Esplorado pri la Efekto de LED Suplementa Lumo sur la Rendimento Pliiganta Efiko de Hidroponia Laktuko kaj Pakchoi en Forcejo en Vintro
[Resumo] La vintro en Ŝanhajo ofte renkontas malaltan temperaturon kaj malaltan sunbrilon, kaj la kreskado de hidroponaj foliaj legomoj en la forcejo estas malrapida kaj la produktadciklo estas longa, kio ne povas kontentigi la merkatan ofertan postulon.En la lastaj jaroj, LED-plantaj suplementaj lumoj komencis esti uzataj en forceja kultivado kaj produktado, certagrade, por kompensi la difekton, ke la ĉiutaga amasigita lumo en la forcejo ne povas kontentigi la bezonojn de kreskado de kultivaĵoj kiam la natura lumo estas. nesufiĉa.En la eksperimento, du specoj de LED suplementaj lumoj kun malsama lumkvalito estis instalitaj en la forcejo por efektivigi la esploran eksperimenton pliigi la produktadon de hidroponia laktuko kaj verda tigo vintre.La rezultoj montris, ke la du specoj de LED-lumoj povas signife pliigi la freŝan pezon por planto de pakchoi kaj laktuko.La rendiment-pliiga efiko de pakchoi estas ĉefe reflektita en la plibonigo de totala sensa kvalito kiel folia pligrandigo kaj dikiĝo, kaj la rendiment-pliiga efiko de laktuko estas ĉefe reflektita en la pliiĝo de la nombro da folioj kaj enhavo de seka materio.

Lumo estas nemalhavebla parto de plantokresko.En la lastaj jaroj, LED-lumoj estis vaste uzataj en kultivado kaj produktado en forceja medio pro sia alta fotoelektra konverta indico, agordebla spektro kaj longa funkcidaŭro [1].En eksterlandoj, pro frua komenco de rilataj esploroj kaj la matura subtena sistemo, multaj grandskalaj produktadoj de floroj, fruktoj kaj legomoj havas relative kompletajn lumajn suplementajn strategiojn.La amasiĝo de granda kvanto da faktaj produktaddatenoj ankaŭ permesas al produktantoj klare antaŭdiri la efikon de kreskanta produktado.Samtempe, la reveno post uzado de la LED suplementa lumo-sistemo estas taksita [2].Tamen, la plej granda parto de la nuna hejma esplorado pri suplementa lumo estas partia al malgrand-skala lumkvalito kaj spektra optimumigo, kaj malhavas suplementajn lumstrategiojn kiuj povas esti uzitaj en fakta produktado [3].Multaj enlandaj produktantoj rekte uzos ekzistantajn eksterlandajn suplementajn lumsolvojn kiam aplikante suplementan lumteknologion al produktado, sendepende de la klimataj kondiĉoj de la produkta areo, la specoj de legomoj produktitaj, kaj la kondiĉoj de instalaĵoj kaj ekipaĵo.Krome, la alta kosto de suplementa malpeza ekipaĵo kaj alta energikonsumo ofte rezultigas grandegan interspacon inter la reala kultivaĵo kaj ekonomia rendimento kaj la atendata efiko.Tia nuna situacio ne favoras la disvolviĝon kaj antaŭenigon de la teknologio por suplementi lumon kaj pliigi produktadon en la lando.Tial estas urĝa bezono racie meti maturajn LED-ajn suplementajn lumproduktojn en realajn hejmajn produktadmediojn, optimumigi uzajn strategiojn kaj amasigi koncernajn datumojn.

Vintro estas la sezono kiam freŝaj foliaj legomoj estas tre postulataj.Forcejoj povas provizi pli taŭgan medion por kreskado de foliaj legomoj vintre ol subĉielaj agrikulturaj kampoj.Tamen artikolo atentigis, ke iuj maljuniĝaj aŭ nebone puraj forcejoj havas malpezan traidon de malpli ol 50% vintre.. Krome, longtempa pluva vetero ankaŭ emas okazi vintre, kio faras la forcejon en malalta- temperaturo kaj malluma medio, kiu influas la normalan kreskon de plantoj.Lumo fariĝis limiga faktoro por la kresko de legomoj vintre [4].La Verda Kubo kiu estis metita en realan produktadon estas uzita en la eksperimento.La malprofunda likva flua legomo-plantada sistemo kongruas kun la du LED-supraj lummoduloj de Signify (Ĉinio) Investment Co., Ltd. kun malsamaj bluaj lumproporcioj.Plantado de laktuko kaj pakchoi, kiuj estas du foliaj legomoj kun pli granda merkata postulo, celas studi la realan pliiĝon de la produktado de hidroponaj foliaj legomoj per LED-lumigado en la vintra forcejo.

Materialoj kaj metodoj
Materialoj uzataj por provo

La testmaterialoj uzitaj en la eksperimento estis laktuko kaj packchoi-legomoj.Laktuko vario, Verda Folia Laktuko, venas de Beijing Dingfeng Modern Agriculture Development Co., Ltd., kaj pakchoi vario, Brila Verda, venas de Hortikultura Instituto de Ŝanhaja Akademio de Agrikulturaj Sciencoj.

Eksperimenta metodo

La eksperimento estis farita en la vitra forcejo Wenluo de Sunqiao-bazo de Ŝanhaja verda kubo Agrikultura Evoluo Co., Ltd. de novembro 2019 ĝis februaro 2020. Entute du raŭndoj da ripetaj eksperimentoj estis faritaj.La unua raŭndo de la eksperimento estis fine de 2019, kaj la dua raŭndo estis komence de 2020. Post semado, la eksperimentaj materialoj estis metitaj en la artefaritan luma klimata ĉambro por plantidoj, kaj la tajda irigacio estis uzata.Dum la plantiĝa periodo, la ĝenerala nutra solvo de hidroponaj legomoj kun EC de 1,5 kaj pH de 5,5 estis uzata por irigacio.Post kiam la plantidoj kreskis al 3 folioj kaj 1 korstadio, ili estis plantitaj sur la verda kuba trako tipo malprofunda fluo folieca plantado de legomoj.Post plantado, la malprofunda flua nutra solvo cirkulada sistemo uzis EC 2 kaj pH 6 nutran solvon por ĉiutaga akvumado.La frekvenco de akvumado estis 10 min kun akvoprovizado kaj 20 min kun akvoprovizado ĉesigita.La kontrolgrupo (neniu malpeza suplemento) kaj la trakta grupo (LED-luma suplemento) estis starigitaj en la eksperimento.CK estis plantita en vitra forcejo sen malpeza suplemento.LB: drw-lb Ho (200W) estis uzata por kompletigi lumon post plantado en vitra forcejo.La lumflua denseco (PPFD) sur la surfaco de hidroponia vegetaĵa kanopeo estis proksimume 140 μmol/(㎡·S).MB: post plantado en la vitra forcejo, la drw-lb (200W) estis uzata por kompletigi la lumon, kaj la PPFD estis ĉirkaŭ 140 μmol/(㎡·S).

La unua raŭndo de eksperimenta plantado estas la 8-a de novembro 2019, kaj la dato de plantado estas la 25-a de novembro 2019. La tempo de luma suplemento de la testgrupo estas 6:30-17:00;la dua raŭndo de eksperimenta plantado estas la 30-a de decembro 2019 Tago, la plantado estas la 17-a de januaro 2020, kaj la suplementa tempo de la eksperimenta grupo estas 4:00-17:00.
En la suna vetero vintre, la forcejo malfermos la suntegmenton, flankan filmon kaj ventumilon por ĉiutaga ventolado de 6:00-17:00.Kiam la temperaturo estas malalta nokte, la forcejo fermos la tegmentfenestron, flankan rulfilmon kaj ventumilon je 17:00-6:00 (la sekvan tagon), kaj malfermos la termizolan kurtenon en la forcejo por nokta varmokonservado.

Kolekto de datumoj

La plantalteco, nombro da folioj kaj freŝa pezo po planto estis akiritaj post rikoltado de la suprateraj partoj de Qingjingcai kaj laktuko.Post mezurado de la freŝa pezo, ĝi estis metita en fornon kaj sekigita je 75℃ dum 72 h.Post la fino, la seka pezo estis determinita.La temperaturo en la forcejo kaj Photosynthetic Photon Flux Density (PPFD, Photosynthetic Photon Flux Density) estas kolektitaj kaj registritaj ĉiujn 5 min per la temperatursensilo (RS-GZ-N01-2) kaj la fotosinteze aktiva radiadsensilo (GLZ-CG).

Analizo de datumoj

Kalkulu la efikecon de lum-uzo (LUE, Efikeco de lum-uzo) laŭ la sekva formulo:
LUE (g/mol) = vegetaĵa rendimento je unuopa areo/la totala akumula kvanto de lumo akirita de legomoj per unuo-areo de plantado ĝis rikolto
Kalkulu la enhavon de seka materio laŭ la jena formulo:
Enhavo de seka materio (%) = seka pezo per planto/freŝa pezo per planto x 100%
Uzu Excel2016 kaj IBM SPSS Statistics 20 por analizi la datumojn en la eksperimento kaj analizi la signifon de la diferenco.

Materialoj kaj metodoj
Lumo kaj Temperaturo

La unua raŭndo de eksperimento daŭris 46 tagojn de plantado ĝis rikolto, kaj la dua raŭndo daŭris 42 tagojn de plantado ĝis rikolto.Dum la unua raŭndo de eksperimento, la ĉiutaga averaĝa temperaturo en la forcejo estis plejparte en la gamo de 10-18 ℃;dum la dua raŭndo de eksperimento, la fluktuo de la ĉiutaga averaĝa temperaturo en la forcejo estis pli severa ol tiu dum la unua raŭndo de eksperimento, kun la plej malalta ĉiutaga averaĝa temperaturo de 8,39 ℃ kaj la plej alta ĉiutaga averaĝa temperaturo de 20,23 ℃.La ĉiutaga averaĝa temperaturo montris ĝeneralan suprenan tendencon dum la kreska procezo (Fig. 1).

Dum la unua raŭndo de eksperimento, la ĉiutaga lumintegralo (DLI) en forcejo variadis malpli ol 14 mol/(㎡·D).Dum la dua raŭndo de eksperimento, la ĉiutaga akumula kvanto de natura lumo en forcejo montris ĝeneralan suprenan tendencon, kiu estis pli alta ol 8 mol/(㎡·D), kaj la maksimuma valoro aperis la 27-an de februaro 2020, kiu estis 26,1 mol. /(㎡·D).La ŝanĝo de ĉiutaga akumula kvanto de natura lumo en forcejo dum la dua raŭndo de eksperimento estis pli granda ol tiu dum la unua raŭndo de eksperimento (Fig. 2).Dum la unua raŭndo de eksperimento, la totala ĉiutaga akumula lumkvanto (la sumo de natura lumo DLI kaj gvidita suplementa lumo DLI) de la suplementa lumgrupo estis pli alta ol 8 mol/(㎡·D) plejofte.Dum la dua raŭndo de la eksperimento, la totala ĉiutaga akumulita lumkvanto de la suplementa lumgrupo estis pli ol 10 mol/(㎡·D) plejofte.La totala akumulita kvanto de suplementa lumo en la dua raŭndo estis 31,75 mol/㎡ pli ol tiu en la unua raŭndo.

Foliiga Legoma Rendimento kaj Efikeco pri Luma Energio

●Unua raŭndo de testrezultoj
Oni povas vidi el Fig. 3, ke la LED-suplementita pakchoi kreskas pli bone, la plantformo estas pli kompakta, kaj la folioj estas pli grandaj kaj pli dikaj ol la ne-suplementita CK.La LB kaj MB-pakchoi-folioj estas pli brilaj kaj malhelverdaj ol CK.Oni povas vidi el Fig. 4, ke la laktuko kun LED suplementa lumo kreskas pli bone ol la CK sen suplementa lumo, la nombro da folioj estas pli alta, kaj la plantformo estas pli plena.

Oni povas vidi el Tabelo 1, ke ne estas grava diferenco en plantalteco, folia nombro, enhavo de seka materio kaj efikeco de lumenergia utiligo de pakchoi traktita kun CK, LB kaj MB, sed la freŝa pezo de pakchoi traktita kun LB kaj MB estas signife pli alta ol tiu de CK;Ne estis signifa diferenco en freŝa pezo per planto inter la du LED-kreskaj lumoj kun malsamaj bluaj lumproporcioj en la traktado de LB kaj MB.

Oni povas vidi el la tabelo 2, ke la planta alteco de laktuko en LB-traktado estis signife pli alta ol tiu en CK-traktado, sed ne estis signifa diferenco inter LB-traktado kaj MB-traktado.Estis signifaj diferencoj en la nombro da folioj inter la tri traktadoj, kaj la nombro da folioj en MB-traktado estis la plej alta, kiu estis 27. La freŝa pezo por planto de LB-traktado estis la plej alta, kiu estis 101g.Ankaŭ estis grava diferenco inter la du grupoj.Ne estis signifa diferenco en enhavo de seka materio inter CK kaj LB-traktadoj.La enhavo de MB estis 4.24% pli alta ol CK kaj LB-traktadoj.Estis signifaj diferencoj en la lumuza efikeco inter la tri traktadoj.La plej alta lumuza efikeco estis en LB-traktado, kiu estis 13.23 g/mol, kaj la plej malalta estis en CK-traktado, kiu estis 10.72 g/mol.

●Dua raŭndo de testrezultoj

Oni povas vidi el Tabelo 3, ke la planta alteco de Pakchoi traktita kun MB estis signife pli alta ol tiu de CK, kaj ne estis signifa diferenco inter ĝi kaj LB-traktado.La nombro da folioj de Pakchoi traktitaj kun LB kaj MB estis signife pli alta ol tiu kun CK, sed ne estis grava diferenco inter la du grupoj de suplementaj lumaj traktadoj.Estis signifaj diferencoj en la freŝa pezo per planto inter la tri traktadoj.La freŝa pezo per planto en CK estis la plej malalta je 47 g, kaj la MB-traktado estis la plej alta ĉe 116 g.Ne estis signifa diferenco en la enhavo de seka materio inter la tri traktadoj.Estas signifaj diferencoj en lumenergia utiliga efikeco.CK estas malalta je 8.74 g/mol, kaj MB-traktado estas la plej alta ĉe 13.64 g/mol.

Oni povas vidi el Tabelo 4, ke ne estis signifa diferenco en planta alteco de laktuko inter la tri traktadoj.La nombro da folioj en LB kaj MB-traktadoj estis signife pli alta ol tiu en CK.Inter ili, la nombro da MB-folioj estis la plej alta ĉe 26. Ne estis signifa diferenco en la nombro da folioj inter LB kaj MB-traktadoj.La freŝa pezo per planto de la du grupoj de suplementaj malpezaj traktadoj estis signife pli alta ol tiu de CK, kaj la freŝa pezo per planto estis la plej alta en MB-traktado, kiu estis 133g.Estis ankaŭ signifaj diferencoj inter LB kaj MB-traktadoj.Estis signifaj diferencoj en la enhavo de seka materio inter la tri traktadoj, kaj la enhavo de seka materio de la traktado de LB estis la plej alta, kiu estis 4,05%.La lumenergia utiliga efikeco de MB-traktado estas signife pli alta ol tiu de CK kaj LB-traktado, kiu estas 12.67 g/mol.

Dum la dua raŭndo de eksperimento, la totala DLI de la suplementa lumgrupo estis multe pli alta ol la DLI dum la sama nombro da koloniaj tagoj dum la unua raŭndo de eksperimento (Figuro 1-2), kaj la suplementa lumtempo de la suplementa lumo. trakta grupo en la dua raŭndo de eksperimento (4:00-00-17:00).Kompare kun la unua raŭndo de eksperimento (6:30-17:00), ĝi pliiĝis je 2,5 horoj.La rikolta tempo de la du ĉirkaŭvojoj de Pakchoi estis 35 tagojn post plantado.La freŝa pezo de CK-individua planto en la du ĉirkaŭvojoj estis simila.La diferenco en freŝa pezo per planto en LB kaj MB-traktado kompare kun CK en la dua raŭndo de eksperimentoj estis multe pli granda ol la diferenco en freŝa pezo po planto kompare kun CK en la unua raŭndo de eksperimentoj (Tablo 1, Tablo 3).La rikolta tempo de la dua raŭndo de eksperimenta laktuko estis 42 tagojn post plantado, kaj la rikolta tempo de la unua raŭndo de eksperimenta laktuko estis 46 tagojn post plantado.La nombro da koloniaj tagoj kiam la dua raŭndo de eksperimenta laktuko CK estis rikoltita estis 4 tagoj malpli ol tiu de la unua raŭndo, sed la freŝa pezo por planto estas 1,57 fojojn tiu de la unua raŭndo de eksperimentoj (Tabelo 2 kaj Tabelo 4), kaj la efikeco de uzado de lumenergio estas simila.Oni povas vidi, ke dum la temperaturo iom post iom varmiĝas kaj la natura lumo en la forcejo iom post iom pliiĝas, la produktadociklo de laktuko mallongiĝas.

Materialoj kaj metodoj
La du raŭndoj de testado esence kovris la tutan vintron en Ŝanhajo, kaj la kontrolgrupo (CK) povis relative restarigi la realan produktan statuson de hidroponia verda tigo kaj laktuko en la forcejo sub malalta temperaturo kaj malalta sunlumo vintre.La malpeza suplementa eksperimenta grupo havis signifan reklaman efikon sur la plej intuicia datuma indekso (freŝa pezo por planto) en la du eksperimentoj.Inter ili, la efiko de pliigo de rendimento de Pakchoi reflektiĝis en la grandeco, koloro kaj dikeco de la folioj samtempe.Sed laktuko emas pliigi la nombron da folioj, kaj la plantformo aspektas pli plena.La testrezultoj montras, ke malpeza suplementado povas plibonigi la freŝan pezon kaj produktan kvaliton en la plantado de la du legomaj kategorioj, tiel pliigante la komercecon de legomaj produktoj.Pakchoi kompletigita per La ruĝ-blankaj, malalt-bluaj kaj ruĝ-blankaj, mez-bluaj LED-supra-lumaj moduloj estas pli malhelverdaj kaj brilaj laŭ aspekto ol la folioj sen suplementa lumo, la folioj estas pli grandaj kaj dikaj, kaj la kreska tendenco de la tuta planttipo estas pli kompakta kaj vigla.Tamen, "mozaika laktuko" apartenas al helverdaj foliaj legomoj, kaj ne estas evidenta procezo de ŝanĝo de koloro en la kreska procezo.La ŝanĝo de foliokoloro ne estas evidenta por homaj okuloj.La taŭga proporcio de blua lumo povas antaŭenigi folievoluon kaj fotosintezan pigmentan sintezon, kaj malhelpi internondan plilongiĝon.Sekve, la legomoj en la malpeza suplementa grupo estas pli favorataj de konsumantoj en aspekto-kvalito.

Dum la dua raŭndo de la testo, la totala ĉiutaga akumula lumkvanto de la suplementa lumgrupo estis multe pli alta ol la DLI dum la sama nombro da koloniaj tagoj dum la unua raŭndo de la eksperimento (Figuro 1-2), kaj la suplementa lumo. tempo de la dua raŭndo de la suplementa lumkura grupo (4: 00-17: 00), kompare kun la unua raŭndo de eksperimento (6: 30-17: 00), ĝi pliiĝis je 2,5 horoj.La rikolta tempo de la du ĉirkaŭvojoj de Pakchoi estis 35 tagojn post plantado.La freŝa pezo de CK en la du ĉirkaŭvojoj estis simila.La diferenco en freŝa pezo por planto inter LB kaj MB-traktado kaj CK en la dua raŭndo de eksperimentoj estis multe pli granda ol la diferenco en freŝa pezo per planto kun CK en la unua raŭndo de eksperimentoj (Tabelo 1 kaj Tabelo 3).Sekve, plilongigi la malpezan suplementan tempon povas antaŭenigi la pliiĝon en la produktado de hidroponia Pakchoi kultivita endome vintre.La rikolta tempo de la dua raŭndo de eksperimenta laktuko estis 42 tagojn post plantado, kaj la rikolta tempo de la unua raŭndo de eksperimenta laktuko estis 46 tagojn post plantado.Kiam la dua raŭndo de eksperimenta laktuko estis rikoltita, la nombro da koloniaj tagoj de la CK-grupo estis 4 tagoj malpli ol tiu de la unua raŭndo.Tamen, la freŝa pezo de ununura planto estis 1.57 fojojn tiu de la unua raŭndo de eksperimentoj (Tabelo 2 kaj Tabelo 4).La efikeco de lumenergia utiligo estis simila.Oni povas vidi, ke dum la temperaturo malrapide altiĝas kaj la natura lumo en la forcejo iom post iom pliiĝas (Figuro 1-2), la produktadciklo de laktuko povas esti mallongigita laŭe.Sekve, aldoni suplementajn malpezajn ekipaĵojn al la forcejo vintre kun malalta temperaturo kaj malalta sunlumo povas efike plibonigi la produktan efikecon de laktuko, kaj tiam Pliigi produktadon.En la unua raŭndo de eksperimento, la folia menuplanto kompletigis malpezan potencokonsumon estis 0,95 kw-h, kaj en la dua raŭndo de eksperimento, la folimenuplanto kompletigis malpezan konsumon estis 1,15 kw-h.Kompare inter la du rondoj de eksperimentoj, la malpeza konsumo de la tri traktadoj de Pakchoi, la energia utiligo efikeco en la dua eksperimento estis pli malalta ol tiu en la unua eksperimento.La lumenergia utiliga efikeco de la laktuko CK kaj LB suplementaj lumtraktaj grupoj en la dua eksperimento estis iomete pli malalta ol tiu en la unua eksperimento.Oni konkludas, ke la ebla kialo estas, ke la malalta ĉiutaga averaĝa temperaturo ene de semajno post plantado plilongigas la malrapidan plantidan periodon, kaj kvankam la temperaturo iomete resaltis dum la eksperimento, la intervalo estis limigita, kaj la ĝenerala ĉiutaga averaĝa temperaturo ankoraŭ estis. je malalta nivelo, kiu limigis la lumenergigan utiligan efikecon dum la ĝenerala kreskociklo por hidroponiko de foliecaj legomoj.(Figuro 1).

Dum la eksperimento, la nutra solva naĝejo ne estis ekipita per varmiga ekipaĵo, tiel ke la radika medio de hidroponaj foliaj legomoj ĉiam estis je malalta temperaturnivelo, kaj la ĉiutaga averaĝa temperaturo estis limigita, kio kaŭzis, ke la legomoj malsukcesis plene uzi. de la ĉiutaga akumula lumo pliiĝis per etendado de la LED-a suplementa lumo.Sekve, kiam vi kompletigas lumon en la forcejo vintre, necesas konsideri taŭgajn varmokonservajn kaj hejtajn mezurojn por certigi la efikon de suplementado de lumo por pliigi produktadon.Sekve, necesas konsideri taŭgajn mezurojn de varmokonservado kaj temperaturo-pliigo por certigi la efikon de malpeza suplemento kaj pliigo de rendimento en vintra forcejo.La uzo de LED-a suplementa lumo iom pliigos la produktokoston, kaj agrikultura produktado mem ne estas alt-rendimenta industrio.Sekve, pri kiel optimumigi la suplementan lumstrategion kaj kunlabori kun aliaj rimedoj en la efektiva produktado de hidroponaj foliaj legomoj en vintra forcejo, kaj kiel uzi la suplementan malpezan ekipaĵon por atingi efikan produktadon kaj plibonigi la efikecon de lumenergio utiligo kaj ekonomiajn profitojn. , ĝi ankoraŭ bezonas pliajn produktajn eksperimentojn.

Aŭtoroj: Yiming Ji, Kang Liu, Xianping Zhang, Honglei Mao (Ŝanhajo verda kubo Agrikultura Evoluo Co., Ltd.).
Artikolfonto: Agricultural Engineering Technology (Greenhouse Horticulture).

Referencoj:
[1] Jianfeng Dai, Philips hortikultura LED-aplikpraktiko en forceja produktado [J].Agrikultura inĝenierartoteknologio, 2017, 37 (13): 28-32
[2] Xiaoling Yang, Lanfang Song, Zhengli Jin, et al.Aplika statuso kaj Perspektivo de malpeza suplementa teknologio por protektitaj fruktoj kaj legomoj [J].Norda hortikulturo, 2018 (17): 166-170
[3] Xiaoying Liu, Zhigang Xu, Xuelei Jiao, et al.Esplora kaj aplika statuso kaj disvolva strategio de plantlumigado [J].Ĵurnalo de Luma Inĝenierado, 013, 24 (4): 1-7
[4] Jing Xie, Hou Cheng Liu, Wei Song Shi, et al.Apliko de lumfonto kaj lumkvalita kontrolo en forceja vegetaĵa produktado [J].Ĉina legomo, 2012 (2): 1-7