Аутор: Јинг Зхао, Зенгцхан Зхоу, Иунлонг Бу итд. Извор Медији: технологија пољопривредног инжењерства (хортикултура са ефектом стаклене баште)

Фабрика постројења комбинује модерну индустрију, биотехнологију, хидропонику хранљивих састојака и информационе технологије за спровођење високо прецизне контроле фактора животне средине у објекту. Потпуно је приложена, има ниске захтеве на околном окружењу, скраћује период жетве на постројењу, штеди воду и ђубриво, а са предностима производње не-пестицида и без пражњења отпада, ефикасност коришћења земљишта је 40 до 108 пута производње отвореног поља. Међу њима, интелигентни извор вештачког светла и његова регулација светлости играју пресудну улогу у својој ефикасности производње.

Као важан физички фактор заштите животне средине, светлост игра кључну улогу у регулисању раста биљака и метаболизма материјала. "Једна од главних карактеристика фабрике биља је потпуни вештачки извор светлости и реализација интелигентне регулације светлосног окружења" постала је општи консензус у индустрији.

Потреба биљака за светло

Светло је једини извор енергије постројења фотосинтезе. Интензитет светлости, квалитет светлости (спектар) и периодичне промене светлости имају дубок утицај на раст и развој култура, међу којима интензитет светлости има највећи утицај на биљну фотосинтезу.

■ Интензитет светлости

Интензитет светлости може променити морфологију усева, као што су цветање, међународне дужине, дебљине стабљике и величине листова и дебљине. Захтеви биљака за интензитет светлости могу се поделити на постројења за слагање, средње светло и слабо толерантне. Поврће су углавном биљке које воле светлост, а њихове компензационе тачке и лагане тачке засићености су релативно висока. У вештачким лаганим фабрикама биљака, релевантни захтеви за интензитет светлости важна су за избор вештачких извора светлости. Разумевање светлосних захтева различитих биљака важан је за пројектовање вештачких извора светлости, изузетно је потребно побољшати перформансе производње система.

■ Квалитет светлости

Дистрибуција квалитета светлости (спектрална) такође има важан утицај на фотосинтезу и морфогенезу (Слика 1). Светлост је део зрачења, а зрачење је електромагнетни талас. Електромагнетни таласи имају таласне карактеристике и карактеристике квантних (честица). Куантум светлости се зове ПХОТОН у области хортикултуре. Радијање са таласном опсегом од 300 ~ 800нм назива се физиолошки активно зрачење биљака; А зрачење са таласном опсегом од 400 ~ 700нм назива се фотосинтетски активно зрачење (пар) биљака.

Хлорофил и каротени су две најважнијег пигмента у биљној фотосинтези. Слика 2 приказује спектрални апсорпциони спектар сваког фототинтетичког пигмента, у којем је спектар апсорпције хлорофила концентрован у црвеним и плавим опсезима. Систем осветљења заснован је на спектралним потребама усева до вештачки допуњавања светлости, тако да промовише фотосинтезу биљака.

■ Пхотопериод
Однос између фотосинтезе и фотоморфогенезе биљака и дужине дневне дужине (или фотопериода) назива се фотопериододност биљака. Фотопериододност је уско повезана са светлосним сатима, што се односи на време када се усев озраче светлошћу. Различите усеве захтевају одређени број сати светлости да би се довршили фотопериод да би цветали и носили плод. Према различитим фотопериодима, то се може поделити на дугодневне културе, као што су купус итд., Који је потребан више од 12-14х светлосних сати у одређеној фази његовог раста; Краткодневне усеве, попут лука, соје итд., потребно је мање од 12-14х сате осветљења; Средње сунце усјеви, попут краставаца, парадајза, паприка, итд., могу да цветају и носе плод под дужим или краћим сунчевом светлошћу.
Међу три елемента окружења, интензитет светлости је важан основ за избор вештачких извора светлости. Тренутно постоји много начина изражавања интензитета светлости, углавном укључујући следеће три.
(1) Осветљење се односи на површинску густину светлосног тока (светлосни ток по јединици површине) примљен на осветљеној равнини, у Лук (ЛКС).

(2) фотосинтетски активно активно зрачење, пар, јединица: В / м².

(3) фотосинтетски ефективна густина флукса ППФД или ППФ је број фотосиндхетски ефикасног зрачења која достиже или пролази кроз јединични време и јединични простор, јединица: μМол / (м² μМол / (м² μМол / (м² μМол / (м² μмол / (м² μМол / (м² μМол / (м² μМол / (м² μМол / (м² μМол / (м²). директно се односи на фотосинтезу. Такође је најчешће коришћени индикатор интензитета светлости у области биљне производње.

Анализа светлосног извора типичног додатног светлосног система
Доплата вештачке светлости је повећати интензитет светлости у циљаном подручју или проширити светлосно време постављањем система за слаб додатак да бисте испунили светлосну потражњу биљака. Генерално гледано, додатни светлосни систем укључује додатну лаку опрему, склопове и његов систем управљања. Допунски извори светлости углавном укључују неколико уобичајених типова, као што су сијалице, флуоресцентне сијалице, металне халогене лампе, натријумске лампе и ЛЕД индикације. Због ниске електричне и оптичке ефикасности сијалица са ниским фотосинтетичким енергетским ефикасношћу и другим недостацима, то је елиминисао тржиште, тако да овај чланак не даје детаљну анализу.

■ Флуоресцентна лампа
Флуоресцентне сијалице припадају врсти сијалица за пражњење на ниским притиском. Стаклена цев је испуњена живим паром или инертним гасом, а унутрашњи зид цеви је пресвучен флуоресцентним прахом. Лагана боја варира са флуоресцентним материјалом обложеним у цеви. Флуоресцентне сијалице имају добре спектралне перформансе, високу светлосну ефикасност, малу снагу, дужи живот (12000х) у поређењу са жарним лампама и релативно ниским трошковима. Будући да флуоресцентна лампица емитује мање топлоте, може бити близу биљака за осветљење и погодно је за тродимензионалну култивацију. Међутим, спектрални распоред флуоресцентне лампе је неразуман. Најчешћа метода на свету је да додате рефлекторе да максимизирају ефикасне компоненте усева светлости у области култивације. Јапанска компанија АДВ-АГРИ такође је развила нову врсту додатног извора светлости Хефл. Хефл заправо припада категорији флуоресцентних сијалица. То је општи израз за флуоресцентне сијалице хладне катоде (ЦЦФЛ) и спољне електроде флуоресцентне сијалице (ЕЕФЛ) и је мешовита флуоресцентна лампица. Епрувета Хефл је изузетно танка, пречника само око 4 мм, а дужина се може подесити са 450 мм на 1200 мм у складу са потребама култивације. То је побољшана верзија конвенционалне флуоресцентне лампе.

■ Метална халогетна лампа
Метална халидна лампица је лампица за пражњење високог интензитета која може да узбуди различите елементе да би произвеле различите таласне дужине додавањем различитих металних халогедара (лименким бромидом, натријум-јодидом итд. У цев на бази високих меркурних лампи. Халогене лампе имају високу светлукну ефикасност, велику снагу, добру светлосну боју, дуг живот и велики спектар. Међутим, јер је светлосна ефикасност нижа од оне од натријумских лампи високог притиска, а цео живот је краћи од оне од натријумских лампи високог притиска, тренутно се користи само у неколико фабрика биљака.

■ Натријумска лампа високог притиска
Натријумске лампе високих притиска припадају врсти сијалица за пражњење гаса високог притиска. Натријумска лампа високог притиска је лампица високог ефикасности у којој се натријум паре високог притиска испуни у цеви за пражњење, а додају се мала количина Ксенона (КСЕ) и Мерцури метал халогенида. Пошто натријумске лампе високих притиска имају високу ефикасност електро-оптичке конверзије са нижим трошковима производње, натријумске лампе високог притиска тренутно се најчешће користи у примени допунске светлости у пољопривредним објектима. Међутим, због недостатака ниске фотосинтетичке ефикасности у њиховом спектру, они имају недостатке ниске енергетске ефикасности. С друге стране, спектралне компоненте које емитују натријумске лампе високог притиска углавном су концентрисане у жуто-наранџастом светлосном опсегу, што недостаје црвена и плава спектра неопходна за раст биљака.

■ Слаба диода
Као нова генерација извора светлости, диоде за емитовање светлости (ЛЕД) имају много предности као што су виша ефикасност електро-оптичке конверзије, подесиви спектар и висока фотографија. ЛЕД може да емитује једнобојно светло потребно за раст биљака. У поређењу са обичним флуоресцентним сијама и другим додатним изворима светла, ЛЕД има предности уштеде енергије, заштите животне средине, дугог живота, једнокрозног светла, извора хладног светла и тако даље. Уз даљње унапређење електро-оптичке ефикасности ЛЕД и смањења трошкова узрокованих ефектом скале, ЛЕД системи за расвете постаће главна опрема за допуну лампице у пољопривредним објектима. Као резултат тога, ЛЕД појачана светла су примењена преко 99,9% фабрика биљака.

Поређења, карактеристике различитих додатних извора светлости могу се јасно разумети, као што је приказано у Табели 1.

Уређај за осветљење мобилног осветљења
Интензитет светлости уско је повезан са растом усева. Тродимензионално узгој се често користи у фабрикама биљака. Међутим, због ограничења структуре уграђивања, неуједначена дистрибуција светлости и температуре између регала ће утицати на принос усева и период жетве неће бити синхронизован. Компанија у Пекингу је успешно развила ручни уређај за додавање лампица (ХПС осветљење и ЛЕД Ацтуретуре Ацхтентуре) у 2010. Принцип је да ротира погонски осовина и намотач је фиксиран на њејући ручицу да се руши малим филмом да би се постигла сврха повлачења и одмотавања жичане конопце. Жичани коноп растућих светла повезано је са вијугавим котачем лифта кроз више сетова точкова за поништавање, како би се постигао ефекат подешавања висине светлости. Године 2017. горе поменута компанија дизајнирана је и развила нови додатак за додатак мобилне лампице, који може аутоматски подесити висину додатака светлости у стварном времену у складу са потребама раста усева. Уређај за подешавање је сада инсталиран на тродимензионалном положају са 3-димензионалним равним системом светлости. Горњи слој уређаја је ниво са најбољим светлосним стањем, тако да је опремљен натријум лампима под високим притиском; Средњи слој и доњи слој опремљени су ЛЕД-овим повећаним светлима и системом прилагођавања подизања. Може аутоматски да подеси висину светлости да пружи одговарајуће осветљење за усјеве.

У поређењу са уређајем за додатак мобилног светла прилагођен тродимензионалном култивацији, Холандија је развила хоризонтално покретни ЛЕД ГЛАВНИ ДОДАТНИ СВЕТЛОВИ ДОДАТНИ СВЕТЛОВИ. Да би се избегло утицај сенке растућих светлости на раст биљака на сунцу, систем светлости може се гурнути на обе стране носача кроз телескопски тобоган у хоризонталном смеру, тако да је сунце у потпуности озрачен на биљкама; У облачним и кишним данима без сунчеве светлости, гурните систем светлости на средину носача да би светлост постала светлосни систем равномерно напунила биљке; Померите светлосни систем хоризонтално кроз клизач на носачу, избегавајте учестално растављање и уклањање раст светлосног система и смањите интензитет рада запослених, чиме се ефикасно побољшавају радну ефикасност.

Идеје за дизајн типичног раст светлосног система
Није било тешко видети из дизајна додатног уређаја за покретање које је дизајн додатног осветљења фабрике биљке обично заузима интензитет светлости, квалитет светлости и фотопериод параметра различитих периода раста усева као основни садржај дизајна , Ослањајући се на интелигентни систем управљања за спровођење, постизање крајњег циља уштеде енергије и високи принос.

Тренутно је дизајн и изградња допунског светла за лиснато поврће постепено доспела. На пример, лиснато поврће може се поделити у четири фазе: сцена садница, средњи раст, касни раст и крајњи фаза; Воћно поврће може се поделити у сценску фазу, вегетативну фазу раста, фазе цветања и фазе жетве. Од атрибута додатног интензитета светлости, интензитет светлости у позорници садница треба да буде мало нижи, на 60 ~ 200 ммол / (м² · с), а затим постепено повећава. Лиснато поврће може достићи до 100 ~ 200 μмол / (м² · с), а воће поврће може достићи 300 ~ 500 μмол / (м² · с) како би се осигурало потребе интензитета светлости постројење фотосинтезе у сваком периоду раста и испуњавају потребе висок принос; У погледу квалитета светлости, омјер црвене до плаве боје је веома важан. Да би се повећао квалитет садница и спречио превелики раст у позорници садница, однос црвене до плаве се обично поставља на ниском нивоу [(1 ~ 2): 1], а затим је постепено смањио да би задовољило потребе биљке Лака морфологија. Омјер црвене до плаве до лиснатог поврћа може се поставити на (3 ~ 6): 1. За фотопериод, слично интензитету светлости, требало би да покаже тренд повећања са продужењем периода раста, тако да лиснато поврће има више фотосинтетских времена за фотосинтезу. Допунски дизајн плодова и поврћа свијетло је сложенији. Поред горе поменутих основних закона, требало би да се фокусирамо на поставку фотопериода током периода цветања, а цветања и плодови поврћа мора се унапредити, тако да не за повратак.

Вриједно је напоменути да би лагана формула требала укључивати крајњи третман за поставке лаког окружења. На пример, континуирано додавање светлости може у великој мери побољшати принос и квалитет хидропоничних лиснатих повртних садница или да користи УВ третман да значајно побољшају клице и лиснато поврће (посебно љубичасто пурпурне листове и зелена салата од црвеног лишћа и прехрани.

Поред оптимизације доплате светлости за одабране усеве, систем контроле светлости неких вештачких лампица фабрика биљака такође је такође брзо развио у последњим годинама. Овај систем управљања углавном се заснива на Б / С структури. Даљински управљач и аутоматска контрола фактора животне средине као што су температура, влажност, светлост и концентрација ЦО2 током раста усева реализоване су кроз ВиФи, а истовремено се реализује метода производње који није ограничен спољним условима. Ова врста интелигентног додатног светлосног система користи ЛЕД ГЛАСС СИГХТТУРТУРТУРТУ као додатни извор светлости, у комбинацији са даљинским интелигентним системом контроле, може да задовољи и осветљење таласне дужине биљне таласне дужине, посебно је погодно за животну средину биљног споја и може испунити потражњу на тржишту .

Закључне напомене
Фабрике биљака сматрају се важан начин решавања светских ресурса, становништва и еколошких проблема у 21. веку и важан начин постизања самодовољности хране у будућим високотехнолошким пројектима. Као нова врста методе пољопривредне производње, фабрике биљака и даље су у фази учења и раста и потребне су више пажње и истраживања. Овај чланак описује карактеристике и предности заједничких додатних метода осветљења у фабрикама биљака и уводи идеје дизајна типичних системских система за усев. Није тешко пронаћи кроз поређење, како би се носио са ниским светлом узрокованим тешким временским временом попут континуиране облачне и измаглице и да осигурамо високу и стабилну производњу објеката, ЛЕД опрема за узгој светлости највише је у складу са тренутним развојем Трендови.

Будући развојни правац биљних фабрика би требало да се фокусира на нове прецизне сензоре, нискобуџетне сензоре, даљински контролисани, подесиви спектар уређаја за расветљење и стручне системе контроле. Истовремено, будуће фабрике биљака и даље ће се развијати ка нискобуџетној, интелигентној и само-адаптивном. Употреба и популаризација ЛЕД-а Повраћајте изворе светлости пружају гаранцију за високо прецизну контролу животне средине фабрика биљака. ЛЕД лагана регулација животне средине је сложен процес који укључује свеобухватну регулацију квалитета светлости, интензитета светлости и фотопериода. Релевантни стручњаци и учењаци морају да спроведу дубинско истраживање, промовишуће додатну расвету ЛЕД у вештачкој светлосној фабрици биљака.