LED-lisävalaistuksen käyttö viljojen jalostuksessa

Abstract

Opinnäytetyön tarkoituksena oli tutkia LED-lisävalaistuksen soveltumista viljojen kasvihuonekasvatukseen. Viljojen jalostusprosessin alkuvaihe keskittyy pitkälti kasvihuonekasvatuksiin, sillä jalostusaineiston ensimmäiset sukupolvet tuotetaan kasvihuoneilla. Työn toimeksiantajana on Boreal Kasvinjalostus Oy.

Opinnäytetyön teoriaosio jakautuu kolmeen eri osaan. Ensimmäisessä osassa käsitellään kasvinjalostusta, jalostustavoitteita ja –menetelmiä sekä kasvinjalostusta Suomessa. Toisessa osassa kuvaillaan valon merkitystä kasvien kasvuun. Viimeisessä osassa kerrotaan LED-valaisimista ja suurpainenatriumvalaisimista, sekä niiden hyödyistä ja heikkouksista kasvihuoneviljelyssä. Työn liitteissä on määritelmiä–osio, jossa on selitetty työn kannalta oleellisia termejä.

Työn valaistuskoe tehtiin vuonna 2015 Boreal Kasvinjalostus Oy:n kasvihuoneella. Kokeessa käytettiin kahta erilaista valaistusta, pelkkää suurpainenatriumvalaistusta sekä hybridivalaistusta (LED-valo+suurpainenatriumvalo). Kokeen tavoitteena oli selvittää, tuoko hybridivalaistus satotasoon parannusta, nopeuttaako se kasvatusprosessia sekä ilmeneekö mahdollisesti myös muita lisäetuja pelkkään suurpainenatriumvalaistukseen verrattuna.

Valaistuskokeen perusteella voidaan sanoa, että LED-lisävalaistuksella saadaan satotasoon parannusta viljojen kasvihuonekasvatuksessa. Hybridivalaistuilla kasveilla siementen lukumäärä, siementen paino ja tuhannen siemenen paino olivat suurempia verrattuna suurpainenatriumvalaistuksen saaneisiin kasveihin. Lisäksi kasvatuksen alkuvaiheessa hybridivalaistut kasvit kasvoivat vankasti valoa kohden ja olivat elinvoimaisempia verrattuna suurpainenatriumvalaistuksen saaneisiin kasveihin. Kuitenkin hybridivalaistuksella kasvatusprosessi kesti pidempään. Borealilla tullaan todennäköisesti jatkamaan valaistuskokeita erilaisin variaatioin. LED-lisävalaistus saatetaan ottaa käyttöön viljojen jalostuksessa seuraavan viiden vuoden sisällä, mikäli tulevien kokeiden tulokset ovat yhtä positiivisia.

The aim of this thesis was to examine whether LED lights can be applied as an additional lighting in the greenhouse production of cereals. The first generations of plant breeding materials are produced in greenhouse. Therefore, the early phase of breeding process is focused also there. This thesis is done for Boreal Plant Breeding Ltd.

The theoretical frame of this thesis is separated in three parts. First part is about plant breeding generally, breeding aims and methods and also plant breeding in Finland. Second part describes the significance of light in the growth of plants. In addition, LED lights and high-pressure sodium lights are introduced in last part with the strengths and weaknesses of both in greenhouse production. Definitions used in this study are explained in the attachments.

Experimental part was performed in the greenhouse of Boreal Plant Breeding Ltd. during the year 2015. In the experiment two different kinds of lighting were used. One lighting was set with high-pressure sodium light and the other with hybrid lights (LED light + High-pressure sodium light). The aim was to assess whether hybrid lights improve the yield of cereals, do they speed up the growing time or other additional benefits compared to only high-pressure sodium lights.

Overall, the result of this study confirms that LED lights as an additional lighting improves the yield of cereals in greenhouse production. The yield of seeds, the weight of seeds and the weight of thousand seed were higher in the hybrid light cereals compered to high-pressure sodium light cereals. In addition, the hybrid light cereals grew towards the light and were firmer than the high-pressure sodium light cereals at the start of growing. However, the growing time of cereals was longer with the hybrid lights. Boreal Plant Breeding Ltd. is going to continue to examine the effects of different light compositions. Thus, LED lights as an additional lighting can be used in production of plant breeding during the next five years if the incoming results are as positive as the results of this study.