Pambuka

Cahya nduweni peran penting ing proses pertumbuhan tanduran.Iku pupuk paling apik kanggo ningkataké panyerepan saka klorofil tanduran lan panyerepan saka macem-macem kuwalitas wutah tanduran kayata karoten.Nanging, faktor penentu sing nemtokake wutah tanduran minangka faktor sing komprehensif, ora mung ana hubungane karo cahya, nanging uga ora bisa dipisahake saka konfigurasi banyu, lemah lan pupuk, kondisi lingkungan pertumbuhan lan kontrol teknis sing komprehensif.

Ing rong utawa telung taun kepungkur, ana laporan tanpa telas babagan aplikasi teknologi lampu semikonduktor babagan pabrik tanduran telung dimensi utawa pertumbuhan tanduran.Nanging sawise maca kanthi ati-ati, mesthi ana rasa ora kepenak.Umumé, ora ana pangerten nyata babagan peran cahya sing kudu dimainake ing pertumbuhan tanduran.

Kaping pisanan, ayo dimangerteni spektrum srengéngé, kaya sing dituduhake ing Gambar 1. Bisa dideleng yen spektrum surya minangka spektrum sing terus-terusan, sing spektrum biru lan ijo luwih kuwat tinimbang spektrum abang, lan spektrum cahya sing katon ana ing antarane. 380 nganti 780 nm.Wutah organisme ing alam ana hubungane karo intensitas spektrum.Contone, umume tanduran ing wilayah cedhak khatulistiwa tuwuh kanthi cepet, lan ing wektu sing padha, ukuran wutahe relatif gedhe.Nanging intensitas panyinaran srengenge sing dhuwur ora mesthi luwih apik, lan ana tingkat selektivitas tartamtu kanggo tuwuhing kewan lan tanduran.

Gambar 1, Karakteristik spektrum surya lan spektrum cahya sing katon

Kapindho, diagram spektrum kapindho saka sawetara unsur panyerepan utama saka wutah tanduran ditampilake ing Gambar 2.

Gambar 2, Spektrum serapan saka sawetara auksin ing wutah tanduran

Saged dipuntingali saking Gambar 2 bilih spektrum panyerapan cahya saking saperangan auksin kunci ingkang ndadosaken tuwuhipun tuwuhan beda-beda.Mulane, aplikasi saka lampu wutah tanduran LED ora prakara prasaja, nanging banget diangkah.Ing kene perlu kanggo ngenalake konsep saka rong unsur pertumbuhan tanduran fotosintetik sing paling penting.

• Klorofil

Klorofil minangka salah sawijining pigmen sing paling penting sing ana hubungane karo fotosintesis.Ana ing kabeh organisme sing bisa nggawe fotosintesis, kalebu tetanduran ijo, ganggang biru-ijo prokariotik (cyanobacteria) lan ganggang eukariotik.Klorofil nyerep energi saka cahya, sing banjur digunakake kanggo ngowahi karbon dioksida dadi karbohidrat.

Klorofil a utamané nyerep cahya abang, lan klorofil b utamané nyerep cahya biru-ungu, utamané kanggo mbédakaké tetanduran iyub-iyub saka tetanduran srengenge.Rasio klorofil b lan klorofil a tanduran teduh cilik, mula tanduran teduh bisa nggunakake cahya biru banget lan adaptasi kanggo tuwuh ing teduh.Klorofil a biru-ijo, lan klorofil b kuning-ijo.Ana rong panyerepan kuat klorofil a lan klorofil b, siji ing wilayah abang kanthi dawa gelombang 630-680 nm, lan liyane ing wilayah biru-violet kanthi dawa gelombang 400-460 nm.

• Karotenoid

Karotenoid minangka istilah umum kanggo kelas pigmen alam sing penting, sing umum ditemokake ing pigmen kuning, oranye-abang utawa abang ing kéwan, tetanduran sing luwih dhuwur, jamur, lan ganggang.Nganti saiki, luwih saka 600 karotenoid alami wis ditemokake.

Penyerapan cahya saka karotenoid kalebu sawetara OD303 ~ 505 nm, sing nyedhiyakake warna panganan lan mengaruhi asupan panganan ing awak.Ing ganggang, tanduran, lan mikroorganisme, warnane ditutupi klorofil lan ora bisa katon.Ing sel tanduran, karotenoid sing diasilake ora mung nyerep lan nransfer energi kanggo mbantu fotosintesis, nanging uga nduweni fungsi kanggo nglindhungi sel supaya ora dirusak dening molekul oksigen ikatan elektron tunggal.

Sawetara misunderstandings konsep

Preduli saka efek hemat energi, selektivitas cahya lan koordinasi cahya, cahya semikonduktor wis nuduhake kaluwihan gedhe.Nanging, saka pangembangan cepet saka rong taun kepungkur, kita uga wis katon akèh misunderstandings ing desain lan aplikasi cahya, kang utamané dibayangke ing aspèk ing ngisor iki.

①Anggere Kripik abang lan biru saka dawa gelombang tartamtu digabungake ing rasio tartamtu, padha bisa digunakake ing budidoyo tanduran, contone, rasio abang kanggo biru punika 4:1, 6:1, 9:1 lan supaya. ing.

②Anggere cahya putih, bisa ngganti cahya srengenge, kayata tabung cahya putih telu-utama sing digunakake ing Jepang, lan liya-liyane. ora apik minangka sumber cahya digawe dening LED.

③Anggere PPFD (kapadhetan fluks kuantum cahya), parameter penting saka katerangan, tekan indeks tartamtu, contone, PPFD luwih saka 200 μmol·m-2·s-1.Nanging, nalika nggunakake indikator iki, sampeyan kudu menehi perhatian apa iku tanduran teduh utawa tanduran srengenge.Sampeyan kudu takon utawa nemokake titik jenuh kompensasi cahya saka tanduran kasebut, sing uga disebut titik kompensasi cahya.Ing aplikasi nyata, tunas asring diobong utawa layu.Mulane, desain parameter iki kudu dirancang miturut spesies tanduran, lingkungan wutah lan kahanan.

Babagan aspek pisanan, kaya sing ditepungi ing introduksi, spektrum sing dibutuhake kanggo tuwuh tanduran kudu dadi spektrum sing terus-terusan kanthi jembar distribusi tartamtu.Iku temenan cecek nggunakake sumber cahya digawe saka loro Kripik dawa gelombang tartamtu saka abang lan biru karo spektrum banget panah (minangka ditampilake ing Figure 3 (a)).Ing eksperimen, ditemokake yen tetuwuhan cenderung dadi kuning, godhonge entheng banget, lan batang godhong tipis banget.

Kanggo tabung neon kanthi telung werna utami sing umum digunakake ing taun-taun sadurunge, sanajan putih disintesis, spektrum abang, ijo, lan biru dipisahake (kaya sing ditampilake ing Gambar 3(b)), lan jembar spektrum sing sempit banget.Intensitas spektral saka bagean terus-terusan ing ngisor iki relatif lemah, lan daya isih relatif gedhe dibandhingake karo LED, 1,5 nganti 3 kaping konsumsi energi.Mulane, efek panggunaan ora apik kaya lampu LED.

Gambar 3, Lampu tanduran LED chip abang lan biru lan spektrum lampu neon telung warna utama

PPFD minangka kapadhetan fluks kuantum cahya, sing nuduhake kerapatan fluks cahya radiasi efektif saka cahya ing fotosintesis, sing nggambarake jumlah total kedadeyan kuanta cahya ing batang godhong tanduran ing sawetara dawa gelombang 400 nganti 700 nm saben unit wektu lan area unit. .Unit kasebut yaiku μE·m-2·s-1 (μmol·m-2·s-1).Radiasi aktif fotosintesis (PAR) nuduhake radiasi surya total kanthi dawa gelombang antara 400 nganti 700 nm.Bisa digambarake kanthi quanta cahya utawa energi radiant.

Ing jaman biyen, intensitas cahya sing dibayangke dening illuminometer yaiku padhang, nanging spektrum wutah tanduran owah amarga dhuwure lampu saka tanduran, jangkoan cahya lan apa cahya bisa ngliwati godhong.Mulane, ora akurat nggunakake par minangka indikator intensitas cahya ing studi fotosintesis.

Umume, mekanisme fotosintesis bisa diwiwiti nalika PPFD tanduran sing seneng srengenge luwih gedhe tinimbang 50 μmol·m-2·s-1, dene PPFD tanduran teduh mung butuh 20 μmol·m-2·s-1. .Mula, nalika tuku lampu tuwuh LED, sampeyan bisa milih jumlah lampu tuwuh LED adhedhasar nilai referensi iki lan jinis tanduran sing ditandur.Contone, yen PPFD saka siji LED lght 20 μmol·m-2·s-1, luwih saka 3 bolam tanduran LED dibutuhake kanggo tuwuh tetanduran tresna srengenge.

Sawetara solusi desain lampu semikonduktor

Lampu semikonduktor digunakake kanggo tuwuh utawa tanduran tanduran, lan ana rong cara referensi dhasar.

• Saiki, model tanduran njero ruangan panas banget ing China.Model iki nduweni sawetara ciri:

①Peran lampu LED yaiku nyedhiyakake spektrum lengkap cahya tanduran, lan sistem cahya dibutuhake kanggo nyedhiyakake kabeh energi cahya, lan biaya produksi relatif dhuwur;
②Desain lampu tuwuh LED kudu nimbang kesinambungan lan integritas spektrum;
③Perlu ngontrol wektu cahya lan intensitas cahya kanthi efektif, kayata ninggalake tanduran sawetara jam, intensitas iradiasi ora cukup utawa kuwat banget, lsp;
④Kabeh proses kudu niru kahanan sing dibutuhake dening lingkungan pertumbuhan optimal nyata tanduran ing njaba, kayata kelembapan, suhu lan konsentrasi CO2.

• Mode tanduran ruangan kanthi dhasar tanduran omah kaca ruangan sing apik.Karakteristik model iki yaiku:

①Peran lampu LED kanggo nambah cahya.Salah sijine yaiku ningkatake intensitas cahya ing wilayah biru lan abang ing sangisore sinar srengenge ing wayah awan kanggo ningkatake fotosintesis tetanduran, lan liyane yaiku kanggo ngimbangi yen ora ana sinar srengenge ing wayah wengi kanggo ningkatake tingkat pertumbuhan tanduran.
②Cahaya tambahan kudu nimbang ing tahap pertumbuhan tanduran, kayata periode seedling utawa periode ngembang lan fruiting.

Mula, desain lampu tanduran LED kudu duwe rong mode desain dhasar, yaiku, lampu 24 jam (ing njero ruangan) lan lampu tambahan tanduran (ing njaba ruangan).Kanggo budidaya tanduran njero ruangan, desain LED tuwuh lampu kudu nimbang telung aspèk, minangka ditampilake ing Figure 4. Iku ora bisa kanggo paket Kripik karo telung werna utami ing proporsi tartamtu.

Gambar 4, Gagasan desain nggunakake lampu booster tanduran LED njero ruangan kanggo lampu 24 jam

Contone, kanggo spektrum ing tahap nursery, considering sing perlu kanggo ngiyataken wutah saka werna lan stems, nguatake cabang saka godhong, lan sumber cahya digunakake ing jero ruangan, spektrum bisa dirancang minangka ditampilake ing Gambar 5.

Gambar 5, Struktur spektral sing cocog kanggo periode nursery njero ruangan LED

Kanggo desain saka jinis liya saka LED tuwuh cahya, iku utamané ngarahke ing solusi desain supplementing cahya kanggo ningkataké tanduran ing dasar omah kaca ruangan.Ide desain ditampilake ing Gambar 6.

Gambar 6, Ide desain lampu tuwuh ruangan 

Penulis nyaranake manawa luwih akeh perusahaan tanduran nggunakake pilihan kapindho nggunakake lampu LED kanggo ningkatake pertumbuhan tanduran.

Kaping pisanan, budidaya omah kaca ruangan ing China duwe pirang-pirang dekade lan pengalaman sing akeh, ing sisih kidul lan sisih lor.Nduwe dhasar teknologi budidaya omah kaca sing apik lan nyedhiyakake akeh woh-wohan lan sayuran seger ing pasar kanggo kutha-kutha ing saubengé.Utamane ing lapangan lemah lan banyu lan tanduran pupuk, asil riset sing sugih wis digawe.

Kapindho, solusi cahya tambahan iki bisa nyuda konsumsi energi sing ora perlu, lan ing wektu sing padha bisa nambah asil woh-wohan lan sayuran kanthi efektif.Kajaba iku, wilayah geografis China sing akeh banget trep kanggo promosi.

Minangka riset ilmiah babagan lampu tanduran LED, uga nyedhiyakake basis eksperimen sing luwih akeh.Gambar 7 minangka jinis lampu tuwuh LED sing dikembangake dening tim riset iki, sing cocog kanggo tuwuh ing omah kaca, lan spektrum kasebut ditampilake ing Gambar 8.

Gambar 7, Sejenis LED grow light

Gambar 8, spektrum saka jinis LED tuwuh cahya

Miturut gagasan desain ing ndhuwur, tim riset nindakake seri eksperimen, lan asil eksperimen banget signifikan.Contone, kanggo tuwuh cahya sajrone nursery, lampu asli sing digunakake yaiku lampu neon kanthi daya 32 W lan siklus nursery 40 dina.Kita nyedhiyakake lampu LED 12 W, sing nyepetake siklus seedling nganti 30 dina, kanthi efektif nyuda pengaruh suhu lampu ing bengkel seedling, lan ngirit konsumsi daya AC.Kekandelan, dawa lan werna saka tunas luwih apik tinimbang solusi raising seedling asli.Kanggo tunas sayuran umum, kesimpulan verifikasi sing apik uga wis dipikolehi, sing diringkes ing tabel ing ngisor iki.

Ing antarane, klompok cahya tambahan PPFD: 70-80 μmol·m-2·s-1, lan rasio abang-biru: 0.6-0.7.Kisaran nilai PPFD awan klompok alam yaiku 40 ~ 800 μmol·m-2·s-1, lan rasio abang nganti biru yaiku 0,6 ~ 1,2.Bisa dideleng yen indikator ing ndhuwur luwih apik tinimbang tunas sing ditanam sacara alami.

Kesimpulan

Artikel iki pirso pembangunan paling anyar ing aplikasi saka LED tuwuh lampu ing budidoyo tanduran, lan nuduhake sawetara misunderstandings ing aplikasi saka LED tuwuh cahya ing budidoyo tanduran.Pungkasan, ide lan skema teknis kanggo pangembangan lampu tuwuh LED sing digunakake kanggo budidaya tanduran dikenalake.Sampeyan kudu nyatet sing ana uga sawetara faktor sing kudu dianggep ing instalasi lan nggunakake cahya, kayata jarak antarane cahya lan tanduran, sawetara iradiasi saka lampu, lan carane aplikasi cahya karo. banyu normal, pupuk, lan lemah.

Pengarang: Yi Wang et al.Sumber: CNKI