Se efectuează un studiu comparativ al caracteristicilor morfofiziologice ale creșterii și dezvoltării plantelor într-un dispozitiv cu iluminare uniformă din surse semiconductoare de lumină roșie (fitotron). Este prezentată accelerarea creșterii culturilor vegetale sub influența iluminării prin lumină roșie.
La începutul secolului XX sa observat un efect favorabil al iluminatului artificial asupra creșterii plantelor. Experimentele efectuate pe Pământ și în spațiu, la începutul anilor '80 ai secolului trecut au arătat că plantele sub iluminare cu lungime de undă lungă flux de energie lumina roșie Fe = 3 x 10 -2 W mărește intensitatea creșterii lor în comparație cu creșterea în lumina zilei [1 ]. Nivelul instabil al luminii naturale în perioadele de toamnă și de iarnă limitează dezvoltarea păsărilor, a animalelor și creșterea culturilor legumicole, ceea ce reduce în mod natural productivitatea acestora.
Se știe că, la o iluminare scăzută, acțiunea fotoregulatoare a luminii este cel mai eficient manifestată, energia căreia este folosită în primul rând pentru a comuta căile metabolice care încep să funcționeze cu un câștig mare. Iluminarea culturilor de legume într-o anumită regiune a spectrului face posibilă creșterea substanțială a randamentului lor. În tehnologia de iluminare, există tehnici de intensitate mare și de intensitate redusă, în care nu există încălzire a obiectelor prelucrate. Pentru a minimiza costurile cu energia, este extrem de important să cunoaștem aspectele legate de interacțiunea radiației cu obiectul. Este interesant de remarcat excitarea coerentă și incoerentă de la un sistem de mai multe surse de putere redusă.
În prezent, proprietățile unui bioobiect ca receptor al luminii solare (radiații electromagnetice) sunt descrise în detaliu la nivel atomic-molecular, atât în reviste și monografii științifice populare, cât și în științe serioase [2-4]. Cele mai importante componente ale aparatului fotosintetic sunt: antena de recoltare a luminii, centrul de reacție fotochimică și lanțul de transport al electronilor. O metodă interesantă propusă de Z.G. Fetisova și apoi confirmată experimental metoda de modelare matematică a principiului optimizării structurilor de colectare a luminii care funcționează ca un exemplu al capacității celulelor de a rezolva cooperativ problemele existenței lor. Este necesar să se propună o abordare pentru găsirea compozițiilor optime de iradiere optimă pentru structura unei plante ca un obiect biologic complex cu geometrie variabilă în timp și spațială, dar care funcționează constant de-a lungul locației.
Scopul acestei lucrări a fost de a studia impactul instalației de iluminat suplimentare cu LED-uri de lumină roșie de pe dispozitiv, asigură o iluminare uniformă (fitotron), un studiu comparativ de caracteristici morfologice și fiziologice ale creșterii plantelor și de dezvoltare în fitotron și de a folosi rezultatele în sere.
Complexul dezvoltat pentru iluminarea culturilor de legume este proiectat pentru a asigura o reglare a compoziției spectrale și a intensității iluminării suplimentare a culturilor legumicole cultivate în condiții de seră. În prezent, este posibil să se obțină lumină din diferite regiuni spectrale folosind dispozitive semiconductoare [5], care dau un fascicul aproape monocromatic într-o anumită bandă spectrală. Pentru cultivarea plantelor, dispozitivele cu lumină roșie sunt importante și interesante. Sunt utilizate surse semiconductoare de lumină roșie cu o lungime de undă de 660 ± 15 nm, care mărește intensitatea fotosintezei și reglează activitatea sistemului fitochromic în condiții industriale și de laborator [6, 7]. Este necesar să se asigure crearea unor echipamente electrice eficiente de joasă tensiune, sub forma unor sisteme de iluminare cu iluminare multiplă, de o nouă generație. O evaluare comparativă a metodelor existente este prezentată în tabelul. 1.
Sistemele constau din module menite să rezolve problemele de iluminare suplimentară independentă și conectabil în diagrama de flux în funcție de necesitatea aplicării acestora (parametrii și cerințele pentru zona de proces iluminare suplimentară și t. P. expunere).
Tabelul 1. Compararea metodelor existente de iluminare a plantelor
principal
tehnic
caracteristicile
sistem
KOP2-001-UHHL4
"Svetotron"
instalare
OT-400 MI-045.U5
Pentru casa (de laborator) condiții implică efectuarea unei mici și, prin urmare, relativ ieftine secțiuni fitotron cu dimensiuni transversale de aproximativ 25,54 cm 2. Acest dispozitiv va fi secțiunea de bază, a cărui construcție va permite îmbinarea numărului dorit de secțiuni pentru a crea zona de mare phytotron iluminat suplimentară necesară condițiile de producție. Pentru reglarea fluxului luminos - în special în condiții industriale - complexul de iluminare din spate cu LED-uri este livrat împreună cu o unitate electronică de alimentare și control. Pentru aplicațiile interne (de exemplu, răsadurile în creștere la domiciliu) se propune utilizarea unei surse de alimentare specializate.
În comparație cu cele existente, plantele propuse au următoarele avantaje:- Asigurați iluminarea continuă complexă și pe termen lung;
- sunt capabili să lucreze în modul de control al procesului tehnologic de iluminare (reglarea intensității și a spectrului de iradiere);
- au un design modular;
- nu necesită monitorizarea constantă a regimului luminii de fundal;
- au o intensitate energetică scăzută (un modul luminos de iradiere consumă aproximativ 6 W);
- au dimensiuni masive compacte la o productivitate relativ mare;
- diferă mobilitatea, plasată pe o suspensie ușoară;
- Montat rapid datorită modulelor independente din punct de vedere funcțional;
- nu necesită pregătirea preliminară de proiectare a zonei pentru plasare.
Schema fitotronică utilizată în calcule este prezentată în Fig. 1. Sursele semiconductoare de lumină roșie (lungime de undă 660 nm) fixate pe suprafața solului turnat în "coș" sunt fixate pe capac, fluxurile Ф1, Ф2 și Ф3. Iluminarea suprafeței sau a plantelor poate fi schimbată prin intermediul unor brațe telescopice, crescând sau scăzând înălțimea surselor de lumină în raport cu nivelul suprafeței "coșului".
Fig. 1. Schema de calculare a fitotronului: 1 - acoperire; 2 - brațe telescopice; 3 - "coș"
Pentru a obține un efect pozitiv fluxul de energie este suficientă Fe = 3? W 10-2 care corespunde fluxului luminos F = 1,53 lm, astfel încât suprafața solului în „coșul“ doresc să creeze iluminarii E = 1.53 lm / m2. Pentru determinarea parametrilor și a numărului de surse de lumină semiconductoare a fost utilizată o metodă punctuală. Spațială iluminare în fiecare zonă a fluxului de lumină de la o sursă de lumină care este la un unghi. la perpendicular pe suprafața solului este determinată de expresie
E = (I × cos # 945;) / l 2.
unde I este intensitatea luminii sursă la un unghi # 945; l - înălțimea sursei deasupra nivelului solului din "coș".
Distanța dintre sursele luminoase adiacente este determinată de starea de uniformitate a iluminării suprafeței de la două surse luminoase adiacente. Zona extremă este scoasă din "coș". Dimensiunile acceptate: lățimea coșului este de 25 cm, lungimea este de 54 cm, înălțimea surselor de lumină este de 25 cm.
În programul MathCad, se compilează un model de calcul fitotron care permite optimizarea parametrilor. Rezultatele au fost analizate pentru fiabilitate și au fost comparate cu rezultatele obținute cu programul de calcul al nivelului de iluminare al Dialux.
Calculul pentru o astfel de phytotron arată că, pentru a crea iradiantă necesară (fluxul de energie) necesare 18 de surse de lumină semiconductoare de lumină roșie, cu o forță axială de cel puțin 0,25 Kd și unghiul total de divergență a fasciculului de lumină nu este mai mică de 40 °. Sursele de lumină sunt situate echidistant la o înălțime de 25 cm față de suprafața solului din "coș".
Tabelul 2. Efectul luminii din sursele semiconductoare (roșu, 660 ± 15 nm) asupra caracteristicilor morfometrice ale plantelor de castravete de 12 zile
Numărul de frunze,
buc
Înălțimea plantei,
vedea
Zonă de asimilare
suprafață, cm2
Astfel, în timpul căderii intensității luminii naturale (toamna-iarnă) sau sub iluminare artificială, plantarea plantelor cu lumină roșie cu intensitate redusă, utilizând surse de lumină semiconductoare, este favorabilă dezvoltării și dezvoltării plantelor.
- Studiile efectuate arată că modificările morfologice sunt vizibile numai atunci când întreaga plantă este iradiată. Acest lucru confirmă natura bioinformațională a impactului scăzut, non-termic asupra obiectului, ca sistem complex de auto-organizare.
- Astfel, în timpul căderii intensității luminii naturale (toamna-iarnă) sau sub iluminare artificială, plantarea plantelor cu lumină roșie cu intensitate redusă, utilizând surse de lumină semiconductoare, este favorabilă dezvoltării și dezvoltării plantelor.
literatură
Alte articole pe această temă:
Dacă observați orice inexactități în articol (desene lipsă, tabele, informații nesigure, etc.), vă rugăm să ne anunțați. Furnizați un link către pagină și o descriere a problemei.
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: