LED在植物種植中的應(yīng)用

王啟軍 王天成

摘要：LED在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用，更適合于工廠化的以貨架式多層的種植方式。來提升高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的占地面積的利用率，通過LED作為人工光調(diào)節(jié)對種植葉菜類的植物進行試驗種植，并且對LED人工光進行光的波長進行處理，選定關(guān)鍵影響植物生長的波長進行增強處理，使植物在光合作用時更加的充分吸收有利生長的養(yǎng)分。

關(guān)鍵詞：工廠化農(nóng)業(yè);多層貨架式;LED光源;葉菜

我國是一個農(nóng)業(yè)生產(chǎn)大國，傳統(tǒng)的太陽光日照已無法滿足生產(chǎn)需求，LED燈的開發(fā)生產(chǎn)可以給植物提供光合作用，促進植物生長，減短植物開花結(jié)果用的時間，提高生能！它現(xiàn)在是農(nóng)作物不可或缺的產(chǎn)品。比如種花行業(yè)通過適合LED植物生長燈所需光譜的照射，不僅可以促進其生長，而且還可以延長花期，提高花的品質(zhì);而把這種高效光源系統(tǒng)應(yīng)用到大棚、溫室等設(shè)施等農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上，植物生長燈模擬來自自然陽光的相同光線。它們也可以被調(diào)整為以促進特定類型植物的生長的光譜。

LED燈有許多不同于其他電光源的特點，應(yīng)用到植物生長中一方面可以解決日照不足導(dǎo)致番茄、黃瓜等大棚蔬菜口感下降的弊端，另一方面還可以使冬季大棚茄果類蔬菜提前上市，從而達到反季節(jié)培植的目的，可以完美的解決好陽光不足的問題，設(shè)施農(nóng)業(yè)的基礎(chǔ)在于在環(huán)境條件相對可控的條件下，采用工程技術(shù)與人工智能手段在標準化的工廠內(nèi)進行規(guī)?；a(chǎn)的一種農(nóng)業(yè)方式。工廠化農(nóng)業(yè)結(jié)合了工程裝備技術(shù)、生物技術(shù)和環(huán)境技術(shù)，按照植物生長在不同階段提供相應(yīng)的環(huán)境狀態(tài)來滿足植物的生長所需求。

在工廠化農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中除需要提供充足的養(yǎng)分、濕度、溫度等外還需要進行有效的光合作用，在有效的光合作用下植物可充分吸收的養(yǎng)分來促進生長。利用LED光源可根據(jù)不同植物對光的喜好進行不同的光色配比及不同植物生長階段對光的需求進行有效的調(diào)控。工廠化農(nóng)業(yè)生產(chǎn)采用LED作為植物光合作用的主要優(yōu)勢在于：① 突破地域與季節(jié)的自然條件限制，常年均衡地進行農(nóng)作物的生產(chǎn)。② 實現(xiàn)農(nóng)產(chǎn)品速生、高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)的高效率生產(chǎn)。③ 提高農(nóng)業(yè)資源的利用發(fā)展生態(tài)農(nóng)業(yè)，實現(xiàn)農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。④實現(xiàn)環(huán)保，節(jié)能，低碳種植，大量減少了農(nóng)藥化肥的使用和危害，食物安全得到了保障。

以種植葉菜為主的工廠化農(nóng)業(yè)采用貨架式以水培的種植模式，多層的種植加大的空間的利用，一般每層高度在60-80cm，種植面與LED光源的凈高度在40-60cm，層的LED有效PAR值在1.3-1.5umol/W，每平方米的PAR在260-180umol。燈的光束角在100-120度之間，通過設(shè)計安裝可充分的利用燈所輸出的光源。在其LED光源中增加630nm的對光合作用與光周期效應(yīng)有顯著影響波長，再添加了280-300nm的波長的紫外部分來控制細菌的生長且對形態(tài)與生理過程的影響極小。

一般多層種植的葉菜類以生菜為主，每平方30-34個種植穴位，每一穴位種植一顆生菜。從育苗開始的第5-7天，此時生菜苗至少有兩片葉子，開始采用以630nm與480nm為主的LED光源進行光合作用，促進苗的根系與莖的生長，基光照時間保持在8-10小時，并結(jié)合養(yǎng)分的配合在苗在12-15天時可以分盤種植。

分盤種植以白光為主的LED光源，其光源與植物定植籃面之間的距離為60cm，除植物生長必須的養(yǎng)分、溫度、濕度、通風(fēng)等先決條件下，光照時間一般控制在12-16小時之間，在植物生長過程中根據(jù)植物在不同的階段所需的養(yǎng)分不同，逐步調(diào)整養(yǎng)分中的元素含量比例及添加微量元素來促進生長及增加植物中營養(yǎng)成份的含量。

一般生菜的種植周期在20-25天可以采摘，其生菜每顆的重量在180-250克左右，以此輪換每年可種植11批次，種植貨架在4-5層每批次每平方占地面積120-150顆左右，可直接在室內(nèi)種植。

育苗時間一般需要13-15天，溫度在25℃左右，濕度在60%左右，采用純清水育苗在第十天后可適量加入營養(yǎng)液來促進根系生長，待多個根系展開時，一般在13-15天時可移至種植槽內(nèi)，用定植藍進行固定。一般在生長期的光照時間在12-14小時，營養(yǎng)液采用24小時間斷性循環(huán)供給，間斷性供給可給根系有足夠的氧份交換時間來促進生長，并且有足夠的時間葉片與光進行光合作用。在條件控制有效的范圍內(nèi)，葉菜的生長期為20-25天。

在實驗中發(fā)現(xiàn)LED以白色調(diào)為主，再增加650nm的單波長相配合，是最適合葉菜類的植物光照產(chǎn)品?？傊甃ED植物燈的合理利用會快速推動農(nóng)植物生產(chǎn)有效提高，同時更好的加快農(nóng)植物工廠化、產(chǎn)業(yè)進程，利用5G網(wǎng)絡(luò)工廠完全可做到植物智能化生產(chǎn)，以也改變了傳統(tǒng)植物無土、無日光不生長規(guī)律，促進農(nóng)植物補光和無土培育技術(shù)得到推廣應(yīng)用。

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