Panalungtikan ngeunaan Pangaruh Lampu Suplemén LED dina Pangaruh Ngaronjatkeun Hasil tina Apu Hidroponik sareng Pakchoi di Tangkuban Parahu dina usum tiis
[Abstrak] Usum tiis di Shanghai sering mendakan suhu rendah sareng cahaya panonpoe anu rendah, sareng kamekaran sayuran daun hidroponik di rumah kaca lambat sareng siklus produksina panjang, anu henteu tiasa nyumponan paménta pasokan pasar.Dina taun-taun ayeuna, lampu suplemén tutuwuhan LED parantos mimiti dianggo dina budidaya sareng produksi rumah kaca, dugi ka sababaraha tingkatan, pikeun nyéépkeun cacad yén akumulasi cahaya sapopoé di rumah kaca henteu tiasa nyumponan kabutuhan pamotongan nalika cahaya alami. teu cukup.Dina percobaan, dua jenis lampu suplemén LED kalawan kualitas lampu béda anu dipasang di rumah kaca pikeun ngalakonan percobaan éksplorasi ngaronjatna produksi apu hydroponic jeung bobot héjo dina usum tiis.Hasilna nunjukkeun yén dua jinis lampu LED tiasa sacara signifikan ningkatkeun beurat seger per pepelakan pakchoi sareng apu.Pangaruh ngahasilkeun-ngaronjatkeun tina pakchoi utamana reflected dina perbaikan kualitas indrawi sakabéh kayaning enlargement daun sarta thickening, sarta pangaruh ngahasilkeun-ngaronjatkeun tina apu utamana reflected dina kanaékan jumlah daun jeung eusi zat garing.

Cahaya mangrupikeun bagian anu penting pikeun kamekaran pepelakan.Dina taun anyar, lampu LED geus loba dipaké dina budidaya jeung produksi di lingkungan rumah kaca alatan laju konversi photoelectric tinggi maranéhanana, spéktrum customizable, sarta hirup layanan panjang [1].Di nagara deungeun, alatan mimiti mimiti panalungtikan patali jeung sistem ngarojong dewasa, loba skala badag kembang, buah jeung sayur produksi boga strategi suplement lampu rélatif lengkep.Akumulasi sajumlah ageung data produksi aktual ogé ngamungkinkeun produsén pikeun ngaduga sacara jelas pangaruh kanaékan produksi.Dina waktu nu sarua, balik sanggeus ngagunakeun sistem lampu suplement LED dievaluasi [2].Sanajan kitu, lolobana panalungtikan domestik ayeuna ngeunaan lampu supplemental condong kana kualitas lampu skala leutik jeung optimasi spéktral, sarta lacks strategi lampu tambahan nu bisa dipaké dina produksi sabenerna[3].Seueur produsén domestik bakal langsung nganggo solusi pencahayaan tambahan asing anu aya nalika nerapkeun téknologi pencahayaan tambahan pikeun produksi, henteu paduli kaayaan iklim daérah produksi, jinis sayuran anu diproduksi, sareng kaayaan fasilitas sareng alat.Salaku tambahan, biaya anu luhur pikeun alat lampu tambahan sareng konsumsi énergi anu luhur sering nyababkeun jurang anu ageung antara hasil pamotongan anu saleresna sareng pamulangan ékonomi sareng pangaruh anu dipiharep.Kaayaan ayeuna sapertos henteu kondusif pikeun pamekaran sareng promosi téknologi pikeun nambihan lampu sareng ningkatkeun produksi di nagara éta.Ku alatan éta, éta téh mangrupa kabutuhan urgent mun alesan nempatkeun dewasa produk lampu suplemén LED kana lingkungan produksi domestik sabenerna, ngaoptimalkeun strategi pamakéan, sarta ngumpulkeun data relevan.

Usum tiis nyaéta usum nalika sayuran berdaun seger dibutuhkeun pisan.Imah kaca tiasa nyayogikeun lingkungan anu langkung cocog pikeun kamekaran sayuran berdaun dina usum tiis tibatan sawah pertanian luar.Sanajan kitu, hiji artikel nunjuk kaluar yén sababaraha imah kaca sepuh atawa kirang bersih boga transmittance lampu kirang ti 50% dina usum tiis. suhu sareng lingkungan cahaya remen, anu mangaruhan kana kamekaran normal pepelakan.Cahaya geus jadi faktor ngawatesan tumuwuhna sayuran dina usum tiis [4].The Green Cube nu geus nempatkeun kana produksi sabenerna dipaké dina percobaan.Sistem penanaman sayuran berdaun aliran cair deet cocog sareng Signify (China) Investment Co., Ltd. dua modul lampu luhur LED kalayan rasio cahaya biru anu béda.Penanaman apu sareng pakchoi, anu mangrupikeun dua sayuran berdaun kalayan paménta pasar anu langkung ageung, tujuanana pikeun diajar kanaékan saleresna dina produksi sayuran daun hidroponik ku lampu LED dina rumah kaca usum tiis.

Bahan sareng métodeu
Bahan anu digunakeun pikeun tés

Bahan tés anu digunakeun dina percobaan nyaéta apu jeung sayuran pakchoi.Rupa-rupa apu, Green Leaf Lettuce, asalna tina Beijing Dingfeng Modern Agriculture Development Co., Ltd., sareng rupa-rupa pakchoi, Brilliant Green, asalna tina Horticulture Institute of Shanghai Academy of Agricultural Sciences.

Métode ékspérimén

Percobaan ieu dilakukeun di rumah kaca tipe Wenluo tina Sunqiao base Shanghai green cube Agricultural Development Co., Ltd. ti Nopémber 2019 nepi ka Pébruari 2020. Jumlahna aya dua rounds percobaan ulang dipigawé.Babak kahiji percobaan dina ahir taun 2019, sareng babak kadua dina awal taun 2020. Saatos penanaman, bahan ékspérimén disimpen dina ruangan iklim cahaya jieunan pikeun penanaman bibit, sareng irigasi pasang dipaké.Dina mangsa penanaman bibit, solusi gizi umum sayuran hidroponik kalayan EC 1,5 sareng pH 5,5 dianggo pikeun irigasi.Sanggeus bibit tumuwuh nepi ka 3 daun jeung 1 tahap jantung, maranéhanana dipelak dina ranjang penanaman sayuran daun kubus héjo tipe aliran deet.Sanggeus penanaman, sistem sirkulasi solusi gizi aliran deet ngagunakeun EC 2 jeung pH 6 solusi gizi pikeun irigasi sapopoé.Frékuénsi irigasi nyaéta 10 menit kalayan suplai cai sareng 20 menit kalayan suplai cai dieureunkeun.Grup kontrol (euweuh suplement lampu) jeung grup perlakuan (suplemén lampu LED) diatur dina percobaan.CK ditanam di rumah kaca kaca tanpa tambahan cahaya.LB: drw-lb Ho (200W) dipaké pikeun suplement cahaya sanggeus penanaman di rumah kaca kaca.Kapadetan fluks cahaya (PPFD) dina permukaan kanopi sayuran hidroponik kira-kira 140 μmol/(㎡·S).MB: saatos penanaman di rumah kaca kaca, drw-lb (200W) dianggo pikeun nambihan cahaya, sareng PPFD sakitar 140 μmol/(㎡·S).

Babak kahiji tanggal penanaman ékspérimén nyaéta 8 Nopémber 2019, sareng tanggal penanaman nyaéta 25 Nopémber 2019. Waktu suplement cahaya kelompok tés nyaéta 6:30-17:00;putaran kadua tanggal penanaman ékspérimén nyaéta 30 Désémber 2019 Poé, tanggal penanaman nyaéta 17 Januari 2020, sareng waktos suplement kelompok ékspérimén nyaéta 4:00-17:00.
Dina cuaca cerah dina usum tiis, rumah kaca bakal muka sunroof, film samping sareng kipas pikeun ventilasi sapopoé ti 6:00-17:00.Lamun hawa low peuting, rumah kaca bakal nutup skylight, film roll samping jeung kipas di 17:00-6:00 (poé saterusna), sarta muka curtain insulasi termal di rumah kaca pikeun pelestarian panas peuting.

Ngumpulkeun Data

Jangkungna pepelakan, jumlah daun, sareng beurat seger per pepelakan dicandak saatos panén bagian luhur taneuh Qingjingcai sareng apu.Saatos ngukur beurat seger, éta disimpen dina oven sareng garing dina suhu 75 ℃ salami 72 jam.Sanggeus ahir, beurat garing ditangtukeun.Suhu di rumah kaca sareng Kapadetan Fluks Fotosintétik (PPFD, Densitas Fluks Fotosintétik Foton) dikumpulkeun sareng dirékam unggal 5 mnt ku sénsor suhu (RS-GZ-N01-2) sareng sénsor radiasi aktif fotosintétik (GLZ-CG).

Analisis Data

Itung efisiensi pamakean cahaya (LUE, Efisiensi Pamakéan Cahaya) dumasar kana rumus ieu:
LUE (g/mol) = hasil sayur per satuan luas/total jumlah kumulatif cahaya anu dicandak ku sayuran per satuan luas ti penanaman nepi ka panen.
Ngitung eusi bahan garing nurutkeun rumus ieu:
Kandungan bahan garing (%) = beurat garing per tutuwuhan/beurat seger per tutuwuhan x 100%
Anggo Excel2016 sareng IBM SPSS Statistics 20 pikeun nganalisis data dina percobaan sareng nganalisis pentingna bédana.

Bahan sareng métodeu
Cahaya sareng Suhu

Percobaan babak kahiji nyandak 46 dinten ti penanaman dugi ka panén, sareng babak kadua nyandak 42 dinten ti penanaman dugi ka panén.Salila percobaan babak kahiji, suhu rata-rata poéan di rumah kaca lolobana aya dina rentang 10-18 ℃;salila percobaan babak kadua, fluktuasi suhu rata-rata poean di rumah kaca leuwih parna ti batan dina percobaan babak kahiji, kalawan suhu rata-rata poean panghandapna 8,39 ℃ jeung suhu rata-rata poean pangluhurna 20,23 ℃.Suhu rata-rata poéan némbongkeun hiji trend luhur sakabéh salila prosés tumuwuhna (Gbr. 1).

Salila percobaan babak kahiji, integral cahaya poean (DLI) di rumah kaca turun naek kurang ti 14 mol/(㎡·D).Salila babak kadua ékspérimén, jumlah kumulatif poéan cahaya alami di rumah kaca némbongkeun tren luhur sakabéh, nu leuwih luhur ti 8 mol/(㎡·D), sarta nilai maksimum mucunghul dina 27 Pebruari 2020, nyaéta 26,1 mol. /(㎡·D).Parobahan jumlah kumulatif poéan cahaya alami di rumah kaca salila babak kadua percobaan éta leuwih badag batan nu salila babak kahiji percobaan (Gbr. 2).Salila percobaan babak kahiji, total jumlah cahaya kumulatif poean (jumlah DLI cahaya alami jeung DLI lampu tambahan ngarah) tina grup cahaya tambahan leuwih luhur ti 8 mol/(㎡·D) lolobana waktu.Salila babak kadua percobaan, jumlah total akumulasi cahaya poean gugus cahaya tambahan leuwih ti 10 mol/(㎡·D) lolobana waktu.Jumlah total akumulasi cahaya tambahan dina babak kadua 31,75 mol/㎡ leuwih ti éta dina babak kahiji.

Ngahasilkeun Sayuran Berdaun sareng Efisiensi Pamakéan Énergi Cahaya

●Putaran kahiji hasil tés
Ieu bisa ditempo ti Gbr. 3 yén pakchoi LED-supplemented tumuwuh hadé, bentuk tutuwuhan leuwih kompak, sarta daun leuwih badag sarta leuwih kandel batan non-supplemented CK.Daun pakchoi LB sareng MB langkung terang sareng héjo poék tibatan CK.Katingali tina Gbr 4 yén apu kalayan lampu suplemén LED langkung saé tibatan CK tanpa lampu tambahan, jumlah daun langkung luhur, sareng bentuk pepelakan langkung lengkep.

Ti tabél 1 teu aya béda anu signifikan dina jangkungna tutuwuhan, jumlah daun, eusi bahan garing sarta efisiensi pamakéan énérgi cahaya pakchoi dirawat kalayan CK, LB jeung MB, tapi beurat seger pakchoi dirawat kalayan LB jeung MB nyaéta. nyata leuwih luhur batan CK;Aya henteu béda anu signifikan dina beurat seger per tutuwuhan antara dua LED tumuwuh lampu kalawan babandingan lampu biru béda dina pengobatan LB jeung MB.

Ti tabél 2 yén jangkungna tutuwuhan apu dina perlakuan LB nyata leuwih luhur batan perlakuan CK, tapi teu aya béda anu signifikan antara perlakuan LB jeung perlakuan MB.Aya béda anu signifikan dina jumlah daun di antara tilu perlakuan, sarta jumlah daun dina perlakuan MB pangluhurna, nya éta 27. Bobot seger per tutuwuhan perlakuan LB pangluhurna, nyaéta 101g.Aya ogé béda anu signifikan antara dua grup.Henteu aya béda anu signifikan dina kandungan bahan garing antara perlakuan CK sareng LB.Eusi MB 4,24% leuwih luhur batan perlakuan CK jeung LB.Aya béda anu signifikan dina efisiensi pamakéan lampu diantara tilu perlakuan.Efisiensi pamakean cahaya anu paling luhur nyaéta dina pengobatan LB, nyaéta 13,23 g / mol, sareng anu panghandapna dina pengobatan CK, nyaéta 10,72 g / mol.

●Putaran kadua hasil tés

Ieu bisa ditempo ti Table 3 yén jangkungna tutuwuhan Pakchoi dirawat kalayan MB éta nyata leuwih luhur batan CK, sarta euweuh béda anu signifikan antara eta jeung perlakuan LB.Jumlah daun Pakchoi anu dirawat kalayan LB sareng MB nyata langkung luhur tibatan CK, tapi henteu aya béda anu signifikan antara dua kelompok perawatan cahaya tambahan.Aya béda anu signifikan dina beurat seger per tutuwuhan diantara tilu perlakuan.Beurat seger per tutuwuhan dina CK éta panghandapna dina 47 g, sarta perlakuan MB éta pangluhurna di 116 g.Henteu aya béda anu signifikan dina kandungan bahan garing antara tilu perlakuan.Aya béda anu signifikan dina efisiensi pamakean énérgi cahaya.CK rendah nyaéta 8,74 g / mol, sareng perlakuan MB anu pangluhurna nyaéta 13,64 g / mol.

Tina Tabél 4, teu aya béda anu signifikan dina jangkungna tutuwuhan apu diantara tilu perlakuan.Jumlah daun dina perlakuan LB jeung MB nyata leuwih luhur batan nu di CK.Di antarana, jumlah daun MB panglobana nyaéta 26. Teu aya béda anu signifikan dina jumlah daun antara perlakuan LB jeung MB.Beurat seger per tutuwuhan tina dua grup perlakuan lampu supplemental éta nyata leuwih luhur batan CK, sarta beurat seger per tutuwuhan éta pangluhurna dina perlakuan MB, nu 133g.Aya ogé béda anu signifikan antara perlakuan LB sareng MB.Aya béda anu signifikan dina kandungan bahan garing diantara tilu perlakuan, sarta kandungan bahan garing perlakuan LB pangluhurna, nya éta 4,05%.Efisiensi pamakéan énérgi lampu tina perlakuan MB nyata leuwih luhur batan perlakuan CK jeung LB, nyaéta 12,67 g / mol.

Salila babak kadua ékspérimén, total DLI grup cahaya suplemén leuwih luhur batan DLI salila jumlah poé kolonisasi anu sarua salila babak kahiji percobaan (Gambar 1-2), sarta waktu cahaya tambahan tina lampu tambahan. grup perlakuan dina babak kadua percobaan (4:00-00- 17:00).Dibandingkeun jeung babak kahiji percobaan (6:30-17:00), ngaronjat ku 2,5 jam.Waktu panén tina dua rounds of Pakchoi éta 35 poé sanggeus penanaman.Beurat seger tutuwuhan individu CK dina dua babak éta sarupa.Beda dina beurat seger per tutuwuhan dina LB jeung MB perlakuan dibandingkeun CK dina babak kadua percobaan éta laér leuwih gede dibandingkeun bédana dina beurat seger per tutuwuhan dibandingkeun CK dina percobaan babak kahiji (Table 1, Table 3).Waktos panén apu ékspérimén babak kadua nyaéta 42 dinten saatos penanaman, sareng waktos panén apu percobaan babak kahiji 46 dinten saatos penanaman.Jumlah poé kolonisasi nalika babak kadua apu ékspérimén CK dipanén 4 poé kirang ti babak kahiji, tapi beurat seger per tutuwuhan 1,57 kali tina percobaan babak kahiji (Tabel 2 jeung Tabél 4). jeung efisiensi pamakéan énérgi lampu sarupa.Ieu bisa ditempo yén salaku suhu laun warms up jeung lampu alam di rumah kaca laun naek, siklus produksi apu disingget.

Bahan sareng métodeu
Dua rounds tina nguji dasarna katutupan sakabéh usum di Shanghai, sarta grup kontrol (CK) éta bisa rélatif balikkeun status produksi sabenerna stalk héjo hydroponic jeung apu di rumah kaca dina suhu lemah sareng cahya panonpoé low dina usum tiis.Grup percobaan suplement lampu miboga éfék promotion signifikan dina indéks data paling intuitif (beurat seger per tutuwuhan) dina dua rounds percobaan.Di antarana, pangaruh kanaékan hasil tina Pakchoi ieu reflected dina ukuran, warna jeung ketebalan daun dina waktos anu sareng.Tapi apu condong nambahan jumlah daun, sareng bentuk pepelakan katingali langkung lengkep.Hasil tés nunjukkeun yén suplement cahaya tiasa ningkatkeun beurat seger sareng kualitas produk dina penanaman dua kategori sayuran, ku kituna ningkatkeun komersil produk sayuran.Pakchoi supplemented ku The beureum-bodas, low-biru jeung beureum-bodas, pertengahan biru LED modul luhur-lampu anu darker héjo sarta ngagurilap dina penampilan ti daun tanpa lampu supplemental, daun anu leuwih badag sarta kandel, sarta trend tumuwuhna sakabeh tipe tutuwuhan leuwih kompak jeung vigorous.Sanajan kitu, "mosaic apu" milik sayuran berdaun héjo lampu, sarta euweuh prosés robah warna jelas dina prosés tumuwuhna.Parobahan warna daun henteu atra pikeun panon manusa.Proporsi cahaya biru anu pas tiasa ngamajukeun pangembangan daun sareng sintésis pigmén fotosintésis, sareng ngahambat pemanjangan internode.Ku alatan éta, sayuran dina grup suplement lampu leuwih favored ku konsumén dina kualitas penampilan.

Salila babak kadua tés, total kuantitas cahaya kumulatif poéan tina grup lampu suplemén leuwih luhur batan DLI salila jumlah poé kolonisasi anu sarua salila babak kahiji percobaan (Gambar 1-2), sarta lampu tambahan. waktos babak kadua grup perlakuan lampu suplemén (4: 00-17: 00), dibandingkeun jeung babak kahiji percobaan (6:30-17: 00), éta ngaronjat ku 2,5 jam.Waktu panén tina dua rounds of Pakchoi éta 35 poé sanggeus penanaman.Beurat seger CK dina dua babak éta sami.Beda dina beurat seger per tutuwuhan antara LB jeung MB perlakuan jeung CK dina babak kadua percobaan éta leuwih badag batan bédana dina beurat seger per tutuwuhan jeung CK dina babak kahiji percobaan (Tabel 1 jeung Table 3).Ku alatan éta, manjangkeun waktu suplement lampu bisa ngamajukeun kanaékan produksi hydroponic Pakchoi dibudidayakan indoor di usum tiis.Waktos panén apu ékspérimén babak kadua nyaéta 42 dinten saatos penanaman, sareng waktos panén apu percobaan babak kahiji 46 dinten saatos penanaman.Sabada panén apu ékspérimén babak kadua, jumlah poé kolonisasi kelompok CK kurang 4 poé ti batan babak kahiji.Sanajan kitu, beurat seger tutuwuhan tunggal éta 1,57 kali tina babak kahiji percobaan (Table 2 jeung Table 4).Efisiensi pamakean énérgi cahaya sami.Ieu bisa ditempo yén salaku hawa lalaunan naek jeung lampu alam di rumah kaca laun naek (Gambar 1-2), siklus produksi apu bisa disingget sasuai.Ku alatan éta, nambahkeun parabot lampu suplemén ka rumah kaca dina usum kalawan suhu lemah sareng cahya panonpoé low éféktif bisa ngaronjatkeun efisiensi produksi apu, lajeng Ningkatkeun produksi.Dina percobaan babak kahiji, tutuwuhan menu daun supplemented konsumsi kakuatan lampu éta 0,95 kw-h, sarta dina babak kadua percobaan, tutuwuhan menu daun supplemented konsumsi kakuatan lampu éta 1,15 kw-h.Dibandingkeun antara dua rounds percobaan, konsumsi lampu tina tilu perlakuan Pakchoi, efisiensi utilization énérgi dina percobaan kadua éta leuwih handap dina percobaan munggaran.Efisiensi utilisasi énérgi cahaya tina grup perlakuan lampu suplemén CK apu sareng LB dina percobaan kadua rada handap tibatan dina percobaan kahiji.Disimpulkeun yén alesan anu mungkin nyaéta suhu rata-rata poean anu handap dina saminggu saatos penanaman ngajantenkeun periode seedling anu laun langkung lami, sareng sanaos hawa rebounded sakedik salami percobaan, kisaranna terbatas, sareng suhu rata-rata poean sadayana tetep. dina tingkat anu rendah, anu ngabatesan efisiensi pamakean énérgi cahaya salami siklus pertumbuhan umum pikeun hidroponik sayuran berdaun.(Gambar 1).

Salila percobaan, kolam renang solusi gizi teu dilengkepan parabot pemanasan, ku kituna lingkungan akar sayuran berdaun hydroponic salawasna dina tingkat suhu low, sarta suhu rata poean ieu kawates, nu ngabalukarkeun sayuran gagal ngagunakeun pinuh. tina lampu kumulatif poean ngaronjat ku ngalegaan lampu suplemén LED.Ku alatan éta, nalika supplementing lampu di rumah kaca dina usum tiis, perlu mertimbangkeun pelestarian panas luyu jeung ukuran pemanasan pikeun mastikeun efek supplementing lampu pikeun ngaronjatkeun produksi.Ku alatan éta, perlu mertimbangkeun ukuran luyu tina pelestarian panas sarta kanaékan suhu pikeun mastikeun efek tina suplemén lampu sarta kanaékan ngahasilkeun di rumah kaca usum tiis.Pamakéan lampu suplemén LED bakal ningkatkeun biaya produksi ka extent tangtu, sarta produksi tatanén sorangan teu industri-ngahasilkeun tinggi.Ku alatan éta, ngeunaan kumaha carana ngaoptimalkeun strategi lampu suplemén jeung cooperate kalawan ukuran séjén dina produksi sabenerna sayuran berdaun hydroponic di rumah kaca usum tiis, sarta kumaha carana make parabot lampu suplemén pikeun ngahontal produksi efisien sarta ngaronjatkeun efisiensi tina utilization énergi lampu jeung kauntungan ékonomi. , éta masih perlu percobaan produksi salajengna.

Panulis: Yiming Ji, Kang Liu, Xianping Zhang, Honglei Mao (Shanghai green cube Agricultural Development Co., Ltd.).
Sumber artikel: Téknologi Téknik Pertanian (Hortikultura Rumah Kaca).

Rujukan:
[1] Jianfeng Dai, Philips horticultural LED prakték aplikasi dina produksi rumah kaca [J].téhnologi rékayasa tatanén, 2017, 37 (13): 28-32
[2] Xiaoling Yang, Lanfang Song, Zhengli Jin, dkk.Status aplikasi sareng Prospek téknologi suplement cahaya pikeun buah sareng sayuran anu ditangtayungan [J].hortikultura kalér, 2018 (17): 166-170
[3] Xiaoying Liu, Zhigang Xu, Xuelei Jiao, jeung sajabana.Panalungtikan sarta status aplikasi tur strategi ngembangkeun cahaya tutuwuhan [J].Journal of rékayasa cahaya, 013, 24 (4): 1-7
[4] Jing Xie, Hou Cheng Liu, Wei Song Shi, jeung sajabana.Aplikasi sumber cahaya sareng kontrol kualitas lampu dina produksi sayuran rumah kaca [J].sayur Cina, 2012 (2): 1-7