記事出典: Journal of Agricultural 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、品質要求も高いですが、メロンやナスと同様に苗の栽培が難しいです。その主な理由は、スイカが光を好む作物であるためです。スイカの苗が折れた後に十分な光が当たらないと、生い茂って高苗になり、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、その年の12月から翌年の2月の間に行われますが、この時期は気温が最も低く、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、早春に10日から半月ほど日照がないこともよくあります。曇りや雪が続く天候が続くと、大量の苗が枯死し、農家の経済的損失に甚大な被害をもたらします。

太陽光が不十分な状況下で、スイカの苗を含む作物に「光肥料」を施すために人工光源、例えばLED栽培照明からの光をどのように利用し、収穫量の増加、高効率、高品質、耐病性、無公害を実現しながら作物の成長と発育を促進するかは、長年にわたり農業生産科学者の重要な研究方向であった。

近年の研究により、赤色光と青色光の比率の違いも植物の苗の成長に重要な影響を与えることが明らかになりました。例えば、研究者の唐大偉氏らは、キュウリの苗の成長にはR / b = 7:3の赤色光と青色光の比率が最適であることを発見しました。また、研究者の高毅氏らは論文の中で、R / b = 8:1の混合光源がヘチマの苗の成長に最も適した補助光構成であると指摘しています。

これまで、蛍光灯やナトリウムランプなどの人工光源を用いて育苗実験を試みた人もいましたが、結果は芳しくありませんでした。1990年代以降、LED植物育成ライトを補助光源として用いた育苗研究が行われています。

LED栽培ライトは、省エネ、環境保護、安全性と信頼性、長寿命、小型軽量、低発熱、優れた光分散または組み合わせ制御などの利点を備えています。ニーズに応じて組み合わせることで、純粋な単色光と複合スペクトル光を得ることができ、光エネルギーの有効利用率は80%～90%に達します。栽培における最良の光源と考えられています。

現在、中国では純粋なLED光源を用いたイネ、キュウリ、ホウレンソウの栽培に関する研究が数多く行われ、一定の成果を上げています。しかし、栽培が難しいスイカの苗に関しては、現状の技術は依然として自然光利用の段階にとどまっており、LED光は補助光源としてのみ利用されています。

上記の問題を考慮して、本稿では、施設内で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するために、純粋な光源としてLEDライトを使用し、日光に頼らずにスイカ苗の育成の実現可能性とスイカ苗の品質を向上させるための最適な光束比を研究します。

A.テストプロセスと結果

1. 実験材料と光処理

実験にはスイカZAOJIA 8424を使用し、育苗培地には金海金金3号を使用した。試験地は衢州市のLED栽培照明苗工場に選定され、LED栽培照明装置を試験光源として使用した。試験は5サイクル実施された。1回の試験期間は、種子の浸漬、発芽から苗の成長まで25日間であった。日長は8時間であった。室内温度は、日中（7:00～17:00）は25～28℃、夜間（17:00～19:00）は15～18℃であった。周囲湿度は60～80%であった。

LED栽培照明器具には、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しました。

2. 測定指標と方法

各サイクルの終了時に、苗木3本を無作為に選び、苗木品質試験を行いました。評価指標には、乾重・生重、草丈、茎径、葉数、葉面積、根長が含まれていました。草丈、茎径、根長はノギスで測定でき、葉数と根数は手作業で数えることができます。乾重・生重、葉面積は定規で計算できます。

3. データの統計分析

4. 結果

試験結果を表1および図1～5に示す。

表1と図1-5から、光透過率の増加に伴い、乾物重量が減少し、植物の高さが増加し（徒長現象が発生する）、植物の茎が細く小さくなり、特定の葉面積が減少し、根の長さが短くなっていることがわかります。

B.結果の分析と評価

1. 光と通過の比率が 5:1 のとき、スイカの苗の成長が最も良くなります。

2. 青色光比率の高い LED 育成ライトで照射された低い苗は、青色光が植物の成長、特に植物の茎の成長に明らかな抑制効果があり、葉の成長には明らかな影響がないことを示しています。赤色光は植物の成長を促進し、赤色光の比率が大きいほど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. 植物は成長段階によって赤色光と青色光の比率が異なります。例えば、スイカの苗は成長初期には青色光を多く必要とし、これにより苗の成長を効果的に抑制できます。しかし、成長後期には赤色光を多く必要とします。青色光の割合が高いままだと、苗は小さく、背が低くなります。

4. スイカの苗の初期段階では、光量が強すぎると苗の成長に影響が出るため、弱い光で育て、その後強い光で育てる方が効果的です。

5. LED栽培ライトの適切な照度を確保する必要があります。光量が低すぎると苗の成長が弱くなり、徒長しやすいことが分かっています。苗の正常な生育照度は120wml未満にな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が顕著に表れず、エネルギー消費量が増加し、工場の将来的な利用に悪影響を及ぼします。

C。 結果

結果は、純粋なLED光源を用いて暗室でスイカの苗を栽培することが可能であり、5:1の光束は6倍や7倍の光束よりもスイカの苗の成長に効果的であることを示した。スイカ苗の産業栽培におけるLED技術の応用には、3つの重要なポイントがある。

1. 赤色光と青色光の比率は非常に重要です。スイカの苗の初期成長には、青色光が強すぎるLED栽培ライトを当ててはいけません。そうしないと、その後の成長に影響が出ます。

2. 光強度はスイカの苗の細胞や器官の分化に重要な影響を与えます。光強度が強ければ苗は強く成長し、光強度が弱ければ苗の成長は阻害されます。

3. 苗の段階では、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、圃場に移してからの成長が遅かった。

スイカの苗の成長は、赤色光と青色光の比率が5:1のときに最も良好でした。青色光と赤色光が植物に及ぼす影響の違いを考慮すると、苗の成長初期には青色光の割合を適切に高め、成長後期には赤色光を増やすのが最適な照明方法です。成長初期には弱い光を使用し、成長後期には強い光を使用します。