[Muhtasari]Kulingana na idadi kubwa ya data ya majaribio, makala haya yanajadili masuala kadhaa muhimu katika uteuzi wa ubora wa mwanga katika viwanda vya mimea, ikiwa ni pamoja na uteuzi wa vyanzo vya mwanga, athari za mwanga nyekundu, bluu na njano na uteuzi wa spectral. safu, ili kutoa maarifa juu ya ubora wa mwanga katika viwanda vya mimea.Uamuzi wa mkakati wa kulinganisha hutoa masuluhisho ya vitendo ambayo yanaweza kutumika kwa marejeleo.
Uchaguzi wa chanzo cha mwanga

Viwanda vya mimea kwa ujumla hutumia taa za LED.Hii ni kwa sababu taa za LED zina sifa ya ufanisi mkubwa wa kuangaza, matumizi ya chini ya nishati, kizazi kidogo cha joto, maisha ya muda mrefu na kiwango cha mwanga kinachoweza kubadilishwa na wigo, ambayo haiwezi tu kukidhi mahitaji ya ukuaji wa mimea na mkusanyiko wa nyenzo bora, lakini pia kuokoa nishati; kupunguza gharama za uzalishaji wa joto na umeme.Taa za kukua za LED zinaweza kugawanywa zaidi katika taa za LED zenye wigo mpana wa chipu-moja kwa madhumuni ya jumla, taa za LED zenye wigo mpana zenye chipu-moja, na taa za LED zenye chipu nyingi zinazoweza kurekebishwa.Bei ya aina mbili za mwisho za taa za LED za mimea mahususi kwa ujumla ni zaidi ya mara 5 ya taa za kawaida za LED, kwa hivyo vyanzo tofauti vya mwanga vinapaswa kuchaguliwa kulingana na madhumuni tofauti.Kwa viwanda vikubwa vya mimea, aina za mimea wanazokuza hubadilika kulingana na mahitaji ya soko.Ili kupunguza gharama za ujenzi na kutoathiri kwa kiasi kikubwa ufanisi wa uzalishaji, mwandishi anapendekeza kutumia chip za LED zenye wigo mpana kwa mwanga wa jumla kama chanzo cha taa.Kwa viwanda vidogo vya mimea, ikiwa aina za mimea zimerekebishwa kiasi, ili kupata ufanisi wa juu wa uzalishaji na ubora bila kuongeza kwa kiasi kikubwa gharama ya ujenzi, chip za LED zenye wigo mpana kwa taa maalum za mmea au kwa ujumla zinaweza kutumika kama chanzo cha taa.Ikiwa ni kusoma athari za mwanga juu ya ukuaji wa mimea na mkusanyiko wa vitu vyenye ufanisi, ili kutoa fomula bora ya mwanga kwa uzalishaji mkubwa katika siku zijazo, mchanganyiko wa chip nyingi wa taa za LED za wigo zinazoweza kurekebishwa zinaweza kutumika kubadilika. vipengele kama vile mwangaza, wigo na muda wa mwanga ili kupata fomula bora ya mwanga kwa kila mmea hivyo basi kutoa msingi wa uzalishaji mkubwa.

Nuru nyekundu na bluu

Kuhusu matokeo mahususi ya majaribio, wakati maudhui ya mwanga nyekundu (R) ni ya juu kuliko yale ya bluu (B) (lettuce R:B = 6:2 na 7:3; mchicha R:B = 4: 1; miche ya mtango R:B = 7:3; mche wa tango R:B = 7:3), jaribio lilionyesha kuwa yaliyomo kwenye majani (pamoja na urefu wa mmea wa sehemu ya angani, eneo la juu la Jani, uzani safi na uzani kavu. , n.k.) vilikuwa vya juu zaidi, lakini kipenyo cha shina na fahirisi ya miche yenye nguvu ya mimea ilikuwa kubwa zaidi wakati mwanga wa buluu ulikuwa wa juu kuliko ule wa taa nyekundu.Kwa viashirio vya biokemikali, maudhui ya mwanga mwekundu ulio juu zaidi ya mwanga wa bluu kwa ujumla yana manufaa kwa ongezeko la sukari mumunyifu katika mimea.Hata hivyo, kwa mkusanyiko wa VC, protini ya mumunyifu, klorofili na carotenoids katika mimea, ni faida zaidi kutumia taa za LED na maudhui ya juu ya bluu ya mwanga kuliko mwanga nyekundu, na maudhui ya malondialdehyde pia ni duni chini ya hali hii ya taa.

Kwa kuwa kiwanda cha mimea hutumiwa hasa kwa kulima mboga za majani au kukuza miche ya viwandani, inaweza kuhitimishwa kutokana na matokeo ya hapo juu kuwa chini ya msingi wa kuongeza mavuno na kuzingatia ubora, inafaa kutumia chips za LED na nyekundu zaidi. maudhui ya mwanga kuliko mwanga wa bluu kama chanzo cha mwanga.Uwiano bora zaidi ni R:B = 7:3.Zaidi ya hayo, uwiano huo wa mwanga nyekundu na bluu kimsingi unatumika kwa kila aina ya mboga za majani au miche, na hakuna mahitaji maalum kwa mimea tofauti.

Uchaguzi wa urefu wa mawimbi nyekundu na bluu

Wakati wa usanisinuru, nishati ya mwanga hufyonzwa hasa kupitia klorofili a na klorofili b.Kielelezo kilicho hapa chini kinaonyesha mwonekano wa kunyonya wa klorofili a na klorofili b, ambapo mstari wa kijani kibichi ni wigo wa kunyonya wa klorofili a, na mstari wa buluu wa spectral ni wigo wa kunyonya wa klorofili b.Inaweza kuonekana kutokana na takwimu kwamba klorofili a na klorofili b zina vilele viwili vya kunyonya, kimoja katika eneo la mwanga wa bluu na kingine katika eneo la mwanga mwekundu.Lakini vilele 2 vya kunyonya vya klorofili a na klorofili b ni tofauti kidogo.Kwa usahihi, urefu wa urefu wa kilele wa klorofili a ni 430 nm na 662 nm, kwa mtiririko huo, na urefu wa urefu wa urefu wa klorofili b ni 453 nm na 642 nm, mtawalia.Maadili haya manne ya urefu wa mawimbi hayatabadilika na mimea tofauti, hivyo uteuzi wa wavelengths nyekundu na bluu kwenye chanzo cha mwanga hautabadilika na aina tofauti za mimea.

Mtazamo wa kunyonya wa klorofili a na klorofili b

Mwangaza wa kawaida wa LED wenye wigo mpana unaweza kutumika kama chanzo cha mwanga cha kiwanda cha mmea, mradi tu taa nyekundu na bluu inaweza kufunika urefu wa urefu wa mawimbi mawili ya klorofili a na klorofili b, ambayo ni, safu ya mawimbi ya mwanga mwekundu. kwa ujumla ni 620~680 nm, wakati mwanga wa bluu Urefu wa wimbi ni kutoka 400 hadi 480 nm.Hata hivyo, urefu wa wimbi la mwanga nyekundu na bluu haipaswi kuwa pana sana kwa sababu sio tu kupoteza nishati ya mwanga, lakini pia inaweza kuwa na athari nyingine.

Iwapo taa ya LED inayojumuisha chips nyekundu, njano na bluu inatumiwa kama chanzo cha mwanga cha kiwanda cha mimea, urefu wa kilele wa mwanga mwekundu unapaswa kuwekwa hadi kilele cha urefu wa chlorophyll a, yaani, saa 660 nm, urefu wa kilele wa wavelength. ya mwanga wa bluu inapaswa kuwekwa kwa urefu wa kilele wa chlorophyll b, yaani katika 450 nm.

Jukumu la mwanga wa njano na kijani

Inafaa zaidi wakati uwiano wa taa nyekundu, kijani na bluu ni R:G:B=6:1:3.Kwa ajili ya uamuzi wa urefu wa kilele cha mwanga wa kijani, kwa kuwa ina jukumu la udhibiti katika mchakato wa ukuaji wa mimea, inahitaji tu kuwa kati ya 530 na 550 nm.

Muhtasari

Makala haya yanajadili mkakati wa uteuzi wa ubora wa mwanga katika viwanda vya mimea kutoka vipengele vya kinadharia na vitendo, ikiwa ni pamoja na uteuzi wa safu ya urefu wa mawimbi ya mwanga nyekundu na bluu katika chanzo cha mwanga wa LED na jukumu na uwiano wa mwanga wa manjano na kijani.Katika mchakato wa ukuaji wa mimea, uwiano unaofaa kati ya vipengele vitatu vya ukubwa wa mwanga, ubora wa mwanga na muda wa mwanga, na uhusiano wao na virutubisho, halijoto na unyevunyevu, na ukolezi wa CO2 pia unapaswa kuzingatiwa kwa kina.Kwa ajili ya uzalishaji halisi, iwe unapanga kutumia wigo mpana au mchanganyiko wa multi-chip tunable wigo wa LED mwanga, uwiano wa wavelengths ni jambo la msingi kuzingatia, kwa sababu pamoja na ubora wa mwanga, mambo mengine yanaweza kubadilishwa kwa wakati halisi wakati wa operesheni .Kwa hiyo, kuzingatia muhimu zaidi katika hatua ya kubuni ya viwanda vya mimea inapaswa kuwa uteuzi wa ubora wa mwanga.

Mwandishi: Yong Xu

Chanzo cha makala: Akaunti ya Wechat ya Teknolojia ya Uhandisi wa Kilimo (kilimo cha bustani chafu)

Rejea: Yong Xu,Mkakati wa uteuzi wa ubora wa mwanga katika viwanda vya mimea [J].Teknolojia ya Uhandisi wa Kilimo, 2022, 42(4): 22-25.