LED光照对蔬菜生长及营养物质的影响
西安麟字半导体照明有限公司
袁知中 刘升朝 王鸿麟
一、概述
2014年8月下旬,西安麟字半导体照明有限公司与青海亿佳新农牧科技有限公司、青海聚能达生态农业开发有限公司、西宁市农业技术推广站等单位合作,在青海省互助县沙塘川镇生态蔬菜园,进行了LED植物生长灯应用实验。在各种条件完全相同的六个标准大棚中,三个大棚安装LED植物生长灯,三个大棚未安装LED植物生长灯,分别种植黄瓜、辣椒和西红柿。
植物生长灯由7只10W集成封装的LED光源组成,其中红光光源4只,光效为50 lm/w,蓝光光源3只,光效为30 lm/w。每个标准大棚安装50只,安装高度为三米,每天光照时间为3小时(夜里0点到3点)。照射到植物的最高光强为400Lx,最低光强为200Lx。经过半年多的试验,取得初步成果。
二、LED光照对蔬菜生长过程的影响
1.黄瓜生长过程对比
黄瓜(取4垄,每垄16株)
2014年8月17日记录表
组 别 | 种植时间 | 施 肥 | 病虫害 | 喷施农药 | 生长情况 (株高、厘米) |
照射组 | 直种 | 酵素有机肥2300斤,磷酸二铵40斤 | 无 | 无 | 8月25日个别出苗 |
对照组 | 直种 | 酵素有机肥2300斤,磷酸二铵40斤 | 无 | 无 | 8月25日个别出苗 |
2014年9月6日记录表
组 别 | LED灯照射 | 施 肥 | 病虫害 | 喷施农药 | 生长情况(株高、厘米) |
照射组 | 9月6日补光、3h/夜、阴雨天补光3h | 无 | 无 | 无 | 4.25 5.5 5 8.75 |
对照组 | 无 | 无 | 无 | 无 | 4.5 5 5.25 8.5 |
2014年9月12日记录表
组 别 | LED灯照射 | 施 肥 | 病虫害 | 喷施农药 | 生长情况(株高、厘米) |
照射组 | 有 | 无 | 无 | 防蚜虫、啶虫胖 | 10.75 8.25 11.25 11.5 |
对照组 | 无 | 无 | 无 | 防蚜虫、啶虫胖 | 6.25 7.5 7 10.25 |
2014年9月19日记录表
组 别 | LED灯照射 | 施 肥 | 病虫害 | 喷施农药 | 生长情况(株高、厘米) |
照射组 | 有 | 叶面肥 | 无 | 无 | 20.75 14.25 18 28.50 |
对照组 | 无 | 叶面肥 | 少数黄斑病、霜霉病 | 醚菌酯 氟硅唑 霜霉威 | 13.5 14.25 15.25 18.25 |
2014年9月29日记录表
组 别 | LED灯照射 | 施 肥 | 病虫害 | 喷施农药 | 生长情况(株高、厘米) |
照射组 | 有 | 叶面肥 | 个别白粉病、黄斑病 | 醚菌酯 百菌清 | 44 57.25 50.5 66 长势好全部开花、个别挂果 |
对照组 | 无 | 叶面肥 | 多数白粉病、黄斑病 | 醚菌酯 百菌清 | 31.5 40.25 36.75 53 长势一般,半数开花 |
2014年10月6日记录表
组 别 | LED灯照射 | 施 肥 | 病虫害 | 喷施农药 | 生长情况(株高、厘米) |
照射组 | 有 | 磷酸二铵、复合肥各20斤 | 无 | 无 | 长势良好,全部开花、个别株挂果 |
对照组 | 无 | 磷酸二铵、复合肥各20斤 | 黄斑病、蚜虫 | 啶虫胖、三唑酮百菌清、露脲 | 长势一般、个别开花 |
2014年10月14日记录表
组 别 | LED灯照射 | 施 肥 | 病虫害 | 喷施农药 | 生长情况(株高、厘米) |
照射组 | 有 | 无 | 少数蚜虫病 | 哒螨异丙威(烟雾剂) | 长势好,全挂果多,采摘350斤 |
对照组 | 无 | 无 | 多数蚜虫病 | 哒螨异丙威(烟雾剂) | 长势一般,挂果少,无采摘 |
2014年10月22日记录表
组 别 | LED灯照射 | 施 肥 | 病虫害 | 喷施农药 | 生长情况(株高、厘米) | |
照射组 | 有 | 无 | 无 | 无 | 长势好,采摘300多斤 | |
对照组 | 无 | 无 | 病虫害基本控制 | 无 | 长势尚可,采摘300斤 | |
未照灯 | 照灯
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结果:照射LED灯40余天后、长势明显、挂果多提前8天采摘,产量高于对照组,病虫害较少,打药次数减少。
2.辣椒生长过程对比
辣椒(取4垄,每垄16株)
8月7日记录表
组 别 | 种植时间 | 施 肥 | 病虫害 | 喷施农药 | 生长情况(株高、厘米) |
照射组 | 定植 | 酵素有机肥2400斤,磷酸二铵60斤 | 无 | 无 | 8.5 7 9.75 10.25 |
对照组 | 定植 | 酵素有机肥2400斤,磷酸二铵60斤 | 无 | 无 | 9 9.5 7.5 7.25 |
8月29日记录表
组 别 | LED灯照射 | 施 肥 | 病虫害 | 喷施农药 | 生长情况(株高、厘米) |
照射组 | 8月29日补光、3h/夜、阴雨天补光3h | 叶面肥 | 无 | 无 | 22.5 19.5 24.75 26 |
对照组 | 无 | 叶面肥 | 无 | 无 | 23.75 22.5 20.5 25 |
9月12日记录表
组 别 | LED灯照射 | 施 肥 | 病虫害 | 喷施农药 | 生长情况(株高、厘米) |
照射组 | 有 | 叶面肥 | 无 | 防早疫、露霉威、啶虫胖 | 34.5 39.25 42.5 42 |
对照组 | 无 | 叶面肥 | 蚜虫 | 防早疫、露霉威、啶虫胖 | 37 40 37.25 37 |
9月18日记录表
组 别 | LED灯照射 | 施 肥 | 病虫害 | 喷施农药 | 生长情况(株高、厘米) |
照射组 | 有 | 叶面肥 | 蚜 虫 | 溴氢菊酯 啶虫胖 | 45.25 41.75 45.75 45.5 |
对照组 | 无 | 叶面肥 | 蚜 虫 | 溴氢菊酯 啶虫胖 | 39.75 42 44.50 40.75 |
9月29日记录表
组 别 | LED灯照射 | 施 肥 | 病虫害 | 喷施农药 | 生长情况(株高、厘米) |
照射组 | 有 | 无 | 无 | 无 | 60 55.5 65.5 60.75 多数挂椒 |
对照组 | 无 | 无 | 少数早疫 | 阿维菌素 | 48.75 52.25 55.25 56 无挂椒 |
10月6日记录表
组 别 | LED灯照射 | 施 肥 | 病虫害 | 喷施农药 | 生长情况(株高、厘米) |
照射组 | 有 | 无 | 无 | 无 | 长势良好,全部挂椒、每株平均3-7个 |
对照组 | 无 | 无 | 少数蚜虫 | 无 | 长势尚可,全部挂椒、每株平均1-2个 |
10月14日记录表
组 别 | LED灯照射 | 施 肥 | 病虫害 | 喷施农药 | 生长情况(株高、厘米) |
照射组 | 有 | 磷酸二铵、复合肥各20斤 | 无 | 无 | 长势好,挂椒数量多、每株平均9-15个 |
对照组 | 无 | 磷酸二铵、复合肥各20斤 | 多数蚜虫病 | 烟雾剂 |
长势尚可,挂椒数量尚可、每株平均6-10个 |
10月22日记录表
组 别 | LED灯照射 | 施肥 | 病虫害 | 喷施农药 | 生长情况(株高、厘米) |
照射组 | 有 | 无 | 无 | 无 | 生长优良,采摘550斤 |
对照组 | 无 | 无 | 无 | 无 | 生长尚可,采摘370斤 |
结果:照射LED灯40余天后、株高长势无明显差异、开花结果提前10天左右,产量高较对照组略高,病虫害较少,打药次数减少。
3.西红柿生长过程对比
西红柿(取4垄,每垄16株)
8月28日记录表
组 别 | 种植时间 | 施 肥 | 病虫害 | 喷施农药 | 生长情况(株高、厘米) |
照射组 | 8月28日 | 8月2日酵素有机肥2500斤,磷酸二铵40斤 | 无 | 无 | 13 12.25 10.75 11.50 |
对照组 | 8月28日 | 8月2日酵素有机肥2500斤,磷酸二铵40斤 | 无 | 无 | 12.5 10.25 11.25 13.25 |
9月12日记录表
组 别 | LED灯照射 | 施 肥 | 病虫害 | 喷施农药 | 生长情况(株高、厘米) |
照射组 | 9月5日补光、3h/夜、阴雨天补光3h | 无 | 无 | 防病应用灭蝇胺、啶虫胖 | 23 22.75 19.75 21 |
对照组 | 无 | 无 | 无 | 防病应用灭蝇胺、啶虫胖 | 15.5 13.75 14.25 16 |
9月20日记录表
组 别 | LED灯照射 | 施 肥 | 病虫害 | 喷施农药 | 生长情况(株高、厘米) |
照射组 | 有 | 叶面肥 | 无 | 无 | 35.25 33.50 32 33.50 |
对照组 | 无 | 叶面肥 | 少数霜霉病与斑潜蝇 | 灭蝇胺、霜霉威 | 15.5 13.75 14.25 16 |
9月29日记录表
组 别 | LED灯照射 | 施 肥 | 病虫害 | 喷施农药 | 生长情况(株高、厘米) |
照射组 | 有 | 叶面肥 | 无 | 无 | 52.25 48.75 53.8 56 |
对照组 | 无 | 叶面肥 | 个别有病株(早疫) | 霜脲、杜邦克露 | 37.5 40.25 25.5 30.5 |
10月6日记录表
组 别 | LED灯照射 | 施 肥 | 病虫害 | 喷施农药 | 生长情况(株高、厘米) |
照射组 | 有 | 无 | 无 | 无 | 长势良好,多数开花 |
对照组 | 无 | 无 | 无 | 无 | 长势较弱、个别开花 |
10月14日记录表
组 别 | LED灯照射 | 施 肥 | 病虫害 | 喷施农药 | 生长情况(株高、厘米) |
照射组 | 有 | 叶面肥 | 无 | 无 | 长势良好,全部开花、个别株挂果 |
对照组 | 无 | 叶面肥 | 个别有病株(早疫) | 杜邦克露 | 长势一般、个别开花 |
10月22日记录表
组 别 | LED灯照射 | 施 肥 | 病虫害 | 喷施农药 | 生长情况(株高、厘米) |
照射组 | 有 | 磷酸二铵、复合肥各20斤 | 无 | 无 | 长势良好,全部株开两层花,一半株挂果 |
对照组 | 无 | 磷酸二铵、复合肥各20斤 | 无 | 无 | 半数开花,个别株挂果 |
结果:照射LED灯40余天后,效果显著、长势良好、开花、挂果提前10余天,病虫害少,打农药明显少于对照组。
三、LED光照对蔬菜产量的影响
根据青海省委办公厅出版的“青海信息”第13期报道,在青海省互助县沙塘川镇生态蔬菜园内,安装与未安装LED植物生长灯的大棚比较,安装植物生长灯后,蔬菜开花结果提前10天左右,产量增加显著。2014年12月22日,安装LED植物生长灯的大棚内,辣椒和黄瓜开始采摘。到2015年1月8日已采摘辣椒3170斤,未安装LED植物灯的大棚,采摘辣椒1985斤。装有LED灯的大棚中,辣椒增产约1.6倍。
截止2015年1月8日,安装LED植物生长灯大棚,黄瓜的采摘期为90天,共采摘5200斤,未安装LED植物生长灯的大棚,采摘期为45天,共采摘黄瓜2075斤。装LED灯的大棚中,黄瓜增产约2.5倍。
四、LED光照对蔬菜营养物质的影响
青海省互助县沙塘川镇生态蔬菜园内,安装与未安装LED植物生长灯的大棚中,种植的辣椒和西红柿,经LED光照后,各种蔬菜的营养物质均有明显增加。
经中国科学院西北高原生物研究所分析测试中心检测,
辣椒测试结果为:
检测项目 | 有灯照 | 无灯照 |
维生素C(mg/100g) | 801.5 | 712.9 |
蛋白质(%) | 1.53 | 1.44 |
可溶性糖(%) | 5.94 | 4.93 |
干物质(%) | 8.74 | 8.07 |
西红柿的测试结果为:
检测项目 | 有灯照 | 无灯照 |
维生素C(mg/100g) | 81.21 | 41.32 |
蛋白质(%) | 0.75 | 0.73 |
可溶性糖(%) | 4.95 | 4.26 |
可溶性固形物(%) | 4.63 | 3.92 |
该检测报告还给出,安装LED植物生长灯的大棚由于未使用化肥,使用农药量大大减少,所以各类蔬菜的有害物质也大大减少,远远低于国家规定的限量值。
附:中科院检测报告
使用LED植物生长灯——辣椒检测报告