страница загружается

Системи освітлення для рослин: ФОТОСИНТЕЗ

дата публікації: 2018-09-26 18:32:38

Контроль росту рослин за допомогою світлодіодів

Світло - це найважливіша змінна в навколишньому середовищі, що стосується росту рослин. Рослини - це автотрофи, які розвинули здатність використовувати світлову енергію сонця для виробництва джерела їжі в процесі фотосинтезу. Процес досить складний, але ми можемо використовувати це спрощене визначення фотосинтезу: використання світлової енергії для розщеплення води (H 2 O) і фіксації вуглекислого газу (CO 2) з утворенням вуглеводів (CH 2 O) і кисень (O 2) (рис. 1 ). 

Метою даного посібника є не обговорення біохімічних світлових реакцій фотосинтезу, а обговорення різних властивостей світла і їх впливу на фотосинтез. Якість (спектр), кількість (інтенсивність) і тривалість (фотоперіод) - це окремі, але пов'язані властивості світла, які впливають на фотосинтез. Давайте більш детально розглянемо застосування перерахованих властивостей щодо систем освітлення для рослинництва.

Малюнок 1. Реакція фотосинтезу.

Спектральний ЯКІСТЬ СВІТЛА

Фотосинтетичний активна радіація (ФАР) є основним фактором фотосинтезу у рослин. Однак не всі довжини хвиль світла однаково ефективні для стимулювання фотосинтезу. У 1970-х роках два вчених-біолога на ім'я доктор МакКрі і доктор Инада провели кілька досліджень, щоб визначити вплив світлових спектрів на фотосинтез. Це дослідження привело до створення кривої фотосинтетичного відгуку, яка тепер відповідно відома як крива МакКрі. Якщо ви посилаєтеся на криву МакКрі (рис. 2), ви помітите, що червоне світло (600-700 нм) майже в два рази ефективніше синього світла (400-500 нм) при проведенні фотосинтезу, з зеленим (500-600 нм) світлом між ними. До цього дослідження було поширеною помилкою, що, оскільки хлорофіл поглинає світло в основному в червоною і синьою частинах спектра видимого світла (що призводить до зеленого кольору листя рослин), зелений світло не використовувався рослинами для фотосинтезу.

Риc.2 Середня реакція рослини на фотосинтетичний активну радіацію (PAR)

Проте, точні і незалежні вимірювання фотосинтетичної активності при різних довжинах хвиль МакКрі і Инада продемонстрували, що світло в зеленому спектрі (500-600 нм) майже так само ефективний, як синє світло для значного числа видів рослин.

Короткий пояснення цього експериментального факту полягає в тому, що у вищих рослин з'явилися як біохімічні, так і біофізичні розчини (наприклад, допоміжні пігменти) використовувати зелене світло. Ці допоміжні пігменти (в основному, каротиноїди) можна розглядати як молекули-сховища для фотонів, які безпосередньо не поглинаються хлорофілом.

Якість спектрального світла є ключовим компонентом, який входить в розробку систем освітлення для садівництва, особливо в системах з єдиним джерелом освітлення (повна відсутність сонячного світла). 

Традиційні системи освітлення з інтенсивним розрядом (HID) (натрієві і метал-галогенні лампи високого тиску) завжди мали обмеження, коли мова йшла про зміну спектрального якості світла. Використання світлодіодів в системах освітлення для рослинництва дозволяє виробникам створювати власні спектральні характеристики освітлення поряд з багатьма іншими перевагами в порівнянні з традиційними системами освітлення, включаючи: високу ефективність фотоелектричного перетворення, низьку теплову потужність і регульовані інтенсивності світла. Якість світла не тільки впливає на фотосинтез, але також впливає на морфологію рослин, яка відома як фотоморфогенез.

ІНТЕНСИВНІСТЬ СВІТЛА

Кількість фотонів, які поглинаються спеціалізованими фоторецепторами, відомими як хлоропласти, безпосередньо впливає на швидкість фотосинтезу. У міру збільшення інтенсивності світла (PPFD) збільшується швидкість фотосинтезу, поки не буде досягнута точка насичення. У кожного виду рослин є своя точка насичення світлом, на якій плато фотосинтетических рівнів засноване на освітленості, в якій вони розвивалися. Насичення світла відбувається при набагато меншій інтенсивності у рослин, які розвивалися в умовах тіні, ніж ті, які розвивалися в умовах повного сонця. Однак насичення світлом зазвичай відбувається (особливо у сонячних рослин), коли який-небудь інший фактор (зазвичай CO2) обмежений (Рис. 3).

Риc.3 Криві фотосинтетичного світлового відгуку.

Інший важливий міркування щодо інтенсивності світла відомо, як точка компенсації світла. Рослини мають мінімальну інтенсивність світла, необхідну для стимулювання зростання і підтримки життя. Як і слід було очікувати, точка компенсації світла виникає при більш високій інтенсивності світла для сонячних рослин, ніж для тіньових рослин. Забезпечення адекватної інтенсивності світла при правильному спектральному якості світла має вирішальне значення для стимулювання зростання нових рослин.

Системи освітлення для садівництва можна використовувати двома способами:

- для збільшення інтенсивності світла;

- для стимулювання фотосинтезу. 

Додаткове світло може забезпечуватися системами освітлення в тепличних умовах. Як правило, в умовах обмеженого освітлення (наприклад, зимові місяці в північних широтах, хмарні умови або їх поєднання) або в якості єдиного джерела фотосинтетичного світла в контрольованих приміщеннях, наприклад, камера для вирощування, склад, намет для вирощування і т. Д., де сонячне світло не використовується в якості джерела для фотосинтезу. 

Одним з ключових переваг використання світлодіодів для будь-якого застосування є низька теплова потужність на поверхні діода. Досягнення дуже високого PPFD за допомогою HID-ламп завжди обмежувалося відстанню, на якому лампи повинні знаходитися від навісу, оскільки ці лампи випромінюють великий відсоток енергії у вигляді інфрачервоного (ІК) світла. Інфрачервоний світло не фотосинтетичний активний і значно підвищує температуру рослин, тому одним із способів пом'якшення цього відгуку є збільшення відстані між світлом і пологом врожаю (що призводить до зниження інтенсивності світла і обмежує середу, в якій вони можуть використовуватися, для приміщень з високими стелями). 

При правильному управлінні температурою світлодіоди відводять більшу частину свого тепла з заднього боку діода, тому освітлювальні прилади можна розміщувати на набагато більш близьких відстанях від навісу, що забезпечує дуже високі рівні PPFD (≥ 1000 мкмоль / м2 / s) для рослин. Одним із способів пом'якшення цього відгуку є збільшення відстані між освітлювальним приладом і пологом врожаю (що призводить до зменшення інтенсивності світла і обмежує середу, в якій вони можуть використовуватися, для приміщень з високими стелями). 

ТРИВАЛІСТЬ СВІТЛА

Тривалість світла (фотоперіод) - це період часу, протягом якого рослина піддається впливу світла протягом 24 годин. Тривалість фотоперіоду може впливати на загальну інтенсивність світла, що отримується рослиною за 24 години, що, в свою чергу, впливає на загальне зростання. Це описується як денний світловий інтеграл (DLI), який визначається як сукупний PPFD, отриманий протягом 24 годин, і виражається в моль / м2 / сут. 

Фотоперіод також впливає на перехід від вегетативного до репродуктивного розвитку у кількох видів рослин. Однак насправді саме темний період (скотоперіод), а не фотопериод, визначає, коли певні види перейдуть в репродуктивну стадію зростання. Фоторецептора фітохром в основному відповідає за сигнал про перехід до репродуктивного розвитку і росту у фотоперіодичних культур.

Короткі дні (довгі ночі) рослини цвітуть, коли фітохром сприймає безперервну довгу ніч (зазвичай ≥ 12 годин). Довгі дні (короткі ночі) рослини цвітуть короткими ночами (зазвичай ≤ 12 годин). В якості альтернативи, деякі види рослин є нейтральними в денний час, де фотопериод не впливає на цвітіння.

В якості альтернативи, деякі види рослин є нейтральними в денний час, де фотопериод не впливає на цвітіння. Системи освітлення для садівництва можуть використовуватися для забезпечення фотоперіодичну освітлення для збільшення тривалості світлового дня, або щоб сприяти цвітінню рослин з довгим днем, або пригнічувати цвітіння рослин з коротким днем незалежно від пори року і клімату. Традиційно HID, лампи розжарювання або флуоресцентні лампи використовувалися для забезпечення фотоперіодичну освітлення в теплицях. Однак ці технології щодо неефективні при перетворенні електричної енергії в PAR. Системи освітлення ProGrowTech перетворять електричну енергію в PAR більш ефективно, ніж інші технології освітлення.

ВИСНОВОК

Роботи доктора МакКрі і Инада були основними в розумінні впливу спектрального якості світла на фотосинтез. Проте, вивчення фотобиологии все ще перебуває в зародковому стані, і швидкий розвиток світлодіодних технологій дозволило дослідникам розширити можливості роботи попередніх вчених-дослідників.

 

Нам ще належить виконати велику роботу по вивченню фотобиологии, для створення по істині універсального освітлення для рослинництва в закритих приміщеннях. Однак вже зараз ми з упевненістю можемо рекомендувати свій революційний спектральний склад - спектр "INDOOR", "INDOOR +" і "INDOOR PRO" - для найвимогливіших світлолюбних культур!

На сьогоднішній день ProGrowTech працює з великою кількістю тепличних господарств, студіює праці всесвітньо відомих вчених біологів і співпрацює з комерційними виробниками, щоб продовжувати вивчення взаємодії між життям рослин і світлом.

© Green Future. При копировании наших материалов обязательна прямая открытая для поисковых систем гиперссылка.
Ссылка должна быть размещена в независимости от полного либо частичного использования материалов.

Последние публикации
21
лип
smart hydra
Гідропоніка - це метод вирощування рослин з використанням води і поживних речовин, не використовуючи грунт.
22
лют
СПЕКТРИ ФИТО-СВІТИЛЬНИКІВ Модельний ряд (LGS v.1) на базі діодів 3535
21
січ
як зробити правильний вибір
У даній публікації, ми розповімо Вам, як вибрати якісні фіто-світильники, на що варто звернути увагу і як уникнути підробок.
АВТОРИЗАЦИЯ
я хочу зарегистрироваться »
отправка сообщения
Спасибо!
Ваше сообщение отправленно нашему специалисту. Мы свяжемся с вами в ближайшее время!
Замовити зворотній дзвінок
Фотосинтетически активная радиация - PAR

Фотосинтетически активная радиация, или, сокращённо, ФАР (PAR) — часть доходящей до биоценозов солнечной радиации в диапазоне от 400 до 700 нм, используемая растениями для фотосинтеза. Этот участок спектра более или менее соответствует области видимого излучения.

Фотосинтетический фотонный поток — суммарное число фотонов, излучаемых в секунду в диапазоне длин волн от 400 до 700 нм (мкмоль/с). Иногда эту величину выражают в эйнштейнах, то есть, мкЭ м−2 с−1, хотя эта единица не является стандартной и её использование часто неоднозначно. PAR можно выражать в единицах энергии (интенсивность излучения, Ватт/м2); это актуально при рассмотрении баланса энергии фотосинтезирующих организмов, но поскольку фотосинтез является квантовым процессом, то в физиологии растений PAR чаще всего выражают в единицах PPFD.

на заметку:

- в зависимости от спектрального состава параметры PPFD изменяются +/- 20%;

- каждой осветительной системе выдается технический паспорт.

  наименование стоимость 1 шт. кол-во кол. × цена 1 шт.
            
            
id: ((+id)), артикул: ((+vendor_code))
((+title))

((+price_single)) грн.

-      ((+quantity)) + ((+price_total)) грн.
      всего: ((+price)) грн.
В вашей корзине сейчас пусто :(
Самое время что то выбрать!