棚補光照明系統對番茄生長的研究

沈麗 馬驍軒

【摘? ?要】 隨著我國農業技術水平不斷提高，農業經濟得到了極大的發展。通過溫室大棚不僅可以讓人們吃上反季節蔬菜，而且也可以確保番茄的生長質量得到顯著增強。通過利用棚補光照明系統可以顯著提高番茄的生長品質，確保番茄的產量和品質全面提高。本文通過對棚補光照明系統的具體應用進行分析，明確棚補光栽培的技術效果。

【關鍵詞】 棚補光;照明系統;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

我國作為農業大國，農業的發展直接影響著第二產業和第三產業的發展，必須要積極加強對農業的技術支持。在傳統的農業溫室大棚種植的過程中，由于很難控制大棚內的溫度和濕度，導致人工溫室的物力、人力利用效率極差，缺乏實時性。通過運用溫室棚補光系統，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育，同時土壤中硝態氮含量顯著增加，生長發育加速，產量增高。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? 棚補光栽培應用的重要意義

植物的生長發育與周圍環境具有非常緊密的聯系，光作為最重要的影響因素主要包括大氣環境、溫室結構、覆蓋材料、植物密度等。為了能夠有效提高溫室光照亮度，促進番茄的產量，必須要通過人工照明的方式來適當的對蔬菜番茄的生長進行分析[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，在由營養生長轉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蕾開花，多數品種則在11～13h的日照下開花較早，植株生長健壯。

根據相關的研究結果顯示，大約15%的番茄通過人工補償照明種植可以顯著提高產量，滿足消費者對高質量蔬菜產品的需求。棚補光栽培技術可以顯著提高溫室大棚內部的溫度和光照水平，同時還能夠對氣候通風等環境因素進行協調。如果采用傳統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展，高亮度、大功率的LED產品開發水平也在不斷提升，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棚補光系統還能夠發出不同波長的單色光，根據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，根據不同植物的生長環境設計，相對應的LED棚補光專用燈，既可以有效減少整個系統的能源資源消耗，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? 棚補光照明系統對番茄生長的促進作用

2.1? 棚補光照明系統對番茄幼苗根系構型的影響

植物根所具備的形態以及生長特征是植物相較于環境而言二者互相影響所形成的產。根所具備的整體長度說明了植物所具備的吸收養分以及水分的水平，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境以及根二者進行接觸的關鍵因素。其能夠有效的體現植物的實際發育以及生長情況，作為植物發育以及生長時吸收水分以及養分水平的關鍵影響條件。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情況，由此對植物地上組成的產量以及發育產生影響。植物根所具備的體積以及表面積有效的體現了根存在的發育以及生長情況[3]。

表1可以看出，電子節能燈處理組當中所具備的根系構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棚補光處理組當中根系構造總的來說都大大超過采用電子節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，不過根據處理時間的不斷增加，處理差異組當中所具備的相應株高逐漸產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，根據表2同樣能夠發現，按照光照強度的持續提升，所具備的株高產生了逐漸減少的情況，產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鍵的作用，尤其是在進行光合反應的過程中，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。根據圖1能夠發現，補光手段差異的情況下，幼苗當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的平均葉面積是：LED補光燈>電子節能燈補光燈>CK。LED光照處理的葉子面積和電子節能燈的處理結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能燈。差異是18.23%。LED節能燈相對于節能燈在單葉葉面積方面整體都大大超過對照組CK的數據，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，以及電子節能燈：1.13cm2/d。LED組比電子節能燈組的葉面積高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的水平，并使幼苗生長。

3? 棚補光照明系統的應用前景

在北方地區，利用棚補光照明系統可以有效減少每公斤蔬菜的肥料使用量，促進番茄的產量不斷提高，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節。

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

4? 結束語

總而言之，在我國農業經濟不斷發展的過程中，最主要的就是積極推廣LED棚補光系統，從而全面增強對番茄生長發育水平的提高，同時也可以有效推動促進番茄的繁殖效果，保證農業經濟的可持續發展。

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? ? ? ?璃溫室補光系統選型和設計經濟性研究[J].農業工程技術，? ? ? ? ? 2019，39（19）：51-54.

[2] 林 芬，岑 旭，陳孟穎，郭建鵬，林偉彬.微波硫燈補光技術在農? ? ? ? 業節電中的應用[J].電力需求側管理，2018，20（03）：34-36.

[3] 張校磊，陳俊麗.基于WSN的番茄光環境調節系統設計[J].黑? ? ? ?龍江工業學院學報（綜合版），2017，17（11）：51-55.

[4] 趙杰榮. 基于無線傳感器網絡的植物補光系統研究[D].大連? ? ? ?工業大學，2017.

[5] 凌家良，魏曉慧.基于ZigBee的溫室大棚LED光環境智能監? ? ? ? 控[J].惠州學院學報，2017，37（06）：51-53.

（編輯：赫亮）