棚补光照明系统对番茄生长的研究

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　　【摘   要】 随着我国农业技术水平不断提高，农业经济得到了极大的发展。通过温室大棚不仅可以让人们吃上反季节蔬菜，而且也可以确保番茄的生长质量得到显著增强。通过利用棚补光照明系统可以显著提高番茄的生长品质，确保番茄的产量和品质全面提高。本文通过对棚补光照明系统的具体应用进行分析，明确棚补光栽培的技术效果。
　　【关键词】 棚补光;照明系统;番茄;影响分析
　　中图分类号：S24               文献识别码：A              文章编号：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
　　我國作为农业大国，农业的发展直接影响着第二产业和第三产业的发展，必须要积极加强对农业的技术支持。在传统的农业温室大棚种植的过程中，由于很难控制大棚内的温度和湿度，导致人工温室的物力、人力利用效率极差，缺乏实时性。通过运用温室棚补光系统，可以有效解决阴雨天气光照不足，保证温室大棚的种植水平全面增强。番茄是喜温性蔬菜，在正常条件下，同化作用最适温度为20～25℃，根系生长最适土温为20～22℃。提高土温不仅能促进根系发育，同时土壤中硝态氮含量显著增加，生长发育加速，产量增高。本文主要通过对需要人工棚补光的番茄进行实验，充分验证棚补光照明系统对番茄生长的具体作用，确保番茄的健康生长。
　　1  棚补光栽培应用的重要意义
　　植物的生长发育与周围环境具有非常紧密的联系，光作为最重要的影响因素主要包括大气环境、温室结构、覆盖材料、植物密度等。为了能够有效提高温室光照亮度，促进番茄的产量，必须要通过人工照明的方式来适当的对蔬菜番茄的生长进行分析[1]。番茄是喜光作物，光饱和点为70000lx，  适宜光照强度为30000～50000lx。番茄是短日照植物，在由营养生长转向生殖生长过程中基本要求短日照，但要求并不严格，有些品种在短日照下可提前现蕾开花，多数品种则在11～13h的日照下开花较早，植株生长健壮。
　　根据相关的研究结果显示，大约15%的番茄通过人工补偿照明种植可以显著提高产量，满足消费者对高质量蔬菜产品的需求。棚补光栽培技术可以显著提高温室大棚内部的温度和光照水平，同时还能够对气候通风等环境因素进行协调。如果采用传统的高压钠或金属卤灯作为主要的光源，不仅消耗能量巨大，运行成本高，而且光源不稳定。在选择人工光源时，必须要确保人工棚补光高光效、低能耗，所以LED已经成为人工棚补光的首选。随着红蓝和远红光LED以及组合灯具的不断发展，高亮度、大功率的LED产品开发水平也在不断提升，不仅可以有效降低能源资源的消耗，同时也可以减少投资成本。LED棚补光系统还能够发出不同波长的单色光，根据不同植物的光合作用吸收不同的光源，能够有效提高人工棚补光光源的整体效率，根据不同植物的生长环境设计，相对应的LED棚补光专用灯，既可以有效减少整个系统的能源资源消耗，也能够提高整个空间的栽培效果，促进温室大棚的推广与普及[2]。
　　2  棚补光照明系统对番茄生长的促进作用
　　2.1  棚补光照明系统对番茄幼苗根系构型的影响
　　植物根所具备的形态以及生长特征是植物相较于环境而言二者互相影响所形成的产。根所具备的整体长度说明了植物所具备的吸收养分以及水分的水平，同时也说明了土壤以及根二者之间所具备的接触面积。根所具备的表面积作为环境以及根二者进行接触的关键因素。其能够有效的体现植物的实际发育以及生长情况，作为植物发育以及生长时吸收水分以及养分水平的关键影响条件。大部分情况下，通过根所具备的表面积能够了解植物根系实际活动的相应情况，由此对植物地上组成的产量以及发育产生影响。植物根所具备的体积以及表面积有效的体现了根存在的发育以及生长情况[3]。 　　表1可以看出，电子节能灯处理组当中所具备的根系构造总的来说大大超过CK组，差异分别是：根系活力：60%;根平均直径：6%;根体積：115%;根表面积：20%;根长：102%。此外，LED棚补光处理组当中根系构造总的来说都大大超过采用电子节能灯进行棚补光的对照组，其差异分别是：根系活力：19%;根平均直径：0.9%;根体积：28%;根表面积：9%;根长：18%。
　　2.2  不同LED光照强度对番茄株高影响
　　表2显示了不同光强度对番茄植株高度的影响。按照表2，对于处理7天的阶，各个处理之间的株高没有较大的差异，不过根据处理时间的不断增加，处理差异组当中所具备的相应株高逐渐产生了一定程度的不同。在处理14d时，采用的光照强度是50μmol·m-2·S-1处理株高组显著高于照强度为300μmol·m-2·S-1、光照强度是400μmol·m-2·S-1、光照强度是500μmol·m-2·S-1的相应处理组， 并且伴随处理时间增长，番茄株高的提升幅度不断增加，这里面处于处理28d以及处理21d的阶段提升较为显著。此外，根据表2同样能够发现，按照光照强度的持续提升，所具备的株高产生了逐渐减少的情况，产生这一变化的光照强度位置是300μmol·m-2·S-1，因此可以确定株高相对于300μmol·m-2·S-1而言并未存在较大的不同[4]。
　　2.3  不同光源补光对番茄幼苗叶面积的影响
　　叶片对于植物而言具有十分关键的作用，尤其是在进行光合反应的过程中，是必不可少的器官之一，同时叶片还会极大的左右吸收光的水平。根据图1能够发现，补光手段差异的情况下，幼苗当中叶片所具备的实际特征。由此可见，随着叶面积的增加而处理的每种植物的叶面积均随时间逐渐增加。在补光所具备的光源存在差异的情况下所有种子相应的平均叶面积是：LED补光灯>电子节能灯补光灯>CK。LED光照处理的叶子面积和电子节能灯的处理结果在苗木种植的早期（种植到2月15日）没有显着差异。幼苗在3月7日达到后期时，所具备的LED填充处理明显高于电子节能灯。差异是18.23%。LED节能灯相对于节能灯在单叶叶面积方面整体都大大超过对照组CK的数据，差异在苗后期最高，分别达到4322%和22.58%。种子中期（2月20日至2月25日），每种处理的叶面积生长速度在幼苗期最快，每种处理达到CK：0.95cm2/d，LED补光灯：1.29cm2/d，以及电子节能灯：1.13cm2/d。LED组比电子节能灯组的叶面积高9.35%，差异显著。这是因为在此期间，幼苗生长较快，叶片数量增加，叶面积增长更快，叶面积逐渐增加。LED补光模式可以有效地促进叶片面积的增加，能够获取的光能更为丰富，进一步增强累积物质的水平，并使幼苗生长。
　　3  棚补光照明系统的应用前景
　　在北方地区，利用棚补光照明系统可以有效减少每公斤蔬菜的肥料使用量，促进番茄的产量不断提高，也可以保证温室的加温加湿控制水平全面提高，如果每天照射15h，可以减少二氧化碳的生成，为了进一步提高番茄的产量，最主要的就是综合多方面的因素加以考虑，通过完善的最佳光强度完善的种植和种类以及最佳的合理分割、剪切等，可以有效地对棚补光进行合适调节。
　　LED补光灯相较于传统光源，在促进植物生长发育方面有着绝对的优势，试验中LED与传统电子节能灯相比，对番茄幼苗的干、鲜重和壮苗指数等都有着显著的提高，对植物的品质，上市时间起到一个促进的作用[5]。同时相比于传统的补光设备，LED补光灯在能耗方面也有无可替代的优势，同等照射时间的条件下，LED的能耗为传统电子节能灯总耗能的65%。这对于种植户而言极大的减少了成本开支。
　　4  结束语
　　总而言之，在我国农业经济不断发展的过程中，最主要的就是积极推广LED棚补光系统，从而全面增强对番茄生长发育水平的提高，同时也可以有效推动促进番茄的繁殖效果，保证农业经济的可持续发展。
　　参考文献：
　　[1] 武 岳，王丛笑，王海林，戴华胜，沙碧峰，李富豪，黄云松.智能玻       璃温室补光系统选型和设计经济性研究[J].农业工程技术，          2019，39（19）：51-54.
　　[2] 林 芬，岑 旭，陈孟颖，郭建鹏，林伟彬.微波硫灯补光技术在农        业节电中的应用[J].电力需求侧管理，2018，20（03）：34-36.
　　[3] 张校磊，陈俊丽.基于WSN的番茄光环境调节系统设计[J].黑       龙江工业学院学报（综合版），2017，17（11）：51-55.
　　[4] 赵杰荣. 基于无线传感器网络的植物补光系统研究[D].大连       工业大学，2017.
　　[5] 凌家良，魏晓慧.基于ZigBee的温室大棚LED光环境智能监        控[J].惠州学院学报，2017，37（06）：51-53.
　　（编辑：赫亮）
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