[Աբստրակտ] Մեծ թվով փորձարարական տվյալների հիման վրա, այս հոդվածը քննարկում է գործարանային գործարաններում լույսի որակի ընտրության հետ կապված մի քանի կարևոր հարցեր, ներառյալ լույսի աղբյուրների ընտրությունը, կարմիր, կապույտ և դեղին լույսի ազդեցությունը և սպեկտրալ միջակայքերի ընտրությունը՝ գործարանային գործարաններում լույսի որակի վերաբերյալ պատկերացում կազմելու համար: Համապատասխանեցման ռազմավարության որոշումը տալիս է որոշ գործնական լուծումներ, որոնք կարող են օգտագործվել որպես հղում:
Լույսի աղբյուրի ընտրություն

Գործարանային գործարանները սովորաբար օգտագործում են LED լամպեր: Դա պայմանավորված է նրանով, որ LED լամպերն ունեն բարձր լուսային արդյունավետության, ցածր էներգիայի սպառման, ջերմության առաջացման ցածր մակարդակի, երկարակեցության և կարգավորվող լույսի ինտենսիվության ու սպեկտրի բնութագրեր, որոնք կարող են ոչ միայն բավարարել բույսերի աճի և արդյունավետ նյութական կուտակման պահանջները, այլև խնայել էներգիա, նվազեցնել ջերմության առաջացումը և էլեկտրաէներգիայի ծախսերը: LED աճեցման լամպերը կարելի է բաժանել ընդհանուր նշանակության միաչիպ լայն սպեկտրի LED լամպերի, գործարանի համար նախատեսված միաչիպ լայն սպեկտրի LED լամպերի և բազմաչիպ համակցված կարգավորվող սպեկտրի LED լամպերի: Վերջին երկու տեսակի գործարանի համար նախատեսված LED լամպերի գինը, որպես կանոն, ավելի քան 5 անգամ գերազանցում է սովորական LED լամպերի գինը, ուստի տարբեր լույսի աղբյուրներ պետք է ընտրվեն՝ կախված տարբեր նպատակներից: Մեծ գործարանների համար աճեցվող բույսերի տեսակները փոխվում են շուկայի պահանջարկի հետ մեկտեղ: Շինարարության ծախսերը կրճատելու և արտադրության արդյունավետության վրա էականորեն չազդելու համար հեղինակը խորհուրդ է տալիս որպես լուսավորության աղբյուր օգտագործել լայն սպեկտրի LED չիպեր ընդհանուր լուսավորության համար: Փոքր գործարանների համար, եթե բույսերի տեսակները համեմատաբար ֆիքսված են, բարձր արտադրական արդյունավետություն և որակ ստանալու համար՝ առանց շինարարության արժեքի էական բարձրացման, որպես լուսավորության աղբյուր կարող են օգտագործվել գործարանի համար նախատեսված կամ ընդհանուր լուսավորության համար նախատեսված լայն սպեկտրի LED չիպեր: Եթե ​​խոսքը լույսի ազդեցության ուսումնասիրման և արդյունավետ նյութերի կուտակման վրա է, որպեսզի ապագայում ապահովվի լույսի լավագույն բանաձևը մեծածավալ արտադրության համար, կարգավորվող սպեկտրային LED լամպերի բազմակի չիպային համադրությունը կարող է օգտագործվել լույսի ինտենսիվության, սպեկտրի և լույսի տևողության նման գործոնները փոխելու համար՝ յուրաքանչյուր բույսի համար լավագույն լույսի բանաձևը ստանալու համար, որը հիմք կհանդիսանա մեծածավալ արտադրության համար։

Կարմիր և կապույտ լույսը

Ինչ վերաբերում է կոնկրետ փորձարարական արդյունքներին, երբ կարմիր լույսի (R) պարունակությունը ավելի բարձր է, քան կապույտ լույսինը (B) (սալաթ R:B = 6:2 և 7:3; սպանախ R:B = 4:1; դդմի սածիլներ R:B = 7:3; վարունգի սածիլներ R:B = 7:3), փորձը ցույց տվեց, որ կենսազանգվածի պարունակությունը (ներառյալ բույսի վերգետնյա մասի բարձրությունը, առավելագույն տերևային մակերեսը, թարմ և չոր քաշը և այլն) ավելի բարձր էր, բայց բույսերի ցողունի տրամագիծը և ուժեղ սածիլների ինդեքսը ավելի մեծ էին, երբ կապույտ լույսի պարունակությունը ավելի բարձր էր, քան կարմիր լույսինը: Կենսաքիմիական ցուցանիշների համար կարմիր լույսի պարունակությունը կապույտ լույսից բարձր լինելը, ընդհանուր առմամբ, օգտակար է բույսերում լուծվող շաքարի պարունակության բարձրացման համար: Այնուամենայնիվ, բույսերում VC-ի, լուծվող սպիտակուցի, քլորոֆիլի և կարոտինոիդների կուտակման համար ավելի ձեռնտու է օգտագործել LED լուսավորություն՝ կարմիր լույսի համեմատ ավելի բարձր կապույտ լույսի պարունակությամբ, և մալոնդիալդեհիդի պարունակությունը նույնպես համեմատաբար ցածր է այս լուսավորության պայմաններում:

Քանի որ գործարանը հիմնականում օգտագործվում է տերևավոր բանջարեղենի մշակման կամ արդյունաբերական սածիլների աճեցման համար, վերը նշված արդյունքներից կարելի է եզրակացնել, որ բերքատվությունը բարձրացնելու և որակը հաշվի առնելու դեպքում, որպես լույսի աղբյուր նպատակահարմար է օգտագործել կապույտ լույսի համեմատ ավելի բարձր կարմիր լույսի պարունակությամբ LED չիպեր: Ավելի լավ հարաբերակցությունը R:B = 7:3 է: Ավելին, կարմիր և կապույտ լույսի նման հարաբերակցությունը հիմնականում կիրառելի է բոլոր տեսակի տերևավոր բանջարեղենի կամ սածիլների համար, և տարբեր բույսերի համար հատուկ պահանջներ չկան:

Կարմիր և կապույտ ալիքի երկարության ընտրություն՝ կարմիր և կապույտ ալիքի երկարության ընտրություն

Ֆոտոսինթեզի ընթացքում լույսի էներգիան հիմնականում կլանվում է քլորոֆիլ a-ի և քլորոֆիլ b-ի միջոցով: Ստորև բերված նկարը ցույց է տալիս քլորոֆիլ a-ի և քլորոֆիլ b-ի կլանման սպեկտրները, որտեղ կանաչ սպեկտրալ գիծը քլորոֆիլ a-ի կլանման սպեկտրն է, իսկ կապույտ սպեկտրալ գիծը՝ քլորոֆիլ b-ի կլանման սպեկտրը: Նկարից երևում է, որ և՛ քլորոֆիլ a-ն, և՛ քլորոֆիլ b-ն ունեն երկու կլանման գագաթնակետ՝ մեկը կապույտ լույսի տիրույթում, իսկ մյուսը՝ կարմիր լույսի տիրույթում: Սակայն քլորոֆիլ a-ի և քլորոֆիլ b-ի 2 կլանման գագաթնակետերը մի փոքր տարբեր են: Ավելի ճշգրիտ լինելու համար, քլորոֆիլ a-ի երկու գագաթնակետային ալիքի երկարությունները համապատասխանաբար 430 նմ և 662 նմ են, իսկ քլորոֆիլ b-ի երկու գագաթնակետային ալիքի երկարությունները համապատասխանաբար 453 նմ և 642 նմ են: Այս չորս ալիքի երկարությունների արժեքները չեն փոխվի տարբեր բույսերի մոտ, ուստի լույսի աղբյուրում կարմիր և կապույտ ալիքի երկարությունների ընտրությունը չի փոխվի տարբեր բույսերի տեսակների մոտ:

Քլորոֆիլ a-ի և քլորոֆիլ b-ի կլանման սպեկտրները

Գործարանի լույսի աղբյուր կարող է օգտագործվել լայն սպեկտրի սովորական LED լուսավորությունը, եթե կարմիր և կապույտ լույսը կարող են ծածկել քլորոֆիլ a-ի և քլորոֆիլ b-ի երկու գագաթնակետային ալիքի երկարությունները, այսինքն՝ կարմիր լույսի ալիքի երկարության միջակայքը սովորաբար 620~680 նմ է, մինչդեռ կապույտ լույսի ալիքի երկարության միջակայքը 400-ից մինչև 480 նմ է: Այնուամենայնիվ, կարմիր և կապույտ լույսի ալիքի երկարության միջակայքը չպետք է չափազանց լայն լինի, քանի որ այն ոչ միայն վատնում է լույսի էներգիան, այլև կարող է ունենալ այլ ազդեցություններ:

Եթե ​​գործարանի լույսի աղբյուրի համար օգտագործվում է կարմիր, դեղին և կապույտ չիպերից կազմված LED լույս, ապա կարմիր լույսի գագաթնակետային ալիքի երկարությունը պետք է սահմանվի քլորոֆիլ a-ի գագաթնակետային ալիքի երկարությանը, այսինքն՝ 660 նմ-ի դեպքում, կապույտ լույսի գագաթնակետային ալիքի երկարությունը պետք է սահմանվի քլորոֆիլ b-ի գագաթնակետային ալիքի երկարությանը, այսինքն՝ 450 նմ-ի դեպքում։

Դեղին և կանաչ լույսի դերը

Ավելի նպատակահարմար է, երբ կարմիր, կանաչ և կապույտ լույսի հարաբերակցությունը R:G:B=6:1:3 է: Ինչ վերաբերում է կանաչ լույսի գագաթնակետային ալիքի երկարության որոշմանը, քանի որ այն հիմնականում կարգավորիչ դեր է խաղում բույսերի աճի գործընթացում, այն պետք է լինի միայն 530-ից 550 նմ միջակայքում:

Ամփոփում

Այս հոդվածում քննարկվում է լույսի որակի ընտրության ռազմավարությունը գործարանային գործարաններում՝ թե՛ տեսական, թե՛ գործնական ասպեկտներից, ներառյալ LED լույսի աղբյուրում կարմիր և կապույտ լույսի ալիքի երկարության միջակայքի ընտրությունը և դեղին ու կանաչ լույսի դերն ու հարաբերակցությունը: Բույսերի աճի գործընթացում պետք է համապարփակ կերպով հաշվի առնվի լույսի ինտենսիվության, լույսի որակի և լույսի տևողության երեք գործոնների միջև ողջամիտ համապատասխանությունը, ինչպես նաև դրանց կապը սննդանյութերի, ջերմաստիճանի և խոնավության, ինչպես նաև CO2 կոնցենտրացիայի հետ: Իրական արտադրության համար, անկախ նրանից, թե դուք պլանավորում եք օգտագործել լայն սպեկտրի, թե բազմակի չիպային համակցված կարգավորվող սպեկտրի LED լույս, ալիքի երկարությունների հարաբերակցությունը հիմնական նկատառումն է, քանի որ լույսի որակից բացի, այլ գործոններ կարող են կարգավորվել իրական ժամանակում շահագործման ընթացքում: Հետևաբար, գործարանային գործարանների նախագծման փուլում ամենակարևոր նկատառումը պետք է լինի լույսի որակի ընտրությունը:

Հեղինակ՝ Յոնգ Սյու

Հոդվածի աղբյուրը՝ Գյուղատնտեսական ճարտարագիտության տեխնոլոգիաների Wechat հաշիվ (ջերմոցային այգեգործություն)

Հղում` Յոնգ Սյու,Լույսի որակի ընտրության ռազմավարությունը գործարաններում [J]: Գյուղատնտեսական ճարտարագիտական ​​տեխնոլոգիա, 2022, 42(4): 22-25: