Fonte do artigo: Revista de Pesquisa em Mecanização Agrícola;

Autor: Yingying Shan, Xinmin Shan, Song Gu.

A melancia, como cultura econômica típica, possui grande demanda de mercado e altos requisitos de qualidade, mas seu cultivo de mudas é difícil, assim como o do melão e da berinjela. O principal motivo é que a melancia é uma cultura que necessita de muita luz. Se não houver luz suficiente após a germinação da muda, ela crescerá demais e formará mudas altas, o que afeta seriamente a qualidade das mudas e seu crescimento posterior. O período entre a semeadura e o plantio da melancia ocorre entre dezembro de um ano e fevereiro do ano seguinte, que é a estação com as temperaturas mais baixas, a menor luminosidade e a maior incidência de doenças. Especialmente no sul da China, é muito comum que não haja sol por 10 dias a meio mês no início da primavera. Se houver tempo nublado e neve contínuos, isso pode causar a morte de um grande número de mudas, o que acarreta grandes prejuízos econômicos para os agricultores.

Como utilizar fontes de luz artificial, como a luz de lâmpadas LED de cultivo, para aplicar "fertilizante luminoso" em culturas, incluindo mudas de melancia, em condições de luz solar insuficiente, de modo a atingir o objetivo de aumentar a produtividade, a eficiência, a qualidade, a resistência a doenças e a ausência de poluição, promovendo simultaneamente o crescimento e o desenvolvimento das culturas, tem sido a principal linha de pesquisa dos cientistas da produção agrícola há muitos anos.

Nos últimos anos, pesquisas também descobriram que diferentes proporções de luz vermelha e azul têm um efeito significativo no crescimento de mudas de plantas. Por exemplo, o pesquisador Tang Dawei e outros descobriram que a proporção R/b = 7:3 é a melhor para o crescimento de mudas de pepino; o pesquisador Gao Yi e outros apontaram em seu artigo que uma fonte de luz mista R/b = 8:1 é a configuração de luz suplementar mais adequada para o crescimento de mudas de bucha vegetal.

Anteriormente, algumas pessoas tentaram usar fontes de luz artificial, como lâmpadas fluorescentes e de sódio, para realizar experimentos com mudas, mas o resultado não foi satisfatório. Desde a década de 1990, pesquisas têm sido realizadas sobre o cultivo de mudas utilizando luzes de LED como fontes de luz suplementares.

As luzes de cultivo LED apresentam vantagens como economia de energia, respeito ao meio ambiente, segurança e confiabilidade, longa vida útil, tamanho reduzido, leveza, baixa geração de calor e boa dispersão ou controle de combinação de luz. Podem ser combinadas de acordo com as necessidades para obter luz monocromática pura e espectro composto, e a taxa de utilização efetiva da energia luminosa pode chegar a 80%-90%. É considerada a melhor fonte de luz para cultivo.

Atualmente, diversos estudos têm sido realizados na China sobre o cultivo de arroz, pepino e espinafre com luz LED pura, e alguns progressos já foram alcançados. No entanto, para mudas de melancia, que são de difícil cultivo, a tecnologia atual ainda se encontra na fase de luz natural, sendo a luz LED utilizada apenas como fonte de luz suplementar.

Considerando os problemas acima mencionados, este artigo busca utilizar a luz LED como fonte de luz pura para estudar a viabilidade do melhoramento de mudas de melancia e a melhor relação de fluxo luminoso para aprimorar a qualidade das mudas sem depender da luz solar, a fim de fornecer base teórica e suporte de dados para o controle da luminosidade em cultivos de mudas de melancia.

A.Processo de teste e resultados

1. Materiais experimentais e tratamento com luz

A melancia ZAOJIA 8424 foi utilizada no experimento, e o meio de cultivo das mudas foi o Jinhai Jinjin 3. O local de teste foi selecionado em uma fábrica de cultivo com iluminação LED na cidade de Quzhou, e o equipamento de iluminação LED para cultivo foi utilizado como fonte de luz. O teste teve duração de 5 ciclos. O período experimental individual foi de 25 dias, desde a imersão das sementes e germinação até o crescimento das mudas. O fotoperíodo foi de 8 horas. A temperatura interna variou de 25 °C a 28 °C durante o dia (7h00-17h00) e de 15 °C a 18 °C à noite (17h00-7h00). A umidade relativa do ar ficou entre 60% e 80%.

LEDs vermelhos e azuis são usados ​​em luminárias de cultivo, com comprimento de onda de 660 nm para o vermelho e 450 nm para o azul. No experimento, foram utilizadas luzes vermelhas e azuis com proporções de fluxo luminoso de 5:1, 6:1 e 7:13 para comparação.

2. Índice e método de medição

Ao final de cada ciclo, 3 mudas foram selecionadas aleatoriamente para o teste de qualidade. Os índices incluíram massa seca e fresca, altura da planta, diâmetro do caule, número de folhas, área foliar específica e comprimento da raiz. Dentre eles, a altura da planta, o diâmetro do caule e o comprimento da raiz puderam ser medidos com um paquímetro; o número de folhas e raízes pôde ser contado manualmente; a massa seca e fresca e a área foliar específica puderam ser calculadas com uma régua.

3. Análise estatística dos dados

4. Resultados

Os resultados dos testes são apresentados na Tabela 1 e nas figuras 1 a 5.

A partir da tabela 1 e da figura 1-5, pode-se observar que, com o aumento da taxa de passagem de luz, o peso fresco seco diminui, a altura da planta aumenta (há um fenômeno de comprimento inútil), o caule da planta torna-se mais fino e menor, a área foliar específica é reduzida e o comprimento da raiz fica cada vez menor.

B.Análise e avaliação dos resultados

1. Quando a proporção de luz transmitida é de 5:1, o crescimento das mudas de melancia é ideal.

2. A baixa irradiação de mudas pela luz de cultivo LED com alta proporção de luz azul indica que a luz azul tem um efeito supressor óbvio no crescimento da planta, especialmente no caule, e não tem influência óbvia no crescimento das folhas; a luz vermelha promove o crescimento da planta, e a planta cresce mais rápido quando a proporção de luz vermelha é alta, mas seu comprimento é notável, como mostrado na Figura 2.

3. Uma planta precisa de diferentes proporções de luz vermelha e azul em diferentes fases de crescimento. Por exemplo, mudas de melancia precisam de mais luz azul na fase inicial, o que pode suprimir eficazmente o seu crescimento; mas na fase posterior, precisam de mais luz vermelha. Se a proporção de luz azul permanecer alta, a muda será pequena e de menor porte.

4. A intensidade da luz para as mudas de melancia na fase inicial não deve ser muito forte, pois isso afetará o crescimento posterior das mudas. O ideal é usar luz fraca na fase inicial e, posteriormente, aumentar a intensidade da luz.

5. Deve-se garantir uma iluminação adequada com luzes LED para o cultivo. Constatou-se que, se a intensidade da luz for muito baixa, o crescimento das mudas é fraco e elas tendem a não se desenvolver. Deve-se garantir que a iluminação ideal para o crescimento das mudas não seja inferior a 120 W/ml; no entanto, a mudança na tendência de crescimento das mudas com iluminação muito alta não é significativa e o consumo de energia aumenta, o que não é favorável à aplicação futura em larga escala.

CResultados

Os resultados mostraram que é viável usar uma fonte de luz LED pura para cultivar mudas de melancia em ambiente escuro, e que um fluxo luminoso de 5:1 foi mais favorável ao crescimento das mudas do que fluxos de 6 ou 7 vezes. Existem três pontos-chave na aplicação da tecnologia LED no cultivo industrial de mudas de melancia.

1. A proporção entre luz vermelha e azul é muito importante. O crescimento inicial das mudas de melancia não deve ser feito com luz azul excessiva proveniente de lâmpadas de LED, pois isso afetará o crescimento posterior.

2. A intensidade da luz tem um efeito importante na diferenciação das células e órgãos das mudas de melancia. Uma forte intensidade luminosa faz com que as mudas cresçam fortes; uma fraca intensidade luminosa faz com que as mudas cresçam sem vigor.

3. Na fase de plântula, em comparação com as plântulas com intensidade luminosa inferior a 120 μmol / m2 · s, as plântulas com intensidade luminosa superior a 150 μmol / m2 · s cresceram mais lentamente quando foram transferidas para o terreno agrícola.

O crescimento das mudas de melancia foi melhor quando a proporção de luz vermelha para azul foi de 5:1. Considerando os diferentes efeitos da luz azul e da luz vermelha nas plantas, a melhor forma de iluminação é aumentar adequadamente a proporção de luz azul no início do crescimento da muda e adicionar mais luz vermelha no final do crescimento; usar luz fraca no início e, em seguida, usar luz forte no final.