تحسین إنتظامیة الضوء داخل بیئة الإستنبات وتقییم المنتج

نوع المستند : Original Article

المؤلف

قسم الهندسة الزراعیة- کلیة الزراعة- جامعة القاهرة، مصر.

المستخلص

المشکلة: تعتبر غرف الإستنبات منظومات إنتاجیة عالیة التکالیف ، لذا یتم إتباع إسلوب الإنتاج المکثف سریع دورة الإنتاج لإستردادها. یؤدى إتباع هذا الإسلوب الى إنخفاض شدید فى إنتظامیة الضوء داخل بیئة الإنتاج، وبالتالى إنخفاض شدید فى کمیة وجودة المنتج.
الهدف: یهدف هذا البحث الى التوصل الى أفضل بدائل عملیة لتحسین إنتظامیة الضوء داخل بیئة منظومات الإستنبات مع الحفاظ على کمیة وجودة المنتج.
المنهج: ولتحقیق الهدف تم إتباع المنهج الإحصائى فى دراسة إنتظامیة الضوء داخل بیئة منظومات الإستنبات، وذلک من خلال تصمیم وتحلیل ثلاثة انواع من التجارب العملیة.

الأولى لدراسة إنتظامیة الضوء من خلال رسم الخرئط الکنتوریة للضوء وتحلیل تباین إنتظامیة الکثافة الضوئیة. الثانیة تجربة عاملیة تضم إثنى عشر معاملة إحصائیة.  والتجربة مکونة من أربعة بدائل عملیة لتحسین إنتظامیة الضوء وهما " الإنتاج المکثف، القلب المکثف، القلب المفرغ، الإنتاج المکبر" وثلاثة مستویات من شدة الإضاءة وهما " المنخفضة (1800lm/m2)، المتوسطة(3600lm/m2) ، المرتفعة (5400lm/m2)".  والثالثة لدراسة ثأثیر إستخدام العلف المستنبت فى تکوین علائق الجاموس الحلاب على إنتاج اللبن. کذلک تم إتباع المنهج الهندسى فى تنفیذ إثنین من الأعمال الفنیة. الأولى لتصمیم وتنفیذ البدائل الأربعة المقترحة لتحسین إنتظامیة الضوء. والثانیة لتصمیم وتنفیذ منظومة تحکم تلقائى فى کثافة وفترة الإضاءة داخل بیئة الإنتاج. وتم إجراء قیاسات طبیعیة وکیمائیة لدراسة إنتظامیة الضوء وتحدید کمیة وجودة المنتج، حیث تم قیاس  شدة الإضاءة، وسمک طبقة الجذور، وإرتفاع المجموع الخضرى، ووزن المنتج طازجا، ووزن المنتج جافا، وتقدیر نسبة کل من المادة الجافة، والبروتین القابل للهضم، والألیاف القابلة للهضم، والإثیر المستخلص، والنیتروجین خالى الإثیر. بالإضافة الى قیاسات خاصة بجودة اللبن.

النتائج:  أوضحت نتائج التحلیل الإحصائى لبیانات شدة الإضاءة وفحص الخرئط الکنتوریة للضوء أنه یوجد تباین شدید فى کثافة الإضاءة داخل بیئة الإنتاج، وبناء علیه فإن أعلى تحسن فى إنتظامیة الضوء رصد مع إستخدام الکثافة المتوسطة داخل بدیل الإنتاج المکبر، یلیه القلب المفرغ، یلیه القلب المکثف، یلیه الإنتاج المکثف. ومن خلال مقارنة النتائج تم إستبعاد کل من بدیل الإنتاج المکبروالقلب المفرغ لإنخفاض کمیة الإنتاج. وکذلک إستبعاد بدیل الإنتاج المکثف لإرتفاع کمیة الحبوب المستخدمة، والبقاء على بدیل القلب المکثف الذى یوفر ثلث کمیة الحبوب المستخدمة مع الحفاظ على جودة وکمیة الإنتاج.  وبناء على هذه النتائج یوصى بإستخدام بدیل القلب المکثف مع إتباع برناج إضاءة متوسط الشدة (3600lm/m2) لمدة 12 ساعة یومیا عدا الأیام الثلاثة الأولى من دورة الإنتاج. وأوضحت نتائج التحلیل الإحصائى لتجربة التغذیة أن إستخدام العلف المستنبت فى تغذیة الجاموس الحلاب حقق زیادة معنویة فى إنتاج اللبن بمقدار1کجم/یوم، بالإضافة الى إرتفاع جودة اللبن بسبب زیادة نسبة الدهون والبروتین واللاکتوز والمواد الصلبة.

الموضوعات الرئيسية

المراجع

Ahlman L., D. Bånkestad and T. Wika 2017, Using chlorophyll a fluorescence gains to optimize LED light spectrum for short term photosynthesis, Computers and Electronics in Agriculture, Volume 142, Part A:Pp 224-234
Aminia H., LijunWang , A.Hashemisohia, A.Shahbazib, M. Bikdasha, D. KCa and W. Yuanc 2018, An integrated growth kinetics and computational fluid dynamics model for the analysis of algal productivity in open raceway ponds, Computers and Electronics in Agriculture, Volume 145:Pp 363-372
Brazaityte, A., P. Duchovskis and A. Urbonaviciute, 2010, Effect of light emitting diodes on growth of tomatoes transplants, Zemdribyste- Agric. vol. 97, No.2:Pp89-98
Carney, M. J., P. Venetucci and E. Gesick 2016, LED lighting in controlled environment agriculture energy evaluation, Measurement and Validation, Conservation Applied Research & Development (CARD) FINAL REPORT:Pp1-46, http://mn.gov/commerce-stat/pdfs/card-report-greenhouse-led.pdf
Carstensen A., T. Pocock,  D. Bånkestad, T. Wik 2017, Remote detection of light tolerance in Basil through frequency and transient analysis of light induced fluorescence, Computers and Electronics in Agriculture, Volume 127:Pp 289-301
Delepoulle S., C. Renaud and M. Chelle 2009, Improving Light Position in a Growth Chamber through the Use of a Genetic Algorithm, Arti. Intel. Techn. for Comp. Graph., SCI 159:Pp. 67–82.
Dong C., D. Hu,  andM. Wang 2014, Analysis and optimization of the effect of light and nutrient solution on wheat growth and development using an inverse system model strategy, Computers and Electronics in Agriculture, Volume 109:Pp 221-231
Fazaeli H., H.A. Golmohammadi, S.N. Tabatabayee and M. Asghari-Tabrizi 2012, Productivity and Nutritive Value of Barley Green Fodder Yield in Hydroponic System, World Applied Sciences Journal 16 (4):Pp 531-539
Gonzalez E. O., D. A. Lumbreras and R. Y. Tsonchev 2013, Intelligent lighting system for plant growth and development, Computers and Electronics in Agriculture, Volume 92:Pp 48-53
Grbic, N., M. Bohme, K. Paschko and I. Pinker  2014 , Effect of different light spectra using LEDs and colored plastic films on growth and internal quality of Vietnamese coriander (POLYGONUM ODORATUM), Proceedings of the international conference “Horticulture in quality and culture of life” Lednice, Czech Republic :Pp 26-33
Hegab K. K. 2017a, Rice straw recycling for developing the hydroponics sprouted barley production and conserving the environment, Misr J. of Agric. Eng.  34 (4-1): Pp 1897 – 1922.
Hegab K. K. 2017b, Successive management programs for the deficit water resources in hydroponics and soilless green fodder production, Misr J. of Agric. Eng. 34 (4-1):Pp 1869 – 1896.
Houser, K. W. , M. Weia and  M. P. Royer 2011, Illuminance uniformity of outdoor sports lighting, LEUKOS: The Journal of the Illuminating Engineering Society of North America, Engineering Society of North America 7(4):Pp221-235 
Ishii K. and T. Furuichi 2014, Influence of moisture content, particle size and forming temperature on productivity and quality of rice straw pellets, Waste Management, Volume 34, Issue 12:Pp 2621-2626
Kaur D., N. K. Bhardwaj and R. K. Lohchab 2017, Prospects of rice straw as a raw material for paper making, Waste Management, Volume 60 :Pp 127-139
I.arif, K. and H. F. Abbas, 2015, Design and implementation a smart greenhouse, IJCSMC, Vol. 4, Issue. 8:Pp 335 – 347
Landau S. and B. S. Everitt 2004, A Handbook of statistical analyses using SPSS, by Chapman & Hall/CRC Press LLC, SPSS U.K. Ltd., 1st Floor St. Andrew’s House, United Kingdom GU21 6EB:Pp 1-339.
Mahdavian, M and N. Wattanapongsakorn 2017, Optimizing greenhouse lighting for advanced agriculture based on real time electricity market price, Hindawi, Mathematical Problems in Engineering Volume 2017, Article ID 6862038, 11 pages
Miyoshi T., Y. Ibaraki and Y. Sago 2016, Development of an android-tablet-based system for analyzing light intensity distribution on a plant canopy surface, Computers and Electronics in Agriculture, Volume 122:Pp 211-217
Muneer, S. , E. J. Kim, J. S. Park and J. H. Lee 2014, Influence of green, red and blue light emitting diodes on multiprotein complex proteins and photosynthetic activity under different light intensities in lettuce leaves (Lactuca sativa L.), Int. J. Mol. Sci. Volume 15:Pp 4657-4670
Nail P K, R B Duri, M Karunakaran N, B K Swain and N P Singh, 2014, Effect of feeding hydroponics maize fodder on digestibility of nutrients and milk production in lactating cows, Indian Journal of Animal Sciences 84 (8): Pp880-883
Nelson, J. A. and B. Bugbee (2014), Economic analysis of greenhouse lighting: Light Emitting Diodes vs. High Intensity Discharge Fixtures, PLOS ONE, 9(6): e99010. doi:10.1371/journal.pone.0099010
Oile, M. and A. Virsile 2013, the effect of light-emitting diode lighting on greenhouse plant growth and quality, Agric. and Food Science, Volume 22:Pp223-234.
Riya S., K. Suzuki, L. Meng, S. Zhou, A. Terada and M. Hosomi 2018, The influence of the total solid content on the stability of dry-thermophilic anaerobic digestion of rice straw and pig manure, Waste Management, Available online 2 ,   https://doi.org/10.1016/j.wasman.2018.02.033
Said A. M. A. and J. Abo Omar, 2015, The biological and economic feasibility of feeding barley green fodder to lactating Awassi Ewes, Open Journal of Animal Sciences, Volume 5:Pp99-105
Saidab N., T.Bisharaa, A. G.Maravera and M. Zamorano, 2013, Effect of water washing on the thermal behavior of rice straw, Waste Management, Volume 33, Issue 11 :Pp2250-2256
Sakhonwasee S., K. Tummachai and N. Nimnoy 2017, Influences of LED Light Quality and Intensity on Stomatal Behavior of Three Petunia Cultivars Grown in a Semi-closed System, Environ. Control Biol., 55 (2):Pp93-103
Sarnklong, C., J. W. Cone, W. Pellcaan, and W. H. Hendriks, 2010, Utilization of rice straw and different treatments to improve its feed value for ruminants: A review, Asian-Aust. J. Ani. Sci. Vol. 23(5):Pp 680-692.
Schulze, P. S. C., J. Varela and J. A. P. Vargas-Machuca 2014, Effects of light quality supplied by light emitting diodes (LEDs) on microalgal production, M. Sc. , Universidade do Algarve Faculdade de Ciências e Tecnologia, file:///C:/Users/Khaled/Downloads/Master%20Thesis%20Peter%20Simon%20Claus%20Schulze.pdf
Senola R., S. Kilicb and K. Tasdelena 2016, Pulse timing control for LED plant growth unit and effects on carnation, Computers and Electronics in Agriculture, Volume 123:Pp 125-134
Toutenburg H. and Shalabh 2009, Statistical analysis of designed experiments, Third Edition, publisher (Springer Science+Business Media, LLC, 233 Spring Street, New York, NY 10013, USA).
Wishkerman A. and E. Wishkerman 2017, Application note: A novel low-cost open-source LED system for microalgae cultivation, Computers and Electronics in Agriculture, Volume 132:Pp 56-62
Yeab J.,D. Lia,Y. Suna, G. Wangb, Z. Yuana, F. Zhena and Y. Wanga 2013, Improved biogas production from rice straw by co-digestion with kitchen waste and pig manure, Waste Management, Volume 33, Issue 12:Pp 2653-2658
Young H. D., R. A. Freedman and A. L Ford 2008, University Physics, 12th Edition, Pearson Edition, Inc., Wesley  , 1301 Sansome ST. CA 941111, USA.
Zhou C., Z. Liu,  Z. Huang, M. Dong, X. Yu and P. Ning June 2015, A new strategy for co-composting dairy manure with rice straw: Addition of different inocula at three stages of composting, Waste Management, Volume 40:Pp 38-43
Zumtobel L. G. 2017, The lighting Handbook, 5th edition, Schweizer Strasse 30, Postfach 72, 6851 Dornbirn, AUSTRIA. info@zumtobel.info
المجلة المصرية للهندسة الزراعية
المجلد 35، العدد 2
إبريل 2018
الصفحة 743-766

ملفات

شارك

إرسال الاستشهاد إلى

الإحصائيات