Fuente del artículo: Revista de investigación en mecanización agrícola;

Autor: Yingying Shan, Xinmin Shan, Song Gu.

La sandía, como cultivo económico típico, tiene una gran demanda en el mercado y exigencias de alta calidad, pero el cultivo de plántulas es difícil para el melón y la berenjena. La razón principal es que la sandía necesita mucha luz. Si no hay suficiente luz después de que la plántula se haya germinado, crecerá demasiado y formará plántulas de patas altas, lo que afecta gravemente la calidad de las plántulas y el crecimiento posterior. El período de siembra de la sandía se da entre diciembre de ese año y febrero del año siguiente, que es la temporada con las temperaturas más bajas, la luz más débil y las enfermedades más graves. Especialmente en el sur de China, es muy común que no haya sol durante 10 días o medio mes a principios de la primavera. Si el tiempo es nublado y nevado continuamente, incluso puede causar la muerte de muchas plántulas, lo que perjudica gravemente la economía de los agricultores.

Cómo utilizar una fuente de luz artificial, por ejemplo, la luz de las luces de cultivo LED, para aplicar "fertilizante ligero" a los cultivos, incluidas las plántulas de sandía, en condiciones de luz solar insuficiente, a fin de lograr el propósito de aumentar el rendimiento, la alta eficiencia, la alta calidad, la resistencia a las enfermedades y libre de contaminación al mismo tiempo que se promueve el crecimiento y desarrollo de los cultivos, ha sido la dirección de investigación clave de los científicos de producción agrícola durante muchos años.

En los últimos años, las investigaciones han demostrado que las diferentes proporciones de luz roja y azul también influyen significativamente en el crecimiento de las plántulas. Por ejemplo, el investigador Tang Dawei y otros investigadores descubrieron que una proporción de luz roja y azul de 7:3 es la mejor para el crecimiento de plántulas de pepino; el investigador Gao Yi y otros investigadores señalaron en su artículo que una fuente de luz mixta de 8:1 es la configuración de luz suplementaria más adecuada para el crecimiento de plántulas de luffa.

Anteriormente, se intentó utilizar fuentes de luz artificial, como lámparas fluorescentes y de sodio, para realizar experimentos con plántulas, pero los resultados fueron deficientes. Desde la década de 1990, se han realizado investigaciones sobre el cultivo de plántulas utilizando luces LED de cultivo como fuentes de luz complementarias.

Las luces LED de cultivo ofrecen ventajas como ahorro de energía, protección ambiental, seguridad y fiabilidad, larga vida útil, tamaño compacto, peso ligero, baja generación de calor y buena dispersión de la luz o control combinado. Pueden combinarse según las necesidades para obtener luz monocromática pura y espectro compuesto, con una tasa de utilización efectiva de la energía lumínica que puede alcanzar el 80%-90%. Se consideran la mejor fuente de luz para cultivo.

Actualmente, se han realizado numerosos estudios sobre el cultivo de arroz, pepino y espinaca con luz LED pura en China, con algunos avances. Sin embargo, para las plántulas de sandía, que son difíciles de cultivar, la tecnología actual aún se basa en la luz natural, y la luz LED solo se utiliza como fuente de luz complementaria.

I En vista de los problemas anteriores, este artículo intentará utilizar la luz LED como fuente de luz pura para estudiar la viabilidad del mejoramiento de plántulas de sandía y la mejor relación de flujo luminoso para mejorar la calidad de las plántulas de sandía sin depender de la luz solar, con el fin de proporcionar una base teórica y soporte de datos para el control de la luz de las plántulas de sandía en las instalaciones.

A.Proceso de prueba y resultados

1. Materiales experimentales y tratamiento de la luz

En el experimento se utilizó la sandía ZAOJIA 8424 y el medio de cultivo fue Jinhai Jinjin 3. El sitio de prueba se seleccionó en un vivero de iluminación LED para cultivo en la ciudad de Quzhou, y el equipo de iluminación LED para cultivo se utilizó como fuente de luz. La prueba duró 5 ciclos. El período del experimento fue de 25 días, desde el remojo de las semillas y la germinación hasta el crecimiento de las plántulas. El fotoperiodo fue de 8 horas. La temperatura interior fue de 25 °C a 28 °C durante el día (7:00-17:00) y de 15 °C a 18 °C por la noche (17:00-7:00). La humedad ambiental fue del 60 % al 80 %.

Se utilizan perlas LED rojas y azules en la iluminación LED para cultivo, con una longitud de onda roja de 660 nm y una azul de 450 nm. En el experimento, se compararon luces rojas y azules con una relación de flujo luminoso de 5:1, 6:1 y 7:13.

2. Índice y método de medición

Al final de cada ciclo, se seleccionaron aleatoriamente tres plántulas para realizar pruebas de calidad. Los índices incluyeron peso seco y fresco, altura de la planta, diámetro del tallo, número de hojas, área foliar específica y longitud de la raíz. Entre ellos, la altura de la planta, el diámetro del tallo y la longitud de la raíz se pueden medir con un calibrador Vernier; el número de hojas y raíces se puede contar manualmente; y el peso seco y fresco y el área foliar específica se pueden calcular con una regla.

3. Análisis estadístico de los datos

4. Resultados

Los resultados de las pruebas se muestran en la Tabla 1 y las figuras 1-5.

De la tabla 1 y la figura 1-5, se puede ver que con el aumento de la relación luz-paso, el peso fresco seco disminuye, la altura de la planta aumenta (hay un fenómeno de longitud fútil), el tallo de la planta se vuelve más delgado y más pequeño, el área específica de la hoja se reduce y la longitud de la raíz es cada vez más corta.

B.Análisis y evaluación de resultados

1. Cuando la relación luz-paso es de 5:1, el crecimiento de las plántulas de sandía es óptimo.

2. La baja irradiación de plántulas por la luz LED de cultivo con una alta proporción de luz azul indica que la luz azul tiene un efecto de supresión evidente en el crecimiento de las plantas, especialmente en el tallo, y no tiene una influencia evidente en el crecimiento de las hojas; la luz roja promueve el crecimiento de las plantas, y la planta crece más rápido cuando la proporción de luz roja es alta, pero su longitud es evidente, como se muestra en la Figura 2.

3. Una planta necesita diferentes proporciones de luz roja y azul en diferentes etapas de crecimiento. Por ejemplo, las plántulas de sandía necesitan más luz azul en la etapa inicial, lo que puede inhibir eficazmente su crecimiento; pero en la etapa posterior, necesitan más luz roja. Si la proporción de luz azul se mantiene alta, las plántulas serán pequeñas y de baja estatura.

4. La intensidad de la luz en las plántulas de sandía en su etapa inicial no debe ser demasiado intensa, ya que esto afectará su crecimiento posterior. Es recomendable usar luz tenue al principio y luego luz intensa.

5. Se debe garantizar una iluminación adecuada con luz LED de cultivo. Se ha observado que, si la intensidad de la luz es demasiado baja, el crecimiento de las plántulas es deficiente y es fácil que crezcan sin éxito. Se debe garantizar que la iluminación normal de las plántulas no sea inferior a 120 W/ml. Sin embargo, con una iluminación demasiado alta, el cambio en la tendencia de crecimiento de las plántulas no es evidente y el consumo de energía aumenta, lo cual no favorece el futuro uso de la planta.

C. Resultados

Los resultados demostraron que era factible utilizar una fuente de luz LED pura para cultivar plántulas de sandía en una cámara oscura, y que un flujo luminoso de 5:1 favorecía el crecimiento de las plántulas de sandía más que uno de 6 o 7 veces. Existen tres puntos clave en la aplicación de la tecnología LED en el cultivo industrial de plántulas de sandía.

1. La proporción de luz roja y azul es muy importante. El crecimiento inicial de las plántulas de sandía no debe iluminarse con una luz LED de cultivo con una intensidad de luz azul excesiva, ya que esto afectará el crecimiento posterior.

2. La intensidad de la luz tiene un efecto importante en la diferenciación de las células y los órganos de las plántulas de sandía. Una intensidad de luz alta fortalece las plántulas; una intensidad de luz baja las hace infructuosas.

3. En la etapa de plántula, en comparación con las plántulas con una intensidad de luz inferior a 120 μ mol/m2·s, las plántulas con una intensidad de luz superior a 150 μ mol/m2·s crecieron lentamente cuando se trasladaron a la tierra de cultivo.

El crecimiento de las plántulas de sandía fue óptimo cuando la proporción de rojo a azul fue de 5:1. Según los diferentes efectos de la luz azul y la luz roja en las plantas, la mejor manera de iluminar es aumentar adecuadamente la proporción de luz azul en la etapa inicial del crecimiento de las plántulas y añadir más luz roja en la etapa tardía; usar luz débil en la etapa inicial y luz intensa en la etapa tardía.