Navorsing oor die effek van LED aanvullende lig op die opbrengs toenemende effek van hidroponiese blaarslaai en pakchoi in kweekhuise in die winter
[Abstract] Die winter in Sjanghai kom dikwels teë met lae temperature en lae sonskyn, en die groei van hidroponiese blaargroente in die kweekhuis is stadig en die produksiesiklus is lank, wat nie aan die markaanbodvraag kan voldoen nie.In onlangse jare het LED-plante aanvullende ligte begin gebruik word in kweekhuisverbouing en -produksie, tot 'n sekere mate, om te vergoed vir die gebrek dat die daaglikse opgehoopte lig in die kweekhuis nie aan die behoeftes van gewasgroei kan voldoen wanneer die natuurlike lig onvoldoende.In die eksperiment is twee soorte LED aanvullende ligte met verskillende ligkwaliteit in die kweekhuis geïnstalleer om die eksplorasie-eksperiment uit te voer om die produksie van hidroponiese blaarslaai en groenstam in die winter te verhoog.Die resultate het getoon dat die twee soorte LED-ligte die vars gewig per plant van pakchoi en blaarslaai aansienlik kan verhoog.Die opbrengsverhogende effek van pakchoi word hoofsaaklik weerspieël in die verbetering van algehele sensoriese kwaliteit soos blaarvergroting en -verdikking, en die opbrengsverhogende effek van blaarslaai word hoofsaaklik weerspieël in die toename in die aantal blare en droëmateriaalinhoud.

Lig is 'n onontbeerlike deel van plantegroei.In onlangse jare is LED-ligte wyd gebruik in verbouing en produksie in 'n kweekhuisomgewing as gevolg van hul hoë foto-elektriese omskakelingskoers, aanpasbare spektrum en lang lewensduur [1].In die buiteland, as gevolg van die vroeë begin van verwante navorsing en die volwasse ondersteuningstelsel, het baie grootskaalse blom-, vrugte- en groenteproduksie relatief volledige ligte aanvullingstrategieë.Die ophoping van 'n groot hoeveelheid werklike produksiedata stel produsente ook in staat om die effek van toenemende produksie duidelik te voorspel.Terselfdertyd word die opbrengs na die gebruik van die LED-aanvullingsligstelsel geëvalueer [2].Die meeste van die huidige binnelandse navorsing oor aanvullende lig is egter bevooroordeeld tot kleinskaalse ligkwaliteit en spektrale optimalisering, en het nie aanvullende ligstrategieë wat in werklike produksie gebruik kan word nie[3].Baie plaaslike produsente sal regstreeks bestaande buitelandse aanvullende beligtingsoplossings gebruik wanneer aanvullende beligtingstegnologie op produksie toegepas word, ongeag die klimaatstoestande van die produksiegebied, die soorte groente wat geproduseer word en die toestande van fasiliteite en toerusting.Boonop lei die hoë koste van aanvullende ligte toerusting en hoë energieverbruik dikwels tot 'n groot gaping tussen die werklike oesopbrengs en ekonomiese opbrengs en die verwagte effek.So 'n huidige situasie is nie bevorderlik vir die ontwikkeling en bevordering van die tegnologie om lig aan te vul en produksie in die land te verhoog nie.Daarom is dit 'n dringende behoefte om redelikerwys volwasse LED aanvullende lig produkte in werklike huishoudelike produksie omgewings te plaas, gebruik strategieë te optimaliseer en relevante data te versamel.

Winter is die seisoen wanneer vars blaargroentes in groot aanvraag is.Kweekhuise kan 'n meer geskikte omgewing vir blaargroentegroei in die winter bied as buite boerderyvelde.'n Artikel het egter daarop gewys dat sommige veroudering of swak skoon kweekhuise 'n ligoordrag van minder as 50% in die winter het. Boonop is langtermyn reënweer ook geneig om in die winter te voorkom, wat die kweekhuis in 'n lae- temperatuur en lae-lig omgewing, wat die normale groei van plante beïnvloed.Lig het 'n beperkende faktor geword vir die groei van groente in die winter [4].Die Groen Kubus wat in werklike produksie geplaas is, word in die eksperiment gebruik.Die vlak vloeibare vloeibare blaargroente-plantstelsel word gepas met Signify (China) Investment Co., Ltd. se twee LED-topligmodules met verskillende blouligverhoudings.Die aanplant van blaarslaai en pakchoi, wat twee blaargroente met groter markaanvraag is, het ten doel om die werklike toename in die produksie van hidroponiese blaargroente deur LED-beligting in die winterkweekhuis te bestudeer.

Materiale en Metodes
Materiaal gebruik vir toets

Die toetsmateriaal wat in die eksperiment gebruik is, was blaarslaai en packchoi-groente.Slaai-variëteit, Green Leaf Lettuce, kom van Beijing Dingfeng Modern Agriculture Development Co., Ltd., en pakchoi-variëteit, Brilliant Green, kom van Horticulture Institute of Shanghai Academy of Agricultural Sciences.

Eksperimentele metode

Die eksperiment is uitgevoer in die Wenluo-tipe glaskweekhuis van Sunqiao-basis van Shanghai green cube Agricultural Development Co., Ltd. vanaf November 2019 tot Februarie 2020. Altesaam twee rondes herhaalde eksperimente is uitgevoer.Die eerste rondte van die eksperiment was aan die einde van 2019, en die tweede rondte was aan die begin van 2020. Na saai is die eksperimentele materiaal in die kunsmatige ligklimaatkamer geplaas vir saailingverbouing, en die getybesproeiing is gebruik.Gedurende die saailingverbouingsperiode is die algemene voedingsoplossing van hidroponiese groente met EC van 1.5 en pH van 5.5 vir besproeiing gebruik.Nadat die saailinge tot 3 blare en 1 hartstadium gegroei het, is hulle op die groen kubusbaan tipe vlakvloei blaargroenteplantbed geplant.Na plant het die vlakvloei-voedingsoplossingsirkulasiestelsel EC 2- en pH 6-voedingsoplossing vir daaglikse besproeiing gebruik.Die besproeiingsfrekwensie was 10 min met watertoevoer en 20 min met watertoevoer gestaak.Die kontrolegroep (geen ligaanvulling) en die behandelingsgroep (LED-ligaanvulling) is in die eksperiment gestel.CK is in glaskweekhuis geplant sonder ligaanvulling.LB: drw-lb Ho (200W) is gebruik om lig aan te vul na plant in glaskweekhuis.Die ligvloeddigtheid (PPFD) op die oppervlak van hidroponiese groenteblare was ongeveer 140 μmol/(㎡·S).MB: na plant in die glaskweekhuis is die drw-lb (200W) gebruik om die lig aan te vul, en die PPFD was ongeveer 140 μmol/(㎡·S).

Die eerste rondte van eksperimentele plantdatum is 8 November 2019, en die plantdatum is 25 November 2019. Die toetsgroep se ligaanvullingstyd is 6:30-17:00;die tweede rondte van eksperimentele plantdatum is 30 Desember 2019 Dag, die plantdatum is 17 Januarie 2020, en die aanvullingstyd van die eksperimentele groep is 4:00-17:00
In die sonnige weer in die winter sal die kweekhuis die sondak, syfilm en waaier oopmaak vir daaglikse ventilasie van 6:00-17:00.Wanneer die temperatuur snags laag is, sal die kweekhuis die dakvenster, syrolfilm en waaier om 17:00-6:00 (die volgende dag) toemaak en die termiese isolasiegordyn in die kweekhuis oopmaak vir naghittebewaring.

Data-insameling

Die planthoogte, aantal blare en vars gewig per plant is verkry nadat die bogrondse dele van Qingjingcai en blaarslaai geoes is.Nadat die vars gewig gemeet is, is dit in 'n oond geplaas en vir 72 uur by 75 ℃ gedroog.Na afloop is die droë gewig bepaal.Die temperatuur in die kweekhuis en Fotosintetiese Fotonvloeddigtheid (PPFD, Fotosintetiese Fotonvloeddigtheid) word elke 5 min deur die temperatuursensor (RS-GZ-N01-2) en die fotosintetiese aktiewe stralingsensor (GLZ-CG) ingesamel en aangeteken.

Data-analise

Bereken die liggebruiksdoeltreffendheid (LUE, Light Use Efficiency) volgens die volgende formule:
LUE (g/mol) = groente-opbrengs per eenheidsoppervlakte/die totale kumulatiewe hoeveelheid lig verkry deur groente per eenheidsoppervlakte vanaf plant tot oes
Bereken die droëmateriaalinhoud volgens die volgende formule:
Droëmateriaalinhoud (%) = droë gewig per plant/vars gewig per plant x 100%
Gebruik Excel2016 en IBM SPSS Statistics 20 om die data in die eksperiment te ontleed en die belangrikheid van die verskil te ontleed.

Materiale en Metodes
Lig en temperatuur

Die eerste rondte van die eksperiment het 46 dae geneem van plant tot oes, en die tweede rondte het 42 dae geneem van plant tot oes.Tydens die eerste rondte van die eksperiment was die daaglikse gemiddelde temperatuur in die kweekhuis meestal in die reeks van 10-18 ℃;tydens die tweede rondte van eksperiment was die fluktuasie van die daaglikse gemiddelde temperatuur in die kweekhuis erger as dié tydens die eerste rondte van die eksperiment, met die laagste daaglikse gemiddelde temperatuur van 8.39 ℃ en die hoogste daaglikse gemiddelde temperatuur van 20.23 ℃.Die daaglikse gemiddelde temperatuur het 'n algehele opwaartse neiging tydens die groeiproses getoon (Fig. 1).

Tydens die eerste rondte van eksperiment het die daaglikse ligintegraal (DLI) in kweekhuis minder as 14 mol/(㎡·D) gewissel.Tydens die tweede rondte van eksperiment het die daaglikse kumulatiewe hoeveelheid natuurlike lig in kweekhuis 'n algehele opwaartse neiging getoon, wat hoër as 8 mol/(㎡·D) was, en die maksimum waarde het op 27 Februarie 2020 verskyn, wat 26,1 mol was. /(㎡·D).Die verandering van daaglikse kumulatiewe hoeveelheid natuurlike lig in kweekhuis tydens die tweede rondte van eksperiment was groter as dié tydens die eerste rondte van eksperiment (Fig. 2).Tydens die eerste rondte van eksperiment was die totale daaglikse kumulatiewe lighoeveelheid (die som van natuurlike lig DLI en gelei aanvullende lig DLI) van die aanvullende liggroep die meeste van die tyd hoër as 8 mol/(㎡·D).Tydens die tweede rondte van die eksperiment was die totale daaglikse opgehoopte lighoeveelheid van die aanvullende liggroep die meeste van die tyd meer as 10 mol/(㎡·D).Die totale opgehoopte hoeveelheid aanvullende lig in die tweede ronde was 31,75 mol/㎡ meer as dié in die eerste rondte.

Blaargroente-opbrengs en ligte energie-benuttingsdoeltreffendheid

●Eerste rondte van toetsuitslae
Uit Fig. 3 kan gesien word dat die LED-aangevulde pakchoi beter groei, die plantvorm is meer kompak en die blare is groter en dikker as die nie-aangevulde CK.Die LB en MB pakchoi blare is helderder en donkerder groen as CK.Uit Fig. 4 kan gesien word dat die blaarslaai met LED-aanvullingslig beter groei as die CK sonder aanvullingslig, die aantal blare is hoër en die plantvorm is voller.

Uit Tabel 1 kan gesien word dat daar geen betekenisvolle verskil in planthoogte, blaargetal, droëmateriaalinhoud en ligenergiebenuttingsdoeltreffendheid van pakchoi wat met CK, LB en MB behandel is nie, maar die vars gewig van pakchoi wat met LB en MB behandel is, is aansienlik hoër as dié van CK;Daar was geen betekenisvolle verskil in vars gewig per plant tussen die twee LED-groeiligte met verskillende blouligverhoudings in die behandeling van LB en MB nie.

Dit kan uit tabel 2 gesien word dat die planthoogte van blaarslaai in LB behandeling betekenisvol hoër was as dié in CK behandeling, maar daar was geen betekenisvolle verskil tussen LB behandeling en MB behandeling nie.Daar was betekenisvolle verskille in die aantal blare tussen die drie behandelings, en die aantal blare in MB-behandeling was die hoogste, wat 27 was. Die vars gewig per plant van LB-behandeling was die hoogste, wat 101g was.Daar was ook betekenisvolle verskil tussen die twee groepe.Daar was geen betekenisvolle verskil in droëmateriaalinhoud tussen CK- en LB-behandelings nie.Die inhoud van MB was 4.24% hoër as CK- en LB-behandelings.Daar was beduidende verskille in die liggebruiksdoeltreffendheid tussen die drie behandelings.Die hoogste liggebruiksdoeltreffendheid was in LB-behandeling, wat 13.23 g/mol was, en die laagste was in CK-behandeling, wat 10.72 g/mol was.

●Tweede rondte van toetsuitslae

Dit kan uit Tabel 3 gesien word dat die planthoogte van Pakchoi wat met MB behandel is, betekenisvol hoër was as dié van CK, en daar was geen betekenisvolle verskil tussen dit en LB behandeling nie.Die aantal blare van Pakchoi wat met LB en MB behandel is, was betekenisvol hoër as dié met CK, maar daar was geen betekenisvolle verskil tussen die twee groepe aanvullende ligbehandelings nie.Daar was betekenisvolle verskille in die vars gewig per plant tussen die drie behandelings.Die vars gewig per plant in CK was die laagste op 47 g, en die MB-behandeling was die hoogste op 116 g.Daar was geen betekenisvolle verskil in die droëmateriaalinhoud tussen die drie behandelings nie.Daar is beduidende verskille in ligenergiebenuttingsdoeltreffendheid.CK is laag op 8,74 g/mol, en MB-behandeling is die hoogste by 13,64 g/mol.

Dit kan uit Tabel 4 gesien word dat daar geen betekenisvolle verskil in planthoogte van blaarslaai tussen die drie behandelings was nie.Die aantal blare in LB- en MB-behandelings was aansienlik hoër as dié in CK.Onder hulle was die aantal MB-blare die hoogste op 26. Daar was geen betekenisvolle verskil in die aantal blare tussen LB- en MB-behandelings nie.Die varsgewig per plant van die twee groepe aanvullende ligbehandelings was aansienlik hoër as dié van CK, en die varsgewig per plant was die hoogste in MB-behandeling, wat 133g was.Daar was ook beduidende verskille tussen LB- en MB-behandelings.Daar was betekenisvolle verskille in die droëmateriaalinhoud tussen die drie behandelings, en die droëmateriaalinhoud van die LB-behandeling was die hoogste, wat 4.05% was.Die ligenergiebenuttingsdoeltreffendheid van MB-behandeling is aansienlik hoër as dié van CK- en LB-behandeling, wat 12.67 g/mol is.

Tydens die tweede rondte eksperiment was die totale DLI van die aanvullende liggroep baie hoër as die DLI gedurende dieselfde aantal kolonisasiedae tydens die eerste rondte van die eksperiment (Figuur 1-2), en die aanvullende ligtyd van die aanvullende lig behandelingsgroep in die tweede rondte van eksperiment (4:00-00- 17:00).In vergelyking met die eerste rondte van eksperiment (6:30-17:00), het dit met 2,5 uur toegeneem.Die oestyd van die twee rondtes Pakchoi was 35 dae na plant.Die vars gewig van CK individuele plant in die twee rondtes was soortgelyk.Die verskil in varsgewig per plant in LB- en MB-behandeling in vergelyking met CK in die tweede rondte eksperimente was baie groter as die verskil in varsgewig per plant in vergelyking met CK in die eerste rondte eksperimente (Tabel 1, Tabel 3).Die oestyd van die tweede rondte eksperimentele blaarslaai was 42 dae na plant, en die oestyd van die eerste rondte eksperimentele blaarslaai was 46 dae na plant.Die aantal kolonisasiedae wanneer die tweede rondte eksperimentele blaarslaai CK geoes is, was 4 dae minder as dié van die eerste rondte, maar die vars gewig per plant is 1,57 keer dié van die eerste rondte eksperimente (Tabel 2 en Tabel 4), en die ligenergiebenuttingsdoeltreffendheid is soortgelyk.Dit kan gesien word dat namate die temperatuur geleidelik opwarm en die natuurlike lig in die kweekhuis geleidelik toeneem, die produksiesiklus van blaarslaai verkort word.

Materiale en Metodes
Die twee rondtes van toetsing het basies die hele winter in Sjanghai gedek, en die kontrolegroep (CK) kon die werklike produksiestatus van hidroponiese groenstingel en blaarslaai relatief herstel in die kweekhuis onder lae temperatuur en lae sonlig in die winter.Die ligte aanvulling eksperiment groep het 'n beduidende bevordering effek op die mees intuïtiewe data indeks (vars gewig per plant) in die twee rondes van eksperimente.Onder hulle is die opbrengsverhogingseffek van Pakchoi terselfdertyd in die grootte, kleur en dikte van die blare weerspieël.Maar blaarslaai is geneig om die aantal blare te vermeerder, en die plantvorm lyk voller.Die toetsresultate toon dat ligte aanvulling die varsgewig en produkgehalte in die aanplanting van die twee groentekategorieë kan verbeter en sodoende die kommersialiteit van groenteprodukte verhoog.Pakchoi aangevul deur Die rooi-wit, laag-blou en rooi-wit, middel-blou LED top-lig modules is donkerder groen en blink in voorkoms as die blare sonder aanvullende lig, die blare is groter en dikker, en die groei neiging van die hele planttipe is meer kompak en kragtig.“Mosaïekblaarslaai” behoort egter aan liggroen blaargroentes, en daar is geen ooglopende kleurveranderingsproses in die groeiproses nie.Die verandering van blaarkleur is nie duidelik vir menslike oë nie.Die toepaslike proporsie blou lig kan blaarontwikkeling en fotosintetiese pigmentsintese bevorder, en internode-verlenging inhibeer.Daarom word die groente in die ligte aanvullingsgroep meer bevoordeel deur verbruikers in voorkomskwaliteit.

Tydens die tweede rondte van die toets was die totale daaglikse kumulatiewe lighoeveelheid van die aanvullende liggroep baie hoër as die DLI gedurende dieselfde aantal kolonisasiedae tydens die eerste rondte van die eksperiment (Figuur 1-2), en die aanvullende lig tyd van die tweede rondte van die aanvullende ligbehandelingsgroep (4: 00-17: 00), in vergelyking met die eerste rondte van eksperiment (6:30-17: 00), het dit met 2,5 uur toegeneem.Die oestyd van die twee rondtes Pakchoi was 35 dae na plant.Die vars gewig van CK in die twee rondtes was soortgelyk.Die verskil in vars gewig per plant tussen LB en MB behandeling en CK in die tweede rondte eksperimente was baie groter as die verskil in vars gewig per plant met CK in die eerste rondte van eksperimente (Tabel 1 en Tabel 3).Daarom kan die verlenging van die ligaanvullingstyd die toename in die produksie van hidroponiese Pakchoi bevorder wat binnenshuis in die winter gekweek word.Die oestyd van die tweede rondte eksperimentele blaarslaai was 42 dae na plant, en die oestyd van die eerste rondte eksperimentele blaarslaai was 46 dae na plant.Toe die tweede rondte eksperimentele blaarslaai geoes is, was die aantal kolonisasiedae van die CK-groep 4 dae minder as dié van die eerste rondte.Die vars gewig van 'n enkele plant was egter 1,57 keer dié van die eerste rondte eksperimente (Tabel 2 en Tabel 4).Die ligenergiebenuttingsdoeltreffendheid was soortgelyk.Dit kan gesien word dat namate die temperatuur stadig styg en die natuurlike lig in die kweekhuis geleidelik toeneem (Figuur 1-2), die produksiesiklus van blaarslaai dienooreenkomstig verkort kan word.Daarom kan die toevoeging van aanvullende ligte toerusting by die kweekhuis in die winter met lae temperatuur en lae sonlig die produksiedoeltreffendheid van blaarslaai effektief verbeter, en dan produksie verhoog.In die eerste rondte van eksperiment was die blaar spyskaart plant aangevul lig krag verbruik 0,95 kw-h, en in die tweede ronde van eksperiment was die blaar spyskaart plant aangevul lig krag verbruik 1,15 kw-h.In vergelyking tussen die twee rondes eksperimente, die ligverbruik van die drie behandelings van Pakchoi, was die energiebenuttingsdoeltreffendheid in die tweede eksperiment laer as dié in die eerste eksperiment.Die ligenergiebenuttingsdoeltreffendheid van die blaarslaai CK en LB aanvullende ligbehandelingsgroepe in die tweede eksperiment was effens laer as dié in die eerste eksperiment.Daar word afgelei dat die moontlike rede is dat die lae daaglikse gemiddelde temperatuur binne 'n week na plant die stadige saailingperiode langer maak, en alhoewel die temperatuur effens herstel het tydens die eksperiment, was die omvang beperk, en die algehele daaglikse gemiddelde temperatuur was steeds op 'n lae vlak, wat die ligenergiebenuttingsdoeltreffendheid gedurende die algehele groeisiklus vir hidroponika van blaargroente beperk het.(Figuur 1).

Tydens die eksperiment was die voedingsoplossingspoel nie toegerus met verwarmingstoerusting nie, sodat die wortelomgewing van hidroponiese blaargroente altyd op 'n lae temperatuurvlak was, en die daaglikse gemiddelde temperatuur beperk was, wat veroorsaak het dat die groente nie ten volle benut kon word nie. van die daaglikse kumulatiewe lig toegeneem deur die LED aanvullende lig uit te brei.Daarom, wanneer lig in die kweekhuis in die winter aangevul word, is dit nodig om toepaslike hittebewaring en verhittingsmaatreëls te oorweeg om die effek van aanvulling van lig te verseker om produksie te verhoog.Daarom is dit nodig om toepaslike maatreëls van hittebewaring en temperatuurverhoging te oorweeg om die effek van ligaanvulling en opbrengsverhoging in winterkweekhuis te verseker.Die gebruik van LED aanvullende lig sal die produksiekoste tot 'n sekere mate verhoog, en landbouproduksie self is nie 'n hoë-opbrengsbedryf nie.Daarom, oor hoe om die aanvullende ligstrategie te optimaliseer en saam te werk met ander maatreëls in die werklike produksie van hidroponiese blaargroente in die winterkweekhuis, en hoe om die aanvullende ligtoerusting te gebruik om doeltreffende produksie te bereik en die doeltreffendheid van ligenergiebenutting en ekonomiese voordele te verbeter , benodig dit nog verdere produksie-eksperimente.

Skrywers: Yiming Ji, Kang Liu, Xianping Zhang, Honglei Mao (Sjanghai groen kubus Landbou-ontwikkeling Co., Ltd.).
Artikelbron: Landbou-ingenieurstegnologie (Kweekhuistuinbou).

Verwysings:
[1] Jianfeng Dai, Philips tuinbou LED-toepassingspraktyk in kweekhuisproduksie [J].Landbou-ingenieurstegnologie, 2017, 37 (13): 28-32
[2] Xiaoling Yang, Lanfang Song, Zhengli Jin, et al.Toepassingstatus en vooruitsig op ligaanvullingstegnologie vir beskermde vrugte en groente [J].Noordelike tuinbou, 2018 (17): 166-170
[3] Xiaoying Liu, Zhigang Xu, Xuelei Jiao, et al.Navorsing en toedieningstatus en ontwikkelingstrategie van plantbeligting [J].Tydskrif vir beligtingsingenieurswese, 013, 24 (4): 1-7
[4] Jing Xie, Hou Cheng Liu, Wei Song Shi, et al.Toepassing van ligbron en ligkwaliteitbeheer in kweekhuisgroenteproduksie [J].Chinese groente, 2012 (2): 1-7