記事の出典: Journal of Agriculture Mechanization Research;

著者：インイン・シャン、シンミン・シャン、ソン・グ。

スイカは代表的な経済作物として市場需要が大きく、高い品質が求められますが、メロンやナスと比べて苗の栽培が困難です。その主な理由は、スイカは光を好む作物であるということです。スイカの苗が折れた後に十分な光がないと、成長しすぎて高足の苗が形成され、苗の品質とその後の成長に重大な影響を与えます。スイカの種まきから植え付けまでは、たまたまその年の12月から翌年の2月の間で、この時期が最も気温が低く、光が最も弱く、病気が最も深刻な時期です。特に中国南部では、春先に10日から半月ほど日が当たらないこともよくあります。曇りや雪が続くと、苗が大量に枯れてしまう場合もあり、農家の経済的損失は甚大です。

LED栽培照明などの人工光源を利用して、日照不足の条件下でスイカの苗などの作物に「光肥料」を施用し、収量の増加、高効率、高品質、病気の防止などの目的を達成する方法。作物の成長と発育を促進しながら、耐性と無公害性を両立させることは、長年にわたって農業生産科学者の重要な研究方向でした。

近年の研究では、赤色光と青色光の比率の違いも植物苗の成長に大きな影響を与えることがさらに判明しました。たとえば、研究者の Tang Dawei らは、キュウリの苗の成長に最適な赤色光と青色光の比率は R / b = 7:3 であることを発見しました。研究者のGao Yiらは論文の中で、R / b = 8:1の混合光源がヘチマの苗の成長に最適な補助光構成であると指摘した。

以前、蛍光灯やナトリウムランプなどの人工光源を使って苗の実験を試みた人もいたが、結果は良くなかった。1990年代からLEDグローライトを補助光源として用いた苗栽培の研究が行われてきました。

LED 植物育成ライトには、省エネ、環境保護、安全性と信頼性、長寿命、小型、軽量、低発熱、良好な光分散または組み合わせ制御という利点があります。ニーズに応じて組み合わせて純粋な単色光と複合スペクトルを得ることができ、光エネルギーの有効利用率は80%〜90%に達します。栽培に最適な光源と考えられています。

現在、中国では純粋なLED光源を使用した米、キュウリ、ホウレンソウの栽培について多くの研究が行われており、ある程度の進歩が見られます。しかし、栽培が難しいスイカの苗に関しては、現状の技術ではまだ自然光の段階にとどまっており、LED光は補助光源としてのみ使用されています。

以上の問題点を踏まえ、本論文では、純粋光源として LED 光を使用し、太陽光に依存せずにスイカ苗の育種の実現可能性とスイカ苗の品質を向上させる最適な光束比を検討することを目的とする。施設内のスイカ苗の光制御に理論的根拠とデータサポートを提供します。

A.テストのプロセスと結果

1. 実験材料と光処理

実験ではスイカZAOJIA 8424を使用し、苗培地は金海金進3を使用しました。試験場所は衢州市のLEDグローライト苗工場内に選択され、LEDグローライト装置がテスト光源として使用されました。試験は５サイクル継続した。単一の実験期間は、種子の浸漬、発芽から苗の成長まで 25 日間でした。光周期は８時間であった。室内温度は日中（7:00～17:00）は25°～28°、夜間（17:00～7:00）は15°～18°でした。周囲湿度は60%～80%でした。

LED 育成照明器具には赤色と青色の LED ビーズが使用されており、赤色の波長は 660nm、青色の波長は 450nm です。実験では、光束比が5:1、6:1、7:13の赤色光と青色光を比較に使用しました。

2. 測定指標と測定方法

各サイクルの終わりに、苗の品質テストのために 3 つの苗がランダムに選択されました。指標には、乾燥重量および生鮮重量、植物の高さ、茎の直径、葉の数、比葉面積および根の長さが含まれていました。このうち、草丈、茎の直径、根の長さはノギスで測定できます。葉の数と根の数は手動でカウントできます。乾燥重量と生重量、葉の比面積は定規で計算できます。

3. データの統計的分析

4. 結果

試験結果を表 1 および図 1 ～ 5 に示します。

表 1 および図 1-5 から、光対通過比の増加に伴い、乾燥生重量が減少し、草丈が増加し（無駄に長くなる現象がある）、植物の茎が伸びていることがわかります。薄く小さくなると、葉の比表面積は減少し、根の長さはますます短くなります。

B.結果の分析と評価

1. 光と通過の比率が 5:1 の場合、スイカの苗の成長は最も良好です。

2. 青色光比率の高い LED 育成ライトで照射された低苗は、青色光が植物の成長、特に植物の茎に明らかな抑制効果を持ち、葉の成長には明らかな影響を及ぼさないことを示しています。赤色光は植物の成長を促進し、赤色光の割合が大きいと植物の成長は速くなりますが、図2に示すように、その長さは明らかです。

3. 植物は成長期間ごとに異なる比率の赤色光と青色光を必要とします。たとえば、スイカの苗には初期段階でより多くの青色光が必要ですが、これは苗の成長を効果的に抑制する可能性があります。しかし、後の段階では、より多くの赤色光が必要になります。青色光の割合が高い状態が続くと、苗が小さくて背が低くなってしまいます。

4.初期段階のスイカ苗の光強度は強すぎてはならず、苗のその後の成長に影響を与えます。より良い方法は、初期段階で弱い光を使用し、後で強い光を使用することです。

5. 合理的な LED 植物育成ライトの照明が確保されるものとします。光量が低すぎると苗の成長が弱く、無駄に成長しやすいことがわかります。苗の通常の成長照度が 120wml を下回らないようにする必要があります。しかし、照度が高すぎると苗の成長傾向の変化は明らかではなく、エネルギー消費量が増加するため、将来の工場の用途には役立ちません。

C。結果

結果は、純粋な LED 光源を使用して暗室でスイカの苗を栽培することが可能であること、および 5:1 の光束が 6 または 7 倍よりもスイカの苗の成長に役立つことを示しました。スイカ苗の工業栽培におけるLED技術の応用には3つの重要なポイントがあります

1. 赤と青の光の比率は非常に重要です。スイカの苗の初期の成長は、青色光が強すぎるLED成長ライトで照らすことはできません。そうしないと、後の成長に影響を与えます。

2. 光の強さは、スイカ苗の細胞と器官の分化に重要な影響を与えます。強い光の強さは苗を丈夫に育てます。光の強さが弱いと苗が無駄に成長します。

3. 育苗期において、光強度が120μmol/m2・s未満の苗に比べ、光強度が150μmol/m2・sを超える苗は、圃場に移動した際の生育が遅かった。

スイカ苗の生育は、赤と青の比率が５：１のときが最も良好であった。植物に対する青色光と赤色光のさまざまな影響に応じて、苗の成長の初期段階では青色光の割合を適切に増やし、苗の成長の後期には赤色光をさらに追加することが最良の照明方法です。初期段階では弱い光を使用し、後期段階では強い光を使用します。