Pengarang: Jing Zhao, Zengchan Zhou, Yunlong Bu, etc. Sumber Media: Teknologi teknologi teknologi pertanian (hotirultur omah kaca)

Pabrik tanduran gabungke industri modern, bioteknologi, hidrokonik lan teknologi informasi kanggo ngetrapake kontrol faktor lingkungan ing fasilitas kasebut. Iki wis ditutup, duwe syarat sing kurang ing lingkungan, nalika panen tanduran, ngirit banyu lan pupuk, efisien sampah yaiku 40 nganti 108 kaping saka produksi lapangan terbuka. Antarane, sumber cahya gawean sing cerdas lan pangaturan lingkungan sing entheng muter peran sing ditemtokake ing efisiensi produksi.

Minangka faktor lingkungan fisik sing penting, cahya nduweni peran utama kanggo ngatur tanduran lan metabolisme materi. "Salah sawijining fitur utama pabrik tanduran yaiku sumber cahya sing gawean lengkap lan realisasi babagan pangaturan cerdas saka lingkungan cahya" wis dadi konsensus umum ing industri kasebut.

Tanduran 'butuh cahya

Cahya mung sumber energi kanggo fotosintesis tanduran. Light intensity, light quality (spectrum) and periodic changes of light have a profound impact on the growth and development of crops, among which the light intensity has the greatest impact on plant photosynthesis.

■ Intensitas entheng

Intensitas cahya bisa ngganti morfologi saka tanduran, kayata ngembang, dawa internig, kekandelan stem, lan ukuran godhong lan kekandelan. Syarat tanduran kanggo intensitas cahya bisa dipérang dadi tanduran sing apik, lan entheng-entheng-entheng. Sayuran biasane tanduran sing entheng, lan titik-titik ganti rugi sing entheng lan titik jenuh jenuh sing cukup dhuwur. Ing pabrik tanduran sing entheng, syarat-syarat sing relevan saka tanaman kanggo intensitas cahya minangka dhasar penting kanggo milih sumber cahya buatan. Ngerti syarat-syarat cahya kanggo macem-macem tanduran penting kanggo ngrancang sumber cahya gawean, mula kudu nambah kinerja produksi sistem kasebut.

■ Kualitas entheng

Distribusi (spectral) sing berkualitas uga duwe pengaruh penting ing fotosintesis tanduran lan morfogenesis (Gambar 1). Cahya minangka bagean saka radiasi, lan radiasi minangka gelombang elektromagnetik. Gelombang elektromagnetik duwe karakteristik gelombang lan kuantum (partikel). Kuantum cahya diarani foton ing lapangan hortikultur. Radiasi kanthi macem-macem gelombang 300 ~ 800nm ​​diarani radiasi fisiologis tanduran aktif; Lan radiasi kanthi macem-macem gelombang 400 ~ 700NM diarani radiasi fotosynthetically (par).

Chlorotll lan karoten minangka rong pigmen sing paling penting ing fotosintesis tanduran. Gambar 2 nuduhake spektrum panyerepan spektrum saben pigmen photosintetik, sing spektrum penyerapan klorofil sing konsentrasi ing band abang lan biru. Sistem lampu adhedhasar kabutuhan spektrum saka tanduran kanggo lampu tambahan kanthi artifisial, supaya bisa promosi fotosintesis tanduran.

■ Photoperiod
Hubungane karo fotosintesis lan photosomorfogenesis tanduran lan dawa dina (utawa wektu photoperiod) diarani photoperioditas tanduran. Fotoperioditas kasebut ana gandhengane karo jam cahya, sing nuduhake wektu kanggo panen kasebut ora pati jelas kanthi cahya. Tanduran beda-beda mbutuhake sawetara jam cahya kanggo ngrampungake photoperiod kanggo mekar lan metokake woh. Miturut photoperiods sing beda, bisa dipérang dadi tanduran sing dawa, kayata Gobis, lan sapiturute, sing mbutuhake jam cahya luwih saka 12-14h luwih saka 12-14h ing tahap tartamtu; Tanduran sing cendhak, kayata bawang, kacang kedelai, lan sapiturute, mbutuhake jam 12-14h kurang saka 12-14h; Tanduran medium-srengenge, kayata timun, tomat, mrico, lan sapiturute, bisa mekar mekar lan srengenge luwih dawa.
Antarane telung unsur lingkungan, intensitas cahya minangka dhasar penting kanggo milih sumber cahya sing entheng. Saiki, ana akeh cara kanggo nyebut intensitas cahya, utamane kalebu telu ing ngisor iki.
(1) Katrampilan nuduhake kapadhetan lumahing fluks (flux luminous saben area unit) sing ditampa ing pesawat sing dipadhangi, ing lux (LX).

(2) radiasi fotosynthetically, par, Unit: w / m².

(3) PPFD densitas fotasi fotoran fotoran sing efektif fotasi utawa PPF yaiku jumlah radiasi radiasi sing efektif sing tekan utawa liwat unit unit lan unit unit, Unit: · S) kanthi intensitas cahya 400 ~ 700nM langsung ana gandhengane karo fotosintesis. Iki uga indikator intensitas cahya sing paling digunakake ing produksi produksi tanduran.

Analisis sumber sumber sistem cahya khasim
Supplement lampu buatan yaiku nambah intensitas cahya ing wilayah target utawa ngluwihi wektu kanthi nginstal sistem lampu tambahan kanggo netepi panyuwunan tanduran. Umumé, sistem lampu tambahan kalebu peralatan lampu tambahan, sirkuit lan sistem kontrol. Sumber lampu tambahan utamane kalebu pirang-pirang jinis umum kayata lampu pijar, lampu neon, lampu logam, lampu sodium tinggi lan LED. Amarga efisiensi listrik listrik lan optik lampu pijar, efisiensi energi energi sing kurang lan kekurangan liyane, wis diilangi dening pasar, mula artikel iki ora nggawe anakean rinci.

■ Lampu Fluorescent
Lampu Fluorescen kalebu jinis lampu pembuangan gas tekanan-tekanan. Tabung kaca diisi karo beluk merkuri utawa gas ing njero, lan tembok batin saka tabung ditutupi karo bubuk neorescent. Werna cahya beda-beda gumantung karo bahan neon ditutupi ing tabung. Lampu Fluorescent duwe kinerja spektrum sing apik, efisiensi luminous sing dhuwur, kekuwatan sing sithik, urip sing luwih dawa (12000h) dibandhingake karo lampu pijar, lan biaya sing sithik. Amarga lampu neon dhewe ngetokake panas sing kurang panas, bisa uga cedhak karo tanduran kanggo cahya lan cocog kanggo penanaman telung dimensi. Nanging, tata letak spektrum saka lampu neon ora pati jelas. Cara sing paling umum ing donya yaiku nambah reflektor kanggo nggedhekake komponen sumber cahya sing efektif ing tanduran ing wilayah penanaman. Perusahaan ADV-Agri uga wis nggawe jinis lampu tambahan suplemen HeFl. HeFl sejatine kalebu kategori lampu neon. Iku istilah umum kanggo lampu deret fluorescent cold (CCFL) lan lampu neon electro ejaan (eefl) eksternal (eefel), lan lampu neon electrode campuran. The HEFL tube is extremely thin, with a diameter of only about 4mm, and the length can be adjusted from 450mm to 1200mm according to the needs of cultivation. Minangka versi lampu fluorthensional konvensional.

■ lampu halida logam
Lampu halida logam minangka lampu disuntik intensitas sing bisa nyenengake macem-macem unsur kanggo nambah macem-macem halida logam (tin bromida, lsp) ing tabung merkuri dhuwur. Lampu halogen duwe efisiensi luminous dhuwur, kekuwatan dhuwur, warna cahya sing apik, umur dawa, lan spektrum gedhe. Nanging, amarga efisiensi luminous luwih murah tinimbang lampu sodium tekanan tinggi, lan umur luwih cendhek tinimbang lampu sodium tekanan tinggi, saiki mung digunakake ing sawetara pabrik tanduran.

■ lampu sodium tekanan tinggi
Lampu sodium tekanan tinggi kalebu jinis lampu pembuangan gas tekanan tinggi. Lampu sodium tekanan tinggi minangka lampu dhuwur sing dhuwur ing belang sodium tekanan tekanan dhuwur diisi ing tabung sing disusupi, lan jumlah XE) lan halida logam merkuri ditambah. Amarga lampu sodium tekanan tinggi duwe efisiensi konversi optik dhuwur kanthi biaya manufaktur ngisor, lampu soilium tekanan sing dhuwur saiki wis digunakake ing aplikasi cahya pertanian ing fasilitas pertanian. Nanging, amarga kekurangan efisiensi fotosintik rendah ing spektrum, dheweke duwe kekurangan efisiensi energi sing kurang. Ing sisih liya, komponen spektrum sing dipancar dening lampu sodium tekanan tinggi utamane konsentrasi ing band lampu kuning-kuning, sing kurang spektrum abang lan biru sing dibutuhake kanggo tanduran tanduran.

■ Diodis
Minangka sumber cahya sing entheng generasi anyar, diumati entheng (LED) duwe akeh kaluwihan kayata efisiensi konversi optik sing luwih dhuwur, spektrum sing luwes, lan efisien fotosnastetik. LED bisa ngetokake lampu monochromatic sing dibutuhake kanggo tanduran tanduran. Dibandhingake karo lampu neon biasa lan sumber cahya tambahan, LED duwe kaluwihan energi, pangayoman lingkungan, umur dawa, lampu monsokromatik, sumber cahya sing adhem lan liya-liyane. Kanthi dandan luwih efisien saka efisiensi electro-optik LED lan nyuda biaya sing disebabake dening efek skala, sistem lampu tuwuh bakal dadi peralatan utama kanggo nambah cahya ing fasilitas pertanian. Akibaté, lampu Tanduran LED wis ditrapake luwih saka 99,9% pabrik tanduran.

Liwat perbandingan, karakteristik sumber cahya tambahan bisa dingerteni, kaya sing ditampilake ing Tabel 1.

Piranti Lampu Ponsel
Intensitas cahya rapet karo wutah saka tanduran. Budidaya telung dimensi asring digunakake ing pabrik tanduran. Nanging, amarga watesan struktur rak penanaman, distribusi cahya lan suhu sing ora rata ing antarane rak kasebut bakal mengaruhi ngasilake panen lan wektu panen ora bakal disinkronake. Perusahaan ing Beijing wis sukses ngembangake piranti suplemen lampu manual (lampu cahya HPS lan dipimpin cahya sing dipotong kanthi gonjang-ganjing kanthi goyangake balung film cilik kanggo nggayuh tujuan mundur lan nyingkirake tali kabel. Tali kabel saka cahya sing tuwuh karo rodha tumpukan saka lift liwat pirang-pirang set sing mbalikke gembong, supaya bisa nggayuh pengaruh saka cahya sing tuwuh. Ing taun 2017, perusahaan sing kasebut ing ndhuwur dirancang lan ngembangake piranti suplemen mobile mobile anyar, sing bisa nyetel dhuwur suplemen lampu kanthi otomatis ing wektu nyata miturut kabutuhan wutah. Piranti pangaturan saiki wis diinstal ing Angkat Lampu Lampu 3 Lapisan Tipe Tiga Dimensi Telung Dimensi. Lapisan ndhuwur piranti yaiku level kanthi kahanan cahya sing paling apik, saéngga dilengkapi lampu sodium tekanan tinggi; Lapisan tengah lan lapisan ngisor dilengkapi lampu sing dipimpin sing dipimpin lan sistem pangaturan ngangkat. Iki bisa kanthi otomatis nyetel cahya sing dhuwur kanggo nyedhiyakake lingkungan sing cocog kanggo panen.

Dibandhingake karo piranti suplemen mobile sing cocog kanggo penanaman telung dimensi, Walanda wis ngembangake horisontal horisontal horisontal tuwuh piranti lampu sing cukup. Kanggo ngindhari pengaruh bayangan cahya kanggo tuwuhing tanduran ing srengenge, sistem cahya tuwuh bisa di-push menyang sisih loro krenjang ing arah horisontal, supaya srengenge wis kebak irradiated ing tanduran; Ing dina mendhung lan udan tanpa srengenge, push sistem cahya ing tengah kurungan kanggo nggawe sistem lampu sing tuwuh kanthi tanduran; Pindhah sistem cahya sing tuwuh kanthi horisontal liwat geser ing krenjang, supaya asring dibuwang lan ngilangi sistem pegawe, saéngga bisa nambah efisiensi karya.

Desain ide sistem cahya sing khas
It is not difficult to see from the design of the mobile lighting supplementary device that the design of the supplementary lighting system of the plant factory usually takes the light intensity, light quality and photoperiod parameters of different crop growth periods as the core content of the design , ngandelake sistem kontrol cerdas kanggo ngetrapake, entuk target utama nyimpen energi lan ngasilake dhuwur.

Saiki, desain lan konstruksi lampu tambahan kanggo sayuran ijo wis mboko sithik. Contone, sayuran ijo bisa dipérang dadi papat tahap: Tahap seedling, pertengahan pertumbuhan, telat-wutah, lan tahapan pungkasan; Sayuran-sayuran bisa dipérang dadi tahap seedling, tahap wutah vegetatif, tahap ngembang, lan panen panen. Saka sifat intensitas cahya suplemen, intensitas cahya ing tahap seedling kudu rada murah, ing 60 ~ 200 ~ · s), banjur mundhak kanthi bertahap. Sayuran godhong bisa nganti nganti 100 ~ 200 ~ 200 ~ · s), lan sayuran buah, lan sayuran buah bisa tekan 300 ~ 500 μmol / (M² · s) kanggo njamin kabutuhan rembagan ing saben wutah ngasilake dhuwur; Ing babagan kualitas cahya, rasio abang nganti biru penting banget. Supaya bisa nambah kualitas tunas lan nyegah tuwuh gedhe ing tahap seedling, rasio Abang nganti biru umume disetel ing tingkat sing kurang [(1 ~ 2): 1], lan banjur mboko sithik bisa nyukupi kabutuhan tanduran morfologi entheng. Rasio Abang nganti biru kanggo sayuran sing godhonge bisa disetel kanggo (3 ~ 6): 1. Kanggo Photoperiod, padha karo intensitas cahya, mesthine bakal nambah tren nambah kanthi ekstensi wektu wutah, saengga sayuran godhonge duwe fotosintesis. Desain suplemen cahya lan sayuran bakal luwih rumit. Saliyane undang-undang dhasar ing ndhuwur, kita kudu fokus ing setelan Photoperiod sajrone wektu ngembang, lan ngembang lan ngembang sayuran kudu dipromosikake, supaya ora backfire.

Sampeyan kudu nyebutake manawa formula cahya kasebut kudu kalebu perawatan pungkasan kanggo setelan lingkungan cahya. Contone, supplementasi cahya sing terus-terusan bisa nambah asil lan kualitas tunas sayur-sayuran hidroponik, utawa gunakake UV perawatan kanthi signifikan lan sayuran wungu (utamane godhong wungu) kualitas nutrisi.

Saliyane ngoptimalake suplemen lampu kanggo tanduran sing dipilih, sistem kontrol sumber cahya sawetara pabrik tanduran sing entheng uga wis maju ing taun-taun kepungkur. Sistem kontrol iki umume adhedhasar struktur B / S. Kontrol remot lan kontrol faktor lingkungan kayata suhu, asor, entheng, lan cO2 konsentrasi tuwuh kanthi wifi, lan ing wektu sing padha, cara produksi sing ora diwatesi. Sistem cahya tambahan cerdas kaya iki nggunakake lampu Tanduran sing dipimpin minangka sumber cahya tambahan, digabungake karo kabutuhan penanaman gelombang cerdas, bisa uga cocog kanggo nemu permintaan pasar sing bisa dikendhaleni, lan bisa ketemu permintaan pasar Waca rangkeng-.

Pitunjuk kesepakatan
Pabrik tanduran dianggep minangka cara sing penting kanggo ngatasi sumber daya, pedunung lan masalah lingkungan ing abad kaping-21, lan cara sing penting kanggo nggayuh kabutuhan awak ing proyek teknologi tinggi. Minangka jinis produksi pertanian pertanian, pabrik tanduran isih ana ing tahap belajar lan pertumbuhan, lan luwih akeh perhatian lan riset dibutuhake. Artikel iki nggambarake karakteristik lan kaluwihan saka cara lampu tambahan sing umum ing pabrik tanduran, lan ngenalake ide desain tambahan sistem penjual suplemen tambahan. Ora angel ditemokake perbandingan, supaya bisa ngrampungake cahya sing abot amarga tanduran sing abot banget, lan njamin peralatan sumber sing dhuwur lan stabil banget tren.

Arah pembangunan masa depan saka pabrik tanduran kudu fokus ing sensor murah sing murah, murah, sistem piranti lampu lampu spektrum sing ora bisa diatur lan sistem kontrol pakar. Ing wektu sing padha, pabrik tanduran mbesuk bakal terus berkembang menyang biaya murah, cerdas, lan awake dhewe adaptif. Panggunaan lan popialisasi sing mimpin sumber cahya nyedhiyakake jaminan kanggo kontrol lingkungan tanduran sing dhuwur kanggo pabrik tanduran sing dhuwur. Peraturan lingkungan LED minangka proses sing kompleks sing nglibatake kanthi lengkap babagan kualitas cahya, intensitas cahya, lan photoperiod. Ahli sing relevan lan sarjana kudu nindakake riset ing jero, promosi lampu tambahan sing dipimpin ing pabrik tanduran sing entheng.