大棚草莓开花与结果期补光的LED光质优选试验_吴慧玲.pdf

2021 Vol 41 No 22 农业与技术 种植科学 大棚草莓开花与结果期补光的 LED 光质优选试验 吴慧玲 1 陈善飞 1 陈晖 2 王正良 1 1 浙江万里学院 浙江 宁波 315101 2 宁波亚茂光电股份有限公司 浙江 宁波 315502 摘 要 草莓大棚种植在我国极为广泛 在已有大棚草莓补光优选的光照强度和光照时间基础上 根据大棚草莓 开花与结果期所需的光谱特点 以白光 色温 3000K 为主光源 增加影响开花结果的红光 波长 660nm 和蓝 光 波长 450nm 的比例 研制了 3 种不同光质配比 白光 红光 蓝光 1 2 0 1 2 1 1 1 1 的功 率为 36W 的 LED 灯管 开展了优选 LED 光质的大棚草莓补光试验 试验表明 光质配比为白光 红光 蓝光 1 2 1 补光时 最有利于大棚草莓的植株生长 较多提高叶绿素含量 最有利于果实品质的改善 较多提高果 实总糖和固形物含量 关键词 草莓 大棚种植 开花与结果期 LED 补光 中图分类号 S668 4 文献标识码 A DOI 10 19754 j nyyjs 20211130019 收稿日期 2021 10 25 基金项目 浙江省基础公益研究计划项目 适合大棚果蔬补光的 LED 灯及其智能控制系统研制与推广 项目编号 LGN19C130001 作者简介 吴慧玲 1975 女 讲师 研究方向 应用数学 通讯作者陈善飞 1968 女 教授 研究方向 设施农业 草莓 Fragaria ananassa Duchesne 为多年生草本 植物 性喜光耐阴 以其丰富的营养物质以及较高的 药用价值 深受人们的喜爱 是设施栽培的主栽时令 果品之一 光照主要通过光质 光的辐射量以及光照的时间 等来调节大棚设施内的光环境 对于大棚草莓的生长 发育起了关键性的决定作用 大棚草莓主要是在晚 秋 冬 早春 3 季生长 而冬春季节因阴 雨 雪 雾等天气的影响 以及大棚覆盖材料的影响 使大棚 内草莓生长光照强度较弱 随着光照时间和光照强度 的不足 严重阻碍了草莓植株的正常生长 植株极易 发生病虫害 导致果实品质和产量降低等问题日益突 出 1 2 我国当前草莓生产主要以大棚种植为主 因 此 探索在大棚内调节好适宜草莓生长发育的光环 境 进行有效的人工补光 改善果实产量品质 有重 要的经济效益 不同的光谱波长对植物有着不同的影响 在植物 生长期范围内 波长为 610 720nm 的红橙光有助于 植物的开花和发芽 波长为 400 510nm 的蓝紫光有 助于植物的茎叶的生长 3 6 LED 光源因其光谱可以 随意搭配 7 可对植物进行有针对性的照射 满足植 物不同生长发育对光的需求 且具有电光转化效率较 高 环保等明显优势 近年来受到很多农企和大专院 校实验室的青睐 但是 目前 LED 作为大棚植物补光 光源在国内田间生产应用还处在试验研究阶段 更缺 乏可操作的技术规范 为此 在广泛调研和前期试验的基础上 8 10 根 据大棚草莓开花与结果期所需的光谱特点 以白光 色温 3000K 为主光源 加入影响开花结果的红光 波长 660nm 和蓝光 波长 450nm 的比例 设计 制造了 T 1 白光 红光 蓝光 1 2 1 T 2 白光 红光 蓝光 1 1 1 和 T 3 白光 红光 蓝光 1 2 0 3 种不同光质配比的功率为 36W 的 LED 灯管 开展了优选 LED 光质的大棚草莓补光试验 比 较同一光照强度和同一补光时间下不同白红蓝光组合 的 LED 补光对大棚草莓植株的生长情况 分析 LED 补光对草莓果品产量和品质的影响 1 材料与方法 1 1 试验材料 以 红颜 草莓为试材 在专业合作社草莓基地 生产大棚内进行补光种植试验 补光时间在草莓开花与结果期进行 时间为 2021 年 1 月 17 日 3 月 7 日 晴天 6 00 9 00 15 00 18 00 下雨天和阴天则全天补光 其余按正常棚室栽培管理浇水 追肥 管理 66 种植科学 农业与技术 2021 Vol 41 No 22 1 2 试验设计 种植大棚东西的宽度为 6m 高度为 2 4m 南北 长度为 72m 试验组和对照组均设在同一个生产大棚 内 补光 试 验 组 T 1 T 2 T 3 和 不 补 光 对 照 组 T 面积都为 6m 12m 分 6 个小区 各组间隔排 列 即 T 1 T T 2 T T 3 T LED 灯管长度为 180cm 功率为 36W 暗室中实测光照强度分布 见表 1 固 定于高度可调节的钢架上 保持 LED 灯距草莓正上 方 10cm 处 使试验小区采光均匀 单位面积光照强 度 38umol m 2 s 1 观察分析不同光质的 LED 补 光对调节草莓的开花与结果 控制植株营养与生殖生 长的效果 表 1 单根 LED 灯管 10cm 高度处的光照强度分布 距离 cm 0 mol s 1 30 mol s 1 60 mol s 1 90 mol s 1 120 mol s 1 150 mol s 1 180 mol s 1 15 0 48 0 48 0 42 0 46 0 52 0 54 0 60 0 2 34 2 46 2 70 2 50 2 52 2 86 2 60 15 0 54 0 84 0 76 0 78 0 76 0 88 0 78 1 3 测定项目及方法 1 3 1 不同光质 LED 补光对草莓植株生长状况的测 定 从各试验小区和对照区各随机选取 6 株草莓植 株 用直尺测量株高 随机采收第 3 茬成熟果实 用 天平称取单果重 计算单株产量 每株随机选取 6 片 叶 用游标卡尺测量叶片长与宽 取平均值 叶绿素 含量采用 SPAD 502plus 测定 均重复 6 次 取平均 值 分析不同光处理对草莓生长的影响 1 3 2 不同光质 LED 补光对草莓品质影响的测定 果实营养指标的测量 可溶性固形物含量用手持 式折光仪测出 用酸碱滴定法测定总酸 用蒽酮比色 法测定可溶性总糖含量 用 2 6 二氯酚靛酚滴定法 测定维生素 C 含量 均重复 6 次 取平均值 2 结果与分析 2 1 不同光质 LED 补光对草莓植株生长的影响 在相同设施管理条件下 目测即可明显发现 LED 补光的草莓植株长势试验组比对照组好些 植株 相对较健壮 叶色深绿 由表 2 可知 T 1 组比 T 组草 莓的株高提高了 9 8 叶长提高了 8 0 叶宽提高 了 13 2 光合色素是植物进行光合作用的重要物质基础 在植物进行光合作用过程中 光合色素主要承担吸收 和传递光能的作用 由表 2 可知 不同白红蓝比的 LED 补光对光合色素含量的影响差异明显 补光处理 的叶绿素总含量均显著高于未进行补光处理的情况 T 1 T 2 T 3 T 其中 T 1 比 T 提高了 11 2 可见 增 加波长 450nm 的蓝光有利于草莓合成叶绿素 选用光 谱组合白 红 蓝 1 2 1 的在草莓开花与结果期 进行补光 对光合作用影响最大 最有利于草莓植株 叶片营养物质积累 表 2 补光处理草莓植株生长的影响 株高 cm 叶长 cm 叶宽 cm 叶绿素含量 SPAD T 15 08b 6 25b 5 33a 47 25a T 1 16 56a 6 75a 6 03a 52 52a T 2 16 09a 6 52a 5 73b 51 08b T 3 16 20a 6 48b 5 54a 49 10a 注 表中同列不同小写字母表示在 P 0 05 水平差异显著 下同 2 2 不同光质 LED 补光对草莓产量的影响 由表 3 可知 LED 不同补光处理下草莓果实的平 均单果质量和单株产量均高于对照组 显示出在草莓 的开花与结果期 补光在一定程度上可以促进果实成 熟 提高草莓果实产量 在 3 种光质中 以白 红 蓝 1 2 1 的光谱组合补光更有利于提高大棚草莓 产量 表 3 补光处理对草莓第 3 茬果实单株产量的影响 平均单果重 g 平均单株产量 g 株 T 25 25b 176 45b T 1 27 85a 200 25 T 2 26 58a 184 80a T 3 26 78a 185 36a 2 3 不同光质 LED 补光对草莓的品质影响 表 4 补光处理对草莓果实品质的影响 总糖含量 总酸含量 可溶性固 形物 维生素 C mg 100g 1 T 6 32a 0 68b 9 51a 108 22b T1 7 18a 0 70a 10 90b 110 02a T2 6 98b 0 69a 10 32a 109 85b T3 6 90a 0 72a 10 02a 116 01a 76 2021 Vol 41 No 22 农业与技术 种植科学 从表 4 可知 不同光质的 LED 补光 可溶性固形 物 总糖均表现为 T 1 T 2 T 3 T 维生素 C 含量以 T 3 处理差异明显 总酸含量相差不大 其中 可溶性固 形物 T 1 高于对照处理 T 约 14 6 总糖含量 T 1 高于 对照 T 约 13 6 维生素 C 含量 T 3 高于对照组 T 约 7 2 说明大棚草莓开花与结果期 LED 补光有利于 营养物质的贮存 对草莓果实的品质有积极的促进作 用 白 红 蓝 1 2 1 的光谱组合能有效提高果 实总糖 固形物含量 改善果实品质 3 结论 根据大棚草莓开花与结果期所需的光谱特点 在 光照强度和光照时间确定条件下 开展优选 LED 光 质的大棚草莓补光试验 试验表明 以白光 红光 蓝光 1 2 1 补光时 最有利于大棚草莓植株的生 长 较多提高叶绿素含量 最有利于果实品质的改 善 较多提高果实总糖和固形物含量 有必要进一步研究光质 光强与光照时间对大棚 草莓开花与结果期的相互作用影响机理 以及大棚草 莓 LED 补光生产成本 经济效益等方面的研究 参考文献 1 赵淼 林毅 林永萍 不同光质对草莓果实成熟过程中色素类 物质含量的影响 J 浙江农业学报 2008 20 01 64 66 2 孙洪助 林春波 孙文华 等 光质对作物光合作用影响的研 究进展 J 安徽农业科学 2015 23 14 16 3 王昊 马文礼 陈永伟 等 不同补光位置下草莓光合特性 光能和电能利用效率研究 J 中国农业科技导报 2020 22 07 29 36 4 刘庆 连海峰 刘世琦 等 不同光质 LED 光源对草荀光合 特性 产量及品质的影响 J 应用生态学报 2015 26 06 1743 1750 5 王君 杨其长 仝宇欣 红蓝光下光强对生菜电能 光能利用 效率及品质的影响 J 中国农业大学学报 2016 21 08 59 66 6 钱舒婷 李建明 补光灯类型对设施草莓光合特性与产量的影 响 J 西北农林科技大学学报 2019 47 04 41 48 7 崔瑾 徐志刚 邸秀茹 LED 在植物设施栽培中的应用和前景 J 农业工程学报 2008 24 08 249 253 8 Erik S unkle Sonali Padhye Wook Oh et al eplacing in candescent lamps with compact fluorescent lamps may delay Flower ing J Scientia Horticulturae 2012 143 56 61 9 陈晖 陈善飞 王正良 LED 植物补光灯的试制及其大棚草莓 补光栽培效果初析 J 中国照明电器 2019 04 10 13 10 程芳芳 李红卫 余辉 等 不同补光方式对大棚草莓生产 的影响 J 农学学报 2021 01 80 84 责任编辑 贾灿 86