1. Yorug'lik sifatini tartibga solish: o'simlik yorug'lik kodini buzish
O'simliklar yorug'likdan qanday foydalanishni juda tanlashadi. O'simliklar fotosintez uchun faqat 400-700 nm diapazonida ko'rinadigan yorug'likni o'zlashtira oladi (bu quyosh nurlanishining taxminan 43% -52,5% ni tashkil qiladi). Asosiy yutilish cho'qqilari qizil yorug'lik (610-720 nm) va ko'k yorug'lik (400-510 nm). LED o'simlik chiroqlari bir vaqtning o'zida faqat bitta rangdagi yorug'likni yuborish uchun yarimo'tkazgich materiallarining fotoelektrik imkoniyatlaridan foydalanadi. Ular shuningdek, chiplarni birlashtirib, nozik spektr nazoratini ham amalga oshirishlari mumkin.
660nm qizil yorug'lik o'simliklarning fotosensitiv pigmentlarini yoqishi mumkin, bu o'simliklarga ko'proq xlorofill ishlab chiqarishga va ko'proq uglevodlarni saqlashga yordam beradi. Pomidor o'simliklaridagi qizil yorug'lik miqdori 60% gacha ko'tarilsa, mevaning eriydigan shakar miqdori 18% ga, S vitamini miqdori esa 25% ga oshadi. Nankin qishloq xo'jaligi universitetida o'tkazilgan tadqiqot shuni ko'rsatdiki, xrizantema poyasi segmentlari qizil nur ta'sirida 100% vaqt ildiz otadi, bu tabiiy yorug'lik ta'siriga qaraganda 40% ko'proq ildizdir.
Moviy yorug'lik qoidalari: 450nm ko'k chiroq xlorofill hosil qilish va poya va barglarni o'stirish uchun eng muhim hisoblanadi. 30% ko'k yorug'lik bo'lgan sharoitda salat barglari 22% ko'proq xlorofill va 15% qalinroq edi. Moviy yorug'lik o'simliklarning haddan tashqari o'sishini to'xtatib, ularni yanada ixcham qiladi va bo'sh joydan yaxshiroq foydalanishga yordam beradi.
730 nm masofadagi qizil yorug'lik hujayra uzayishini va gullash vaqtini modulyatsiya qilish uchun o'simlik fotosensitatori B (PhyB) bilan ishlaydi. Qulupnay o'simliklariga 10% uzoq qizil yorug'lik qo'shilishi o'rmalovchi poyalarning internodalarini 20% qisqartirishi va mevaning pishishini 5 kunga tezlashtirishi mumkin.
Toʻliq-spektrli simulyatsiya: Yuqori{1}}diodli tizimlar ultrabinafsha nurlar (380–400 nm) va infraqizil nurlarni (700–1000 nm) oʻz ichiga olgan quyosh spektrini nusxalashi mumkin. O'simliklar ultrabinafsha nurlar ta'sirida ko'proq ikkilamchi metabolitlarni, shu jumladan likopen va antosiyaninlarni ishlab chiqishi mumkin. Infraqizil nur o'simliklarning nafas olishiga va kerakli haroratda turishiga yordam beradi.
2. Yorug'lik intensivligi va fotoperiodni nazorat qilish: rivojlanish ehtiyojlari to'liq qondirilishiga ishonch hosil qilish
O'simliklar fotosintezida yorug'lik kompensatsiyasi nuqtalari (fotosintez tezligi nafas olish tezligiga teng) va yorug'lik bilan to'yingan nuqtalar (fotosintez tezligi ko'proq yorug'lik bilan ko'tarilmaydigan) mavjud. LED tizimi o'sishning turli bosqichlarida o'simliklarning ehtiyojlariga avtomatik ravishda moslashish uchun aqlli karartma texnologiyasidan foydalanadi.
Ko'chat bosqichida ildizlarning o'sishi va barglarning kengayishiga yordam berish uchun 40% ko'k va 50% qizil chiroq aralashmasidan foydalaning. Lianyungang shahridagi Yuntai fermasida, Phalaenopsis uchun aqlli etishtirish xonasida LED qo'shimcha yorug'lik to'qimalar{3}}kultirilgan ko'chatlarning ildiz otish vaqtini 7 kunga qisqartiradi va yuqori sifatli ko'chatlar olish darajasini 30% ga oshiradi.
Oziqlanish o'sishi davrida barglardagi fotosintezni tezlashtirish uchun qizil nur miqdorini (60% -70%) oshiring. Ushbu spektral formula zavodda marulning o'sish davrini 60 kundan 45 kungacha qisqartiradi va maydon birligidan hosilni 40% ga oshiradi.
Reproduktiv o'sish davri: O'simliklar gullashi uchun qizil va uzoq qizil nur nisbatini o'zgartiring (5: 1). Ularning ko'p o'sishiga yo'l qo'ymaslik uchun ko'k chiroq qo'shing. Bu taklif qulupnayning shakar miqdorini 15 foizga oshiradi va bozor vaqtini 10 kun oldinga siljitadi.
Fototsiklni tartibga solish: o'simliklarning gullash vaqti sirkadiyalik tsiklga mos kelishi uchun taymerdan foydalaning. 12 soat yorug'lik va 12 soat qorong'ilik sharoitida xrizantema kabi qisqa kunlik o'simliklar o'z muhitiga qaraganda 20 kun oldin gullaydi.
3. Aqlli boshqaruv tizimi: yopiq-to'lqinli yorug'lik muhitini yaratish
Yangi LED o'simlik yorug'lik tizimi yopiq pastadirda yorug'lik muhitini tartibga solish uchun IoT sensorlari, AI algoritmlari va aktuatorlardan foydalanadi.
Atrof-muhitni idrok etish qatlami: yorug'lik intensivligi, spektral taqsimoti va o'simlik o'sish omillari bo'yicha real vaqt ma'lumotlarini olish uchun o'simlik fenotipikligini kuzatish uchun yorug'lik kvant sensorlari (PPFD o'lchash uchun), spektr analizatorlari va uskunalardan foydalaning.
Qaror qabul qilish uchun qatlam: AI algoritmlari o'simliklar o'sishi modellari asosida real vaqtda spektral formulalar va yorug'lik davomiyligini o'zgartiradi. Misol uchun, agar pomidor barglaridagi xlorofill kontsentratsiyasi pasaysa, tizim avtomatik ravishda qizil chiroq miqdorini oshiradi va chiroqlarni uzoqroq ushlab turadi.
Ijrochi qatlam: 0% dan 100% gacha bo'lgan bosqichsiz karartmani olish uchun dimlangan LED drayver modulidan foydalanish. Ko'p qatlamli o'stirish tizimida yorug'likning bir tekis bo'lishiga ishonch hosil qilish uchun yorug'likning har bir qatlamini alohida sozlashingiz mumkin.
Energiyani boshqarish bo'yicha mas'ul jamoa: Energiyadan maksimal darajada foydalanish uchun fotovoltaik energiya ishlab chiqaruvchi va energiya saqlash qurilmalarini birgalikda ishlatish. Shanxay Sunqiao zamonaviy qishloq xo'jaligini rivojlantirish zonasi LED tizimining energiya sarfini 30% ga va uglerod chiqindilarini 45% ga qisqartiradigan integratsiyalangan yorug'lik saqlash texnologiyasidan foydalanadi.
4. Texnologik yutuq: Laboratoriyadan zavodgacha
LED o'simlik chiroqlari vaqt davomida uchta tarzda o'zgargan:
Birinchi avlod (2000-2010) asosan faqat bitta rangda ishlaydigan qizil va ko'k LEDlardan iborat edi. Ularning yorug'lik samaradorligi taxminan 50 lm / Vt edi va spektrga juda mos kelmadi. Ular asosan ilmiy tadqiqotlar uchun foydalanilgan.
Ikkinchi avlod (2010–2020): Yoritish samaradorligi (150lm/Vt) boʻlgan koʻp{2}}toʻlqin uzunlikdagi kombinatsiyalangan LED yaratildi, aqlli karartma funksiyasini oʻz ichiga oldi va issiqxona ishlab chiqarishda keng qoʻllanila boshlandi.
Uchinchi avlod (2020 yildan hozirgacha): To'liq spektrli dinamik boshqaruvni ta'minlaydigan kvant nuqtali LED va perovskit materiallari tufayli yorug'lik samaradorligi 250 lm / Vt dan oshdi. Nankin qishloq xo‘jaligi universiteti 50 000 soat davom etadigan, lyuminestsent lampalarga qaraganda 69,7% kamroq elektr energiyasini ishlatadigan va o‘zini 1,5 yilda to‘laydigan LED to‘qima madaniyati lampasini ishlab chiqardi.
5. Ariza holati: qishloq xo‘jaligi ishlab chiqarishini takomillashtirish
Lianyungang Yuntai fermasi 10-qatlamli, uch oʻlchamli oʻstiriladigan tokchada LED oʻsimlik chiroqlaridan foydalanadi. Bu Phalaenopsis ekish zichligini uch baravar yuqori, standart issiqxonalarga qaraganda birlik maydondan o'n baravar yuqori hosildorlikni va suvdan foydalanishni 90% ga kamaytiradi.
Pekin Syaotangshan issiqxonasida yorug'lik intensivligi 200 mkmol/m²/s dan pastga tushganda avtomatik ravishda yoqiladigan yuqori + o'simliklararo ikki rejimli qo'shimcha yoritish tizimi mavjud. Bu yashil sabzavotlarning o'sish davrini 15 kunga qisqartiradi va Evropa Ittifoqi sifat mezonlariga javob beradi.
Gollandiyadagi Wageningen universitetida dunyodagi birinchi "Plant Factory 5.0" ko'rgazmali loyihasi qurildi. U yiliga kvadrat metrga 100 kilogramm pomidor etishtirish uchun LED yorug'lik muhitini tartibga solishdan foydalanadi va u Yer yuzidagi yorug'lik energiyasining 92 foizini ishlatadi.
