світла дуже важливе. Ранній ріст розсади кавуна не можна освітлювати світлодіодним освітленням із занадто синім світлом, інакше це вплине на подальший ріст.

2. Інтенсивність світла має важливий вплив на диференціацію клітин та органів розсади кавуна. Сильна інтенсивність світла сприяє сильному росту розсади; слабка інтенсивність світла призводить до марного росту розсади.

3. На стадії проростання, порівняно з проростками з інтенсивністю світла нижче 120 μmol/m2·s, проростки з інтенсивністю світла вище 150 μmol/m2·s росли повільніше після переміщення на сільськогосподарські угіддя.

Ріст розсади кавуна був найкращим, коли співвідношення червоного та синього кольорів становило 5:1. Відповідно до різного впливу синього та червоного світла на рослини, найкращим способом освітлення є відповідне збільшення частки синього світла на ранній стадії росту розсади та додавання більше червоного світла на пізній стадії росту розсади; використання слабкого світла на ранній стадії, а потім використання сильного світла на пізній стадії.