Iluminarea corespunzătoare a plantelor
Sortiment de lămpi pentru instalații de iluminat
Unitățile de iradiere pentru plante superioare utilizate în sere și plante cu efect de seră, cu o creștere accelerată a unor noi soiuri de culturi și valoarea de reproducere a centrelor de creștere a semințelor, precum și studii teoretice în domeniul fiziologiei plantelor, biofizică, genetica. În tabel. 1 prezintă principalele domenii de aplicare a radiației optice (OI) în creșterea plantelor.
În cultura ușoară, energia IO, împreună cu alimentația, dioxidul de carbon, umiditatea și temperatura aerului, este cel mai important factor care afectează creșterea și dezvoltarea plantelor. Cele mai importante sunt cele patru caracteristici principale ale radiației: compoziția spectrală, iradierea, durata iradierii zilnice (photoperiod) și structura spațială a câmpului luminos.
Tabelul 1. Principalele aplicații ale OI în producția vegetală
Tipuri de unități fotografice, structuri în cultura ușoară a plantelor
Sere și alte facilități de producție
- Fotosinteza (iradiere suplimentară)
- Fotoperiodism (reglarea duratei orelor de zi)
- Iradiere în absența luminii naturale
- Iradierea algelor unicelulare
Fitotroni, camere de selecție, rafturi și alte instalații de cercetare
- Cercetări selectivo-genetice
- Studii fiziologice
- Studii fitopatologice
- Investigațiile fotomutagenesisului
- Fotoreglarea metabolismului
- Iradierea culturilor de țesuturi
- Iradierea semințelor, fructelor
- Iradierea plantelor în sisteme ecologice închise
- Plante fotovoltaice
Conform ideilor moderne, gama de radiații optice, care în plante are o valoare de bază a reglabilității substratului, este în intervalul 280-750 nm. În cadrul acestor limite, intervalele spectrale sunt identificate cu următoarele caracteristici fiziologice:
280-320 nm - are, de regulă, un efect dăunător asupra creșterii și dezvoltării plantelor;
320-400 nm - joacă un rol de reglementare în dezvoltarea plantelor, deci este recomandabil prezența acestei radiații în cantități mici (câteva procente) într-un flux radiant general;
400-500 nm ("albastru") - are atât efecte substrat cât și efecte de reglementare, ar trebui să facă parte din spectrul de radiații fotosintetic active (FAP) pentru plantele în creștere;
500-600 nm ("verde") - nu este absolut necesar pentru a asigura fotosinteza plantelor, dar datorită puterii sale puternice de penetrare este utilă pentru fotosinteza frunzelor optice și plantarea densă a plantelor;
600-700 nm ("roșu") - are un efect pronunțat de substrat și de reglementare. Trebuie să facă parte din radiația totală pentru a asigura o fotosinteză ridicată. Dar lumina roșie monocromatică (omogenă) poate duce la creșterea și dezvoltarea anormală și, în unele cazuri, la moartea anumitor specii de plante;
700-750 nm ("mult roșu") - are o acțiune de reglementare pronunțată. În cantități mici (câteva procente) trebuie să facă parte din radiația totală;
mai mult de 1000 nm - doar efectul termic, care este luat în considerare la proiectarea AMS.
Evaluarea fotofotometrică a radiației se bazează fie pe o energie, fie pe un sistem eficient de valori care estimează radiația utilizând o funcție selectivă a eficienței fotosintetice (a se vedea figura 1). Acesta din urmă are o serie de avantaje inerente sistemelor cu valoare efectivă, dar valoarea sa practică pentru cultura ușoară reduce în mod semnificativ absența în unele cazuri a unei corelații directe între intensitatea fotosintezei și productivitatea plantelor.
Sistemul de evaluare a energiei atribuie o acțiune echivalentă radiației oricărui interval spectral din regiunea spectrală a matricei fazate de la 380 la 710 nm.
Acest sistem de evaluare este aproape de faptul că lumina soarelui "alb" este cea mai bună pentru plante, deoarece dezvoltarea filogenetică a plantelor a avut loc cu ea. Distribuția energiei în radiația solară, care este aproape de distribuția energiei, este cel mai probabil recunoscută ca cea mai universală pentru aprovizionarea cu energie a diferitelor specii de plante. Cu toate acestea, principiul universalizării nu corespunde principiului eficienței maxime și, prin urmare, lumina "albă" nu este recunoscută ca fiind cea mai eficientă în compoziția sa spectrală pentru a asigura cea mai mare activitate de producție a oricărei plante.
Fig. 1. Curbele spectrale relative ale efectului radiației optice asupra plantelor:
a-absorbția fotoreceptorilor de plante;
b - absorbția fotopigmentului cu undă scurtă;
c - absorbția formei roșii de fotochrom;
d - absorbția formei extrem de roșii de fotochromic;
e - eficiența fotosintezei plantelor
În ceea ce privește influența radiației infraroșii (IR) asupra formării culturilor, un număr de experimente ne permit să vorbim despre rolul nesemnificativ al IR în regiunea lungimii de undă (750-1200 nm) datorită absorbției slabe a acestora de către țesuturile de apă și plante. Pentru λ> 1200 nm, situația este mai complicată și trebuie clarificată. Cu toate acestea, în radiația generală a instalațiilor de iluminare irradiativă utilizate în sere, se pare că este recomandabil să se respecte raportul FAS / IR la un nivel apropiat de 1: 1. Sursele de IO, care găsesc o aplicație diferită în cultura de lumină a plantelor, sunt prezentate în Tabelul. 2 și fila. 3.
Tabelul 2. Surse de radiații pentru fotocultură a plantelor
Fig. 2. Spectrul lămpilor fluorescente pentru iradierea plantelor.
Lămpile fluorescente sau așa cum sunt ele denumite și lămpile au găsit cerere de răsaduri de iradiere a plantelor pe rafturi și tăvi și camere în cutii, precum și pentru tot mai mare de răsaduri sau plante cu flori în sere și birouri acasă, acvarii folosind plante acvatice. Ei au o eficiență FAD de până la 28%, sunt ieftine, durabile, disponibile; dar acestea sunt caracterizate de o concentrație scăzută de putere, care nu permite crearea unor niveluri ridicate de iradiere în instalație. fosforescente speciale utilizate pentru îmbunătățirea eficienței acestor lămpi (vezi. fig. 2) extinde semnificativ gama de utilizare pentru lămpi răsad.
O cerere semnificativă de reproducere comerciale și sere au primit lampa speciala de mercur de înaltă presiune cu un croma ajustat elipsoidală în balon, suprafața internă a părții superioare a jumătate (a capacului) din care este acoperit cu o fosfor luminiscență predominant roșu. Instrumente și poziția verticală a lămpii (iluminare pentru suprafață orizontală de iradiere a plantelor) pentru suprafața de iradiere orizontală și verticală. Demnitatea lor este o concentrație ridicată de putere, o durată de viață ridicată și un cost redus. Principalul dezavantaj al lămpilor - radiații a crescut în zona apropiată de ultraviolete a spectrului și eficiența scăzută a PAR. În serele moderne, aceste lămpi sunt înlocuite de NLWI și IPF.
Lămpile cu tub Xenon tip DKsTL, datorită puterii mari, asigură o iradiere ridicată a matricei fazate. Demnitatea acestor lămpi este puritatea lor ecologică, iar neajunsurile sunt timpul mediu de ardere scăzut (mai puțin de 1000 de ore), dimensiunile mari, precum și o mică valoare a eficienței matricei fazate
12%). În sere, aceste lămpi sunt rareori utilizate.
Lămpile de sodiu de înaltă presiune și IPF au cea mai mare eficiență a rețelelor fazate, o durată de viață extinsă, un spectru favorabil, ceea ce le oferă o gamă largă de utilizări în cultura plantelor. Eficiența lămpilor de sodiu pe etape atinge
(25-35)%. Datorită acestui parametru, precum și a duratei medii mari a arderii, NLDPE-urile au fost utilizate pe scară largă în sere, în special în perioada de radiație insuficientă (naturală). Principalul dezavantaj al lămpilor de sodiu este radiația mică în partea albastră a spectrului, care nu depășește 8%.
Lămpile cu halogenuri metalice nu prezintă acest dezavantaj. Astfel, în Fig. 3 prezintă distribuția spectrală a radiației MHF cu iodurile Sc și Na. Spectrul arată sodiu emisie (partea galben-portocaliu a spectrului), scandiu (albastru, roșu) și mercur (albastru, verde și galben). O gamă largă de radiație IPF ajustare aditivi glowing PAR eficiență ridicată (25-30%), gama de putere mare (de la 250 W până la 3,5-4 kW) corespunzătoare se poate utiliza în mod eficient la cultivarea pe scară largă de legume, flori și alte produse agricole ca lămpi pentru puieți. precum și în selecția și studiile genetice.
Fig. 3. Radiația MGL cu iodură de sodiu, scandiu (P = 1000 W).
Primele iradiatoare pentru lampa de sămânță au fost articularea lămpii reflectorului de descărcare de pe balast. Un astfel de iradiator, care posedă o curbă difuză de rezistență la radiații, a oferit o iradiere uniformă a răsadurilor. Uneori, pentru a proteja lampa de picături de proiectare a viziera acestor furaje suplimentate, și având în vedere că până la 30% din fluxul de radiație a lămpilor reflector intră în emisfera superioară și rateaza pentru răsaduri, este recomandabil să se facă un reflector cu un unghi de acoperire de cel puțin 180 °.
Pentru reglarea artificială a luminii de zi și controlul procesului de înflorire sunt utilizate cel mai adesea lămpi cu oglindă incandescente sau lămpi fluorescente compacte.
Una dintre opțiunile de rezolvare a redistribuirii spațiale a fluxului de lămpi pentru răsaduri este complexul extins de iradiere. În aceste instalații de iradiere, lămpile sunt amplasate de-a lungul unui sistem optic format dintr-un set de reflectoare rotative extinse care asigură direcția fluxului radiant al lămpilor pe suprafața iradiată a plantelor. Aceste complexe permit iradierea suplimentară a plantelor, încălzirea geamurilor superioare ale serelor în timpul iernii, precum și umbrirea parțială cu iradieri în exces.
În tabel. 4 prezintă nivelele de expunere preferate pentru un număr de culturi atunci când sunt cultivate fără utilizarea luminii naturale.
Tabelul 4. Nivelurile preferate de iradiere cu culturi de lumină intensă
* În regiunea ultravioletă a spectrului (300-400 nm), se recomandă o iradiere de nu mai mult de 4% EFAR, în regiunea IR: la 0,7-1,2 μm, nu mai mult de 100-120% EFAR; la 1,2-3 μm mai puțin de 25% din EFAR; la 3-40 μm mai puțin de 25% din EFAR.
Informațiile furnizate în acest tabel pot fi utilizate în proiectarea camerelor climatice artificiale.
Reglementarea duratei unei zile ușoare (fotoperiodismul) joacă un rol deosebit de important în floricultură. În tabel. 5 oferă câteva informații privind reglarea caracteristicilor luminoase ale clădirilor atunci când cresc un număr de culturi de flori.
Tabel. 5. Condiții pentru iradierea diferitelor tipuri de culturi de flori
Iradierea, mW / m2 (PHA)
Perioada anuală de iradiere
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: