Zamonaviy qishloq xo'jaligining muhim tarmog'i sifatida o'simlik fabrikalari tushunchasi juda mashhur bo'lib ketdi. Yopiq ekish muhitida o'simliklarni yoritish fotosintez uchun muhim energiya manbai hisoblanadi. LED o'simlik chiroqlari an'anaviy qo'shimcha chiroqlar bo'lmagan katta afzalliklarga ega va ular vertikal fermalar va issiqxonalar kabi yirik tijorat dasturlarida asosiy yoki qo'shimcha chiroqlar uchun birinchi tanlov bo'ladi.
O'simliklar - bu sayyoradagi eng murakkab hayot shakllaridan biri. O'simliklarni ekish juda oddiy, lekin ayni paytda qiyin va murakkab. O'simliklarni yoritishdan tashqari, ko'plab o'zgaruvchilar bir -biriga ta'sir qiladi, bu o'zgaruvchilarni muvozanatlash - bu paxtakorlar tushunishi va o'zlashtirishi kerak bo'lgan ajoyib san'at. Ammo o'simliklarni yoritish nuqtai nazaridan, hali ham diqqat bilan ko'rib chiqilishi kerak bo'lgan ko'plab omillar mavjud.
Birinchidan,&ning quyosh spektrini va o'simliklar spektrini yutishini tushunaylik. Quyidagi rasmdan ko'rinib turibdiki, quyosh spektri doimiy spektr bo'lib, unda ko'k va yashil spektr qizil spektrdan kuchliroq, ko'rinadigan yorug'lik spektri 380 dan 780 nm gacha. O'simliklarning o'sishi uchun bir nechta asosiy yutilish omillari mavjud va o'simliklarning o'sishiga ta'sir etuvchi bir nechta asosiy oksinlarning nur yutish spektrlari sezilarli darajada farq qiladi. Shuning uchun, LED o'simlik o'sish chiroqlarini qo'llash oddiy masala emas, lekin juda maqsadli. Bu erda o'simliklarning ikkita eng muhim fotosintez elementi tushunchalarini kiritish kerak.
O'simliklarning fotosintezi barglar xloroplastidagi xlorofillga bog'liq, bu fotosintez bilan bog'liq eng muhim pigmentlardan biridir. U fotosintezni yaratadigan barcha organizmlarda mavjud, shu jumladan yashil o'simliklar va prokaryotik o'simliklar. Moviy-yashil yosunlar (siyanobakteriyalar) va eukaryotik suv o'tlari. Xlorofill yorug'lik energiyasini o'zlashtiradi va uglevodorodlarga karbonat angidrid va suvni sintez qiladi.
Xlorofil a ko'k-yashil rangga ega va asosan qizil nurni yutadi; xlorofill b sariq-yashil rangga ega va asosan ko'k-binafsha nurni yutadi. Asosan soyali o'simliklarni quyosh o'simliklaridan ajratish. Soya o'simliklarining xlorofill b va xlorofill a nisbati kichik, shuning uchun soyali o'simliklar ko'k nurni kuchli ishlatishi va soyada o'sishga moslashishi mumkin. Xlorofil a va xlorofill b ning ikkita kuchli yutilishi bor: to'lqin uzunligi 630 ~ 680 nm bo'lgan qizil mintaqa va to'lqin uzunligi 400 ~ 460 nm bo'lgan ko'k-binafsha rang.
Karotenoidlar (karotenoidlar)-bu hayvonlar, yuqori o'simliklar, zamburug'lar va suv o'tlarida sariq, to'q sariq-qizil yoki qizil pigmentlarda uchraydigan muhim tabiiy pigmentlar sinfining umumiy atamasidir. Hozirgacha 600 dan ortiq tabiiy karotenoidlar topilgan. O'simlik hujayralarida ishlab chiqarilgan karotenoidlar nafaqat fotosintez jarayoniga yordam berish uchun energiyani yutadi va uzatadi, balki hujayralarni qo'zg'aladigan bitta elektronli kislorod molekulalari tomonidan yo'q qilinishidan himoya qilish funktsiyasiga ham ega. Karotenoidlar 303 ~ 505 nm oralig'ida nurni yutadi. Ular oziq -ovqat rangini beradi va inson tanasining&39 -sonli ovqatiga ta'sir qiladi; suv o'tlarida, o'simliklar va mikroorganizmlarda xlorofill bilan qoplangani uchun ularning rangini ko'rsatish mumkin emas.
LED o'simlik chiroqlarini loyihalash va tanlash jarayonida, asosan, quyidagi jihatlardan qochish kerak bo'lgan bir nechta tushunmovchiliklar mavjud.
1. Yorug'lik to'lqin uzunligining qizil va ko'k to'lqin uzunligi nisbati
Ikkita o'simlikning fotosintezi uchun ikkita asosiy assimilyatsiya zonasi sifatida LED o'simlik chiroqlari chiqaradigan spektr asosan qizil va ko'k chiroq bo'lishi kerak. Ammo uni qizil va ko'kning nisbati bilan o'lchab bo'lmaydi. Masalan, qizil va ko'kning nisbati 4: 1, 6: 1, 9: 1 va boshqalar.
O'simliklar turlari juda xilma -xil va har xil odatlarga ega, o'sishning har xil bosqichlarida ham har xil yorug'lik fokusiga ehtiyoj bor. O'simliklar o'sishi uchun zarur bo'lgan spektr ma'lum bir tarqalish kengligi bilan uzluksiz spektr bo'lishi kerak. Ko'rinib turibdiki, juda tor spektrli qizil va ko'k rangli ikkita o'ziga xos to'lqin uzunlikdagi chiplardan yasalgan yorug'lik manbasidan foydalanish o'rinli emas. Tajribalarda o'simliklarning sarg'ish rangga moyilligi, barglari juda och, barglari juda ingichka ekanligi aniqlandi. Infraqizil qismning fotoperiodga ta'siri, sariq-yashil qismning soyalash effektiga ta'siri kabi xorijiy mamlakatlarda o'simliklarning turli spektrlarga ta'sirini o'rganish bo'yicha ko'plab tadqiqotlar o'tkazildi. binafsha qism zararkunandalar va kasalliklarga, ozuqa moddalariga va boshqalarga qarshilik.
Haqiqiy dasturlarda ko'chatlar ko'pincha yonib ketadi yoki quriydi. Shuning uchun, bu parametrning dizayni o'simlik turiga, o'sish muhitiga va sharoitiga qarab tuzilishi kerak.
2. Oddiy oq yorug'lik va to'liq spektr
Yorug'lik effekti" ko'rilgan" O'simliklar inson ko'zidan farq qiladi. Bizning keng tarqalgan oq yorug'lik lampalarimiz quyosh nurini almashtira olmaydi, masalan, Yaponiyada keng qo'llaniladigan uchta asosiy oq yorug'lik naychalari. Bu spektrlardan foydalanish o'simliklarning o'sishiga ma'lum darajada ta'sir qiladi, lekin bu effekt diodli yorug'lik manbai kabi yaxshi emas. .
Oldingi yillarda keng qo'llaniladigan uchta asosiy rangga ega bo'lgan lyuminestsent naychalar uchun oq sintez qilingan bo'lsa -da, qizil, yashil va ko'k spektrlar ajratilgan, spektrning kengligi juda tor va spektrning uzluksiz qismi nisbatan zaif. Shu bilan birga, LEDlar bilan taqqoslaganda energiya hali ham nisbatan katta bo'lib, energiya sarflanishi 1,5 dan 3 barobar ko'p. O'simliklarni yoritish uchun maxsus mo'ljallangan LEDlarning to'liq spektri spektrni optimallashtiradi. Vizual effekt hali ham oq bo'lsa -da, u o'simlik fotosintezi uchun zarur bo'lgan nurning muhim qismini o'z ichiga oladi.
3. Yorug'lik intensivligi parametri PPFD
Fotosintez oqimining zichligi (PPFD) o'simliklarning yorug'lik intensivligini o'lchash uchun muhim parametrdir. U yorug'lik kvantlari yoki nurli energiya bilan ifodalanishi mumkin. Bu fotosintezda nurning samarali nurlanish zichligini anglatadi, bu to'lqin uzunligi 400 dan 700 nm gacha bo'lgan vaqt va birlik maydonida o'simlik barglariga tushgan yorug'lik kvantlarining umumiy sonini ifodalaydi. Uning birligi mE · m-2 · s-1 (mmol · m-2 · s-1). Fotosintetik faol nurlanish (PAR) to'lqin uzunligi 400 dan 700 nm gacha bo'lgan umumiy quyosh nurlanishini bildiradi.
O'simliklarning yorug'lik-kompensatsiya nuqtasi, shuningdek, yorug'lik-kompensatsiya nuqtasi, fotosintezning nafas olishdan kattaroq bo'lishi uchun PPFD bu nuqtadan yuqori bo'lishi kerakligini anglatadi va o'simliklar o'sishi oldidan o'simliklarning o'sishi iste'moldan katta bo'ladi. Turli xil o'simliklar turli xil yorug'lik kompensatsiya nuqtalariga ega va uni ma'lum bir indeksga erishish mumkin deb hisoblash mumkin emas, masalan, PPFD 200 mmol · m-2 · s-1 dan yuqori.
O'tmishda ishlatilgan yorug'lik o'lchagichining yorug'lik intensivligi - bu yorqinlik, lekin o'simlik o'sishining spektri o'simlikdan keladigan yorug'lik manbasining balandligi, yorug'likning qoplanishi va yorug'lik barglardan o'tishi mumkinligi tufayli o'zgaradi. va boshqalar, u fotosintezni o'rganishda yorug'lik sifatida ishlatiladi. Kuchli ko'rsatkichlar etarlicha aniq emas va PAR hozir asosan ishlatiladi.
Umuman olganda, fotosintez mexanizmini PPFD> musbat o'simlik bilan boshlash mumkin; 50 mmol · m-2 · s-1; soyali o'simlik PPFD faqat 20 mmol · m-2 · s-1 ga muhtoj. Shuning uchun, LED o'simlik chiroqni o'rnatayotganda, siz uni mos yozuvlar qiymatiga mos ravishda o'rnatishingiz va o'rnatishingiz, mos o'rnatish balandligini tanlashingiz va barg yuzasida ideal PPFD qiymatiga va bir xilligiga erishishingiz mumkin.
4. Yorug'lik formulasi
Yorug'lik formulasi yaqinda taklif qilingan yangi tushuncha bo'lib, u asosan uchta omilni o'z ichiga oladi: yorug'lik sifati, yorug'lik miqdori va davomiyligi. Yorug'lik sifati o'simlik fotosintezi uchun eng mos spektr ekanligini tushunib oling; yorug'lik miqdori - tegishli PPFD qiymati va bir xilligi; davomiylik - nurlanishning kümülatif qiymati va kunduzi va kechasi vaqtining nisbati. Gollandiyalik qishloq xo'jaligi olimlari kecha-kunduz o'zgarishini aniqlash uchun o'simliklar infraqizil va qizil chiroq nisbatini ishlatishini aniqladilar. Quyosh botganda infraqizil nisbati sezilarli darajada oshadi va o'simliklar uyquga tez javob beradi. Bu jarayon bo'lmasa, zavod bu jarayonni bajarishi uchun bir necha soat kerak bo'ladi.
Amaliy ilovalarda test orqali tajriba to'plash va eng yaxshi kombinatsiyani tanlash kerak.
