منبع مقاله: مجله تحقیقات مکانیزاسیون کشاورزی;

نویسنده: Yingying Shan، Xinmin Shan، Song Gu.

هندوانه به عنوان یک محصول معمولی اقتصادی، تقاضای زیادی در بازار دارد و نیازهای کیفی بالایی دارد، اما کشت نهال آن برای خربزه و بادمجان دشوار است. دلیل اصلی این است که: هندوانه محصولی سبک دوست است. اگر پس از شکسته شدن نهال هندوانه نور کافی وجود نداشته باشد، بیش از حد رشد کرده و نهال های پا بالا را تشکیل می دهد که کیفیت نهال و رشد بعدی را به شدت تحت تاثیر قرار می دهد. هندوانه از کاشت تا کاشت اتفاقاً بین آذر همان سال تا بهمن ماه سال بعد است که فصلی با کمترین دما، ضعیف‌ترین نور و شدیدترین بیماری است. به خصوص در جنوب چین، بسیار رایج است که در اوایل بهار بین 10 روز تا نیم ماه آفتاب وجود ندارد. اگر هوای مستمر ابری و برفی باشد حتی باعث مرگ نهال های زیادی می شود که ضرر اقتصادی زیادی به کشاورزان وارد می کند.

نحوه استفاده از منبع نور مصنوعی، به عنوان مثال نور از چراغ های LED رشد، برای اعمال "کود سبک" به محصولات زراعی از جمله نهال هندوانه در شرایط نور ناکافی خورشید، به منظور دستیابی به هدف افزایش عملکرد، راندمان بالا، کیفیت بالا، بیماری مقاومت و بدون آلودگی در حالی که باعث رشد و توسعه محصولات کشاورزی می شود، برای سال های متمادی مسیر تحقیقاتی کلیدی دانشمندان تولید کشاورزی بوده است.

در سال های اخیر، تحقیقات بیشتر نشان داد که نسبت های مختلف نور قرمز و آبی نیز تأثیر قابل توجهی بر رشد نهال های گیاهی داشته است. به عنوان مثال، محقق تانگ داوی و دیگران دریافتند که R/b = 7:3 بهترین نسبت نور قرمز و آبی برای رشد نهال خیار است. محقق گائو یی و دیگران در مقاله خود اشاره کردند که منبع نور مخلوط R/b = 8:1 مناسب ترین پیکربندی نور مکمل برای رشد نهال لوفا است.

پیش از این، برخی از افراد سعی می کردند از منابع نور مصنوعی مانند لامپ های فلورسنت و لامپ های سدیم برای انجام آزمایشات نهال استفاده کنند، اما نتیجه خوب نبود. از دهه 1990، تحقیقاتی در زمینه کشت نهال با استفاده از چراغ های رشد LED به عنوان منبع نور تکمیلی انجام شده است.

چراغ های رشد LED دارای مزایای صرفه جویی در انرژی، حفاظت از محیط زیست، ایمنی و قابلیت اطمینان، عمر طولانی، اندازه کوچک، وزن سبک، تولید حرارت کم و پراکندگی نور خوب یا کنترل ترکیبی هستند. می توان آن را با توجه به نیازها برای به دست آوردن نور تک رنگ خالص و طیف ترکیبی ترکیب کرد و میزان استفاده مؤثر از انرژی نور می تواند به 80٪ - 90٪ برسد. به عنوان بهترین منبع نور در کشت در نظر گرفته می شود.

در حال حاضر مطالعات زیادی در زمینه کشت برنج، خیار و اسفناج با منبع نور LED خالص در چین انجام شده است و پیشرفت هایی نیز حاصل شده است. با این حال، برای نهال های هندوانه که رشد آنها دشوار است، فناوری فعلی هنوز در مرحله نور طبیعی باقی می ماند و نور LED فقط به عنوان منبع نور مکمل استفاده می شود.

با توجه به مشکلات فوق، در این مقاله سعی شده است تا از نور LED به عنوان منبع نور خالص برای بررسی امکان پرورش نهال هندوانه و بهترین نسبت شار نوری برای بهبود کیفیت نهال هندوانه بدون اتکا به نور خورشید استفاده شود. ارائه مبانی نظری و پشتیبانی از داده ها برای کنترل نور نهال هندوانه در تاسیسات.

A.فرآیند و نتایج تست

1. مواد آزمایشی و درمان نور

در این آزمایش از هندوانه ZAOJIA 8424 استفاده شد و محیط نهال Jinhai Jinjin 3 بود. محل آزمایش در کارخانه مهد کودک چراغ رشد LED در شهر Quzhou انتخاب شد و از تجهیزات نورپردازی LED به عنوان منبع نور آزمایش استفاده شد. آزمایش 5 سیکل به طول انجامید. دوره تک آزمایشی از زمان خیساندن بذر، جوانه زنی تا رشد گیاهچه 25 روز بود. دوره نوری 8 ساعت بود. دمای داخل ساختمان 25 تا 28 درجه در روز (7:00-17:00) و 15 درجه تا 18 درجه در عصر (17:00-7:00) بود. رطوبت محیط 60 تا 80 درصد بود.

دانه های LED قرمز و آبی در چراغ های LED رشد استفاده می شود، با طول موج قرمز 660 نانومتر و طول موج آبی 450 نانومتر. در آزمایش از نور قرمز و آبی با نسبت شار نوری 5:1، 6:1 و 7:13 برای مقایسه استفاده شد.

2. شاخص و روش اندازه گیری

در پایان هر چرخه، 3 نهال به طور تصادفی برای تست کیفیت نهال انتخاب شد. شاخص ها شامل وزن تر و خشک، ارتفاع بوته، قطر ساقه، تعداد برگ، سطح ویژه برگ و طول ریشه بودند. در میان آنها، ارتفاع گیاه، قطر ساقه و طول ریشه را می توان با کولیس ورنیه اندازه گیری کرد. تعداد برگ و تعداد ریشه را می توان به صورت دستی شمارش کرد. وزن خشک و تر و سطح ویژه برگ توسط خط کش قابل محاسبه است.

3. تجزیه و تحلیل آماری داده ها

4. نتایج

نتایج آزمون در جدول 1 و شکل های 1-5 نشان داده شده است.

از جدول 1 و شکل 1-5 می توان دریافت که با افزایش نسبت نور به عبور، وزن تر خشک کاهش می یابد، ارتفاع بوته افزایش می یابد (پدیده طول بیهوده وجود دارد)، ساقه گیاه در حال تبدیل شدن است. نازک تر و کوچکتر، سطح ویژه برگ کاهش می یابد و طول ریشه کوتاه تر و کوتاه تر می شود.

B.تجزیه و تحلیل و ارزیابی نتایج

1. وقتی نسبت نور به عبور 5:1 باشد، رشد نهال هندوانه بهترین است.

2. نهال کم تابش شده توسط نور رشد LED با نسبت نور آبی بالا نشان می دهد که نور آبی اثر سرکوب آشکاری بر رشد گیاه، به ویژه در ساقه گیاه دارد و هیچ تأثیر آشکاری بر رشد برگ ندارد. نور قرمز رشد گیاه را افزایش می دهد و گیاه زمانی که نسبت نور قرمز زیاد باشد سریعتر رشد می کند، اما طول آن مشخص است، همانطور که در شکل 2 نشان داده شده است.

3. یک گیاه در دوره های رشد مختلف به نسبت های متفاوتی از نور قرمز و آبی نیاز دارد. به عنوان مثال، نهال های هندوانه در مراحل اولیه به نور آبی بیشتری نیاز دارند که می تواند به طور موثر رشد نهال را سرکوب کند. اما در مرحله بعد، به نور قرمز بیشتری نیاز دارد. اگر نسبت نور آبی بالا بماند، نهال کوچک و کوتاه خواهد بود.

4. شدت نور نهال هندوانه در مراحل اولیه نمی تواند خیلی قوی باشد که بر رشد بعدی نهال ها تأثیر می گذارد. راه بهتر این است که در مراحل اولیه از نور ضعیف استفاده کنید و بعداً از نور قوی استفاده کنید.

5. روشنایی معقول LED رشد نور باید تضمین شود. مشخص شده است که اگر شدت نور خیلی کم باشد، رشد نهال ضعیف است و بیهوده رشد می کند. باید اطمینان حاصل شود که نور طبیعی رشد نهال ها نمی تواند کمتر از 120wml باشد. با این حال، تغییر روند رشد نهال با روشنایی بیش از حد آشکار نیست، و مصرف انرژی افزایش یافته است، که برای کاربرد آینده کارخانه مساعد نیست.

C. نتایج

نتایج نشان داد که استفاده از منبع نور LED خالص برای کاشت نهال هندوانه در اتاق تاریک امکان پذیر است و شار نوری 5:1 بیش از 6 یا 7 برابر برای رشد نهال هندوانه مساعد است. سه نکته کلیدی در کاربرد تکنولوژی LED در کشت صنعتی نهال هندوانه وجود دارد

1. نسبت نور قرمز و آبی بسیار مهم است. رشد اولیه نهال هندوانه را نمی توان با نور رشد LED با نور آبی بسیار زیاد روشن کرد، در غیر این صورت روی رشد بعدی تأثیر می گذارد.

2. شدت نور تاثیر مهمی در تمایز سلول ها و اندام های نهال هندوانه دارد. شدت نور قوی باعث رشد نهال ها می شود. شدت نور ضعیف باعث می شود نهال ها بیهوده رشد کنند.

3. در مرحله نهال، در مقایسه با نهال هایی با شدت نور کمتر از 120 میکرومول بر متر مربع · ثانیه، نهال هایی با شدت نور بالاتر از 150 میکرومول بر متر مربع · ثانیه هنگامی که به زمین مزرعه نقل مکان کردند به کندی رشد کردند.

رشد نهال های هندوانه زمانی بهترین بود که نسبت قرمز به آبی 5:1 بود. با توجه به تأثیرات مختلف نور آبی و نور قرمز بر روی گیاهان، بهترین راه روشنایی این است که نسبت نور آبی را در مراحل اولیه رشد نهال به طور مناسب افزایش دهیم و در مراحل پایانی رشد نهال، نور قرمز بیشتری اضافه کنیم. از نور ضعیف در مراحل اولیه استفاده کنید و سپس از نور قوی در مرحله آخر استفاده کنید.