Giriş

Ösümlikleriň ösmeginde ýagtylyk möhüm rol oýnaýar.Ösümlik hlorofiliniň siňdirilmegini we karotin ýaly dürli ösümlik ösüş häsiýetleriniň siňdirilmegini öňe sürmek üçin iň oňat dökün.Şeýle-de bolsa, ösümlikleriň ösüşini kesgitleýän aýgytly faktor diňe bir ýagtylyk bilen çäklenmän, suwuň, topragyň we dökünleriň konfigurasiýasy, ösüş gurşawynyň şertleri we hemmetaraplaýyn tehniki gözegçilik bilen aýrylmaz baglanyşyklydyr.

Soňky iki-üç ýylda üç ölçegli ösümlik zawodlary ýa-da ösümlikleriň ösüşi bilen baglanyşykly ýarymgeçiriji yşyklandyryş tehnologiýasynyň ulanylyşy barada tükeniksiz habarlar gelip gowuşdy.Carefullyöne üns bilen okanyňyzdan soň elmydama birneme biynjalyk duýgy bolýar.Umuman aýdanyňda, ösümligiň ösmeginde ýagtylygyň nähili rol oýnamalydygyna hakyky düşünje ýok.

Ilki bilen, 1-nji suratda görkezilişi ýaly, Günüň spektrine düşüneliň. Gün spektriniň üznüksiz spektrdigini görmek bolýar, onda gök we ýaşyl spektr gyzyl spektrden has güýçli we görünýän ýagtylyk spektri üýtgeýär. 380-780 nm.Tebigatda organizmleriň ösmegi spektriň intensiwligi bilen baglanyşyklydyr.Mysal üçin, ekwatoryň golaýyndaky ösümlikleriň köpüsi gaty çalt ösýär we şol bir wagtyň özünde ösüşiniň ululygy hem uludyr.Sunöne Gün şöhleleriniň ýokary intensiwligi hemişe gowy däl we haýwanlaryň we ösümlikleriň ösmegi üçin belli bir derejede saýlama bar.

1-nji surat, Gün spektriniň aýratynlyklary we görünýän ýagtylyk spektri

Ikinjiden, ösümlikleriň ösüşiniň birnäçe esasy siňdiriş elementleriniň ikinji spektr diagrammasy 2-nji suratda görkezilýär.

2-nji surat, Ösümligiň ösmeginde birnäçe auksiniň siňdiriş spektri

2-nji suratdan ösümligiň ösmegine täsir edýän birnäçe esasy auksinleriň ýagtylyk siňdiriş spektriniň ep-esli tapawutlydygyny görmek bolýar.Şonuň üçin LED ösümligiň ösüş çyralaryny ulanmak ýönekeý mesele däl, ýöne gaty maksatly.Bu ýerde fotosintetiki ösümligiň iki möhüm elementiniň düşünjelerini tanatmak zerurdyr.

• Hlorofil

Hlorofil fotosintez bilen baglanyşykly iň möhüm pigmentlerden biridir.Fotosintez döredip bilýän ähli organizmlerde, şol sanda ýaşyl ösümliklerde, prokaryotik gök-ýaşyl suwotulary (sianobakteriýalar) we eukariotik suwotulary bar.Hlorofil ýagtylykdan energiýany siňdirýär, soňra kömürturşy gazyny uglewodlara öwürmek üçin ulanylýar.

Hlorofil esasan gyzyl çyrany siňdirýär, hlorofil b esasan kölegeli ösümlikleri gün ösümliklerinden tapawutlandyrmak üçin gök-gyrmyzy ýagtylygy siňdirýär.Hlorofil b-iň kölegeli ösümlikleriň hlorofil bilen gatnaşygy az, şonuň üçin kölegeli ösümlikler gök ýagtylygy güýçli ulanyp, kölegäniň ösmegine uýgunlaşyp bilerler.Hlorofil a gök-ýaşyl, hlorofil b bolsa sary-ýaşyl.Hlorofil a we hlorofil b-iň iki güýçli siňdirişi bar, biri tolkun uzynlygy 630-680 nm bolan gyzyl sebitde, beýlekisi 400-460 nm tolkun uzynlygy bolan gök-gyrmyzy sebitde.

• Karotinoidler

Karotenoidler haýwanlarda, has ýokary ösümliklerde, kömeleklerde we suwotularda köplenç sary, mämişi-gyzyl ýa-da gyzyl pigmentlerde duş gelýän möhüm tebigy pigmentler topary üçin umumy termin.Şu wagta çenli 600-den gowrak tebigy karotinoid tapyldy.

Karotinoidleriň ýeňil siňdirilmegi iýmitiň reňkini üpjün edýän we bedeniň iýmit almagyna täsir edýän OD303 ~ 505 nm aralygy öz içine alýar.Yosunlarda, ösümliklerde we mikroorganizmlerde onuň reňki hlorofil bilen örtülendir we görünip bilmeýär.Ösümlik öýjüklerinde öndürilen karotinoidler diňe bir fotosintez üçin kömek etmek üçin energiýa siňdirmek we geçirmek bilen çäklenmän, eýsem bir öýjükli elektron kislorod molekulalary tarapyndan öýjükleriň ýok edilmeginden goramak wezipesini hem ýerine ýetirýär.

Käbir düşünjeli düşünişmezlikler

Energiýa tygşytlaýjy täsirine garamazdan, ýagtylygyň saýlanmagy we ýagtylygyň, ýarymgeçiriji yşyklandyryşyň utgaşdyrylmagy uly artykmaçlyklary görkezdi.Şeýle-de bolsa, soňky iki ýylyň çalt ösüşinden, esasan aşakdaky taraplarda şöhlelenýän ýagtylygyň dizaýnynda we ulanylyşynda köp düşünişmezlikleri gördük.

A Belli bir tolkun uzynlygynyň gyzyl we gök çipleri belli bir nisbatda birleşýänçä, ösümlik ösdürip ýetişdirmekde ulanylyp bilner, mysal üçin gyzyl bilen gökiň gatnaşygy 4: 1, 6: 1, 9: 1 we ş.m. üstünde.

White Ak ýagty bolsa, Japanaponiýada giňden ulanylýan üç esasy ak ýagtylyk turbasy we ş.m. ýaly gün şöhlesini çalşyp biler. Bu spektrleriň ulanylmagy ösümlikleriň ösmegine belli bir täsir edýär, ýöne täsiri LED tarapyndan öndürilen ýagtylyk çeşmesi ýaly gowy däl.

Lightagtylygyň möhüm parametri bolan PPFD (ýeňil kwant akymynyň dykyzlygy) belli bir görkezijä ýetýänçä, mysal üçin PPFD 200 μmol · m-2 · s-1-den uly.Şeýle-de bolsa, bu görkezijini ulananyňyzda kölegeli ösümlik ýa-da gün ösümligine üns bermelisiňiz.Bu ösümlikleriň ýagtylyk öwezini dolmak nokadyny soramaly ýa-da tapmaly.Hakyky amalyýetlerde nahallar köplenç ýakylýar ýa-da guradylýar.Şonuň üçin bu parametriň dizaýny ösümlik görnüşlerine, ösüş gurşawyna we şertlerine görä düzülmelidir.

Birinji tarap barada aýdylanda, girişde görkezilişi ýaly ösümlikleriň ösmegi üçin zerur spektr belli bir paýlanyş giňligi bilen üznüksiz spektr bolmaly.Gaty dar spektrli gyzyl we gök iki tolkun uzynlygy çiplerinden ýasalan ýagtylyk çeşmesini ulanmak ýerliksizdir (3-nji (a) suratda görkezilişi ýaly).Synaglarda ösümlikleriň sarymtyl, ýaprak baldaklarynyň gaty ýeňil we ýaprak baldaklarynyň gaty inçe bolandygy ýüze çykaryldy.

Öňki ýyllarda köplenç ulanylýan üç sany esasy reňkli floresan turbalar üçin ak sintez edilse-de, gyzyl, ýaşyl we gök spektrler bölünýär (3-nji (b) suratda görkezilişi ýaly) we spektriň giňligi gaty dar.Aşakdaky üznüksiz bölegiň spektral intensiwligi birneme gowşak we kuwwat henizem LED sarp edijiler bilen deňeşdirilende uly, energiýa sarp edilişinden 1,5-3 esse köp.Şonuň üçin ulanmagyň täsiri LED yşyklary ýaly gowy däl.

3-nji surat, Gyzyl we gök çip LED ösümlik çyrasy we üç esasy reňkli floresan ýagtylyk spektri

PPFD, fotosintezdäki ýagtylygyň täsirli radiasiýa ýagtylygynyň dykyzlygyny aňladýan ýeňil kwant akymynyň dykyzlygydyr, ösümlik ýapragyndaky ýagtylyk kwant hadysasynyň umumy sanyny birligiň wagty we birligi meýdany 400-700 nm aralygyndaky tolkun uzynlygynda görkezýär. .Onuň birligi μE · m-2 · s-1 (olmol · m-2 · s-1).Fotosintetiki taýdan işjeň şöhlelenme (PAR), tolkun uzynlygy 400-700 nm aralygyndaky gün radiasiýasyna degişlidir.Lightagtylyk kwantasy ýa-da ýagty energiýa bilen aňladylyp bilner.

Geçmişde yşyklandyryjy bilen şöhlelenýän ýagtylygyň intensiwligi ýagtylykdy, ýöne ösümlikden çykýan ýagtylygyň beýikligi, ýagtylygyň örtügi we ýagtylygyň ýapraklardan geçip biljekdigi sebäpli ösümligiň ösüş spektri üýtgeýär.Şonuň üçin fotosintez öwrenmekde ýagtylygyň intensiwliginiň görkezijisi hökmünde par ulanmak dogry däl.

Adatça, gün söýýän ösümligiň PPFD 50 μmol · m-2 · s-1-den uly bolanda fotosintez mehanizmi işe girizilip bilner, kölegeli ösümligiň PPFD-ä diňe 20 μmol · m-2 · s-1 gerek bolar. .Şonuň üçin, LED ulalýan çyralary satyn alanyňyzda, bu salgylanma bahasyna we ekýän ösümlikleriň görnüşine baglylykda LED ulalýan çyralaryň sanyny saýlap bilersiňiz.Mysal üçin, bir LED lght PPFD 20 μmol · m-2 · s-1 bolsa, güne söýýän ösümlikleri ösdürip ýetişdirmek üçin 3-den gowrak LED lampasy gerek.

Ondarymgeçirijiniň yşyklandyrylyşynyň birnäçe dizaýn çözgütleri

Ondarymgeçirijiniň yşyklandyrylyşy ösümlikleriň ösmegi ýa-da ekilmegi üçin ulanylýar we iki esasy salgylanma usuly bar.

• Häzirki wagtda Hytaýda ýapyk ekiş modeli gaty yssy.Bu modeliň birnäçe aýratynlygy bar:

LED LED yşyklaryň roly ösümlik yşyklandyryşynyň doly spektrini üpjün etmekden ybaratdyr we yşyklandyryş ulgamy ähli yşyklandyryş energiýasyny üpjün etmeli we önümçilik bahasy birneme ýokary;
LED LED ulalýan yşyklaryň dizaýny spektriň dowamlylygyny we bitewiligini göz öňünde tutmalydyr;
The Ösümlikleriň birnäçe sagat dynç almagyna, şöhlelenmäniň intensiwligi ýeterlik ýa-da gaty güýçli we ş.m. ýaly yşyklandyryş wagtyna we yşyklandyryş intensiwligine netijeli gözegçilik etmek zerurdyr.;
Wholehli proses çyglylyk, temperatura we CO2 konsentrasiýasy ýaly açyk howada ösümlikleriň hakyky optimal ösüş gurşawy bilen talap edilýän şertlere öýkünmeli.

• Açyk teplisa ekmek binýady bilen açyk ekiş tertibi.Bu modeliň aýratynlyklary:

LED LED yşyklaryň roly ýagtylygy doldurmakdyr.Biri ösümlikleriň fotosintezini ýokarlandyrmak üçin gündizine gün şöhlesiniň şöhlelenmegi astynda gök we gyzyl ýerlerde ýagtylygyň intensiwligini ýokarlandyrmak, beýlekisi ösümlikleriň ösüş depginini ýokarlandyrmak üçin gije gün şöhlesiniň ýoklugynyň öwezini dolmakdyr.
Additional Goşmaça ýagtylyk, nahalyň ýa-da gülleýän we miweli döwür ýaly ösümligiň haýsy ösüş döwründe bolandygyny göz öňünde tutmalydyr.

Şonuň üçin “LED” ösümlik çyralarynyň dizaýnynda ilki bilen iki esasy dizaýn re haveimi bolmaly, ýagny 24 sagat yşyklandyryş (ýapyk) we ösümlikleriň ösmegine goşmaça yşyklandyryş (açyk).Içerki ösümlikleri ösdürip ýetişdirmek üçin, LED yşyk çyralarynyň dizaýny 4-nji suratda görkezilişi ýaly üç tarapy göz öňünde tutmalydyr, çipleri belli bir mukdarda üç sany esasy reňk bilen gaplamak mümkin däl.

4-nji surat, 24 sagat yşyklandyryş üçin ýapyk LED ösümlik güýçlendiriji çyralaryny ulanmagyň dizaýn pikiri

Mysal üçin, çagalar bagynyň spektri üçin kökleriň we baldaklaryň ösmegini güýçlendirmek, ýapraklaryň şahalanmagyny güýçlendirmek zerurdygyny göz öňünde tutup, ýagtylyk çeşmesi içerde ulanylsa, spektr 5-nji suratda görkezilişi ýaly dizaýn edilip bilner.

5-nji surat, LED ýapyk çagalar bagy üçin amatly spektral gurluşlar

Ikinji görnüşli “LED” ösýän ýagtylygyň dizaýny üçin, esasan, açyk teplisanyň düýbünde ekilmegini öňe sürmek üçin ýagtylygy doldurmagyň dizaýn çözgüdine gönükdirilendir.Dizaýn ideýasy 6-njy suratda görkezilýär.

6-njy surat, açyk yşyk çyralarynyň dizaýn ideýalary 

Authorazyjy has köp ekiş kompaniýalarynyň ösümlikleriň ösmegine itergi bermek üçin LED çyralaryny ulanmak üçin ikinji warianty kabul etmegini teklip edýär.

Ilki bilen Hytaýyň açyk ýyladyşhanasyny ösdürip ýetişdirmek, günortada-da, demirgazykda-da onlarça ýyl we köp tejribe toplady.Parnik ösdürip ýetişdirmek tehnologiýasynyň gowy binýady bar we töwerekdäki şäherler üçin bazarda köp sanly täze miwe we gök önümleri hödürleýär.Esasanam toprak, suw we dökün ekmek pudagynda baý gözleg netijeleri edildi.

Ikinjiden, bu görnüşli goşmaça ýagtylyk çözgüdi zerur däl energiýany sarp etmegi azaldyp biler we şol bir wagtyň özünde miweleriň we gök önümleriň hasyllylygyny ýokarlandyryp biler.Mundan başga-da, Hytaýyň giň geografiki sebiti mahabatlandyrmak üçin örän amatly.

LED ösümlik yşyklandyryşynyň ylmy gözlegleri hökmünde, munuň üçin has giň tejribe binýadyny üpjün edýär.7-nji surat, teplisalarda ösmek üçin amatly bu gözleg topary tarapyndan işlenip düzülen LED ösýän yşyk görnüşidir we spektri 8-nji suratda görkezilýär.

7-nji surat, “LED” görnüşi ösýär

8-nji surat, LED görnüşiniň spektri ýagtylygy ösdürýär

Aboveokardaky dizaýn pikirlerine görä, gözleg topary birnäçe synag geçirdi we synag synaglary örän möhümdir.Mysal üçin, çagalar bagynda ýagtylygy ýokarlandyrmak üçin ulanylýan asyl çyra 32 Wt güýji bolan floresan lampa we 40 günlük çagalar bagydyr.Tohum aýlawyny 30 güne gysgaldýan, nahal ussahanasyndaky lampalaryň temperaturasynyň täsirini azaldýan we kondisioneriň energiýa sarp edişini tygşytlaýan 12 Wt LED çyra berýäris.Fidanlaryň galyňlygy, uzynlygy we reňki asyl nahal ösdürip ýetişdirmek ergininden has gowudyr.Adaty gök önümleriň nahallary üçin indiki tablisada jemlenen gowy barlag netijeleri hem alyndy.

Şolaryň arasynda goşmaça ýagtylyk topary PPFD: 70-80 olmol · m-2 · s-1, gyzyl-gök gatnaşygy: 0.6-0.7.Tebigy toparyň gündizki PPFD bahasynyň diapazony 40 ~ 800 olmol · m-2 · s-1, gyzyl bilen gök gatnaşygy 0,6 ~ 1,2 boldy.Aboveokardaky görkezijileriň tebigy ösen nahallardan has gowudygyny görmek bolýar.

Netije

Bu makalada ösümlik ösdürip ýetişdirmekde yşyklandyryjy LED çyralaryny ulanmakdaky iň soňky wakalar bilen tanyşdyrylýar we ösümlik ösdürip ýetişdirmekde yşyklandyryjy LED ulanylyşynda käbir düşünişmezlikler görkezilýär.Ahyrynda ösümlik ösdürip ýetişdirmek üçin ulanylýan LED ösümlik çyralaryny ösdürmek üçin tehniki pikirler we shemalar girizildi.Lightagtylygy oturtmakda we ulanmakda göz öňünde tutulmaly käbir faktorlaryň hem bardygyny bellemelidiris, meselem, ýagtylyk bilen ösümligiň arasyndaky aralyk, çyranyň şöhlelenme diapazony we ýagtylygy nädip ulanmaly? adaty suw, dökün we toprak.

Awtory: Yi Wang we başg.Çeşme: CNKI