Makale Kaynağı: Tarımsal Mekanizasyon Araştırmaları Dergisi;

Yazar: Yingying Shan, Xinmin Shan, Song Gu.

Karpuz, tipik bir ekonomik ürün olarak, büyük bir pazar talebine ve yüksek kalite gereksinimlerine sahiptir, ancak karpuz ve patlıcan gibi diğer sebzelerin fidelerinin yetiştirilmesi zordur. Bunun başlıca nedeni şudur: Karpuz, ışığı seven bir bitkidir. Karpuz fidesi kırıldıktan sonra yeterli ışık almazsa, aşırı büyüyerek yüksek gövdeli fideler oluşturur; bu da fidelerin kalitesini ve daha sonraki gelişimini ciddi şekilde etkiler. Karpuzun ekimden dikime kadar olan dönemi, o yılın Aralık ayı ile bir sonraki yılın Şubat ayı arasındadır; bu da en düşük sıcaklıkların, en zayıf ışığın ve en ciddi hastalıkların görüldüğü mevsimdir. Özellikle Güney Çin'de, ilkbaharın başlarında 10 günden yarım aya kadar güneş ışığı olmaması çok yaygındır. Sürekli kapalı ve karlı hava koşulları, çok sayıda fidenin ölmesine neden olarak çiftçilerin ekonomik kayıplarına büyük zarar verebilir.

Yetersiz güneş ışığı koşullarında karpuz fideleri de dahil olmak üzere ürünlere "ışık gübresi" uygulamak için yapay ışık kaynağı, örneğin LED bitki yetiştirme lambalarından gelen ışık nasıl kullanılır; böylece verimi artırmak, yüksek verimlilik, yüksek kalite, hastalıklara karşı direnç ve kirlilikten arınmışlık sağlamak, aynı zamanda ürünlerin büyüme ve gelişmesini teşvik etmek amacına ulaşılır; bu, tarımsal üretim bilimcilerinin uzun yıllardır üzerinde çalıştığı temel araştırma alanlarından biridir.

Son yıllarda yapılan araştırmalar, kırmızı ve mavi ışığın farklı oranlarının bitki fidelerinin büyümesi üzerinde de önemli bir etkiye sahip olduğunu ortaya koymuştur. Örneğin, araştırmacı Tang Dawei ve diğerleri, salatalık fidelerinin büyümesi için en iyi kırmızı ve mavi ışık oranının R/b = 7:3 olduğunu bulmuş; araştırmacı Gao Yi ve diğerleri ise makalelerinde, Luffa fidelerinin büyümesi için en uygun ek ışıklandırma konfigürasyonunun R/b = 8:1 karışık ışık kaynağı olduğunu belirtmiştir.

Daha önce bazı kişiler, fide deneyleri yapmak için floresan lambalar ve sodyum lambalar gibi yapay ışık kaynakları kullanmayı denemişlerdi, ancak sonuçlar iyi olmamıştı. 1990'lardan itibaren, LED bitki yetiştirme lambalarını ek ışık kaynağı olarak kullanarak fide yetiştirme üzerine araştırmalar yapılmaktadır.

LED bitki yetiştirme lambaları, enerji tasarrufu, çevre koruma, güvenlik ve güvenilirlik, uzun kullanım ömrü, küçük boyut, hafiflik, düşük ısı üretimi ve iyi ışık dağılımı veya kombinasyon kontrolü gibi avantajlara sahiptir. İhtiyaçlara göre saf monokromatik ışık ve kompozit spektrum elde etmek için birleştirilebilir ve ışık enerjisinin etkin kullanım oranı %80-90'a ulaşabilir. Yetiştiricilikte en iyi ışık kaynağı olarak kabul edilir.

Şu anda Çin'de saf LED ışık kaynağıyla pirinç, salatalık ve ıspanak yetiştirilmesi üzerine çok sayıda çalışma yapılmış ve bazı ilerlemeler kaydedilmiştir. Bununla birlikte, yetiştirilmesi zor olan karpuz fideleri için mevcut teknoloji hala doğal ışık aşamasındadır ve LED ışık yalnızca tamamlayıcı ışık kaynağı olarak kullanılmaktadır.

Yukarıda belirtilen sorunlar göz önüne alındığında, bu çalışma, tesislerde karpuz fidelerinin ışık kontrolü için teorik temel ve veri desteği sağlamak amacıyla, güneş ışığına bağımlı kalmadan karpuz fidelerinin yetiştirilmesinin fizibilitesini ve karpuz fidelerinin kalitesini artırmak için en iyi ışık akısı oranını incelemek üzere saf bir ışık kaynağı olarak LED ışığı kullanmayı deneyecektir.

A.Test süreci ve sonuçları

1. Deneysel malzemeler ve ışık uygulaması

Deneyde ZAOJIA 8424 karpuz çeşidi ve Jinhai Jinjin 3 fide yetiştirme ortamı kullanılmıştır. Deney alanı, Quzhou şehrindeki LED bitki yetiştirme lambası fidanlığı fabrikasında seçilmiş ve test ışık kaynağı olarak LED bitki yetiştirme aydınlatma ekipmanı kullanılmıştır. Deney 5 döngü sürmüştür. Tek bir deney süresi, tohum ıslatma, çimlenme ve fide büyümesi aşamalarını kapsayan 25 gündür. Fotoperiyot 8 saattir. İç mekan sıcaklığı gündüz (07:00-17:00) 25° ila 28°C, akşam (17:00-07:00) ise 15° ila 18°C ​​arasındadır. Ortam nemi %60-80 arasındadır.

LED bitki yetiştirme aydınlatma armatüründe, kırmızı ışığın dalga boyu 660 nm ve mavi ışığın dalga boyu 450 nm olan kırmızı ve mavi LED boncuklar kullanılmaktadır. Deneyde, karşılaştırma amacıyla 5:1, 6:1 ve 7:13 ışık akısı oranlarına sahip kırmızı ve mavi ışık kullanılmıştır.

2. Ölçüm indeksi ve yöntemi

Her döngünün sonunda, fide kalitesi testi için rastgele 3 fide seçildi. Değerlendirilen indeksler arasında kuru ve taze ağırlık, bitki boyu, gövde çapı, yaprak sayısı, özgül yaprak alanı ve kök uzunluğu yer almaktadır. Bunlardan bitki boyu, gövde çapı ve kök uzunluğu kumpas ile ölçülebilir; yaprak sayısı ve kök sayısı elle sayılabilir; kuru ve taze ağırlık ve özgül yaprak alanı ise cetvel ile hesaplanabilir.

3. Verilerin istatistiksel analizi

4. Sonuçlar

Test sonuçları Tablo 1 ve Şekil 1-5'te gösterilmiştir.

Tablo 1 ve Şekil 1-5'ten görülebileceği üzere, ışık geçiş oranının artmasıyla kuru taze ağırlık azalmakta, bitki yüksekliği artmakta (faydasız uzunluk fenomeni meydana gelmekte), bitki gövdesi incelmekte ve kısalmaktadır, yaprak alanı azalmakta ve kök uzunluğu giderek kısalmaktadır.

B.Sonuçların analizi ve değerlendirilmesi

1. Işık geçirgenliği oranı 5:1 olduğunda karpuz fidelerinin gelişimi en iyidir.

2. Yüksek mavi ışık oranına sahip LED yetiştirme lambasıyla ışınlanan düşük boylu fidelerde, mavi ışığın bitki büyümesi üzerinde, özellikle bitki gövdesi üzerinde belirgin bir baskılayıcı etkisi olduğu, yaprak büyümesi üzerinde ise belirgin bir etkisinin olmadığı görülmektedir; kırmızı ışık bitki büyümesini teşvik eder ve kırmızı ışık oranı yüksek olduğunda bitki daha hızlı büyür, ancak boy uzaması belirgindir, Şekil 2'de gösterildiği gibi.

3. Bir bitki, farklı büyüme dönemlerinde farklı oranlarda kırmızı ve mavi ışığa ihtiyaç duyar. Örneğin, karpuz fideleri erken dönemde daha fazla mavi ışığa ihtiyaç duyar; bu da fide büyümesini etkili bir şekilde baskılar; ancak daha sonraki aşamada daha fazla kırmızı ışığa ihtiyaç duyar. Mavi ışığın oranı yüksek kalırsa, fide küçük ve kısa olur.

4. Karpuz fidelerinin erken dönemdeki ışık yoğunluğu çok yüksek olmamalıdır, bu durum fidelerin daha sonraki gelişimini etkileyecektir. Daha iyi yöntem, erken dönemde zayıf ışık kullanmak ve daha sonra güçlü ışık kullanmaktır.

5. Makul LED bitki yetiştirme lambası aydınlatması sağlanmalıdır. Işık yoğunluğunun çok düşük olması durumunda fide büyümesinin zayıf olduğu ve verimsiz büyümenin kolaylaştığı görülmüştür. Fidelerin normal büyüme aydınlatmasının 120 W/ml'den düşük olmaması sağlanmalıdır; ancak, çok yüksek aydınlatmada fidelerin büyüme eğiliminde belirgin bir değişiklik olmaz ve enerji tüketimi artar, bu da fabrikanın gelecekteki uygulaması için elverişli değildir.

C. Sonuçlar

Sonuçlar, karanlık bir odada karpuz fidelerinin saf LED ışık kaynağı kullanılarak yetiştirilmesinin mümkün olduğunu ve 5:1 ışık akısının 6 veya 7 katına göre karpuz fidelerinin büyümesine daha elverişli olduğunu göstermiştir. LED teknolojisinin karpuz fidelerinin endüstriyel yetiştiriciliğinde uygulanmasında üç önemli nokta bulunmaktadır.

1. Kırmızı ve mavi ışığın oranı çok önemlidir. Karpuz fidelerinin erken dönemdeki büyümesi, çok fazla mavi ışık yayan LED bitki yetiştirme lambasıyla aydınlatılmamalıdır; aksi takdirde sonraki büyümeyi etkileyecektir.

2. Işık yoğunluğu, karpuz fidelerinin hücre ve organlarının farklılaşmasında önemli bir etkiye sahiptir. Güçlü ışık yoğunluğu fidelerin güçlü büyümesini sağlarken, zayıf ışık yoğunluğu fidelerin verimsiz büyümesine neden olur.

3. Fide aşamasında, ışık yoğunluğu 120 μmol/m2·s'den düşük olan fidelerle karşılaştırıldığında, ışık yoğunluğu 150 μmol/m2·s'den yüksek olan fideler tarım arazisine taşındıklarında daha yavaş büyüdüler.

Karpuz fidelerinin büyümesi, kırmızı ve mavi ışık oranı 5:1 olduğunda en iyi sonucu vermiştir. Mavi ve kırmızı ışığın bitkiler üzerindeki farklı etkilerine göre, en iyi aydınlatma yöntemi, fide gelişiminin erken evresinde mavi ışık oranını uygun şekilde artırmak ve fide gelişiminin geç evresinde daha fazla kırmızı ışık eklemektir; erken evrede zayıf ışık, geç evrede ise güçlü ışık kullanılmalıdır.