客观日本

冬季短日照地区如何运用EOD技术实现节能栽培

2019年11月01日 产学研合作
日本语

竹村圭弘

鸟取大学 农学部 园艺生产学研究室 讲师

竹村圭弘

◆ 可以克服天气条件的技术

以鸟取县为首的日本海沿岸地区与太平洋沿岸地区相比,冬季的日照时间只有后者的一半~三分之一,在这些地区,秋冬季节种植的园艺作物的收成和品质会降低。另外,为了促进作物生长,采暖的成本也给经营带来了压力,因此亟需开发能克服天气条件的技术。

在此前的研究中,日本国立研究开发法人农业食品产业技术综合研究机构的蔬菜花卉研究部门(原花卉研究所)发现,通过在日落时段(end of day:EOD)控制光和温度等设施内的环境,能明显促进花卉类作物的生长。我们着眼于这种现象,经过研究确认,通过在日落后立即进行短暂(3小时左右)的加温,或者短暂照射远红光(FR),即使夜间降低设施内的温度,鸟取县的洋桔梗也能高水平收获。

在次背景下,作为“积极推进农林水产业的创新技术紧急发展事业”(其中的“集结产学精英确立创新技术体系”)的一环,我们于2014年和2015年连续两年推进“采用EOD技术的特产园艺产物创新技术验证”项目。该项目是以鸟取县为活动基地的鸟取大学农学部、鸟取县农林综合研究所园艺试验场、鸟取县农林综合研究所企划总务课技术普及室,以及产业用电气设备制造销售公司富士电机联合推进的官产学研活动,本文将为大家介绍该项目获得的部分成果。

冬季短日照地区如何运用EOD技术实现节能栽培

EOD-FR光照射和EOD加温处理对洋桔梗生长的影响

◆ 什么是EOD技术?

EOD是End of Day(日落)的首字母缩写,从日落时段开始通过数小时的温度和光刺激引起的植物响应称为EOD反应。我们着眼于这一时段的温度管理,开发了通过远红光(EOD-FR)照射和可变夜间温度管理(EOD加温)调控作物生长的新技术,由此有望实现以下效果。

①EOD-FR光照射

通过在日落后短暂照射远红光,有望增加花卉类作物的生长高度、促进开花,从而缩短栽培时间,切花类植物可以提前供货。

②EOD加温

通过暂时升高温室内的设定温度,夜间可以低温管理,有助于确保生长和开花及削减种植期间的采暖成本。

冬季短日照地区如何运用EOD技术实现节能栽培

关于EOD-FR光照射和EOD加温

◆ 新开发的大范围照射LED-FR照明

此次开发了适合在温室内实施EOD-FR光照射的“大范围照射LED-FR照明器具(早开花地灯)”。新开发的产品通过远红光LED元件的单光色使EOD栽培效果达到最大化,耗电量只有7.5W,约为白炽灯型产品的十分之一,有望通过削减电费改善经营状况。另外,通过使用LED元件,延长了产品寿命(4万小时),而且由于不含紫外线,还具有驱虫等特点。

此外,该产品采用直管双灯管式设计,扩大了有效照射面积,而且在照射区域内实现了均匀的照度。有效照射范围方面,白炽灯和灯泡型LED(FR)照明器具为9㎡,新产品达到其2倍以上,为18㎡~24㎡,可以将照明器具设置的灯管数量减至一半以下。

关于新产品的运行成本,与白炽灯相比,假设在6m×50m的温室内,每茬作物照射500小时,则白炽灯的运行成本约为3.1万日元,而早开花地灯约为1600日元。不仅如此,还能增加作物收成、提高作物质量,综合来看,可以为削减经费和增加收入做出巨大贡献。

◆ 利用EOD-FR光照射的紫罗兰种植方法

位于鸟取县中部的北荣町大荣地区会在温室西瓜收割后种植切花紫罗兰。众所周知,秋冬季节供货的紫罗兰容易受天气条件(尤其是温度)影响,花芽分化期前后的气温和日照条件会影响生长和开花。在花芽分化期,气温太高的话会抑制分化,导致开花延迟,而气温太低的话,花芽会过早分化,花株无法长到足够高度就迎来收割期。为解决这些问题,该事业研究了有助于促进花芽分化和增加植物高度的EOD-FR光照射法。

研究确认,通过从花芽分化前开始实施EOD-FR光照射,可以使开花时间提前,而且辐照度达到0.01W/㎡以上就能有效促进开花。另外,用于实验的11个品种的花株高度几乎全部长高,高等级切花的比例增加。此外确认,在低温期也具有促进开花的效果,证明可以缩短收获期。另外还确认,通过改变开始照射的时间能调节开花时间,据估算,通过调节开花时间来维持单价有助于提高农业收入。

◆ 利用EOD加温和EOD-FR光照射的草莓种植方法

鸟取县的草莓促成栽培以章姬草莓为主(约占80%),为弥补冬季日照不足和低温造成的结果量减少,一直采取维持温室内温度的加温栽培法。但受燃油价格暴涨影响,生产成本大幅升高,因此不加温栽培的比例增加,导致生产率明显下降。

本研究为解决这些问题,比较了在日落后升温至20℃保持3小时后,直到第二天早上之前不再加温的EOD加温区,以及整夜保持8℃恒定温度的常规加温区的生长和收成情况,以及对燃料消耗等的影响。结果确认,EOD加温区的草莓可加快第二花序以后的结蕾速度,能大幅增加当年至第二年3月之前的高售价时段的收成。

同时还确认,EOD加温区的燃料消耗量比常规加温区减少。另外,日落后实施3小时的EDO-FR光照射还有助于延长叶柄及扩大叶片,让冬季的草莓秧长势更加旺盛。此外确认,通过促进果实变大还具有增产效果。

◆ 未来展望

通过该事业证明,EOD技术能有效促进园艺作物的生长,还有助于实现节能栽培。另一方面,由于不同品种之间的反应存在差异,因此选择反应性良好的种类和品种在未来应该会变得很重要。另外,这些处理方式虽然有助于增高花卉类作物的茎秆,但控制植株外观和供货时间的处理方法今后应该还需要继续验证。尽管EOD技术在农业领域的应用今后才要开始扩大,但这些研究内容有望为冬季短日照地区的农业生产做出巨大贡献。

●参考文献
1 山阴EOD合作研究会《冬季短日照地区的EOD栽培技术引进指南》中央印刷,2016,p.1-51.

文:竹村 圭弘 鸟取大学 农学部 园艺生产学研究室 讲师
原载自《产学研合作月刊》2019年10月号
翻译编辑:JST客观日本编辑部

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