Artikelkälla: Journal of Agricultural Mechanization Research;

Författare: Yingying Shan, Xinmin Shan, Song Gu.

Vattenmelon, som en typisk ekonomisk gröda, har stor efterfrågan på marknaden och höga kvalitetskrav, men dess plantodling är svår för melon och aubergine. Den främsta anledningen är att: vattenmelon är en ljusälskande gröda. Om det inte finns tillräckligt med ljus efter att vattenmelonplantan har brutits, kommer den att växa igen och bilda höga plantor, vilket allvarligt påverkar plantornas kvalitet och senare tillväxt. Vattenmelonen från sådd till plantering råkar vara mellan december samma år och februari nästa år, vilket är säsongen med den lägsta temperaturen, det svagaste ljuset och den allvarligaste sjukdomen. Särskilt i södra Kina är det mycket vanligt att det inte finns solsken i 10 dagar till en halv månad tidigt på våren. Om det är kontinuerligt mulet och snöigt väder kommer det till och med att orsaka ett stort antal döda plantor, vilket kommer att orsaka stor skada för böndernas ekonomiska förlust.

Hur man använder artificiella ljuskällor, t.ex. ljus från LED-odlingsbelysning, för att applicera "lätt gödselmedel" på grödor inklusive vattenmelonplantor under förhållanden med otillräckligt solljus, för att uppnå syftet att öka avkastningen, hög effektivitet, hög kvalitet, sjukdomsresistens och föroreningsfrihet samtidigt som man främjar tillväxt och utveckling av grödor, har varit den viktigaste forskningsinriktningen för jordbruksproduktionsforskare i många år.

Under senare år har forskningen vidare funnit att olika förhållanden mellan rött och blått ljus också har en betydande effekt på tillväxten av växtplantor. Till exempel fann forskaren Tang Dawei och andra att R/b = 7:3 är det bästa förhållandet mellan rött och blått ljus för tillväxt av gurkplantor; forskaren Gao Yi och andra påpekade i sin artikel att en blandad ljuskälla med R/b = 8:1 är den lämpligaste kompletterande ljuskonfigurationen för tillväxt av Luffa-plantor.

Tidigare försökte vissa personer använda artificiella ljuskällor som lysrör och natriumlampor för att utföra experiment med plantor, men resultatet var inte bra. Sedan 1990-talet har det forskats om plantodling med LED-växtlampor som kompletterande ljuskällor.

LED-växtlampor har fördelarna med energibesparing, miljöskydd, säkerhet och tillförlitlighet, lång livslängd, liten storlek, låg vikt, låg värmeutveckling och god ljusspridning eller kombinationskontroll. De kan kombineras efter behov för att få rent monokromatiskt ljus och kompositspektrum, och den effektiva utnyttjandegraden av ljusenergi kan nå 80 % – 90 %. De anses vara den bästa ljuskällan för odling.

För närvarande har ett stort antal studier gjorts om odling av ris, gurka och spenat med ren LED-ljuskälla i Kina, och vissa framsteg har gjorts. För vattenmelonplantor som är svåra att odla, håller sig dock den nuvarande tekniken fortfarande i stadiet med naturligt ljus, och LED-ljus används endast som en kompletterande ljuskälla.

Med tanke på ovanstående problem kommer denna artikel att försöka använda LED-ljus som en ren ljuskälla för att studera genomförbarheten av förädling av vattenmelonplantor och det bästa ljusflödesförhållandet för att förbättra kvaliteten på vattenmelonplantor utan att förlita sig på solljus, i syfte att ge teoretisk grund och datastöd för ljuskontroll av vattenmelonplantor i anläggningar.

A.Testprocess och resultat

1. Experimentella material och ljusbehandling

Vattenmelonen ZAOJIA 8424 användes i experimentet, och plantmediet var Jinhai Jinjin 3. Testplatsen valdes i LED-odlingslampans plantskola i Quzhou City och LED-odlingsbelysningsutrustning användes som testljuskälla. Testet varade i 5 cykler. Den enskilda experimentperioden var 25 dagar från blötläggning, groning till planttillväxt. Fotoperioden var 8 timmar. Inomhustemperaturen var 25° till 28° på dagtid (7:00-17:00) och 15° till 18° på kvällen (17:00-7:00). Den omgivande luftfuktigheten var 60%–80%.

Röda och blå LED-pärlor används i LED-belysning för växter, med en röd våglängd på 660 nm och en blå våglängd på 450 nm. I experimentet användes rött och blått ljus med ljusflödesförhållandet 5:1, 6:1 och 7:13 för jämförelse.

2. Mätindex och metod

I slutet av varje cykel valdes 3 plantor slumpmässigt ut för plantkvalitetstest. Indexen inkluderade torr- och färskvikt, planthöjd, stjälkdiameter, bladantal, specifik bladarea och rotlängd. Bland dessa kan planthöjd, stjälkdiameter och rotlängd mätas med skjutmått; bladantal och rotantal kan räknas manuellt; torr- och färskvikt samt specifik bladarea kan beräknas med linjal.

3. Statistisk analys av data

4. Resultat

Testresultaten visas i tabell 1 och figurerna 1–5.

Från tabell 1 och figur 1-5 framgår att med ökande ljus-till-ljus-förhållande minskar den torra färskvikten, växthöjden ökar (det finns ett fenomen med meningslös längd), växtens stjälk blir tunnare och mindre, den specifika bladarean minskar och rotlängden blir kortare och kortare.

B.Resultatanalys och utvärdering

1. När förhållandet mellan ljus och ljusgenomsläpp är 5:1, är vattenmelonens planttillväxt bäst.

2. Den låga mängden plantor som bestrålas av LED-växtlampan med högt blått ljus indikerar att blått ljus har en tydlig hämmande effekt på växttillväxt, särskilt på växtstjälken, och har ingen uppenbar inverkan på bladtillväxten; rött ljus främjar växttillväxt, och växten växer snabbare när andelen rött ljus är stor, men dess längd är uppenbar, som visas i figur 2.

3. En växt behöver olika proportioner av rött och blått ljus under olika tillväxtperioder. Till exempel behöver vattenmelonplantor mer blått ljus i ett tidigt skede, vilket effektivt kan hämma planttillväxten; men i ett senare skede behöver de mer rött ljus. Om andelen blått ljus förblir hög kommer plantan att vara liten och kort.

4. Ljusintensiteten hos vattenmelonplantor i tidigt skede bör inte vara för stark, vilket kommer att påverka plantornas senare tillväxt. Det bästa sättet är att använda svagt ljus i tidigt skede och sedan starkt ljus senare.

5. Rimlig LED-belysning bör säkerställas. Det har visat sig att om ljusintensiteten är för låg, är plantornas tillväxt svag och lätt att odla. Det bör säkerställas att plantornas normala tillväxtbelysning inte kan vara lägre än 120 wml; dock är förändringen i plantornas tillväxttrend inte uppenbar med för hög belysning, och energiförbrukningen ökar, vilket inte är gynnsamt för fabrikens framtida tillämpning.

CResultat

Resultaten visade att det var möjligt att använda en ren LED-ljuskälla för att odla vattenmelonplantor i mörkrum, och ett ljusflöde på 5:1 var mer gynnsamt för tillväxten av vattenmelonplantor än 6 eller 7 gånger. Det finns tre viktiga punkter i tillämpningen av LED-teknik vid industriell odling av vattenmelonplantor.

1. Förhållandet mellan rött och blått ljus är mycket viktigt. Den tidiga tillväxten av vattenmelonplantor kan inte belysas med LED-växtlampa med för starkt blått ljus, annars kommer det att påverka den senare tillväxten.

2. Ljusintensitet har en viktig effekt på differentieringen av celler och organ hos vattenmelonplantor. Stark ljusintensitet gör att plantorna växer starka; svag ljusintensitet gör att plantorna växer förgäves.

3. I plantstadiet, jämfört med plantor med ljusintensitet lägre än 120 μmol/m2·s, växte plantor med ljusintensitet högre än 150 μmol/m2·s långsamt när de flyttade till jordbruksmarken.

Vattenmelonplantorna växte bäst när förhållandet mellan rött och blått var 5:1. Beroende på de olika effekterna av blått och rött ljus på växter är det bästa sättet att belysa dem att öka andelen blått ljus i det tidiga stadiet av plantornas tillväxt och lägga till mer rött ljus i det sena stadiet av plantornas tillväxt; använd svagt ljus i det tidiga stadiet och använd sedan starkt ljus i det sena stadiet.