Zdroj článku: Časopis pro výzkum mechanizace zemědělství;

Autor: Yingying Shan, Xinmin Shan, Song Gu.

Vodní meloun, jako typická hospodářská plodina, má velkou poptávku na trhu a vysoké požadavky na kvalitu, ale pěstování sazenic je u melounu a lilku obtížné. Hlavním důvodem je, že vodní meloun je světlomilná plodina. Pokud po rozbití sazenice není dostatek světla, přeroste a vytvoří vysoké sazenice, což vážně ovlivňuje kvalitu sazenic a pozdější růst. Od setí do výsadby vodní meloun spadá mezi prosinec daného roku a únor následujícího roku, což je období s nejnižšími teplotami, nejslabším osvětlením a nejzávažnějšími chorobami. Zejména v jižní Číně je velmi běžné, že na začátku jara nesvítí slunce po dobu 10 dnů až půl měsíce. Pokud je trvalé zataženo a sněží, může to způsobit i velké množství mrtvých sazenic, což zemědělcům způsobí velké ekonomické ztráty.

Klíčovým výzkumným směrem vědců v oblasti zemědělské produkce je již mnoho let způsob, jakým lze pomocí umělého zdroje světla, např. světla z LED pěstebních osvětlení, aplikovat „lehké hnojivo“ na plodiny včetně sazenic vodních melounů za podmínek nedostatečného slunečního světla, aby se dosáhlo zvýšení výnosu, vysoké účinnosti, vysoké kvality, odolnosti vůči chorobám a bez znečištění a zároveň podpořil růst a vývoj plodin.

V posledních letech výzkum dále zjistil, že rozdílný poměr červeného a modrého světla má také významný vliv na růst sazenic rostlin. Například výzkumník Tang Dawei a další zjistili, že R/b = 7:3 je nejlepší poměr červeného a modrého světla pro růst sazenic okurek; výzkumník Gao Yi a další ve svém článku poukázali na to, že smíšený zdroj světla R/b = 8:1 je nejvhodnější doplňkovou konfigurací světla pro růst sazenic lufy.

Dříve se někteří lidé pokoušeli používat umělé zdroje světla, jako jsou zářivky a sodíkové výbojky, k provádění experimentů se sazenicemi, ale výsledek nebyl dobrý. Od 90. let 20. století probíhají výzkumy pěstování sazenic s využitím LED světel jako doplňkových zdrojů světla.

LED pěstební světla mají výhody jako úspora energie, ochrana životního prostředí, bezpečnost a spolehlivost, dlouhá životnost, malé rozměry, nízká hmotnost, nízká tvorba tepla a dobrá disperze světla nebo jeho kombinovaná regulace. Lze je kombinovat dle potřeby pro získání čistého monochromatického světla a kompozitního spektra a efektivní míra využití světelné energie může dosáhnout 80 % – 90 %. Jsou považována za nejlepší zdroj světla pro pěstování.

V současné době bylo v Číně provedeno velké množství studií o pěstování rýže, okurek a špenátu s použitím čistě LED světelného zdroje a bylo dosaženo určitého pokroku. U sazenic vodních melounů, které je obtížné pěstovat, však současná technologie stále zůstává na úrovni přirozeného světla a LED světlo se používá pouze jako doplňkový zdroj světla.

Vzhledem k výše uvedeným problémům se tento článek pokusí použít LED světlo jako čistý zdroj světla ke studiu proveditelnosti šlechtění sazenic vodních melounů a nejlepšího poměru světelného toku pro zlepšení kvality sazenic vodních melounů bez závislosti na slunečním světle, s cílem poskytnout teoretický základ a datovou podporu pro regulaci osvětlení sazenic vodních melounů v zařízeních.

A.Proces a výsledky testování

1. Experimentální materiály a ošetření světlem

V experimentu byl použit vodní meloun odrůdy ZAOJIA 8424 a jako pěstební médium byl použit Jinhai Jinjin 3. Testovací místo bylo vybráno v pěstební továrně LED osvětlení pro pěstování v městě Quzhou a jako testovací zdroj světla bylo použito LED osvětlení pro pěstování. Test trval 5 cyklů. Jednotlivé experimentální období bylo 25 dní od namáčení semen, klíčení až po růst sazenic. Fotoperioda byla 8 hodin. Vnitřní teplota byla 25 ° až 28 °C přes den (7:00-17:00) a 15 ° až 18 °C večer (17:00-7:00). Okolní vlhkost byla 60 % – 80 %.

V LED pěstebním osvětlení se používají červené a modré LED korálky s vlnovou délkou červené 660 nm a modrou 450 nm. V experimentu bylo pro srovnání použito červené a modré světlo s poměrem světelného toku 5:1, 6:1 a 7:13.

2. Index a metoda měření

Na konci každého cyklu byly náhodně vybrány 3 sazenice pro test kvality sazenic. Indexy zahrnovaly suchou a čerstvou hmotnost, výšku rostliny, průměr stonku, počet listů, specifickou plochu listů a délku kořenů. Výšku rostliny, průměr stonku a délku kořenů lze změřit posuvným měřítkem; počet listů a počet kořenů lze spočítat ručně; suchou a čerstvou hmotnost a specifickou plochu listů lze vypočítat pravítkem.

3. Statistická analýza dat

4. Výsledky

Výsledky testů jsou uvedeny v tabulce 1 a na obrázcích 1–5.

Z tabulky 1 a obrázku 1-5 je patrné, že se zvyšujícím se poměrem světla k propustnému světlu se snižuje suchá hmotnost, zvyšuje se výška rostliny (objevuje se jev zbytečné délky), stonek rostliny se ztenčuje a zmenšuje, zmenšuje se specifická listová plocha a zkracuje se délka kořene.

B.Analýza a vyhodnocení výsledků

1. Když je poměr světla k propustnému světlu 5:1, růst sazenic melounu je nejlepší.

2. Nízké ozáření sazenic LED pěstebním světlem s vysokým poměrem modrého světla naznačuje, že modré světlo má zjevný potlačující účinek na růst rostlin, zejména na stonek rostliny, a nemá žádný zjevný vliv na růst listů; červené světlo podporuje růst rostlin a rostlina roste rychleji, když je poměr červeného světla velký, ale její délka je zřejmá, jak je znázorněno na obrázku 2.

3. Rostlina potřebuje v různých obdobích růstu různý poměr červeného a modrého světla. Například sazenice vodního melounu potřebují v rané fázi více modrého světla, což může účinně potlačit růst sazenice; ale v pozdější fázi potřebují více červeného světla. Pokud bude podíl modrého světla vysoký, sazenice bude malá a krátká.

4. Intenzita světla sazenic melounu v rané fázi nesmí být příliš silná, aby to neovlivnilo pozdější růst sazenic. Lepší je použít v rané fázi slabé světlo a později silné světlo.

5. Je nutné zajistit přiměřené osvětlení LED pěstebními světly. Zjistilo se, že pokud je intenzita světla příliš nízká, růst sazenic je slabý a snadno se pěstují marně. Je třeba zajistit, aby normální osvětlení sazenic pro růst nebylo nižší než 120 W/ml; změna růstového trendu sazenic s příliš vysokým osvětlením však není zřejmá a spotřeba energie se zvyšuje, což nevede k budoucímu využití továrny.

CVýsledky

Výsledky ukázaly, že je možné použít čistý LED zdroj světla k pěstování sazenic vodních melounů v temné místnosti a světelný tok 5:1 byl pro růst sazenic vodních melounů příznivější než 6- nebo 7násobné použití. Existují tři klíčové body při aplikaci LED technologie v průmyslovém pěstování sazenic vodních melounů.

1. Poměr červeného a modrého světla je velmi důležitý. Rané fáze růstu sazenic vodních melounů nelze osvětlovat LED pěstebním osvětlením s příliš silným modrým světlem, jinak to ovlivní pozdější růst.

2. Intenzita světla má důležitý vliv na diferenciaci buněk a orgánů sazenic vodních melounů. Silná intenzita světla způsobuje, že sazenice rostou silně, slabá intenzita světla způsobuje, že sazenice rostou marně.

3. Ve fázi sazenic, ve srovnání se sazenicemi s intenzitou světla nižší než 120 μ mol/m2 · s, sazenice s intenzitou světla vyšší než 150 μ mol/m2 · s rostly po přesunu na zemědělskou půdu pomaleji.

Růst sazenic vodních melounů byl nejlepší, když poměr červené a modré byl 5:1. Vzhledem k různým účinkům modrého a červeného světla na rostliny je nejlepším způsobem osvětlení vhodně zvýšit podíl modrého světla v rané fázi růstu sazenic a přidat více červeného světla v pozdní fázi růstu sazenic; v rané fázi použít slabé světlo a v pozdní fázi silné světlo.