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LED番茄補光——全新的種植理念和方法（二）

【2019-03-21】

LED 番茄補光——全新的種植理念和方法（二）
飛利浦LED植物照明中國

昕諾飛（中國）投資有限公司攜手宏福農業農業技術團隊，將共同分享 2018 年度合作的小番茄 LED 補光應用，補光地址為北京大興區。我們希望通過實際補光應用案例，給種植者在 LED 補光技術方面更多的思考。

* 本專題為系列專題，分兩次連載。

上篇主要解決的問題為：LED 補光對於番茄產量的影響

以下為下篇文章。

二 LED 補光對於對於番茄作物形態的影響

1、光質對於葉片顏色和形態的影響
在 45 周之前，測量資料可以看出補光區葉片面積均小於非補光區。可能是由於補光區的密度高，作物合成的光合產物比非補光區少，而葉片能得到的供給也少。隨著補光燈的使用，補光區葉片開始變大。從 48 周到目前為止，補光區的葉片都較非補光區葉片更大（圖7）。葉片面積受溫度的影響，補光區一直去除一片小葉，使得植株從上到下的通透性更好，陽光更容易穿透下來，使得稍微較高的葉片溫度。

圖7：補光區的葉片面積較非補光區更大。

葉片顏色的差異肉眼可見，補光區比非補光區葉片顏色深。補光區的葉片相較於非補光要更加緊湊，葉柄距離更短、更粗，摸上去也更加厚實（圖8）。研究表明藍光能使作物更加緊湊。葉片的厚度跟光合作物的供給有關，光合產物越多，葉片的厚度會增加[1]，比葉面積更小（葉的單面面積與其幹重之比）。我們看到溫室內番茄作物的比葉面積規律是冬天大夏天小，這意味著冬天葉片薄，夏天厚實。這說明，冬季補光確實使得葉片積累了更多的光合產物，源強能力更大。

除此之外，我們還觀察到在植株間補光過程中，葉片出現了不同程度的捲曲。有種植者認為這是澱粉積累在葉片沒有轉運出去的一種標誌，應該提高溫度或者增加密度消耗過多的養分。也有研究表明和補光燈的光質有關，有可能造成葉片一面細胞生長速度快於另一面，使得葉片捲曲[2]，但是具體原因還有待進一步研究。補光區的葉片捲曲的現象從 49 周到第 5 周表現明顯。從第 7 周以後，隨著自然光照強度的回歸，溫室內溫度的上升，補光區葉片捲曲的現象開始減弱，只是出現在中下部葉片。

圖8：補光區和非補光區葉片的正反面比較，補光區葉片更綠，更厚，葉柄葉脈更粗，也比較捲曲，非補光區葉片葉柄葉脈更粗相對較細，也比較平展。

2、補光時間是否要尊重自然日落
補光時間也是本次討論的問題之一，番茄作物至少需要 6 小時的暗環境，否則補光時間過長會造成光氧化損傷、早期衰老或光合下調[3]。那麼在一天 24 小時中，應該如何選？作物體內都有生物鐘，所以補光對於作物也是慢慢的馴化。

目前在設定中，我們選擇了白天優先，然後往早上延長。由於前文提到光質對作物形態的影響，尊重自然日落是非常重要的。在以往的應用中發現高壓鈉燈在黃昏時不關閉，其紅光/遠紅光的比例會給作物生長造成影響，使得植物體內光敏色素失去平衡，導致各種生長障礙[4]。光敏色素對植物花穗伸長，開花和坐果方面都有影響。高壓鈉燈白天使用時，光質的影響會被自然光強稀釋。且黃昏時段不關閉高壓鈉燈還會對熊蜂回巢定位照成困難，使得熊蜂夜間亂飛，無法回到蜂巢。而另一點我們日落之後不進行補光的原因在於，補光區的溫度策略與非補光區同步，因此日落階段溫度會快速下降，低溫狀態下植物無法有效的利用LED光源。

三大溫室局部補光，如何彌補其他環控局限

本次補光從視覺上和資料上都看到了明顯的差異，但是由於本次應用的補光區和非補光區並沒有物理隔斷，很多環控條件沒有辦法做大最優化。例如溫度的調節需要考慮大區整體的情況，補光區域不能單獨提升溫度，為此我們通過增加密度來消耗多餘的能量。另外一個影響作物強弱非常關鍵的因素就是灌溉策略。在定植初期，我們考慮到補光區的需量要大，按照密度同等比例的增加了滴箭密度，並在中午時段，通過排液情況來決定是否需要增加灌溉。種植期間補光區和非補光區的密度差距拉大，對灌溉量的需求有進一步提升，我們增加了一次滴箭密度，防止灌溉成為生產瓶頸。

總結

華北地區受外界氣候制約只能秋季定植，極大的限制其冬季產量。由於要經歷冬季弱光階段，故不能設定較高的起始種植密度，否則影響冬季、初春產品品質。而一年中冬季產品能為種植者提供最大的收益。本次應用發現通過植株間 LED 補光能夠緩解冬季弱光帶來的影響，並允許以更高的密度定植。種植者對於生產的光、溫、水、肥、氣的掌控要求進一步提高。在不改變溫，肥和氣的情況，補光區作物體現出明顯的生長優勢。所以我們預測在單獨調控的補光環境下，補光的效果還能更進一步提高，充分配合其他環境因素，也能更有效地增加溫室冬季產量以達到更高的收益。

1.Heuvelink, E. (Ed.). (2018).Tomatoes. CABI.
2.van Ieperen, W., Heuvelink, E., & Kierkels, T. (2013). Many colours influence the shape and development of the plant: steering plants via light colour moves closer.In Greenhouses: the international magazine for greenhouse growers,2(2), 26-27.
3.Heuvelink, E., Dueck, T. A., van Noort, F. R., & Kierkels, T. (2015). Production very closely linked to amount of intercepted light: plant can use a lot of light. In Greenhouses: the international magazine for greenhouse growers, 4(4), 34-35.
4.Heuvelink, E., & Kierkels, T. (2014). Optimal leaf area leads to higher production and higher income: Don't prune too many tomato leaves.?In Greenhouses: the international magazine for greenhouse growers,3(2), 52-53.

作者簡介

彭麗楓，荷蘭瓦赫寧根大學植物科學碩士。昕諾飛（中國）投資有限公司，LED 植物照明部門植物專員。目前主要負責飛利浦植物補光燈在中國荷蘭式現代溫室補光燈的應用和追蹤。

劉湘偉，北京宏福國際農業科技有限公司溫室種植技術總監，從事大型溫室番茄栽培管理。致力於溫室技術本土化改良以及溫室運營成本優化。為溫室專案提供自前期籌畫至後期運營的全套合理性方案。

趙文慧，廣西大學作物學碩士。北京宏福國際農業科技有限公司溫室種植助理，三年工作經驗，目前負責大興溫室環境控制。

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