棚補光照明系統(tǒng)對番茄生長的研究

沈麗 馬驍軒

【摘? ?要】 隨著我國農(nóng)業(yè)技術(shù)水平不斷提高，農(nóng)業(yè)經(jīng)濟得到了極大的發(fā)展。通過溫室大棚不僅可以讓人們吃上反季節(jié)蔬菜，而且也可以確保番茄的生長質(zhì)量得到顯著增強。通過利用棚補光照明系統(tǒng)可以顯著提高番茄的生長品質(zhì)，確保番茄的產(chǎn)量和品質(zhì)全面提高。本文通過對棚補光照明系統(tǒng)的具體應(yīng)用進行分析，明確棚補光栽培的技術(shù)效果。

【關(guān)鍵詞】 棚補光;照明系統(tǒng);番茄;影響分析

中圖分類號：S24? ? ? ? ? ? ? ?文獻識別碼：A? ? ? ? ? ? ? 文章編號：2096-1073（2020）02-0082-84

Study On The Growth Of Common Crops By The Light Supplement System Of Shed

SHEN Li， MA Xiaoxuan*

（Shandong University of Technology? ?Zibo， Shandong? ?255049 ）

[Abstract] With the continuous improvement of China's agricultural technology， the agricultural economy has been greatly developed. Through the greenhouse， people can not only eat the off-season vegetables， but also ensure the growth quality of crops to be significantly enhanced. By using the light supplement system in the shed， the growth quality of crops can be improved significantly， and the yield and quality of crops can be improved comprehensively. In this paper， through the analysis of the specific application of the light supplement system in the shed， the technical effect of the cultivation of light supplement in the shed is clarified.

[Key words]? shed light supplement; lighting system; common crops; impact analysis

我國作為農(nóng)業(yè)大國，農(nóng)業(yè)的發(fā)展直接影響著第二產(chǎn)業(yè)和第三產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，必須要積極加強對農(nóng)業(yè)的技術(shù)支持。在傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)溫室大棚種植的過程中，由于很難控制大棚內(nèi)的溫度和濕度，導(dǎo)致人工溫室的物力、人力利用效率極差，缺乏實時性。通過運用溫室棚補光系統(tǒng)，可以有效解決陰雨天氣光照不足，保證溫室大棚的種植水平全面增強。番茄是喜溫性蔬菜，在正常條件下，同化作用最適溫度為20～25℃，根系生長最適土溫為20～22℃。提高土溫不僅能促進根系發(fā)育，同時土壤中硝態(tài)氮含量顯著增加，生長發(fā)育加速，產(chǎn)量增高。本文主要通過對需要人工棚補光的番茄進行實驗，充分驗證棚補光照明系統(tǒng)對番茄生長的具體作用，確保番茄的健康生長。

1? 棚補光栽培應(yīng)用的重要意義

植物的生長發(fā)育與周圍環(huán)境具有非常緊密的聯(lián)系，光作為最重要的影響因素主要包括大氣環(huán)境、溫室結(jié)構(gòu)、覆蓋材料、植物密度等。為了能夠有效提高溫室光照亮度，促進番茄的產(chǎn)量，必須要通過人工照明的方式來適當(dāng)?shù)膶κ卟朔训纳L進行分析[1]。番茄是喜光作物，光飽和點為70000lx，? 適宜光照強度為30000～50000lx。番茄是短日照植物，在由營養(yǎng)生長轉(zhuǎn)向生殖生長過程中基本要求短日照，但要求并不嚴格，有些品種在短日照下可提前現(xiàn)蕾開花，多數(shù)品種則在11～13h的日照下開花較早，植株生長健壯。

根據(jù)相關(guān)的研究結(jié)果顯示，大約15%的番茄通過人工補償照明種植可以顯著提高產(chǎn)量，滿足消費者對高質(zhì)量蔬菜產(chǎn)品的需求。棚補光栽培技術(shù)可以顯著提高溫室大棚內(nèi)部的溫度和光照水平，同時還能夠?qū)夂蛲L(fēng)等環(huán)境因素進行協(xié)調(diào)。如果采用傳統(tǒng)的高壓鈉或金屬鹵燈作為主要的光源，不僅消耗能量巨大，運行成本高，而且光源不穩(wěn)定。在選擇人工光源時，必須要確保人工棚補光高光效、低能耗，所以LED已經(jīng)成為人工棚補光的首選。隨著紅藍和遠紅光LED以及組合燈具的不斷發(fā)展，高亮度、大功率的LED產(chǎn)品開發(fā)水平也在不斷提升，不僅可以有效降低能源資源的消耗，同時也可以減少投資成本。LED棚補光系統(tǒng)還能夠發(fā)出不同波長的單色光，根據(jù)不同植物的光合作用吸收不同的光源，能夠有效提高人工棚補光光源的整體效率，根據(jù)不同植物的生長環(huán)境設(shè)計，相對應(yīng)的LED棚補光專用燈，既可以有效減少整個系統(tǒng)的能源資源消耗，也能夠提高整個空間的栽培效果，促進溫室大棚的推廣與普及[2]。

2? 棚補光照明系統(tǒng)對番茄生長的促進作用

2.1? 棚補光照明系統(tǒng)對番茄幼苗根系構(gòu)型的影響

植物根所具備的形態(tài)以及生長特征是植物相較于環(huán)境而言二者互相影響所形成的產(chǎn)。根所具備的整體長度說明了植物所具備的吸收養(yǎng)分以及水分的水平，同時也說明了土壤以及根二者之間所具備的接觸面積。根所具備的表面積作為環(huán)境以及根二者進行接觸的關(guān)鍵因素。其能夠有效的體現(xiàn)植物的實際發(fā)育以及生長情況，作為植物發(fā)育以及生長時吸收水分以及養(yǎng)分水平的關(guān)鍵影響條件。大部分情況下，通過根所具備的表面積能夠了解植物根系實際活動的相應(yīng)情況，由此對植物地上組成的產(chǎn)量以及發(fā)育產(chǎn)生影響。植物根所具備的體積以及表面積有效的體現(xiàn)了根存在的發(fā)育以及生長情況[3]。

表1可以看出，電子節(jié)能燈處理組當(dāng)中所具備的根系構(gòu)造總的來說大大超過CK組，差異分別是：根系活力：60%;根平均直徑：6%;根體積：115%;根表面積：20%;根長：102%。此外，LED棚補光處理組當(dāng)中根系構(gòu)造總的來說都大大超過采用電子節(jié)能燈進行棚補光的對照組，其差異分別是：根系活力：19%;根平均直徑：0.9%;根體積：28%;根表面積：9%;根長：18%。

2.2? 不同LED光照強度對番茄株高影響

表2顯示了不同光強度對番茄植株高度的影響。按照表2，對于處理7天的階，各個處理之間的株高沒有較大的差異，不過根據(jù)處理時間的不斷增加，處理差異組當(dāng)中所具備的相應(yīng)株高逐漸產(chǎn)生了一定程度的不同。在處理14d時，采用的光照強度是50μmol·m-2·S-1處理株高組顯著高于照強度為300μmol·m-2·S-1、光照強度是400μmol·m-2·S-1、光照強度是500μmol·m-2·S-1的相應(yīng)處理組， 并且伴隨處理時間增長，番茄株高的提升幅度不斷增加，這里面處于處理28d以及處理21d的階段提升較為顯著。此外，根據(jù)表2同樣能夠發(fā)現(xiàn)，按照光照強度的持續(xù)提升，所具備的株高產(chǎn)生了逐漸減少的情況，產(chǎn)生這一變化的光照強度位置是300μmol·m-2·S-1，因此可以確定株高相對于300μmol·m-2·S-1而言并未存在較大的不同[4]。

2.3? 不同光源補光對番茄幼苗葉面積的影響

葉片對于植物而言具有十分關(guān)鍵的作用，尤其是在進行光合反應(yīng)的過程中，是必不可少的器官之一，同時葉片還會極大的左右吸收光的水平。根據(jù)圖1能夠發(fā)現(xiàn)，補光手段差異的情況下，幼苗當(dāng)中葉片所具備的實際特征。由此可見，隨著葉面積的增加而處理的每種植物的葉面積均隨時間逐漸增加。在補光所具備的光源存在差異的情況下所有種子相應(yīng)的平均葉面積是：LED補光燈>電子節(jié)能燈補光燈>CK。LED光照處理的葉子面積和電子節(jié)能燈的處理結(jié)果在苗木種植的早期（種植到2月15日）沒有顯著差異。幼苗在3月7日達到后期時，所具備的LED填充處理明顯高于電子節(jié)能燈。差異是18.23%。LED節(jié)能燈相對于節(jié)能燈在單葉葉面積方面整體都大大超過對照組CK的數(shù)據(jù)，差異在苗后期最高，分別達到4322%和22.58%。種子中期（2月20日至2月25日），每種處理的葉面積生長速度在幼苗期最快，每種處理達到CK：0.95cm2/d，LED補光燈：1.29cm2/d，以及電子節(jié)能燈：1.13cm2/d。LED組比電子節(jié)能燈組的葉面積高9.35%，差異顯著。這是因為在此期間，幼苗生長較快，葉片數(shù)量增加，葉面積增長更快，葉面積逐漸增加。LED補光模式可以有效地促進葉片面積的增加，能夠獲取的光能更為豐富，進一步增強累積物質(zhì)的水平，并使幼苗生長。

3? 棚補光照明系統(tǒng)的應(yīng)用前景

在北方地區(qū)，利用棚補光照明系統(tǒng)可以有效減少每公斤蔬菜的肥料使用量，促進番茄的產(chǎn)量不斷提高，也可以保證溫室的加溫加濕控制水平全面提高，如果每天照射15h，可以減少二氧化碳的生成，為了進一步提高番茄的產(chǎn)量，最主要的就是綜合多方面的因素加以考慮，通過完善的最佳光強度完善的種植和種類以及最佳的合理分割、剪切等，可以有效地對棚補光進行合適調(diào)節(jié)。

LED補光燈相較于傳統(tǒng)光源，在促進植物生長發(fā)育方面有著絕對的優(yōu)勢，試驗中LED與傳統(tǒng)電子節(jié)能燈相比，對番茄幼苗的干、鮮重和壯苗指數(shù)等都有著顯著的提高，對植物的品質(zhì)，上市時間起到一個促進的作用[5]。同時相比于傳統(tǒng)的補光設(shè)備，LED補光燈在能耗方面也有無可替代的優(yōu)勢，同等照射時間的條件下，LED的能耗為傳統(tǒng)電子節(jié)能燈總耗能的65%。這對于種植戶而言極大的減少了成本開支。

4? 結(jié)束語

總而言之，在我國農(nóng)業(yè)經(jīng)濟不斷發(fā)展的過程中，最主要的就是積極推廣LED棚補光系統(tǒng)，從而全面增強對番茄生長發(fā)育水平的提高，同時也可以有效推動促進番茄的繁殖效果，保證農(nóng)業(yè)經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展。

參考文獻：

[1] 武 岳，王叢笑，王海林，戴華勝，沙碧峰，李富豪，黃云松.智能玻? ? ? ?璃溫室補光系統(tǒng)選型和設(shè)計經(jīng)濟性研究[J].農(nóng)業(yè)工程技術(shù)，? ? ? ? ? 2019，39（19）：51-54.

[2] 林 芬，岑 旭，陳孟穎，郭建鵬，林偉彬.微波硫燈補光技術(shù)在農(nóng)? ? ? ? 業(yè)節(jié)電中的應(yīng)用[J].電力需求側(cè)管理，2018，20（03）：34-36.

[3] 張校磊，陳俊麗.基于WSN的番茄光環(huán)境調(diào)節(jié)系統(tǒng)設(shè)計[J].黑? ? ? ?龍江工業(yè)學(xué)院學(xué)報（綜合版），2017，17（11）：51-55.

[4] 趙杰榮. 基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的植物補光系統(tǒng)研究[D].大連? ? ? ?工業(yè)大學(xué)，2017.

[5] 凌家良，魏曉慧.基于ZigBee的溫室大棚L(fēng)ED光環(huán)境智能監(jiān)? ? ? ? 控[J].惠州學(xué)院學(xué)報，2017，37（06）：51-53.

（編輯：赫亮）