Nivîskar: Jing Zhao, Zengchan Zhou, Yunlong Bu, hwd. Çavkaniya Medyayê: Teknolojiya Endezyariya Çandiniyê (baxçevaniya serayê)

Fabrîkaya nebatê pîşesaziya nûjen, biyoteknolojî, hîdroponîk a xurek û teknolojiya agahdariyê bihevre dike da ku di nav dezgehê de kontrola rast-rast a faktorên hawîrdorê bicîh bîne. Ew bi tevahî dorpêçkirî ye, li ser hawîrdora derdorê hewcedariyên kêm e, heyama çinîna nebatê kurt dike, av û zibilê diparêze, û bi avantajên hilberîna ne-pesticide û bê avêtina çopê, kargêriya karanîna erdê yekîneyê 40 û 108 carî ji wê ye. hilberîna qada vekirî. Di nav wan de, çavkaniya ronahiya sûnî ya aqilmend û rêziknameya hawîrdora wê ya ronahiyê di karbidestiya hilberîna wê de rolek diyarker dilîze.

Wekî faktorek girîng a hawîrdorê ya laşî, ronî di sererastkirina mezinbûna nebat û metabolîzma materyalê de rolek sereke dilîze. "Yek ji taybetmendiyên sereke yên kargeha nebatê çavkaniya ronahiya çêkirî ya tam e û pêkanîna rêziknameya hişmend a jîngeha ronahiyê ye" di pîşesaziyê de bûye lihevhatinek giştî.

Pêdiviya nebatan bi ronahiyê

Ronahî yekane çavkaniya enerjiyê ya fotosenteza nebatan e. Zêdebûna ronahiyê, qalîteya ronahiyê (spektrum) û guhertinên demkî yên ronahiyê bandorek mezin li mezinbûn û pêşkeftina nebatan dikin, di nav wan de tundiya ronahiyê herî zêde bandorê li fotosenteza nebatan dike.

■ Hêza ronahiyê

Zêdebûna ronahiyê dikare morfolojiya nebatan biguhezîne, wek kulîlk, dirêjahiya navber, stûrahiya stûn, û mezinahî û stûrbûna pelan. Pêdiviyên nebatan ji bo zexmbûna ronahiyê dikare li nebatên ronahiyê, navîn-ronahî-hez, û kêm-ronahiyê tolerans were dabeş kirin. Zebeş bi piranî nebatên ronahiyê ne, û xalên tezmînata ronahiyê û xalên têrbûna ronahiyê bi nisbeten bilind in. Di kargehên nebatên ronahiya sûnî de, hewcedariyên têkildar ên nebatan ji bo xurtbûna ronahiyê bingehek girîng e ji bo hilbijartina çavkaniyên ronahiya çêkirî. Fêmkirina hewcedariyên ronahiyê yên nebatên cihêreng ji bo sêwirana çavkaniyên ronahiya sûnî girîng e, Ji bo baştirkirina performansa hilberîna pergalê zehf hewce ye.

■ Kalîteya ronahî

Belavbûna qalîteya ronahiyê (spektral) jî bandorek girîng li ser fotosentez û morfogeneza nebatan dike (Wêne 1). Ronahî beşek ji tîrêjê ye, û radyasyon pêlek elektromagnetîk e. Pêlên elektromagnetîk xwedî taybetmendiyên pêlan û taybetmendiyên kuantûmê (parçeyan) ne. Kuantuma ronahiyê di warê baxçevaniyê de jê re foton tê gotin. Radyasyona bi dirêjahiya pêlê 300~800nm ​​jê re radyasyona fîzyolojîk a çalak a nebatan tê gotin; û tîrêjên bi dirêjahiya pêlên 400 ~ 700 nm jê re tîrêjên çalak ên fotosentetîk (PAR) yên nebatan tê gotin.

Klorofîl û karoten di fotosenteza nebatan de du pigmentên herî girîng in. Xiflteya 2 spektraya vegirtinê ya spêktralê ya her pîgmenta fotosentetîkî nîşan dide, ku tê de spektruma vegirtina klorofîl di bandên sor û şîn de kom bûye. Pergala ronahiyê li ser bingeha hewcedariyên spektral ên çandiniyê ye ku ronahiyê bi sûnî lê zêde bike, da ku fotosenteza nebatan pêşve bibe.

■ dema wêneyê
Têkiliya di navbera fotosentez û fotomorfogeneza nebatan û dirêjahiya rojê (an jî dema wêne-periodê) de wekî fotoperiodiya nebatan tê gotin. Fotoperiodity ji nêz ve bi demjimêrên ronahiyê ve girêdayî ye, ku vedibêje dema ku çandin ji hêla ronahiyê ve tê tîrêjkirin. Ji bo kulîlk û fêkiyê fêkî bide çandinên cihê, çend demjimêrên ronahiyê hewce dike ku heyama wêneyê temam bike. Li gorî demsalên cihêreng, ew dikare di nav zeviyên rojên dirêj de were dabeş kirin, wek kelem, hwd., ku di qonaxek mezinbûna wê de ji 12-14 demjimêran zêdetir ronahiyê hewce dike; Zeviyên rojên kurt, wek pîvaz, soya, hwd., ji 12-14h demjimêrên Ronahîkirinê kêmtir hewce ne; Berhemên tava navîn, wek xiyar, tomato, bîber û hwd., dikarin di bin tîrêja rojê ya dirêjtir an kurttir de şîn bibin û fêkî bidin.
Di nav sê hêmanên jîngehê de, tundiya ronahiyê bingehek girîng e ji bo hilbijartina çavkaniyên ronahiya sûnî. Heya nuha, gelek rêgez hene ku meriv tundiya ronahiyê diyar bike, bi taybetî sê sêyên jêrîn jî hene.
(1) Ronahî tê wateya tîrêjiya rûbera herikîna ronahiyê (herikîna ronî li ser yekîneya herêmê) ku li balafira ronîkirî, bi lûks (lx) hatî wergirtin.

(2) Radyoya çalak a fotosentezî, PAR, Yekîneya: W/m².

(3) Tîrêjiya herikîna fotonê ya bi fotosentezî bi bandor PPFD an PPF hejmara tîrêjên bi bandor ên fotosentezî ye ku di yekîneya dem û qada yekîneyê de digihîje an derbas dibe, yekîneya: μmol/(m²·s). rasterast bi fotosentezê ve girêdayî ye. Di heman demê de ew di warê hilberîna nebatê de nîşana tundiya ronahiyê ya ku herî zêde tê bikar anîn e.

Analîza çavkaniya ronahiyê ya pergala ronahiya pêvek a tîpîk
Zêdekirina ronahiya çêkirî ev e ku zexmbûna ronahiyê li devera armanc zêde bike an dema ronahiyê dirêj bike bi sazkirina pergalek ronahiya pêvekê re da ku hewcedariya ronahiyê ya nebatan bicîh bîne. Bi gelemperî, pergala ronahiyê ya pêvek amûrên ronahiyê yên pêvek, çerx û pergala kontrola wê vedihewîne. Çavkaniyên ronahiyê yên pêvek bi giranî çend celebên hevpar ên wekî lampayên ronahiyê, lampayên floransent, lampayên metal halide, lampayên sodyûmê tansiyona bilind û LED hene. Ji ber kêmbûna karbidestiya elektrîkî û optîkî ya lampayên ronahiyê, karbidestiya kêm a enerjiya fotosentetîk û kêmasiyên din, ew ji hêla sûkê ve hatî rakirin, ji ber vê yekê ev gotar analîzek berfireh nake.

■ Çiraya floransê
Lampeyên fluorescent ji celebê lampayên avêtina gazê yên tansiyona kêm in. Lûleya camê bi buxara merkur an gaza bêserûber tê dagirtin, û dîwarê hundurê boriyê bi toza floransentê tê pêçandin. Rengê ronahiyê bi materyalê fluorescentê ku di boriyê de hatî pêçan diguhere. Lampeyên fluorescent li gorî lampayên ronahiyê xwedî performansa spektral a baş, karbidestiya ronahiyê ya bilind, hêza kêm, jiyanek dirêjtir (12000h) li gorî lampayên ronahiyê, û lêçûnek nisbeten kêm e. Ji ber ku çira fluorescent bixwe kêmtir germê derdixe, ew dikare ji bo ronahiyê nêzî nebatan be û ji bo çandiniya sê-alî guncan e. Lêbelê, nexşeya spektral a lampa floransent ne maqûl e. Rêbaza herî gelemperî li cîhanê ev e ku meriv reflekskeran zêde bike da ku hêmanên çavkaniya ronahiyê ya bi bandor a zeviyên li qada çandiniyê zêde bike. Pargîdaniya adv-agri ya Japonî di heman demê de celebek nû ya çavkaniya ronahiya pêvek HEFL jî pêşxistiye. HEFL bi rastî di kategoriya lampayên fluorescent de ye. Ew ji bo lampayên fluorescentê yên katodê sar (CCFL) û lampayên fluorescentê yên elektroda derveyî (EEFL) têgîna gelemperî ye, û lampa floransê ya elektrodê tevlihev e. Tîpa HEFL zehf zirav e, bi çarçoveyek tenê bi qasî 4 mm, û dirêjahî dikare li gorî hewcedariyên çandiniyê ji 450 mm heya 1200 mm were sererast kirin. Ew guhertoyek pêşkeftî ya lampa floransê ya kevneşopî ye.

■ Lampeya metal halide
Lampeya metal halide lampeyek dakêşanê ya tundûtûjî ye ku dikare hêmanên cihêreng heyecan bike da ku dirêjahiya pêlên cûda hilberîne bi lêzêdekirina cûrbecûr halîdên metal (bromide tin, îodîdê sodyûm, hwd.) di lûleya dakêşanê de li ser bingeha tîrêjek tîrêjê ya bilind. Lampeyên halojen xwedan karbidestiya ronahiyê ya bilind, hêza bilind, rengê ronahiya baş, jiyanek dirêj, û spektrek mezin e. Lêbelê, ji ber ku karbidestiya ronahiyê ji ya lampayên sodyûmê tansiyona bilind kêmtir e, û temenê ji ya lampayên sodyûmê tansiyona bilind kurttir e, ew naha tenê di çend kargehên nebatan de tê bikar anîn.

■ Lampeya sodyûmê tansiyona bilind
Lampeyên sodyûmê yên tansiyona bilind ji celebê lampayên avêtina gaza tansiyona bilind in. Lampeya sodyûmê ya bi tansiyona bilind çirayek jêhatî ye ku tê de buhara sodyûmê ya bi tansiyona bilind di lûleya dakêşanê de tê dagirtin, û mîqdarek piçûk xenon (Xe) û halide metala mercury lê tê zêdekirin. Ji ber ku lampayên sodyûmê tansiyona bilind xwedan karbidestiya veguheztina elektro-optîkî ya bilind digel lêçûnên hilberînê yên kêmtir in, lampayên sodyûmê tansiyona bilind naha di serîlêdana ronahiya pêvek de di nav dezgehên çandiniyê de herî berfireh têne bikar anîn. Lêbelê, ji ber kêmasiyên kêm karbidestiya fotosentetîk a di spektra wan de, kêmasiyên wan ên enerjiyê kêm in. Ji hêla din ve, hêmanên spektral ên ku ji hêla lampayên sodyûmê tansiyona bilind ve têne derxistin bi giranî di bandê ronahiya zer-porteqalî de, ku ji spektrên sor û şîn ên ku ji bo mezinbûna nebatan hewce ne, têne berhev kirin.

■ Dîoda ronahiyê
Wekî nifşek nû ya çavkaniyên ronahiyê, dîodên ronahiyê (LED) xwedan gelek avantajên wekî karîgeriya veguheztina elektro-optîkî ya bilind, spektruma verastkirî, û karbidestiya fotosentetîk a bilind in. LED dikare ronahiya monokromatîkî ya ku ji bo mezinbûna nebatê hewce dike derxe. Li gorî lampayên fluorescentê yên normal û çavkaniyên din ên ronahiya pêvek, LED xwedan avantajên teserûfa enerjiyê, parastina jîngehê, jiyana dirêj, ronahiya monokromatîk, çavkaniya ronahiya sar û hwd. Bi pêşkeftina pêşkeftina karbidestiya elektro-optîkî ya LED-an û kêmkirina lêçûnên ku ji ber bandora pîvanê çêdibe, pergalên ronahiyê yên mezinbûna LED-ê dê bibin alavên sereke ji bo lêzêdekirina ronahiyê di saziyên çandiniyê de. Wekî encamek, roniyên mezinbûna LED li ser% 99.9 kargehên nebatan hatine sepandin.

Bi berhevkirinê re, taybetmendiyên çavkaniyên cûda yên ronahiyê yên pêvek dikarin bi zelalî werin fêm kirin, wekî ku di Tablo 1 de tê xuyang kirin.

Amûra ronahîkirina mobîl
Zêdebûna ronahiyê ji nêz ve bi mezinbûna zeviyan ve girêdayî ye. Çandiniya sê-alî bi gelemperî di kargehên nebatan de tê bikar anîn. Lêbelê, ji ber sînordarbûna strukturên refikên çandiniyê, belavkirina nehevseng a ronahiyê û germahiyê di navbera refikan de dê bandorê li hilberîna nebatan bike û heyama dirûnê dê hevdem nebe. Pargîdaniyek li Pekînê di sala 2010-an de bi serfirazî amûrek lêzêdekirina ronahiyê ya bi destan (çalakiya ronahiyê ya HPS û ronahiya ronahiyê ya LED-ê) bi serfirazî pêşxistiye. Prensîb zivirîna mîla ajotinê ye û bi hejandina destikê ji bo zivirîna çerxa fîlimê ya piçûk zivirîna wê ye. ji bo bidestxistina mebesta paşvekêşandin û vekêşana têlê. Têlê ya ronahiya mezinbûnê bi çerxa pêçayî ya asansorê re bi gelek komek çerxên berevajî ve girêdayî ye, da ku bigihîje bandora sererastkirina bilindahiya ronahiya mezinbûnê. Di sala 2017-an de, pargîdaniya navborî amûrek nû ya lêzêdekirina ronahiyê ya mobîl sêwirand û pêşxist, ku dikare bixweber bilindahiya lêzêdekirina ronahiyê di wextê rast de li gorî hewcedariyên mezinbûna çandiniyê rast bike. Amûra verastkirinê naha li ser hilkirina çavkaniya ronahiyê ya 3-tebeq-raftê ya çandiniya sê-alî tê saz kirin. Tebeqeya jorîn a cîhazê asta bi rewşa ronahiyê ya çêtirîn e, ji ber vê yekê ew bi lampayên sodyûmê yên tansiyona bilind ve tê stend kirin; tebeqeya navîn û tebeqeya jêrîn bi roniyên mezinbûna LED û pergalek verastkirina hilgirtinê ve têne saz kirin. Ew dikare bixweber bilindahiya ronahiya mezinbûnê rast bike da ku jîngehek ronahiyek maqûl ji bo nebatan peyda bike.

Li gorî cîhaza lêzêdekirina ronahiyê ya mobîl a ku ji bo çandiniya sê-alî hatî çêkirin, Hollanda amûrek ronahiya lêzêdekirina ronahiyê ya LED-ê ya guhezbar a horîzontal pêşxistiye. Ji bo ku ji bandora siya ronahiya mezinbûnê li ser mezinbûna nebatên di tavê de nemîne, pergala ronahiya mezinbûnê dikare bi riya şemitokek teleskopî ber bi rêça horizontî ve ber bi her du aliyên pêlavê ve were kişandin, da ku tav bi tevahî be. tîrêjên li ser nebatan; di rojên ewr û baran de bêyî tîrêja rojê, Pergala ronahiya mezinbûnê berbi nîvê lingê ve bikşînin da ku ronahiya pergala ronahiya mezinbûnê bi rengek wekhev nebatan tije bike; pergala ronahiya mezinbûnê bi rengek horizontî di nav xêzkirina li ser kelê de bihêlin, ji veqetandin û rakirina pir caran pergala ronahiya mezinbûnê dûr bixin, û keda kedê ya karmendan kêm bikin, bi vî rengî bi bandor karbidestiya xebatê baştir bikin.

Fikrên sêwiranê yên pergala ronahiya mezinbûna tîpîk
Ne dijwar e ku meriv ji sêwirana cîhaza pêvek a ronahiya mobîl were dîtin ku sêwirana pergala ronahiya pêvek a kargeha nebatê bi gelemperî pîvana ronahiyê, kalîteya ronahiyê û pîvanên wêne-periodê yên serdemên mezinbûna çandiniyê yên cihêreng wekî naveroka bingehîn a sêwiranê digire. , xwe dispêre pergala kontrolê ya aqilmend ku bicîh bîne, bigihîje armanca dawîn a teserûfa enerjiyê û hilberîna bilind.

Heya nuha, sêwirandin û avakirina ronahiya pêvek ji bo sebzeyên pelgeyî hêdî hêdî gihîştiye. Mînakî, sebzeyên pelgeyî dikarin li çar qonaxan bêne dabeş kirin: qonaxa şitil, navîn-mezinbûn, mezinbûna dereng, û qonaxa dawî; fêkî-zebze dikarin li qonaxa şitil, qonaxa mezinbûna nebatî, qonaxa kulîlkan û qonaxa berhevkirinê were dabeş kirin. Ji taybetmendiyên tîrêjiya ronahiya pêvek, di qonaxa şitilê de şiddeta ronahiyê divê hinekî kêmtir be, li 60~200 μmol/(m²·s), û dûv re hêdî hêdî zêde bibe. Sebzeyên pelgeyî dikarin bigihîjin 100~200 μmol/(m²·s), û sebzeyên fêkî dikarin bigihîjin 300~500 μmol/(m²·s) da ku di her heyama mezinbûnê de hewcedariyên tundiya ronahiyê ya fotosenteza nebatan bicîh bikin û hewcedariyên hilberîna bilind; Di warê kalîteya ronahiyê de, rêjeya sor û şîn pir girîng e. Ji bo zêdekirina kalîteya şitilan û pêşîgirtina mezinbûna zêde di qonaxa şitilê de, rêjeya sor û şîn bi gelemperî di astek nizm de tê danîn [(1~2):1], û dûv re hêdî hêdî tê kêm kirin da ku hewcedariyên nebatê bicîh bîne. morfolojiya sivik. Rêjeya sor û şîn û sebzeyên pelî dikare bibe (3~6): 1. Ji bo periyoda wêneyê, mîna şiyana ronahiyê, pêdivî ye ku ew bi dirêjkirina serdema mezinbûnê re meylek zêdebûnê nîşan bide, da ku sebzeyên pelî ji bo fotosentezê zêdetir wextê fotosentezê hebe. Sêwirana lêzêdekirina sivik a fêkî û sebzeyan dê tevlihevtir be. Ji xeynî qanûnên bingehîn ên li jor behs kirin, divê em di dema kulîlkê de li ser danîna periyoda fotografê bisekinin û kulîlk û fêkîbûna sebzeyan were pêşve xistin, da ku paşve neçe.

Hêjayî gotinê ye ku formula ronahiyê divê dermankirina dawî ya ji bo mîhengên jîngeha ronahiyê pêk bîne. Mînakî, lêzêdekirina ronahiyê ya domdar dikare berberî û kalîteya nebatên pelên hîdroponîk ên hîdroponîk pir baştir bike, an jî dermankirina UV-ê bikar bîne da ku bi girîngî kulm û sebzeyên pelî (bi taybetî Pelên binefşî û pelê pelê sor) kalîteya xurekan baştir bike.

Digel xweşbînkirina lêzêdekirina ronahiyê ji bo çandiniyên hilbijartî, pergala kontrolkirina çavkaniya ronahiyê ya hin kargehên nebatên ronahiya sûnî jî di van salên dawî de bi lez pêşketiye. Ev pergala kontrolê bi gelemperî li ser avahiya B/S-ê ye. Kontrola ji dûr ve û kontrolkirina otomatîkî ya faktorên hawîrdorê yên wekî germahî, nermî, ronahiyê, û berhevoka CO2 di dema mezinbûna nebatan de bi riya WIFI-yê tê fêm kirin, û di heman demê de, rêbazek hilberînê ya ku ji hêla şert û mercên derveyî ve ne sînorkirî ye, pêk tê. Ev celeb pergala ronahiya pêvek a aqilmend ronahiya LED-ê wekî çavkaniya ronahiyê ya pêvek bikar tîne, bi pergala kontrola aqilmend a dûr ve tê hev, dikare hewcedariyên ronahiya dirêjahiya nebatê bicîh bîne, bi taybetî ji bo hawîrdora çandiniya nebatê ya bi ronahiyê-kontrolkirî maqûl e, û dikare baş daxwaziya bazarê bicîh bîne. .

Gotinên dawî
Kargehên nebatan di sedsala 21-an de wekî rêyek girîng têne hesibandin ji bo çareserkirina pirsgirêkên çavkaniyên cîhanê, nifûs û jîngehê, û rêyek girîng e ji bo bidestxistina xweseriya xwarinê di projeyên pêşerojê yên teknolojiya bilind de. Wekî şêwazek nû ya hilberîna çandiniyê, kargehên nebatan hîn di qonaxa fêrbûn û mezinbûnê de ne, û pêdivî bi baldarî û lêkolînek zêdetir heye. Ev gotar taybetmendî û avantajên rêgezên ronahiya pêvek ên hevpar ên di kargehên nebatan de vedibêje, û ramanên sêwiranê yên pergalên ronahiya pêvek ên çandiniyê yên tîpîk destnîşan dike. Ne dijwar e ku meriv bi berhevdanê re were dîtin, ji bo ku meriv bi ronahiya kêm a ku ji hêla hewaya dijwar ve hatî çêkirin, wekî domdar ewr û hewayê, û ji bo misogerkirina hilberîna bilind û domdar a hilberên sazgehê, alavên çavkaniya ronahiya LED Grow herî zêde li gorî pêşkeftina heyî ye. trends.

Rêvebiriya pêşkeftina pêşerojê ya kargehên nebatan divê balê bikişîne ser senzorên nû yên rast-bilind, erzan, pergalên cîhazên ronahiyê yên ji dûr ve têne kontrolkirin, verastkirî û pergalên kontrolê yên pispor. Di heman demê de, kargehên nebatên paşerojê dê berbi lêçûn, aqilmend û xwe-adapker ve pêşve bibin. Bikaranîn û populerbûna çavkaniyên ronahiyê yên LED-ê ji bo kontrolkirina hawîrdorê ya pêbawer a kargehên nebatan garantî dike. Rêzkirina jîngehê ronahiya LED pêvajoyek tevlihev e ku bi rêziknameya berfireh a qalîteya ronahiyê, tundiya ronahiyê, û serdema wêneyê vedihewîne. Pispor û zanyarên têkildar hewce ne ku lêkolînek kûr bikin, ronahiya pêvek a LED-ê di kargehên nebatên ronahiya sûnî de pêşve bibin.