Chanzo cha asili: Houcheng Liu. Hali ya maendeleo na mwenendo wa sekta ya taa za mimea ya LED[J].Journal of Illumination Engineering,2018,29(04):8-9.
Chanzo cha Makala: Nyenzo Mara Kina

Mwanga ni sababu ya msingi ya mazingira ya ukuaji na maendeleo ya mimea. Mwanga sio tu hutoa nishati kwa ukuaji wa mimea kupitia photosynthesis, lakini pia ni mdhibiti muhimu wa ukuaji na maendeleo ya mimea. Kirutubisho cha mwanga Bandia au mwaliko kamili wa mwanga wa bandia unaweza kukuza ukuaji wa mimea, kuongeza mavuno, kuboresha umbo la bidhaa, rangi, kuboresha vipengele vya utendaji, na kupunguza matukio ya magonjwa na wadudu. Leo, nitashiriki nawe hali ya maendeleo na mwenendo wa sekta ya taa za mimea.
Teknolojia ya chanzo cha mwanga wa bandia hutumiwa zaidi na zaidi katika uwanja wa taa za mimea. LED ina faida nyingi kama vile ufanisi wa juu wa mwanga, uzalishaji wa joto la chini, saizi ndogo, maisha marefu na faida zingine nyingi. Ina faida dhahiri katika uwanja wa kukua taa. Sekta ya taa ya kukua polepole itapitisha taa za taa za LED kwa kilimo cha mmea.

A. Hali ya maendeleo ya tasnia ya taa ya kukua kwa LED 

1.Kifurushi cha LED kwa taa za kukua

Katika uwanja wa kukua taa za ufungaji wa LED, kuna aina nyingi za vifaa vya ufungaji, na hakuna kipimo cha umoja na mfumo wa kiwango cha tathmini. Kwa hiyo, ikilinganishwa na bidhaa za ndani, wazalishaji wa kigeni hasa huzingatia maelekezo ya juu-nguvu, cob na moduli, kwa kuzingatia mfululizo wa mwanga mweupe wa taa za kukua, kwa kuzingatia sifa za ukuaji wa mimea na mazingira ya taa ya kibinadamu, wana faida kubwa za kiufundi katika kuegemea, mwanga. ufanisi, sifa za mionzi ya photosynthetic ya mimea tofauti katika mizunguko tofauti ya ukuaji, ikiwa ni pamoja na aina mbalimbali za nguvu za juu, nguvu za kati na mimea ya chini ya nguvu ya bidhaa za ukubwa tofauti, ili kukidhi mahitaji ya aina mbalimbali za mimea katika mazingira tofauti ya ukuaji, inatarajia kufikia lengo la kuongeza ukuaji wa mimea na kuokoa nishati.

Idadi kubwa ya hataza kuu za kaki za chip epitaxial bado ziko mikononi mwa kampuni zinazoongoza mapema kama vile Nichia ya Japan na Kazi ya Marekani. Watengenezaji wa chipu wa ndani bado hawana bidhaa zenye hati miliki zenye ushindani wa soko. Wakati huo huo, makampuni mengi pia yanaendeleza teknolojia mpya katika uwanja wa kukua chips za ufungaji wa taa. Kwa mfano, teknolojia ya chipu nyembamba ya filamu ya Osram huwezesha chips kuunganishwa kwa karibu ili kuunda eneo kubwa la mwanga. Kulingana na teknolojia hii, mfumo wa taa wa LED wenye ufanisi wa juu na urefu wa 660nm unaweza kupunguza 40% ya matumizi ya nishati katika eneo la kulima.

2. Kukuza wigo wa taa na vifaa
Wigo wa taa za mmea ni ngumu zaidi na tofauti. Mimea tofauti ina tofauti kubwa katika mwonekano unaohitajika katika mizunguko tofauti ya ukuaji na hata katika mazingira tofauti ya ukuaji. Ili kukidhi mahitaji haya tofauti, kwa sasa kuna mipango ifuatayo katika sekta hii: ①Mipango mingi ya mchanganyiko wa mwanga wa monokromatiki. Miwonekano mitatu yenye ufanisi zaidi kwa usanisinuru ya mimea ni hasa wigo wenye kilele cha 450nm na 660nm, bendi ya 730nm ya kuamsha maua ya mimea, pamoja na mwanga wa kijani wa 525nm na ukanda wa ultraviolet chini ya 380nm. Changanya aina hizi za spectra kulingana na mahitaji tofauti ya mimea ili kuunda wigo unaofaa zaidi. ②Mpango kamili wa wigo ili kufikia ufikiaji kamili wa wigo wa mahitaji ya mimea. Aina hii ya wigo inayofanana na Chip ya SUNLIKE iliyowakilishwa na Seoul Semiconductor na Samsung inaweza kuwa sio yenye ufanisi zaidi, lakini inafaa kwa mimea yote, na gharama ni ya chini sana kuliko ile ya ufumbuzi wa mchanganyiko wa mwanga wa monochromatic. ③Tumia mwanga mweupe wa wigo kamili kama mhimili mkuu, pamoja na taa nyekundu ya nm 660 kama mpango mseto ili kuboresha ufanisi wa masafa. Mpango huu ni wa kiuchumi zaidi na wa vitendo.

Mimea ya kukua taa za taa za LED za mwanga wa monochromatic (mawimbi kuu ni 450nm, 660nm, 730nm) vifaa vya ufungaji vinafunikwa na makampuni mengi ya ndani na nje ya nchi, wakati bidhaa za ndani ni tofauti zaidi na zina vipimo zaidi, na bidhaa za wazalishaji wa kigeni ni sanifu zaidi. Wakati huo huo, kwa suala la flux ya photosynthetic photon , Ufanisi wa mwanga, nk, bado kuna pengo kubwa kati ya wazalishaji wa ndani na wa kigeni wa ufungaji. Kwa vifaa vya ufungaji wa mwanga wa monokromatiki wa taa, pamoja na bidhaa zilizo na bendi kuu za urefu wa mawimbi ya 450nm, 660nm na 730nm, wazalishaji wengi pia wanatengeneza bidhaa mpya katika bendi zingine za urefu wa mawimbi ili kutambua chanjo kamili ya mionzi inayofanya kazi kwa picha (PAR) urefu wa mawimbi (450-730nm).

Taa za ukuaji wa mimea ya monochromatic LED hazifaa kwa ukuaji wa mimea yote. Kwa hiyo, faida za LED za wigo kamili zinaonyeshwa. Wigo kamili lazima kwanza ufikie chanjo kamili ya wigo kamili wa mwanga unaoonekana (400-700nm), na kuongeza utendaji wa bendi hizi mbili: mwanga wa bluu-kijani (470-510nm), mwanga mwekundu wa kina (660-700nm). Tumia LED ya bluu ya kawaida au chip ya ultraviolet LED na fosforasi kufikia wigo "kamili", na ufanisi wake wa photosynthetic una juu na chini yake. Watengenezaji wengi wa vifaa vya ufungaji vya taa nyeupe za mmea hutumia Chip ya Bluu + phosphors kufikia wigo kamili. Mbali na hali ya upakiaji ya mwanga wa monokromatiki na mwanga wa bluu au chipu ya urujuanimno pamoja na fosphor ili kutambua mwanga mweupe, vifaa vya ufungaji vya taa vya mimea pia vina hali ya upakiaji yenye mchanganyiko ambayo hutumia chips mbili au zaidi za urefu wa mawimbi, kama vile nyekundu kumi ya bluu/ultraviolet, RGB, RGBW . Hali hii ya ufungaji ina faida kubwa katika kufifisha.

Kwa upande wa bidhaa za LED zenye urefu mdogo, wasambazaji wengi wa vifungashio wanaweza kuwapa wateja bidhaa mbalimbali za urefu wa mawimbi katika bendi ya 365-740nm. Kuhusu wigo wa taa za mmea unaobadilishwa na fosforasi, watengenezaji wengi wa vifungashio wana aina mbalimbali za wigo kwa wateja kuchagua. Ikilinganishwa na 2016, kiwango cha ukuaji wa mauzo katika 2017 kimepata ongezeko kubwa. Miongoni mwao, kiwango cha ukuaji wa chanzo cha mwanga cha 660nm cha LED kinajilimbikizia 20% -50%, na kiwango cha ukuaji wa mauzo ya chanzo cha mwanga cha phosphor-waongofu wa LED kinafikia 50% -200%, yaani, mauzo ya mmea uliobadilishwa phosphor. Vyanzo vya mwanga vya LED vinakua kwa kasi zaidi.

Makampuni yote ya ufungaji yanaweza kutoa 0.2-0.9 W na 1-3 W bidhaa za jumla za ufungaji. Vyanzo hivi vya mwanga huruhusu wazalishaji wa taa kuwa na kubadilika vizuri katika kubuni taa. Kwa kuongeza, wazalishaji wengine pia hutoa bidhaa za ufungaji za nguvu za juu. Kwa sasa, zaidi ya 80% ya usafirishaji wa wazalishaji wengi ni 0.2-0.9 W au 1-3 W. Miongoni mwao, usafirishaji wa kampuni zinazoongoza za ufungaji wa kimataifa hujilimbikizia 1-3 W, wakati usafirishaji wa ndogo na za kati-. kampuni za ufungashaji za ukubwa zimejilimbikizia katika 0.2-0.9 W.

3. Mashamba ya matumizi ya taa kukua mimea

Kutoka kwa uwanja wa maombi, vifaa vya taa vya kukua kwa mimea hutumiwa hasa katika taa za chafu, viwanda vya mimea ya taa-bandia, utamaduni wa tishu za mimea, taa za shamba la kilimo cha nje, mboga za kaya na upandaji wa maua, na utafiti wa maabara.

①Katika greenhouses za miale ya jua na greenhouses zenye urefu wa sehemu nyingi, uwiano wa mwanga bandia kwa ajili ya taa za ziada bado uko chini, na taa za chuma za halidi na taa za sodiamu zenye shinikizo la juu ndizo kuu. Kiwango cha kupenya kwa mifumo ya taa ya ukuaji wa LED ni cha chini, lakini kasi ya ukuaji huanza kuharakisha kadiri gharama inavyopungua. Sababu kuu ni kwamba watumiaji wana uzoefu wa muda mrefu wa kutumia taa za chuma za halide na taa za sodiamu zenye shinikizo la juu, na matumizi ya taa za chuma za halide na taa za sodiamu zenye shinikizo kubwa zinaweza kutoa karibu 6% hadi 8% ya nishati ya joto kwa chafu wakati wa kuzuia kuchoma kwa mimea. Mfumo wa taa za kukua kwa LED haukutoa maelekezo maalum na yenye ufanisi na usaidizi wa data, ambayo ilichelewesha matumizi yake katika siku za mchana na greenhouses nyingi. Kwa sasa, maombi madogo madogo ya maandamano bado ni mhimili mkuu. Kwa vile LED ni chanzo cha mwanga baridi, inaweza kuwa karibu kiasi na mwavuli wa mimea, na kusababisha athari kidogo ya joto. Katika nyumba za kijani kibichi na zenye urefu wa siku nyingi, taa za ukuaji wa LED hutumiwa zaidi katika kilimo baina ya mimea.

②Matumizi ya shamba la kilimo cha nje. Upenyaji na utumiaji wa taa za mimea katika kilimo cha kituo umekuwa wa polepole, wakati utumiaji wa mifumo ya taa ya mimea ya LED (udhibiti wa muda wa picha) kwa mazao ya nje ya siku ndefu yenye thamani ya juu ya kiuchumi (kama vile dragon fruit) imepata maendeleo ya haraka.

③Viwanda vya kupanda. Hivi sasa, mfumo wa taa wa mimea wa haraka zaidi na unaotumiwa sana ni kiwanda cha mimea ya mwanga-bandia, ambacho kimegawanywa katika tabaka nyingi za kati na zinazosambazwa viwanda vya mimea inayohamishika kwa kategoria. Maendeleo ya viwanda vya mimea ya mwanga bandia nchini China ni ya haraka sana. Shirika kuu la uwekezaji la kiwanda cha kati cha tabaka nyingi za kiwanda cha taa bandia sio kampuni za jadi za kilimo, lakini ni kampuni nyingi zinazojishughulisha na semiconductor na bidhaa za kielektroniki za watumiaji, kama vile Zhongke San'an, Foxconn, Panasonic Suzhou, Jingdong, na pia. COFCO na Xi Cui na makampuni mengine mapya ya kisasa ya kilimo. Katika viwanda vinavyosambazwa na vinavyohamishika, kontena za usafirishaji (makontena mapya au ujenzi wa makontena ya mitumba) bado hutumika kama vibebea vya kawaida. Mifumo ya taa ya mimea ya mimea yote ya bandia hutumia zaidi mifumo ya taa ya mstari au ya gorofa-jopo, na idadi ya aina zilizopandwa zinaendelea kupanuka. Aina mbalimbali za fomula ya majaribio ya mwanga Vyanzo vya mwanga vya LED vimeanza kutumika sana na kwa wingi. Bidhaa kwenye soko ni hasa mboga za majani ya kijani.

④Kupanda mimea ya nyumbani. LED inaweza kutumika katika taa za meza za mimea ya kaya, racks za kupanda mimea ya kaya, mashine za kupanda mboga za kaya, nk.

⑤Kulima mimea ya dawa. Ukuaji wa mimea ya dawa huhusisha mimea kama vile Anoectochilus na Lithospermum. Bidhaa katika masoko haya zina thamani ya juu ya kiuchumi na kwa sasa ni tasnia yenye matumizi zaidi ya taa za mimea. Kwa kuongezea, kuhalalishwa kwa kilimo cha bangi huko Amerika Kaskazini na sehemu za Uropa kumekuza utumiaji wa taa za ukuaji wa LED katika uwanja wa kilimo cha bangi.

⑥Taa za maua. Kama zana ya lazima ya kurekebisha wakati wa maua katika tasnia ya bustani ya maua, utumiaji wa mapema zaidi wa taa za Maua ulikuwa taa za incandescent, zikifuatiwa na taa za kuokoa nishati. Pamoja na maendeleo ya viwanda vya LED, taa zaidi za aina ya LED za maua zimebadilisha taa za jadi.

⑦ Utamaduni wa tishu za mimea. Vyanzo vya mwanga vya utamaduni wa tishu za jadi ni hasa taa nyeupe za umeme, ambazo zina ufanisi mdogo wa mwanga na kizazi kikubwa cha joto. Taa za LED zinafaa zaidi kwa utamaduni wa tishu za mmea unaofaa, unaoweza kudhibitiwa na kompakt kutokana na vipengele vyake bora kama vile matumizi ya chini ya nishati, uzalishaji wa joto la chini na maisha marefu. Kwa sasa, zilizopo nyeupe za LED zinachukua nafasi ya taa nyeupe za fluorescent.

4. Usambazaji wa kikanda wa makampuni ya taa ya kukua

Kwa mujibu wa takwimu, kwa sasa kuna zaidi ya makampuni 300 ya kukua taa katika nchi yangu, na kukua makampuni ya taa katika eneo la Pearl River Delta akaunti kwa zaidi ya 50%, na tayari wako katika nafasi kubwa. Kukua makampuni ya taa katika Yangtze River Delta akaunti kwa karibu 30%, na bado ni sehemu muhimu ya uzalishaji kwa ajili ya kukua bidhaa za taa. Makampuni ya taa za kitamaduni husambazwa hasa katika Delta ya Mto Yangtze, Delta ya Mto Pearl na Bohai Rim, ambayo Delta ya Mto Yangtze inachukua asilimia 53, na Delta ya Mto Pearl na Bohai Rim inachangia 24% na 22% mtawalia. . Sehemu kuu za usambazaji wa watengenezaji wa taa za kukua kwa LED ni Delta ya Mto Pearl (62%), Delta ya Mto Yangtze (20%) na Bohai Rim (12%).

B. Mwenendo wa maendeleo ya tasnia ya taa ya ukuaji wa LED

1. Umaalumu

Mwangaza wa ukuaji wa LED una sifa za wigo unaoweza kurekebishwa na mwangaza wa mwanga, uzalishaji mdogo wa joto kwa ujumla, na utendakazi mzuri wa kuzuia maji, kwa hivyo inafaa kwa mwangaza katika matukio mbalimbali. Wakati huo huo, mabadiliko katika mazingira ya asili na harakati za watu za ubora wa chakula zimekuza maendeleo ya nguvu ya kilimo cha kituo na viwanda vya kukuza, na kusababisha tasnia ya taa ya LED kukua katika kipindi cha maendeleo ya haraka. Katika siku zijazo, taa za kukua kwa LED zitakuwa na jukumu muhimu katika kuboresha ufanisi wa uzalishaji wa kilimo, kuboresha usalama wa chakula, na kuboresha ubora wa matunda na mboga. Chanzo cha mwanga wa LED kwa ajili ya kukua kitakua zaidi na utaalamu wa taratibu wa sekta hiyo na kuelekea katika mwelekeo unaolengwa zaidi.

2. Ufanisi wa juu

Uboreshaji wa ufanisi wa mwanga na ufanisi wa nishati ni ufunguo wa kupunguza sana gharama za uendeshaji wa taa za mimea. Matumizi ya taa za LED kuchukua nafasi ya taa za kitamaduni na uboreshaji wa nguvu na urekebishaji wa mazingira ya mwanga kulingana na mahitaji ya fomula ya mwanga ya mimea kutoka hatua ya miche hadi hatua ya mavuno ni mwelekeo usioepukika wa kilimo kilichosafishwa katika siku zijazo. Kwa upande wa kuboresha mavuno, inaweza kulimwa kwa hatua na maeneo pamoja na fomula nyepesi kulingana na sifa za ukuaji wa mimea ili kuboresha ufanisi wa uzalishaji na mavuno katika kila hatua. Kwa upande wa kuboresha ubora, udhibiti wa lishe na udhibiti wa mwanga unaweza kutumika kuongeza maudhui ya virutubishi na viambato vingine vinavyofanya kazi vya afya.

Kulingana na makadirio, mahitaji ya sasa ya kitaifa ya miche ya mboga ni bilioni 680, wakati uwezo wa uzalishaji wa miche ya kiwanda ni chini ya 10%. Sekta ya miche ina mahitaji ya juu ya mazingira. Msimu wa uzalishaji mara nyingi ni majira ya baridi na masika. Nuru ya asili ni dhaifu na taa ya ziada ya bandia inahitajika. Taa ya kukua kwa mimea ina pembejeo na pato la juu na kiwango cha juu cha kukubalika kwa pembejeo. LED ina faida za kipekee, kwa sababu matunda na mboga mboga (nyanya, matango, tikiti, nk) zinahitaji kuunganishwa, na wigo maalum wa kuongeza mwanga chini ya hali ya juu ya unyevu inaweza kukuza uponyaji wa miche iliyopandikizwa. Mwangaza wa ziada wa upandaji wa mboga chafu unaweza kufidia ukosefu wa mwanga wa asili, kuboresha ufanisi wa usanisinuru wa mimea, kukuza maua na kuzaa matunda, kuongeza mavuno, na kuboresha ubora wa bidhaa. Mwangaza wa kukua kwa LED una matarajio mapana ya matumizi katika miche ya mboga mboga na uzalishaji wa chafu.

3. Mwenye akili

Taa ya kukua kwa mimea ina hitaji kubwa la udhibiti wa wakati halisi wa ubora wa mwanga na wingi wa mwanga. Pamoja na uboreshaji wa teknolojia ya udhibiti wa akili na matumizi ya Mtandao wa Mambo, aina mbalimbali za wigo wa monochromatic na mifumo ya udhibiti wa akili inaweza kutambua udhibiti wa wakati, udhibiti wa mwanga, na kulingana na hali ya ukuaji wa mimea, marekebisho ya wakati wa ubora wa mwanga na pato la mwanga. inalazimika kuwa mwelekeo kuu katika maendeleo ya baadaye ya teknolojia ya taa ya ukuaji wa mmea.