Raksta avots: Lauksaimniecības mehanizācijas pētījumu žurnāls;

Autors: Yingying Shan, Xinmin Shan, Song Gu.

Arbūzs kā tipiska ekonomiska kultūra ir ar lielu tirgus pieprasījumu un augstām kvalitātes prasībām, taču melonēm un baklažāniem tā stādu audzēšana ir sarežģīta. Galvenais iemesls ir šāds: arbūzs ir gaismu mīloša kultūra. Ja pēc arbūza stāda nolaišanas nav pietiekami daudz gaismas, tas aizaugs un veidos augstus stādus, kas nopietni ietekmē stādu kvalitāti un vēlāku augšanu. Arbūzs no sēšanas līdz stādīšanai notiek laikā no attiecīgā gada decembra līdz nākamā gada februārim, kas ir sezona ar zemāko temperatūru, visvājāko gaismu un visnopietnākajām slimībām. Īpaši Ķīnas dienvidos ir ļoti bieži, ka agrā pavasarī 10 dienas līdz pusmēnesim nav saules. Ja ir nepārtraukts apmācies un sniegots laiks, tas var izraisīt pat lielu skaitu mirušu stādu, kas lauksaimniekiem radīs lielus ekonomiskos zaudējumus.

Daudzus gadus lauksaimniecības ražošanas zinātnieku galvenais pētījumu virziens ir bijis tas, kā izmantot mākslīgā gaismas avotu, piemēram, LED audzēšanas apgaismojuma gaismu, lai nepietiekama saules gaismas apstākļos uzklātu “vieglo mēslojumu” kultūraugiem, tostarp arbūzu stādiem, lai sasniegtu mērķi palielināt ražu, nodrošināt augstu efektivitāti, augstu kvalitāti, izturību pret slimībām un nepiesārņot kultūraugus, vienlaikus veicinot to augšanu un attīstību.

Pēdējos gados pētījumos ir atklāts, ka atšķirīga sarkanās un zilās gaismas attiecība arī būtiski ietekmē augu stādu augšanu. Piemēram, pētnieks Tangs Davei un citi atklāja, ka R/b = 7:3 ir labākā sarkanās un zilās gaismas attiecība gurķu stādu augšanai; pētnieks Gao Ji un citi savā rakstā norādīja, ka R/b = 8:1 jaukts gaismas avots ir vispiemērotākā papildu gaismas konfigurācija lufas stādu augšanai.

Iepriekš daži cilvēki mēģināja izmantot mākslīgos gaismas avotus, piemēram, dienasgaismas spuldzes un nātrija lampas, lai veiktu stādu audzēšanas eksperimentus, taču rezultāti nebija labi. Kopš 20. gs. deviņdesmitajiem gadiem ir veikti pētījumi par stādu audzēšanu, izmantojot LED audzēšanas spuldzes kā papildu gaismas avotus.

LED audzēšanas lampām ir tādas priekšrocības kā enerģijas taupīšana, vides aizsardzība, drošība un uzticamība, ilgs kalpošanas laiks, mazs izmērs, viegls svars, zema siltuma ģenerēšana un laba gaismas izkliede vai kombinēta kontrole. Tās var kombinēt atbilstoši vajadzībām, lai iegūtu tīru monohromatisku gaismu un kompozītu spektru, un gaismas enerģijas efektīvais izmantošanas līmenis var sasniegt 80%–90%. Tās tiek uzskatītas par labāko gaismas avotu audzēšanā.

Pašlaik Ķīnā ir veikts liels skaits pētījumu par rīsu, gurķu un spinātu audzēšanu, izmantojot tīru LED gaismas avotu, un ir panākts zināms progress. Tomēr arbūzu stādiem, kurus ir grūti audzēt, pašreizējās tehnoloģijas joprojām atrodas dabiskā apgaismojuma stadijā, un LED gaisma tiek izmantota tikai kā papildu gaismas avots.

Ņemot vērā iepriekš minētās problēmas, šajā rakstā tiks mēģināts izmantot LED gaismu kā tīru gaismas avotu, lai izpētītu arbūzu stādu audzēšanas iespējamību un labāko gaismas plūsmas attiecību, lai uzlabotu arbūzu stādu kvalitāti, nepaļaujoties uz saules gaismu, lai sniegtu teorētisku pamatu un datu atbalstu arbūzu stādu gaismas kontrolei audzētavās.

A.Testa process un rezultāti

1. Eksperimentālie materiāli un gaismas apstrāde

Eksperimentā tika izmantots arbūzs ZAOJIA 8424, un stādu barotne bija Jinhai Jinjin 3. Testa vieta tika izvēlēta LED audzēšanas apgaismojuma stādu rūpnīcā Kvudžou pilsētā, un kā testa gaismas avots tika izmantota LED audzēšanas apgaismojuma iekārta. Tests ilga 5 ciklus. Viens eksperimenta periods bija 25 dienas, sākot no sēklu mērcēšanas, dīgšanas līdz stādu augšanai. Fotoperiods bija 8 stundas. Iekštelpu temperatūra dienā (7:00–17:00) bija no 25° līdz 28° un vakarā (17:00–19:00) no 15° līdz 18°. Apkārtējā gaisa mitrums bija 60%–80%.

LED audzēšanas apgaismojuma armatūrā tiek izmantotas sarkanas un zilas LED lodītes ar sarkanā viļņa garumu 660 nm un zilā viļņa garumu 450 nm. Eksperimentā salīdzināšanai tika izmantota sarkana un zila gaisma ar gaismas plūsmas attiecību 5:1, 6:1 un 7:13.

2. Mērījumu indekss un metode

Katra cikla beigās stādu kvalitātes pārbaudei nejauši tika atlasīti 3 stādi. Indeksi ietvēra sausnas un svaigas masas, auga augstumu, stumbra diametru, lapu skaitu, īpatnējo lapu laukumu un sakņu garumu. Starp tiem auga augstumu, stumbra diametru un sakņu garumu var izmērīt ar vernjēra mērinstrumentu; lapu skaitu un sakņu skaitu var saskaitīt manuāli; sausnas un svaigas masas, kā arī īpatnējās lapu platības rādītājus var aprēķināt ar lineālu.

3. Datu statistiskā analīze

4. Rezultāti

Testa rezultāti ir parādīti 1. tabulā un 1.–5. attēlā.

No 1. tabulas un 1.–5. attēla var redzēt, ka, palielinoties gaismas un caurlaidības attiecībai, samazinās sausā svaigmasa, palielinās auga augstums (parādās nevajadzīga garuma parādība), auga kāts kļūst plānāks un mazāks, samazinās īpatnējā lapu platība, un sakņu garums kļūst arvien īsāks.

B.Rezultātu analīze un novērtēšana

1. Arbūzu stādu augšana ir vislabākā, ja gaismas un caurlaidības attiecība ir 5:1.

2. Zemais stādu apstarojums ar LED augšanas gaismu ar augstu zilās gaismas attiecību norāda, ka zilajai gaismai ir acīmredzama nomācoša ietekme uz augu augšanu, īpaši uz auga stublājiem, un tai nav acīmredzamas ietekmes uz lapu augšanu; sarkanā gaisma veicina augu augšanu, un augs aug ātrāk, ja sarkanās gaismas attiecība ir liela, bet tās garums ir acīmredzams, kā parādīts 2. attēlā.

3. Augam dažādos augšanas periodos nepieciešama atšķirīga sarkanās un zilās gaismas attiecība. Piemēram, arbūzu stādiem agrīnā stadijā nepieciešams vairāk zilās gaismas, kas var efektīvi nomākt stāda augšanu; bet vēlākā stadijā tam nepieciešams vairāk sarkanās gaismas. Ja zilās gaismas īpatsvars saglabāsies augsts, stāds būs mazs un īss.

4. Arbūzu stādu gaismas intensitāte agrīnā stadijā nedrīkst būt pārāk spēcīga, jo tas ietekmēs stādu vēlāko augšanu. Labāk ir agrīnā stadijā izmantot vāju apgaismojumu un vēlāk — spēcīgu.

5. Jānodrošina atbilstošs LED audzēšanas apgaismojuma apgaismojums. Ir konstatēts, ka, ja gaismas intensitāte ir pārāk zema, stādi aug vāji un aug viegli, un tie aug veltīgi. Jānodrošina, lai stādu normālais augšanas apgaismojums nebūtu zemāks par 120 W/ml; tomēr pārāk spēcīgs apgaismojums nerada ievērojamas izmaiņas stādu augšanas tendencēs, un palielinās enerģijas patēriņš, kas neveicina rūpnīcas turpmāku izmantošanu.

CRezultāti

Rezultāti parādīja, ka arbūzu stādu audzēšanai tumšā telpā ir iespējams izmantot tīru LED gaismas avotu, un 5:1 gaismas plūsma bija labvēlīgāka arbūzu stādu augšanai nekā 6 vai 7 reizes. LED tehnoloģijas pielietošanā arbūzu stādu rūpnieciskajā audzēšanā ir trīs galvenie punkti.

1. Sarkanās un zilās gaismas attiecība ir ļoti svarīga. Arbūzu stādu agrīno augšanas posmu nedrīkst apgaismot ar LED augšanas lampām ar pārāk spēcīgu zilo gaismu, pretējā gadījumā tas ietekmēs vēlāko augšanu.

2. Gaismas intensitātei ir svarīga ietekme uz arbūzu stādu šūnu un orgānu diferenciāciju. Spēcīga gaismas intensitāte veicina stādu spēcīgu augšanu; vāja gaismas intensitāte liek stādiem augt veltīgi.

3. Dīgstu stadijā, salīdzinot ar stādiem, kuru gaismas intensitāte bija zemāka par 120 μ mol / m2 · s, stādi ar gaismas intensitāti, kas pārsniedza 150 μ mol / m2 · s, pārvietojoties uz lauksaimniecības zemi, auga lēnāk.

Arbūzu stādu augšana bija vislabākā, kad sarkanās un zilās krāsas attiecība bija 5:1. Ņemot vērā zilās un sarkanās gaismas atšķirīgo ietekmi uz augiem, labākais apgaismojuma veids ir atbilstoši palielināt zilās gaismas īpatsvaru stādu augšanas sākumposmā un pievienot vairāk sarkanās gaismas stādu augšanas vēlīnā stadijā; agrīnā stadijā izmantot vāju gaismu un pēc tam vēlīnā stadijā izmantot spēcīgu gaismu.