Riset babagan Pengaruh Cahya Suplemen LED ing Efek Tambah Ngasilake Lettuce Hidroponik lan Pakchoi ing Rumah Kaca ing Musim Dingin.
[Abstrak] Musim dingin ing Shanghai asring nemoni suhu sing sithik lan sinar matahari sing sithik, lan tuwuh sayuran godhong hidroponik ing griya ijo alon lan siklus produksi dawa, sing ora bisa nyukupi kebutuhan pasokan pasar.Ing taun-taun pungkasan, lampu tambahan tanduran LED wis wiwit digunakake ing budidaya lan produksi griya ijo, nganti sawetara, kanggo ngimbangi cacat yen cahya akumulasi saben dina ing griya ijo ora bisa nyukupi kabutuhan wutah potong nalika cahya alami. ora cukup.Ing eksperimen kasebut, rong jinis lampu tambahan LED kanthi kualitas cahya sing beda-beda dipasang ing omah kaca kanggo nindakake eksperimen eksplorasi nambah produksi lettuce hidroponik lan batang ijo ing musim dingin.Asil nuduhake yen rong jinis lampu LED bisa nambah bobot seger saben tanduran pakchoi lan Lettuce.Pangasil-tambah efek saka pakchoi utamané dibayangke ing asil dandan sakabèhé kualitas sensori kayata nggedhekake rwaning lan thickening, lan efek ngasilaken-nambah saka Lettuce utamané dibayangke ing Tambah saka jumlah godhong lan isi materi garing.

Cahya minangka bagéyan penting saka pertumbuhan tanduran.Ing taun-taun pungkasan, lampu LED wis akeh digunakake ing budidaya lan produksi ing lingkungan omah kaca amarga tingkat konversi fotoelektrik sing dhuwur, spektrum sing bisa disesuaikan, lan umur layanan sing dawa [1].Ing negara manca, amarga wiwitan riset sing gegandhengan lan sistem panyengkuyung sing diwasa, akeh produksi kembang, woh lan sayuran kanthi ukuran gedhe duwe strategi tambahan cahya sing relatif lengkap.Akumulasi data produksi nyata sing akeh uga ngidini para produser bisa prédhiksi kanthi jelas efek nambah produksi.Ing wektu sing padha, bali sawise nggunakake sistem lampu tambahan LED dievaluasi [2].Nanging, umume riset domestik saiki babagan cahya tambahan bias menyang kualitas cahya skala cilik lan optimalisasi spektral, lan ora duwe strategi cahya tambahan sing bisa digunakake ing produksi nyata [3].Akeh prodhusèn domestik bakal langsung nggunakake solusi cahya tambahan manca sing wis ana nalika nglamar teknologi cahya tambahan kanggo produksi, preduli saka kondisi iklim wilayah produksi, jinis sayuran diprodhuksi, lan kondisi fasilitas lan peralatan.Kajaba iku, biaya dhuwur saka peralatan cahya tambahan lan konsumsi energi dhuwur asring nyebabake longkangan ageng antarane asil potong nyata lan bali ekonomi lan efek samesthine.Kahanan sing kaya mangkene ora cocog kanggo pangembangan lan promosi teknologi nambahi cahya lan nambah produksi ing negara kasebut.Mula, penting banget kanggo nyedhiyakake produk lampu tambahan LED sing diwasa menyang lingkungan produksi domestik sing nyata, ngoptimalake strategi panggunaan, lan nglumpukake data sing cocog.

Musim dingin yaiku musim nalika sayuran godhong seger akeh dikarepake.Griya ijo bisa nyedhiyakake lingkungan sing luwih cocog kanggo tuwuh sayuran godhong ing mangsa adhem tinimbang ing lapangan tani.Nanging, artikel nuding metu sing sawetara tuwa utawa kurang resik greenhouses duwe transmitansi cahya kurang saka 50% ing mangsa. suhu lan kurang cahya lingkungan, kang mengaruhi wutah normal tetanduran.Cahya wis dadi faktor mbatesi tuwuhing sayuran ing musim dingin [4].Green Cube sing wis dilebokake ing produksi nyata digunakake ing eksperimen.Sistem tanduran sayuran godhong aliran cairan cethek cocog karo loro modul lampu ndhuwur LED Signify (China) Investment Co., Ltd. kanthi rasio cahya biru sing beda.Nandur lettuce lan pakchoi, yaiku rong sayuran godhong kanthi permintaan pasar sing luwih gedhe, tujuane kanggo nyinaoni peningkatan nyata produksi sayuran godhong hidroponik kanthi lampu LED ing omah kaca mangsa.

Bahan lan Metode
Bahan sing digunakake kanggo tes

Materi tes ingkang dipunginakaken wonten ing uji coba inggih menika selada lan sayuran packchoi.Varietas Lettuce, Green Leaf Lettuce, asale saka Beijing Dingfeng Modern Agriculture Development Co., Ltd., lan macem-macem pakchoi, Brilliant Green, asale saka Institut Hortikultura Akademi Ilmu Pertanian Shanghai.

Metode eksperimental

Eksperimen kasebut ditindakake ing griya ijo kaca jinis Wenluo basis Sunqiao saka Shanghai green cube Agricultural Development Co., Ltd. saka November 2019 nganti Februari 2020. Total rong babak eksperimen bola-bali ditindakake.Babak pisanan eksperimen ing pungkasan taun 2019, lan babak kaping pindho ing wiwitan taun 2020. Sawise nyebar, bahan eksperimen dilebokake ing ruangan iklim cahya buatan kanggo penanaman bibit, lan irigasi pasang surut digunakake.Sajrone wektu ngembang, solusi nutrisi umum sayuran hidroponik kanthi EC 1,5 lan pH 5,5 digunakake kanggo irigasi.Sawise tunas wis tuwuh dadi 3 godhong lan 1 tahap jantung, ditandur ing alas tanduran sayuran berdaun aliran cethek jinis kubus ijo.Sawise ditandur, sistem sirkulasi larutan nutrisi aliran cethek nggunakake larutan nutrisi EC 2 lan pH 6 kanggo irigasi saben dina.Frekuensi irigasi yaiku 10 menit kanthi pasokan banyu lan 20 menit kanthi pasokan banyu mandheg.Klompok kontrol (ora ana tambahan cahya) lan klompok perawatan (tambahan lampu LED) disetel ing eksperimen.CK ditanam ing griya ijo kaca tanpa tambahan cahya.LB: drw-lb Ho (200W) digunakake kanggo nambah cahya sawise tanduran ing griya ijo kaca.Kapadhetan fluks cahya (PPFD) ing permukaan kanopi sayuran hidroponik kira-kira 140 μmol/(㎡·S).MB: sawise nandur ing griya ijo kaca, drw-lb (200W) digunakake kanggo nambah cahya, lan PPFD kira-kira 140 μmol/(㎡·S).

Tanggal tandur eksperimental babak pertama tanggal 8 November 2019, lan tanggal tandur tanggal 25 Nopember 2019. Wektu tambahan cahya kelompok uji yaiku jam 6:30-17:00;tanggal tandur eksperimental babak kapindho yaiku tanggal 30 Desember 2019, tanggal tandur tanggal 17 Januari 2020, lan wektu tambahan kelompok eksperimen yaiku jam 4:00-17:00.
Ing cuaca panas ing mangsa, omah kaca bakal mbukak sunroof, film sisih lan penggemar kanggo ventilasi saben dina saka 6:00-17:00.Nalika suhu kurang ing wayah wengi, omah kaca bakal nutup skylight, film gulung sisih lan penggemar ing 17:00-6:00 (esuk), lan mbukak tirai insulasi termal ing griya ijo kanggo njaga panas ing wayah wengi.

Pangumpulan data

Dhuwur tanduran, jumlah godhong, lan bobot seger saben tanduran dipikolehi sawise panen bagian ndhuwur Qingjingcai lan selada.Sawise ngukur bobot seger, dilebokake ing oven lan garing ing suhu 75 ℃ suwene 72 jam.Sawise pungkasan, bobot garing ditemtokake.Suhu ing omah kaca lan Kapadhetan Fluks Foton Fotosintetik (PPFD, Kapadhetan Fluks Foton Fotosintesis) diklumpukake lan direkam saben 5 menit dening sensor suhu (RS-GZ-N01-2) lan sensor radiasi aktif fotosintesis (GLZ-CG).

Analisis Data

Etung efisiensi panggunaan cahya (LUE, Efisiensi Panggunaan Cahya) miturut rumus ing ngisor iki:
LUE (g/mol) = hasil sayuran per satuan luas/jumlah kumulatif total cahaya yang diperoleh sayuran per satuan luas dari ditanam hingga panen.
Ngitung isi bahan garing miturut rumus ing ngisor iki:
Kandungan bahan kering (%) = bobot garing saben tanduran / bobot seger saben tanduran x 100%
Gunakake Excel2016 lan IBM SPSS Statistics 20 kanggo nganalisa data ing eksperimen lan nganalisa pentinge prabédan.

Bahan lan Metode
Cahya lan Suhu

Eksperimen babak kapisan njupuk 46 dina saka tanduran nganti panen, lan babak kapindho njupuk 42 dina saka tanduran nganti panen.Sajrone eksperimen babak pisanan, suhu rata-rata saben dina ing omah kaca biasane ana ing kisaran 10-18 ℃;sajrone eksperimen babak kapindho, fluktuasi suhu rata-rata saben dina ing omah kaca luwih abot tinimbang nalika eksperimen babak pisanan, kanthi suhu rata-rata saben dina paling murah 8,39 ℃ lan suhu rata-rata saben dina paling dhuwur yaiku 20,23 ℃.Suhu rata-rata saben dina nuduhake tren munggah sakabèhé sajrone proses pertumbuhan (Gambar 1).

Sajrone eksperimen babak pisanan, integral cahya saben dina (DLI) ing omah kaca fluktuasi kurang saka 14 mol/(㎡·D).Sajrone eksperimen babak kapindho, jumlah kumulatif saben dina saka cahya alami ing omah kaca nuduhake tren munggah sakabèhé, sing luwih dhuwur tinimbang 8 mol/(㎡·D), lan nilai maksimum katon ing 27 Februari 2020, yaiku 26,1 mol. /(㎡·D).Owah-owahan jumlah kumulatif saben dina saka cahya alami ing griya ijo nalika babak kapindho eksperimen luwih gedhe tinimbang nalika babak pisanan eksperimen (Fig. 2).Sajrone eksperimen babak pisanan, total jumlah cahya kumulatif saben dina (jumlah DLI cahya alami lan DLI cahya tambahan sing dipimpin) saka klompok cahya tambahan luwih dhuwur tinimbang 8 mol/(㎡·D) biasane.Sajrone babak kapindho eksperimen, jumlah cahya akumulasi saben dina saka klompok cahya tambahan luwih saka 10 mol/(㎡·D) biasane.Jumlah total akumulasi cahya tambahan ing babak kapindho yaiku 31,75 mol/㎡ luwih akeh tinimbang ing babak pisanan.

Ngasilake Sayuran Berdaun lan Efisiensi Pemanfaatan Energi Cahya

● Hasil tes babak pertama
Saka Gambar 3 bisa dideleng yen pakchoi sing ditambah LED dadi luwih apik, bentuk tanduran luwih kompak, lan godhong luwih gedhe lan luwih kenthel tinimbang CK sing ora ditambahi.Godhong pakchoi LB lan MB luwih padhang lan ijo luwih peteng tinimbang CK.Saged dipuntingali saking gambar 4, lettuce kanthi lampu tambahan LED tuwuh luwih apik tinimbang CK tanpa lampu tambahan, jumlah godhong luwih akeh, lan wangun tanduran luwih lengkap.

Saka Tabel 1, ora ana bedane sing signifikan ing dhuwur tanduran, jumlah godhong, kandungan bahan garing lan efisiensi pemanfaatan energi cahya pakchoi sing diolah nganggo CK, LB lan MB, nanging bobot seger pakchoi sing diolah nganggo LB lan MB yaiku luwih dhuwur tinimbang CK;Ora ana prabédan sing signifikan ing bobot seger saben tanduran antarane loro LED tuwuh lampu karo rasio cahya biru beda ing perawatan saka LB lan MB.

Saka tabel 2 bisa dideleng yen dhuwur tanduran lettuce ing perawatan LB luwih dhuwur tinimbang perawatan CK, nanging ora ana bedane sing signifikan antarane perawatan LB lan perawatan MB.Ana bedane godhong sing signifikan ing antarane telung perlakuan, lan jumlah godhong ing perawatan MB paling dhuwur, yaiku 27. Bobot seger saben tanduran perawatan LB paling dhuwur, yaiku 101g.Ana uga prabédan sing signifikan ing antarane rong klompok kasebut.Ora ana bedane sing signifikan ing isi bahan garing antarane perawatan CK lan LB.Isi MB 4,24% luwih dhuwur tinimbang perawatan CK lan LB.Ana beda sing signifikan ing efisiensi panggunaan cahya ing antarane telung perawatan kasebut.Efisiensi panggunaan cahya sing paling dhuwur yaiku ing perawatan LB, yaiku 13,23 g / mol, lan sing paling murah yaiku ing perawatan CK, yaiku 10,72 g / mol.

●Asil tes babak kapindho

Saka Tabel 3 bisa dideleng yen dhuwur tanduran Pakchoi sing diobati karo MB luwih dhuwur tinimbang CK, lan ora ana bedane sing signifikan antarane perawatan LB.Jumlah godhong Pakchoi sing diobati karo LB lan MB luwih dhuwur tinimbang karo CK, nanging ora ana prabédan sing signifikan ing antarane rong klompok perawatan cahya tambahan.Ana beda sing signifikan ing bobot seger saben tanduran ing antarane telung perawatan.Bobot seger saben tanduran ing CK paling murah yaiku 47 g, lan perawatan MB paling dhuwur yaiku 116 g.Ora ana bedane sing signifikan ing isi bahan garing ing antarane telung perawatan kasebut.Ana beda sing signifikan ing efisiensi panggunaan energi cahya.CK kurang ing 8,74 g / mol, lan perawatan MB paling dhuwur yaiku 13,64 g / mol.

Saged dipuntingali saking Tabel 4 bilih boten wonten pambeda ingkang signifikan ing dhuwur tetuwuhan selada ing antawisipun tigang perlakuan.Jumlah godhong ing perawatan LB lan MB luwih akeh tinimbang ing CK.Ing antawisipun gunggungipun godhong MB ingkang paling kathah inggih menika 26. Boten wonten pambeda ingkang signifikan cacahing godhong antawisipun perlakuan LB kaliyan MB.Bobot seger saben tanduran saka rong klompok perawatan cahya tambahan luwih dhuwur tinimbang CK, lan bobot seger saben tanduran paling dhuwur ing perawatan MB, yaiku 133g.Ana uga beda sing signifikan antarane perawatan LB lan MB.Ana prabédan sing signifikan ing kandhutan bahan garing ing antarane telung perlakuan kasebut, lan kandungan bahan garing saka perlakuan LB paling dhuwur, yaiku 4,05%.Efisiensi panggunaan energi cahya saka perawatan MB luwih dhuwur tinimbang perawatan CK lan LB, yaiku 12,67 g / mol.

Sajrone eksperimen babak kapindho, total DLI saka klompok cahya tambahan luwih dhuwur tinimbang DLI sajrone jumlah dina kolonisasi sing padha sajrone eksperimen babak pisanan (Gambar 1-2), lan wektu cahya tambahan saka cahya tambahan. klompok perawatan ing babak kapindho eksperimen (4:00-00- 17:00).Dibandhingake karo eksperimen babak pisanan (6:30-17:00), mundhak 2,5 jam.Wektu panen saka rong babak Pakchoi yaiku 35 dina sawise ditanam.Bobot seger saka tanduran individu CK ing rong babak padha.Bentenipun bobot seger saben tanduran ing perawatan LB lan MB dibandhingake CK ing babak kapindho eksperimen luwih gedhe tinimbang bedane bobot seger saben tanduran dibandhingake CK ing babak pisanan eksperimen (Tabel 1, Tabel 3).Wektu panen selada eksperimen babak kapindho yaiku 42 dina sawise ditandur, lan wektu panen selada eksperimen babak pertama yaiku 46 dina sawise ditandur.Jumlah dina kolonisasi nalika panen selada eksperimen CK babak kapindho kurang 4 dina saka babak pisanan, nanging bobot seger saben tanduran 1,57 kali saka eksperimen babak pisanan (Tabel 2 lan Tabel 4), lan efisiensi panggunaan energi cahya padha.Bisa dideleng yen suhu mboko sithik dadi panas lan cahya alami ing omah kaca saya mundhak, siklus produksi lettuce dipendhet.

Bahan lan Metode
Rong babak saka testing Sejatine dijamin kabeh mangsa ing Shanghai, lan klompok kontrol (CK) bisa kanggo relatif mulihake status produksi nyata hydroponic ijo stalk lan Lettuce ing griya ijo ing kurang suhu lan kurang suryo srengenge ing mangsa.Klompok eksperimen tambahan cahya nduweni efek promosi sing signifikan ing indeks data sing paling intuisi (bobot seger saben tanduran) ing rong babak eksperimen.Antarane wong-wong mau, efek nambah asil saka Pakchoi dibayangke ing ukuran, werna lan kekandelan saka godhong ing wektu sing padha.Nanging lettuce cenderung nambah jumlah godhong, lan wangun tanduran katon luwih lengkap.Asil tes nuduhake yen suplemen cahya bisa ningkatake bobot seger lan kualitas produk ing tanduran rong kategori sayuran, saéngga nambah komersialitas produk sayuran.Pakchoi ditambah dening Modul ndhuwur-lampu LED abang-putih, kurang-biru lan abang-putih, agêng-biru iku ijo peteng lan mengkilat ing katon saka godhong tanpa cahya tambahan, godhong luwih gedhe lan luwih kenthel, lan tren wutah saka kabeh jinis tanduran luwih kompak lan vigorous.Nanging, "lettuce mozaik" kalebu sayuran berdaun ijo sing entheng, lan ora ana proses owah-owahan warna sing jelas ing proses pertumbuhan.Owah-owahan warna godhong ora katon ing mripat manungsa.Proporsi cahya biru sing cocog bisa ningkatake pangembangan godhong lan sintesis pigmen fotosintesis, lan nyegah elongasi internode.Mulane, sayuran ing klompok tambahan cahya luwih disenengi dening konsumen ing kualitas tampilan.

Sajrone tes babak kapindho, jumlah cahya kumulatif saben dina saka klompok cahya tambahan luwih dhuwur tinimbang DLI sajrone jumlah dina kolonisasi sing padha nalika babak pisanan eksperimen (Gambar 1-2), lan cahya tambahan. wektu babak kapindho klompok perawatan cahya tambahan (4: 00-17: 00), dibandhingake karo babak pisanan saka eksperimen (6:30-17: 00), iku tambah dening 2,5 jam.Wektu panen saka rong babak Pakchoi yaiku 35 dina sawise ditanam.Bobot seger CK ing rong babak padha.Bentenipun bobot seger saben tanduran antarane perawatan LB lan MB lan CK ing babak kapindho eksperimen luwih gedhe tinimbang bedane bobot seger saben tanduran karo CK ing babak pertama eksperimen (Tabel 1 lan Tabel 3).Mulane, ndawakake wektu tambahan cahya bisa ningkataké Tambah ing produksi hidroponik Pakchoi lestarekake njero ruangan ing mangsa.Wektu panen selada eksperimen babak kapindho yaiku 42 dina sawise ditandur, lan wektu panen selada eksperimen babak pertama yaiku 46 dina sawise ditandur.Nalika lettuce eksperimen babak kapindho dipanen, jumlah dina kolonisasi kelompok CK kurang 4 dina tinimbang babak pisanan.Nanging, bobot seger saka siji tanduran ana 1,57 kaping saka babak pisanan eksperimen (Tabel 2 lan Tabel 4).Efisiensi panggunaan energi cahya padha.Bisa dideleng manawa suhu mundhak alon-alon lan cahya alami ing omah kaca saya mundhak (Gambar 1-2), siklus produksi selada bisa dipendhet.Mulane, nambah peralatan cahya tambahan kanggo griya ijo ing mangsa karo kurang suhu lan kurang suryo srengenge èfèktif bisa nambah efficiency produksi Lettuce, lan banjur Tambah produksi.Ing eksperimen babak pisanan, tanduran menu godhong ditambah konsumsi daya cahya 0,95 kw-h, lan ing babak kapindho eksperimen, tanduran menu godhong ditambah konsumsi daya cahya 1,15 kw-h.Dibandhingake antarane rong babak saka nyobi, konsumsi cahya saka telung pangobatan saka Pakchoi, efficiency pemanfaatan energi ing eksperimen kapindho luwih murah tinimbang ing eksperimen pisanan.Efisiensi panggunaan energi cahya saka kelompok perawatan cahya tambahan CK lan LB ing eksperimen kapindho rada luwih murah tinimbang ing eksperimen pisanan.Disimpulake manawa alesan sing bisa ditindakake yaiku suhu rata-rata saben dina sing sithik sajrone seminggu sawise tanduran ndadekake wektu tunas alon-alon luwih suwe, lan sanajan suhu mundhak sithik sajrone eksperimen, jarak kasebut diwatesi, lan suhu rata-rata saben dina isih tetep. ing tingkat sing kurang, sing mbatesi efisiensi panggunaan energi cahya sajrone siklus pertumbuhan sakabèhé kanggo hidroponik sayuran godhong.(Gambar 1).

Sajrone eksperimen, blumbang solusi nutrisi ora dilengkapi peralatan pemanasan, saéngga lingkungan ROOT sayuran godhong hidroponik tansah ing tingkat suhu sing kurang, lan suhu rata-rata saben dina diwatesi, sing nyebabake sayuran ora bisa digunakake kanthi lengkap. saka cahya kumulatif saben dina tambah dening ndawakake cahya tambahan LED.Mulane, nalika nambah cahya ing griya ijo ing mangsa, perlu kanggo nimbang pengawetan panas lan langkah-langkah pemanasan sing cocog kanggo mesthekake efek tambahan cahya kanggo nambah produksi.Mulane, perlu kanggo nimbang langkah-langkah pengawetan panas lan kenaikan suhu sing cocog kanggo mesthekake efek tambahan cahya lan paningkatan asil ing omah kaca mangsa.Panggunaan lampu tambahan LED bakal nambah biaya produksi nganti sawetara, lan produksi tetanèn dhewe dudu industri sing ngasilake dhuwur.Mulane, babagan carane ngoptimalake strategi cahya tambahan lan kerjo bareng karo langkah liyane ing produksi nyata sayuran godhong hidroponik ing griya ijo mangsa, lan carane nggunakake peralatan cahya tambahan kanggo entuk produksi efisien lan nambah efisiensi panggunaan energi cahya lan keuntungan ekonomi. , isih mbutuhake eksperimen produksi luwih lanjut.

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

Referensi:
[1] Jianfeng Dai, Philips praktik aplikasi LED hortikultura ing produksi omah kaca [J].Teknologi teknik pertanian, 2017, 37 (13): 28-32
[2] Xiaoling Yang, Lanfang Song, Zhengli Jin, et al.Status aplikasi lan Prospek teknologi suplemen cahya kanggo woh-wohan lan sayuran sing dilindhungi [J].Hortikultura Lor, 2018 (17): 166-170
[3] Xiaoying Liu, Zhigang Xu, Xuelei Jiao, et al.Status riset lan aplikasi lan strategi pangembangan lampu tanduran [J].Jurnal teknik cahya, 013, 24 (4): 1-7
[4] Jing Xie, Hou Cheng Liu, Wei Song Shi, et al.Aplikasi sumber cahya lan kontrol kualitas cahya ing produksi sayuran omah kaca [J].sayuran Cina, 2012 (2): 1-7