温室植物对不同光源的生长研究

温室植物对不同光源的生长研究

在北纬度地区，年轻的植物生产者面临着冬季和春季高峰期普遍发生的低环境光水平的挑战。 虽然每天光合作用的光组成10至12摩尔（DLI）·米-2·ð-1已被推荐为生产高品质的幼苗，在这几个月在今年DLI可跌低至1至5摩尔· 米-2·ð-1。
这些低DLI最终可导致生产问题，例如延迟，不一致和过度延长生长，以及移植后的性能差。 因此，重要的是在生产期间为年轻植物提供充足的光合作用光以确保产生高质量和一致的产物。
克服光限制条件的最常见的方法是通过向作物提供补充照明。 高强度放电（HID）灯，例如高压钠（HPS）灯，是用于提供补充照明的当前工业标准。 然而，随着新照明技术的发展，使用这些旧灯的一些缺点包括它们的电效率低，产生辐射热，以及相对短的灯泡寿命，这受到灯开启和关闭的次数的影响。 当向作物提供额外的光合光时，由于这些各种缺点，操作成本可能很高。
发光二极管（LED）技术已经在受控环境应用的照明领域中处于前沿。 对于那些可能不熟悉的LED，LED是能够产生非常窄光谱范围内的光的固态半导体器件。
虽然这种形式的照明已经成为替代传统照明源的温室生产中的许多原因，其中最显着的涉及能量消耗。 对于任何商业种植者，减少能量消耗，同时保持或改善作物的价值显然是非常有意义的。
以前的研究表明了LED技术的局限性
直到最近，LED技术在通过补充照明增强温室生产方面的应用有限。 主要问题之一涉及为环境光提供有意义的补充所必需的灯具的密度。 在2013年11月温室种植者的文章（阅读文章goo.gl/3XG4dp ）由韦斯利·兰德尔和罗伯托·洛佩斯写，作者讨论了虽然LED均适宜床上用品厂插头补光，这种阵列本身引起的过度阴影。 因此，来自太阳的环境光被减少，导致补充照明的一些适得其反的和限制性的解决方案。
一些新的高强度补充LED阵列现在市场上。 这些LED阵列被设计成提供类似于或高于来自典型的400瓦HID灯具的输出并且以更节能的方式。
LED照明和HPS灯的比较
随着高强度LED阵列的引入，我们的目标是评估LED照明作为替代传统HPS灯在温室中的补充照明应用的使用。 具体来说，我们想研究这两种年轻植物的生产，以及在这两种补充光源下整理植物材料，以确定对于各种一年生植物种类使用一种植物是否有任何差异或好处。
我们在Galema’s Greenhouse进行了实验，Galhouse’s Greenhouse是位于IN拉法叶市西部的年轻和成品工厂的商业批发生产商。 尽管该设置存在限制，例如温度设定点控制和受精选项，但是在商业生产情况中评估补充光源的机会是可取的。
这七个品种这项研究评估包括法国万寿菊’富矿深橙色，“ 非洲菊 ”秦俑“，新几内亚凤仙”神州蓝珍珠，观赏谷子’小丑，“小辣椒”热龙红薄卡宴，“矮牵牛 ”单身梦白， “和百日草 ’扎哈拉火”。
将种子播种到128个细胞盘中并置于16小时光周期下，使用三种补充照明处理之一： 
1）70微摩尔∙米-2∙-1由HPS灯（600瓦）提供的; 
2）70微摩尔∙米-2∙-1由LED toplighting（飞利浦200瓦的GreenPower LED toplighting模块提供;深红/蓝）; 要么 
3）无补充照明（环境）。
两个补充光源的光谱分布如图1所示（见幻灯片），每个补充照明处理的实验设置如图2a和2b所示（见幻灯片）。 塞子在恒定的73°F空气温度下生长，并用提供100ppm氮（N）的水溶性肥料灌溉。 在萌发后两周（万寿菊/小米），三周（胡椒/矮牵牛/百日菊），四周（凤仙花）或五周（非洲菊）收集数据。
除了评估光源对柱塞生产的影响之外，我们还希望确定成品植物材料在单独温室中在这三种处理下的表现。 具体来说，我们想看看在年轻和成品植物阶段期间如何更改或维持补充光源可能会影响关键的生产变量，如花时间。 为了测试这一目的，将来自每种处理的栓塞移植到4 1/2英寸的容器中并置于上述三种照明处理之一（图3，参见幻灯片）。 对于这种整理环境，植物在65°F / 59°F日/夜温度设定点下生长，并用提供200ppm N的水溶性肥料（20-10-20）灌溉。在这些植物上收集一次第一朵花完全反射或在预定的日期（小米和胡椒）。
 
插头质量相似在LED照明和HPS灯下
通常，两个补充光源之间的插头质量没有显着不同（图4，参见幻灯片）。 具体来说，在HPS灯或LED照明下生长的插头之间几乎没有差异用于测量，例如杆长度，杆厚度，根干重或枝干量。 然而，当将在补充照明（由HPS灯或LED照明提供）下生长的插头与在环境光下生长的插头进行比较时，观察到显着差异。
通常，在补充照明下生长的插头更早上市，具有更厚的茎，更大的质量，并且质量更高。 因此，这些结果重申的是，虽然辅助光的来源似乎不具有插头质量太大影响，另外的70微摩尔∙米-2∙-1（4摩尔的补充DLI∙米-2∙D- 1）的光 
非常有利。
对于在这些相同的补充照明处理下的成品植物阶段，观察到类似的结果。 一般来说，虽然结果并不总是显着的，植物较早开花，并且在补充照明下具有更大的干质量，在HPS灯下产生的那些与在LED照明下产生的差异可忽略不计。 然而，在HPS灯下完成的装饰小米比在LED照明下完成的那些植物具有更高的干质量，但是不清楚这种干质量的增加是否是由于HPS灯发射的不同光谱或辐射热。
选择补充光源之前要考虑的因素
我们从这项研究得出结论，LED照明可以用作HPS灯的等效补充光源，用于温室生产床上用品植物插头和整理植物材料。
虽然植物质量，生长和发展在我们调查的两个光源下是相似的，但在决定操作应当利用哪个灯具之前，仍然需要考虑一些重要事实。 这些变量中的一些包括节能，回扣或税收抵免，固定装置的价格，固定装置将被使用的年数，固定装置的寿命和辐射热输出的潜力。 此外，重要的是要注意，电子镇流器和双端HPS灯灯具比老技术更节能。