लेख का स्रोत: जर्नल ऑफ एग्रीकल्चरल मैकेनाइजेशन रिसर्च;

लेखक: यिंगयिंग शान, ज़िनमिन शान, सोंग गु।

तरबूज एक प्रमुख आर्थिक फसल होने के नाते, बाजार में इसकी भारी मांग है और गुणवत्ता की भी उच्च आवश्यकताएं हैं, लेकिन इसकी पौध उगाना खरबूजे और बैंगन की तुलना में कठिन है। इसका मुख्य कारण यह है कि तरबूज को पर्याप्त धूप की आवश्यकता होती है। यदि तरबूज के पौधे को अंकुरित होने के बाद पर्याप्त धूप न मिले, तो वह अत्यधिक बढ़ जाएगा और उसके तने ऊंचे हो जाएंगे, जिससे पौधों की गुणवत्ता और बाद में विकास पर गंभीर प्रभाव पड़ेगा। तरबूज की बुवाई से लेकर रोपण तक का समय उस वर्ष के दिसंबर से लेकर अगले वर्ष के फरवरी के बीच होता है, जो सबसे कम तापमान, सबसे कम धूप और सबसे गंभीर बीमारियों का मौसम होता है। विशेष रूप से दक्षिणी चीन में, वसंत ऋतु के आरंभ में 10 दिनों से लेकर आधे महीने तक धूप न निकलना बहुत आम बात है। यदि लगातार बादल छाए रहें और बर्फबारी हो, तो इससे बड़ी संख्या में पौधे मर भी सकते हैं, जिससे किसानों को भारी आर्थिक नुकसान होगा।

अपर्याप्त सूर्यप्रकाश की स्थिति में तरबूज के पौधों सहित फसलों को "प्रकाश उर्वरक" देने के लिए कृत्रिम प्रकाश स्रोत, जैसे कि एलईडी ग्रो लाइटिंग से निकलने वाले प्रकाश का उपयोग कैसे किया जाए, ताकि फसलों की वृद्धि और विकास को बढ़ावा देते हुए उपज बढ़ाने, उच्च दक्षता, उच्च गुणवत्ता, रोग प्रतिरोधक क्षमता और प्रदूषण मुक्त होने के उद्देश्य को प्राप्त किया जा सके, यह कई वर्षों से कृषि उत्पादन वैज्ञानिकों के अनुसंधान की प्रमुख दिशा रही है।

हाल के वर्षों में, शोध में यह भी पाया गया है कि लाल और नीली रोशनी के अलग-अलग अनुपात का भी पौधों के अंकुरों की वृद्धि पर महत्वपूर्ण प्रभाव पड़ता है। उदाहरण के लिए, शोधकर्ता तांग दावेई और अन्य ने पाया कि खीरे के अंकुरों की वृद्धि के लिए R/b = 7:3 का अनुपात सबसे अच्छा है; शोधकर्ता गाओ यी और अन्य ने अपने शोध पत्र में बताया कि लूफा के अंकुरों की वृद्धि के लिए R/b = 8:1 का मिश्रित प्रकाश स्रोत सबसे उपयुक्त पूरक प्रकाश संयोजन है।

पहले कुछ लोगों ने पौध रोपण के प्रयोग के लिए फ्लोरोसेंट लैंप और सोडियम लैंप जैसे कृत्रिम प्रकाश स्रोतों का उपयोग करने की कोशिश की, लेकिन परिणाम अच्छे नहीं रहे। 1990 के दशक से, पूरक प्रकाश स्रोत के रूप में एलईडी ग्रो लाइट का उपयोग करके पौध रोपण पर शोध किए जा रहे हैं।

एलईडी ग्रो लाइट्स ऊर्जा बचत, पर्यावरण संरक्षण, सुरक्षा और विश्वसनीयता, लंबी सेवा अवधि, छोटे आकार, हल्के वजन, कम गर्मी उत्पादन और बेहतर प्रकाश फैलाव या संयोजन नियंत्रण जैसे लाभों से युक्त हैं। आवश्यकतानुसार इन्हें मिलाकर शुद्ध मोनोक्रोमैटिक प्रकाश और मिश्रित स्पेक्ट्रम प्राप्त किया जा सकता है, और प्रकाश ऊर्जा की प्रभावी उपयोग दर 80% से 90% तक पहुंच सकती है। इसे कृषि में सर्वोत्तम प्रकाश स्रोत माना जाता है।

वर्तमान में, चीन में शुद्ध एलईडी प्रकाश स्रोत से चावल, खीरा और पालक की खेती पर बड़ी संख्या में अध्ययन किए गए हैं और कुछ प्रगति भी हुई है। हालांकि, तरबूज के पौधों को उगाना मुश्किल होता है, इसलिए वर्तमान तकनीक अभी भी प्राकृतिक प्रकाश के स्तर पर ही है, और एलईडी प्रकाश का उपयोग केवल पूरक प्रकाश स्रोत के रूप में किया जाता है।

उपरोक्त समस्याओं को ध्यान में रखते हुए, यह शोधपत्र तरबूज के पौधों की गुणवत्ता में सुधार के लिए सूर्य के प्रकाश पर निर्भर किए बिना, शुद्ध प्रकाश स्रोत के रूप में एलईडी प्रकाश का उपयोग करने, व्यवहार्यता का अध्ययन करने और सर्वोत्तम प्रकाश प्रवाह अनुपात का पता लगाने का प्रयास करेगा, ताकि सुविधाओं में तरबूज के पौधों के प्रकाश नियंत्रण के लिए सैद्धांतिक आधार और डेटा सहायता प्रदान की जा सके।

A.परीक्षण प्रक्रिया और परिणाम

1. प्रायोगिक सामग्री और प्रकाश उपचार

प्रयोग में तरबूज की ज़ाओजिया 8424 किस्म का उपयोग किया गया, और पौध रोपण के लिए जिनहाई जिनजिन 3 माध्यम का प्रयोग किया गया। परीक्षण स्थल का चयन क्वुझोऊ शहर में स्थित एलईडी ग्रो लाइट नर्सरी कारखाने में किया गया और परीक्षण प्रकाश स्रोत के रूप में एलईडी ग्रो लाइटिंग उपकरण का उपयोग किया गया। परीक्षण 5 चक्रों तक चला। एक प्रयोग की अवधि बीज बोने, अंकुरण से लेकर पौध वृद्धि तक 25 दिन थी। प्रकाश अवधि 8 घंटे थी। दिन के समय (7:00-17:00) कमरे का तापमान 25° से 28°C और शाम के समय (17:00-7:00) 15° से 18°C ​​था। परिवेशीय आर्द्रता 60% से 80% थी।

एलईडी ग्रो लाइटिंग फिक्स्चर में लाल और नीले एलईडी बीड्स का उपयोग किया जाता है, जिसमें लाल तरंगदैर्ध्य 660nm और नीले तरंगदैर्ध्य 450nm होती है। प्रयोग में, तुलना के लिए 5:1, 6:1 और 7:13 के प्रकाश प्रवाह अनुपात वाले लाल और नीले प्रकाश का उपयोग किया गया।

2. माप सूचकांक एवं विधि

प्रत्येक चक्र के अंत में, पौध गुणवत्ता परीक्षण के लिए 3 पौधों का यादृच्छिक रूप से चयन किया गया। परीक्षण में शुष्क और ताजे वजन, पौधे की ऊंचाई, तने का व्यास, पत्तियों की संख्या, पत्ती का विशिष्ट क्षेत्रफल और जड़ की लंबाई जैसे सूचकांक शामिल थे। इनमें से, पौधे की ऊंचाई, तने का व्यास और जड़ की लंबाई को वर्नियर कैलिपर से मापा जा सकता है; पत्तियों और जड़ों की संख्या को हाथ से गिना जा सकता है; शुष्क और ताजे वजन और पत्ती के विशिष्ट क्षेत्रफल की गणना रूलर से की जा सकती है।

3. आंकड़ों का सांख्यिकीय विश्लेषण

4. परिणाम

परीक्षण के परिणाम तालिका 1 और चित्र 1-5 में दर्शाए गए हैं।

तालिका 1 और चित्र 1-5 से यह देखा जा सकता है कि प्रकाश के पारगमन अनुपात में वृद्धि के साथ, शुष्क ताजे वजन में कमी आती है, पौधे की ऊंचाई बढ़ती है (व्यर्थ लंबाई की घटना होती है), पौधे का तना पतला और छोटा होता जाता है, विशिष्ट पत्ती क्षेत्र कम हो जाता है, और जड़ की लंबाई छोटी होती जाती है।

B.परिणामों का विश्लेषण और मूल्यांकन

1. जब प्रकाश और प्रकाश के प्रवेश का अनुपात 5:1 होता है, तो तरबूज के पौधे की वृद्धि सर्वोत्तम होती है।

2. उच्च नीली रोशनी अनुपात वाली एलईडी ग्रो लाइट से विकिरणित कम अंकुर यह दर्शाता है कि नीली रोशनी का पौधे की वृद्धि, विशेष रूप से तने पर, स्पष्ट रूप से दमनकारी प्रभाव पड़ता है, जबकि पत्तियों की वृद्धि पर इसका कोई स्पष्ट प्रभाव नहीं होता है; लाल रोशनी पौधे की वृद्धि को बढ़ावा देती है, और लाल रोशनी का अनुपात अधिक होने पर पौधा तेजी से बढ़ता है, लेकिन इसकी लंबाई स्पष्ट होती है, जैसा कि चित्र 2 में दिखाया गया है।

3. पौधे को विकास के विभिन्न चरणों में लाल और नीली रोशनी का अलग-अलग अनुपात चाहिए होता है। उदाहरण के लिए, तरबूज के पौधों को शुरुआती अवस्था में अधिक नीली रोशनी की आवश्यकता होती है, जो उनकी वृद्धि को प्रभावी ढंग से रोक सकती है; लेकिन बाद की अवस्था में, उन्हें अधिक लाल रोशनी की आवश्यकता होती है। यदि नीली रोशनी का अनुपात अधिक बना रहता है, तो पौधा छोटा और कम ऊंचाई वाला रह जाएगा।

4. तरबूज के पौधों को प्रारंभिक अवस्था में बहुत तेज रोशनी नहीं देनी चाहिए, क्योंकि इससे पौधों की बाद की वृद्धि प्रभावित होगी। बेहतर तरीका यह है कि प्रारंभिक अवस्था में हल्की रोशनी का प्रयोग करें और बाद में तेज रोशनी का प्रयोग करें।

5. उचित एलईडी ग्रो लाइट की रोशनी सुनिश्चित की जानी चाहिए। यह पाया गया है कि यदि प्रकाश की तीव्रता बहुत कम हो, तो पौधों की वृद्धि कमजोर होती है और वे आसानी से व्यर्थ हो जाते हैं। यह सुनिश्चित किया जाना चाहिए कि पौधों की सामान्य वृद्धि के लिए आवश्यक रोशनी 120wml से कम न हो; हालांकि, बहुत अधिक रोशनी में पौधों की वृद्धि के रुझान में कोई स्पष्ट परिवर्तन नहीं होता है और ऊर्जा की खपत बढ़ जाती है, जो भविष्य में कारखाने में इसके उपयोग के लिए उपयुक्त नहीं है।

C। परिणाम

परिणामों से पता चला कि अंधेरे कमरे में तरबूज के पौधों की खेती के लिए शुद्ध एलईडी प्रकाश स्रोत का उपयोग करना संभव है, और 5:1 का प्रकाश प्रवाह 6 या 7 गुना की तुलना में तरबूज के पौधों की वृद्धि के लिए अधिक अनुकूल है। तरबूज के पौधों की औद्योगिक खेती में एलईडी तकनीक के अनुप्रयोग में तीन प्रमुख बिंदु हैं।

1. लाल और नीली रोशनी का अनुपात बहुत महत्वपूर्ण है। तरबूज के पौधों की शुरुआती वृद्धि के लिए अत्यधिक नीली रोशनी वाली एलईडी ग्रो लाइट का उपयोग नहीं किया जाना चाहिए, अन्यथा यह बाद की वृद्धि को प्रभावित करेगा।

2. तरबूज के पौधों की कोशिकाओं और अंगों के विभेदन पर प्रकाश की तीव्रता का महत्वपूर्ण प्रभाव पड़ता है। तीव्र प्रकाश से पौधे मजबूत होते हैं; जबकि कम प्रकाश से उनका विकास व्यर्थ हो जाता है।

3. अंकुरण अवस्था में, 120 μmol/m2·s से कम प्रकाश तीव्रता वाले अंकुरों की तुलना में, 150 μmol/m2·s से अधिक प्रकाश तीव्रता वाले अंकुरों को जब खेत में स्थानांतरित किया गया तो उनकी वृद्धि धीमी रही।

तरबूज के पौधों की वृद्धि सबसे अच्छी तब हुई जब लाल और नीले प्रकाश का अनुपात 5:1 था। पौधों पर नीले और लाल प्रकाश के अलग-अलग प्रभावों को देखते हुए, प्रकाश व्यवस्था का सबसे अच्छा तरीका यह है कि पौधे की वृद्धि के प्रारंभिक चरण में नीले प्रकाश का अनुपात उचित रूप से बढ़ाया जाए और बाद के चरण में लाल प्रकाश की मात्रा बढ़ाई जाए; प्रारंभिक चरण में कम रोशनी का प्रयोग करें और फिर बाद के चरण में तेज रोशनी का प्रयोग करें।