מקור המאמר: כתב העת לחקר מיכון חקלאי;

מחבר: Yingying Shan, Xinmin Shan, Song Gu.

אבטיח, כגידול כלכלי טיפוסי, זוכה לביקוש גדול בשוק ודרישות איכות גבוהות, אך גידול השתילים שלו קשה עבור מלון וחציל. הסיבה העיקרית לכך היא: אבטיח הוא גידול אוהב אור. אם אין מספיק אור לאחר ששתיל האבטיח נשבר, הוא יגדל יתר על המידה וייצור שתילים גבוהים, דבר המשפיע קשות על איכות השתילים ועל הצמיחה המאוחרת יותר. תקופת האבטיח, מזריעה ועד שתילה, מתרחשת בין דצמבר של אותה שנה לפברואר של השנה שלאחר מכן, שהיא העונה עם הטמפרטורה הנמוכה ביותר, האור החלש ביותר והמחלות הקשות ביותר. במיוחד בדרום סין, נפוץ מאוד שאין אור שמש במשך 10 ימים עד חצי חודש בתחילת האביב. אם יש מזג אוויר מעונן ומושלג מתמשך, זה אף יגרום למספר רב של שתילים מתים, מה שיביא נזק רב להפסד הכלכלי של החקלאים.

כיצד להשתמש במקור אור מלאכותי, למשל אור מתאורת LED לגידול, כדי ליישם "דשן קל" על גידולים כולל שתילי אבטיח בתנאים של חוסר אור שמש, על מנת להשיג את המטרה של הגדלת התפוקה, יעילות גבוהה, איכות גבוהה, עמידות למחלות וזיהום תוך קידום גידול ופיתוח של גידולים, היה כיוון המחקר המרכזי של מדעני ייצור חקלאי מזה שנים רבות.

בשנים האחרונות, מחקרים מצאו כי יחס שונה של אור אדום וכחול גם הוא השפיע באופן משמעותי על גידול שתילי צמחים. לדוגמה, החוקר טאנג דאווי ואחרים מצאו כי R / b = 7:3 הוא יחס האור האדום והכחול הטוב ביותר לגידול שתילי מלפפון; החוקר גאו יי ואחרים ציינו במאמרם כי מקור אור מעורב R / b = 8:1 הוא תצורת האור המשלימה המתאימה ביותר לגידול שתילי לופה.

בעבר, אנשים ניסו להשתמש במקורות אור מלאכותיים כמו מנורות פלורסנט ומנורות נתרן כדי לבצע ניסויים בגידול שתילים, אך התוצאה לא הייתה טובה. מאז שנות ה-90, נערכו מחקרים על גידול שתילים באמצעות נורות LED לגידול כמקורות אור משלימים.

לנורות גידול LED יתרונות של חיסכון באנרגיה, הגנת סביבה, בטיחות ואמינות, חיי שירות ארוכים, גודל קטן, משקל קל, ייצור חום נמוך ובקרת פיזור אור טובה או שילוב אור. ניתן לשלב אותן בהתאם לצרכים כדי להשיג אור מונוכרומטי טהור וספקטרום מורכב, ושיעור הניצול האפקטיבי של אנרגיית האור יכול להגיע ל-80% - 90%. הן נחשבות למקור האור הטוב ביותר בגידול.

כיום, מספר רב של מחקרים נערכו בסין על גידול אורז, מלפפון ותרד עם מקור אור LED טהור, והושגה התקדמות מסוימת. עם זאת, עבור שתילי אבטיח שקשה לגדל, הטכנולוגיה הנוכחית עדיין נותרת בשלב האור הטבעי, ותאורת LED משמשת רק כמקור אור משלים.

לאור הבעיות הנ"ל, מאמר זה ינסה להשתמש בתאורת LED כמקור אור טהור כדי לחקור את היתכנות גידול שתילי אבטיח ואת יחס שטף האור הטוב ביותר לשיפור איכות שתילי האבטיח מבלי להסתמך על אור שמש, על מנת לספק בסיס תיאורטי ותמיכה בנתונים לבקרת האור של שתילי אבטיח במתקנים.

A.תהליך הבדיקה ותוצאותיה

1. חומרים ניסיוניים וטיפול באור

בניסוי נעשה שימוש ב-ZAOJIA 8424 של אבטיח, ומצע השתיל היה Jinhai Jinjin 3. אתר הבדיקה נבחר במפעל תאורת גידול LED בעיר קוז'ואו וציוד תאורת גידול LED שימש כמקור אור הבדיקה. הבדיקה נמשכה 5 מחזורים. תקופת הניסוי היחידה הייתה 25 ימים, מהשריית הזרעים, הנביטה ועד צמיחת השתיל. משך הצילום היה 8 שעות. הטמפרטורה בתוך הבית הייתה 25° עד 28° ביום (7:00-17:00) ו-15° עד 18° בערב (17:00-7:00). לחות הסביבה הייתה 60% - 80%.

חרוזי LED אדומים וכחולים משמשים בגופי תאורת LED לגידול, עם אורך גל אדום של 660 ננומטר ואורך גל כחול של 450 ננומטר. בניסוי, נעשה שימוש באור אדום וכחול ביחס שטף אור של 5:1, 6:1 ו-7:13 לצורך השוואה.

2. מדד ושיטת מדידה

בסוף כל מחזור, נבחרו 3 שתילים באופן אקראי לבדיקת איכות השתיל. המדדים כללו משקל יבש וטרי, גובה הצמח, קוטר הגבעול, מספר העלים, שטח העלים הספציפי ואורך השורשים. ביניהם, ניתן למדוד את גובה הצמח, קוטר הגבעול ואורך השורשים באמצעות קליבר ורניר; ניתן לספור ידנית את מספר העלים ומספר השורשים; ניתן לחשב את המשקל היבש והטרי ואת שטח העלים הספציפי באמצעות סרגל.

3. ניתוח סטטיסטי של נתונים

4. תוצאות

תוצאות הבדיקה מוצגות בטבלה 1 ובאיורים 1-5.

מטבלה 1 ומאיור 1-5 ניתן לראות שעם העלייה ביחס האור למעבר, משקל הצמח היבש והטרי יורד, גובה הצמח עולה (יש תופעה של אורך חסר משמעות), גבעול הצמח הופך דק וקטן יותר, שטח העלה הספציפי מצטמצם ואורך השורש קצר יותר ויותר.

B.ניתוח והערכה של תוצאות

1. כאשר יחס האור למעבר הוא 5:1, צמיחת השתילים של אבטיח היא הטובה ביותר.

2. כמות קטנה של שתילים המוקרן על ידי נורת LED לגידול עם יחס אור כחול גבוה מצביעה על כך שלאור כחול יש השפעה מדכאת ברורה על צמיחת הצמח, במיוחד על גבעול הצמח, ואין לו השפעה ברורה על צמיחת העלים; אור אדום מקדם צמיחת צמחים, והצמח גדל מהר יותר כאשר יחס האור האדום גדול, אך אורכו ברור, כפי שמוצג באיור 2.

3. צמח זקוק ליחס שונה של אור אדום וכחול בתקופות צמיחה שונות. לדוגמה, שתילי אבטיח זקוקים ליותר אור כחול בשלב המוקדם, מה שיכול לדכא ביעילות את צמיחת השתיל; אך בשלב מאוחר יותר, הם זקוקים ליותר אור אדום. אם שיעור האור הכחול יישאר גבוה, השתיל יהיה קטן וקצר.

4. עוצמת האור של שתיל אבטיח בשלב מוקדם לא יכולה להיות חזקה מדי, דבר שישפיע על הצמיחה המאוחרת של השתילים. הדרך הטובה ביותר היא להשתמש באור חלש בשלב מוקדם ולאחר מכן להשתמש באור חזק.

5. יש להבטיח תאורת LED סבירה לגידול. נמצא שאם עוצמת האור נמוכה מדי, צמיחת השתילים חלשה וקל לגידול ללא הצלחה. יש לוודא שתאורת הצמיחה הרגילה של השתילים לא תהיה נמוכה מ-120 wml; עם זאת, שינוי במגמת הצמיחה של השתילים עם תאורה גבוהה מדי אינו ברור, וצריכת האנרגיה עולה, דבר שאינו תורם ליישום עתידי של המפעל.

Cתוצאות

התוצאות הראו כי ניתן להשתמש במקור אור LED טהור לגידול שתילי אבטיח בחדר חשוך, ושטף אור ביחס של 5:1 היה תורם יותר לגידול שתילי אבטיח מאשר פי 6 או 7. ישנן שלוש נקודות עיקריות ביישום טכנולוגיית LED בגידול תעשייתי של שתילי אבטיח.

1. היחס בין אור אדום לכחול חשוב מאוד. לא ניתן להאיר את הצמיחה המוקדמת של שתילי אבטיח באמצעות תאורת LED עם אור כחול חזק מדי, אחרת זה ישפיע על הצמיחה המאוחרת יותר.

2. לעוצמת האור יש השפעה חשובה על התמיינות התאים והאיברים של שתילי אבטיח. עוצמת אור חזקה גורמת לשתילים לגדול חזקים; עוצמת אור חלשה גורמת לשתילים לגדול לשווא.

3. בשלב השתיל, בהשוואה לשתילים עם עוצמת אור נמוכה מ-120 מיקרומול/מ"ר·שנייה, השתילים עם עוצמת אור גבוהה מ-150 מיקרומול/מ"ר·שנייה גדלו לאט כאשר עברו לאדמה חקלאית.

שתילי האבטיח צמחו בצורה הטובה ביותר כאשר היחס בין אדום לכחול היה 5:1. בהתאם להשפעות השונות של אור כחול ואור אדום על צמחים, דרך התאורה הטובה ביותר היא להגדיל כראוי את שיעור האור הכחול בשלב המוקדם של גידול השתיל, ולהוסיף אור אדום נוסף בשלב המאוחר של גידול השתיל; להשתמש באור חלש בשלב המוקדם, ולאחר מכן להשתמש באור חזק בשלב המאוחר.