Otè: Jing Zhao，Zengchan Zhou，Yunlong Bu, elatriye.Sous Medya: Teknoloji Jeni Agrikòl (ortikilti lakòz efè tèmik)

Faktori plant la konbine endistri modèn, bioteknoloji, idroponik eleman nitritif ak teknoloji enfòmasyon pou aplike kontwòl wo presizyon sou faktè anviwònman an nan etablisman an.Li se konplètman fèmen, gen kondisyon ki ba sou anviwònman an ki antoure, diminye peryòd rekòt plant la, sove dlo ak angrè, ak avantaj ki genyen nan pwodiksyon ki pa pestisid ak pa gen okenn egzeyat dechè, efikasite itilizasyon tè inite a se 40 a 108 fwa sa a. nan pwodiksyon jaden ouvè.Pami yo, sous limyè atifisyèl entelijan ak règleman anviwònman limyè li yo jwe yon wòl desizif nan efikasite pwodiksyon li yo.

Kòm yon faktè enpòtan anviwònman fizik, limyè jwe yon wòl kle nan reglemante kwasans plant ak metabolis materyèl."Youn nan karakteristik prensipal yo nan faktori a plant se sous la plen limyè atifisyèl ak realizasyon an nan règleman entelijan nan anviwònman an limyè" te vin tounen yon konsansis jeneral nan endistri an.

Bezwen plant yo pou limyè

Limyè se sèl sous enèji fotosentèz plant yo.Entansite limyè, bon jan kalite limyè (spectre) ak chanjman peryodik nan limyè gen yon enpak pwofon sou kwasans lan ak devlopman nan rekòt, nan mitan ki entansite limyè a gen pi gwo enpak sou fotosentèz plant yo.

■ Entansite limyè

Entansite limyè a ka chanje mòfoloji rekòt, tankou flè, longè internode, epesè tij, ak gwosè fèy ak epesè.Kondisyon yo nan plant yo pou entansite limyè yo ka divize an plant ki renmen limyè, mwayen ki renmen limyè, ak ki ba-limyè-toleran.Legim yo se sitou plant ki renmen limyè, ak pwen konpansasyon limyè yo ak pwen saturation limyè yo relativman wo.Nan faktori plant limyè atifisyèl, kondisyon ki enpòtan nan rekòt pou entansite limyè yo se yon baz enpòtan pou chwazi sous limyè atifisyèl.Konprann kondisyon limyè diferan plant yo enpòtan pou desine sous limyè atifisyèl, Li trè nesesè pou amelyore pèfòmans pwodiksyon sistèm lan.

■ Bon jan kalite limyè

Distribisyon bon jan kalite limyè (espèk) tou gen yon enfliyans enpòtan sou fotosentèz plant ak morfogenesis (Figi 1).Limyè se yon pati nan radyasyon, ak radyasyon se yon onn elektwomayetik.Onn elektwomayetik gen karakteristik vag ak karakteristik pwopòsyon (patikil).Pwopòsyon limyè a rele foton nan jaden ortikol.Radyasyon ki gen yon seri longèdonn 300 ~ 800nm ​​yo rele radyasyon fizyolojik aktif nan plant;ak radyasyon ki gen yon seri longèdonn 400 ~ 700nm yo rele radyasyon fotosentetik aktif (PAR) nan plant yo.

Klorofil ak karotèn yo se de pigman ki pi enpòtan nan fotosentèz plant yo.Figi 2 montre spectre absòpsyon spectral chak pigman fotosentetik, kote spectre absòpsyon klowofil la konsantre nan bann wouj ak ble.Se sistèm nan ekleraj ki baze sou bezwen yo espèk nan rekòt yo atifisyèlman sipleman limyè, konsa tankou ankouraje fotosentèz la nan plant yo.

■ fotoperyòd
Relasyon ki genyen ant fotosentèz ak fotomorfogenesis plant yo ak longè jou (oswa tan fotoperyòd) yo rele fotoperiodite plant yo.Fotoperiodite a gen rapò ak èdtan limyè yo, ki refere a tan rekòt la iradyasyon pa limyè.Rekòt diferan mande pou yon sèten kantite èdtan limyè pou konplete fotoperyòd la fleri ak bay fwi.Dapre fotoperyod yo diferan, li ka divize an rekòt ki dire lontan, tankou chou, elatriye, ki mande pou plis pase 12-14 èdtan limyè nan yon sèten etap nan kwasans li yo;rekòt kout jou, tankou zonyon, plant soya, elatriye, mande pou mwens pase 12-14h èdtan ekleraj;rekòt mwayen solèy, tankou konkonm, tomat, piman, elatriye, ka fleri epi bay fwi anba limyè solèy la ki pi long oswa ki pi kout.
Pami twa eleman nan anviwònman an, entansite limyè se yon baz enpòtan pou chwazi sous limyè atifisyèl.Kounye a, gen anpil fason pou eksprime entansite limyè, sitou ki gen ladan twa sa yo.
（1）Ekleraj refere a dansite sifas flux lumineux (flux lumineux pou chak zòn inite) resevwa sou plan eklere a, an lux (lx).

（2）Radyasyon fotosentetik aktif, PAR，Inite: W/m².

（3）Dansite fotosentetik efikas foton PPFD oswa PPF se kantite radyasyon fotosentetik efikas ki rive nan oswa pase nan tan inite ak zòn inite, inite: μmol/(m²·s)。Sitou refere a entansite limyè a nan 400 ~ 700nm. ki gen rapò dirèkteman ak fotosentèz.Li se tou endikatè a entansite limyè ki pi souvan itilize nan jaden an nan pwodiksyon plant.

Analiz sous limyè nan sistèm limyè siplemantè tipik
Sipleman limyè atifisyèl se ogmante entansite limyè a nan zòn sib la oswa pwolonje tan limyè a lè w enstale yon sistèm limyè siplemantè pou satisfè demann limyè plant yo.Anjeneral pale, sistèm limyè siplemantè a gen ladan ekipman limyè siplemantè, sikwi ak sistèm kontwòl li yo.Sous limyè siplemantè sitou gen ladan plizyè kalite komen tankou lanp enkandesan, lanp fliyoresan, lanp metal metal, lanp sodyòm wo-presyon ak poul.Akòz efikasite elektrik ak optik ki ba nan lanp enkandesan, efikasite enèji fotosentetik ki ba ak lòt enpèfeksyon, li te elimine pa mache a, kidonk atik sa a pa fè yon analiz detaye.

■ Lanp fliyoresan
Lanp fliyoresan fè pati ki kalite lanp egzeyat gaz ki ba-presyon.Tib an vè plen ak vapè mèki oswa gaz inaktif, epi miray enteryè tib la kouvwi ak poud fliyoresan.Koulè limyè a varye ak materyèl fliyoresan kouvwi nan tib la.Lanp fliyoresan gen bon pèfòmans espèk, efikasite lumineux segondè, pouvwa ki ba, lavi ki pi long (12000h) konpare ak lanp enkandesan, ak pri relativman ba.Paske lanp fliyoresan nan tèt li emèt mwens chalè, li ka fèmen nan plant yo pou ekleraj epi li apwopriye pou kiltivasyon ki genyen twa dimansyon.Sepandan, Layout espèk lanp fliyoresan an pa rezonab.Metòd ki pi komen nan mond lan se ajoute reflektè pou maksimize konpozan sous limyè efikas nan rekòt yo nan zòn kiltivasyon an.Konpayi Japonè adv-agri te devlope tou yon nouvo kalite siplemantè sous limyè HEFL.HEFL aktyèlman fè pati kategori a nan lanp fliyoresan.Li se tèm jeneral pou lanp fliyoresan katod frèt (CCFL) ak lanp fliyoresan elektwòd ekstèn (EEFL), epi li se yon lanp fliyoresan elektwòd melanje.Tib HEFL la trè mens, ak yon dyamèt sèlman apeprè 4mm, epi longè a ka ajiste soti nan 450mm a 1200mm selon bezwen yo nan kiltivasyon.Li se yon vèsyon amelyore nan lanp lan fliyoresan konvansyonèl yo.

■ Lanp iogen metal
Lanp metal la se yon gwo entansite lanp egzeyat ki ka eksite eleman diferan yo pwodwi longèdonn diferan lè yo ajoute divès kalite alogen metal (bromur fèblan, yòd sodyòm, elatriye) nan tib la egzeyat sou baz yon lanp mèki wo-presyon.Lanp alojene gen gwo efikasite lumineux, gwo pouvwa, bon koulè limyè, lavi ki long, ak gwo spectre.Sepandan, paske efikasite lumineux la pi ba pase lanp sodyòm wo-presyon, ak lavi a pi kout pase lanp sodyòm-wo presyon, li se kounye a sèlman itilize nan kèk faktori plant.

■ Lanp sodyòm presyon ki wo
Lanp sodyòm wo-presyon apatni a ki kalite lanp egzeyat gaz-wo presyon.Lanp sodyòm wo-presyon an se yon lanp wo-efikasite nan ki vapè sodyòm-wo presyon ranpli nan tib la egzeyat, epi yo ajoute yon ti kantite ksenon (Xe) ak mèki metal halogen.Paske lanp sodyòm presyon ki wo gen gwo efikasite konvèsyon elektwo-optik ak pi ba pri fabrikasyon, lanp sodyòm presyon ki wo yo se kounye a ki pi lajman itilize nan aplikasyon an nan limyè siplemantè nan enstalasyon agrikòl.Sepandan, akòz enpèfeksyon yo nan efikasite fotosentetik ki ba nan spectre yo, yo gen enpèfeksyon yo nan efikasite enèji ki ba.Nan lòt men an, konpozan yo spectral ki emèt pa lanp sodyòm-wo presyon yo sitou konsantre nan bann limyè jòn-zoranj la, ki manke espèk wouj ak ble ki nesesè pou kwasans plant yo.

■ Dyòd ki emèt limyè
Kòm yon nouvo jenerasyon sous limyè, limyè-emisyon dyod (LED) gen anpil avantaj tankou pi wo efikasite konvèsyon elektwo-optik, spectre reglabl, ak efikasite fotosentetik segondè.Dirije ka emèt limyè monokrom ki nesesè pou kwasans plant.Konpare ak lanp fliyoresan òdinè ak lòt sous limyè siplemantè, dirije gen avantaj ki genyen nan ekonomize enèji, pwoteksyon anviwònman, lavi ki long, limyè monokrom, sous limyè frèt ak sou sa.Avèk plis amelyorasyon nan efikasite elektwo-optik LED yo ak rediksyon nan depans ki te koze pa efè a echèl, dirije grandi sistèm ekleraj yo pral vin ekipman an endikap pou konplete limyè nan enstalasyon agrikòl.Kòm yon rezilta, dirije grandi limyè yo te aplike sou 99.9% faktori plant yo.

Atravè konparezon, karakteristik diferan sous limyè siplemantè ka byen klè konprann, jan yo montre nan Tablo 1.

Aparèy ekleraj mobil
Entansite limyè a se pre relasyon ak kwasans rekòt yo.Kiltivasyon ki genyen twa dimansyon souvan itilize nan faktori plant yo.Sepandan, akòz limit la nan estrikti a nan etajè yo kiltivasyon, distribisyon an inegal nan limyè ak tanperati ant manto yo pral afekte sede a nan rekòt yo ak peryòd la rekòlte pa pral senkronize.Yon konpayi nan Beijing te devlope avèk siksè yon manyèl leve aparèy siplemantè limyè (HPS aparèy ekleraj ak dirije aparèy ekleraj grandi) an 2010. Prensip la se Thorne arbr a kondwi ak winder a fiks sou li pa souke manch lan Thorne ti bobin fim nan. reyalize bi pou yo retire ak dewoulman kòd la fil.Se kòd fil limyè a grandi ki konekte ak wou an likidasyon nan asansè a atravè plizyè seri wou ranvèse, konsa tankou reyalize efè a nan ajiste wotè nan limyè a grandi.Nan 2017, konpayi an mansyone anwo a fèt ak devlope yon nouvo aparèy siplemantè limyè mobil, ki ka otomatikman ajiste wotè sipleman limyè a an tan reyèl selon bezwen kwasans rekòt.Se aparèy la ajisteman kounye a enstale sou 3-kouch limyè sous leve tip etajè kiltivasyon ki genyen twa dimansyon.Kouch nan tèt aparèy la se nivo ki pi bon kondisyon limyè, kidonk li ekipe ak lanp sodyòm wo-presyon;kouch mitan an ak kouch anba a ekipe ak limyè grandi ki ap dirije ak yon sistèm ajisteman leve.Li ka otomatikman ajiste wotè limyè grandi pou bay yon anviwònman ekleraj apwopriye pou rekòt yo.

Konpare ak aparèy siplemantè limyè mobil pwepare pou kiltivasyon ki genyen twa dimansyon, Netherlands te devlope yon aparèy limyè siplemantè limyè ki ap dirije orizontal.Pou evite enfliyans nan lonbraj la nan grandi limyè a sou kwasans lan nan plant nan solèy la, sistèm nan grandi limyè ka pouse sou tou de bò nan bracket la nan glise teleskopik la nan direksyon orizontal, pou solèy la konplètman. iradyasyon sou plant yo;nan jou twoub ak lapli san limyè solèy la, Pouse sistèm limyè grandi nan mitan bracket la pou fè limyè sistèm limyè grandi respire ranpli plant yo;deplase sistèm limyè grandi la orizontal nan glise a sou bracket la, evite souvan demonte ak retire sistèm limyè grandi a, epi redwi entansite travay la nan anplwaye yo, kidonk efektivman amelyore efikasite travay.

Lide konsepsyon tipik grandi sistèm limyè
Li pa difisil pou wè nan desen an nan aparèy la ekleraj mobil siplemantè ke konsepsyon an nan sistèm nan ekleraj siplemantè nan faktori plant la anjeneral pran entansite limyè a, bon jan kalite limyè ak paramèt fotoperyod nan peryòd kwasans rekòt diferan kòm kontni debaz la nan konsepsyon an. , repoze sou sistèm kontwòl entèlijan pou aplike, reyalize objektif final la nan ekonomize enèji ak segondè sede.

Kounye a, konsepsyon ak konstriksyon limyè siplemantè pou legim fèy te piti piti matirite.Pou egzanp, legim fèy yo ka divize an kat etap: etap plantules, mitan-kwasans, fen-kwasans, ak fen etap;fwi-legim yo ka divize an etap plantules, etap kwasans vejetatif, etap flè, ak etap rekòlte.Soti nan atribi yo nan entansite limyè siplemantè, entansite limyè a nan etap nan plantules yo ta dwe yon ti kras pi ba, nan 60 ~ 200 μmol / (m²·s), ak Lè sa a, piti piti ogmante.Legim fèy ka rive jiska 100 ~ 200 μmol / (m²·s), ak legim fwi ka rive jwenn 300 ~ 500 μmol / (m²·s) pou asire kondisyon entansite limyè nan fotosentèz plant nan chak peryòd kwasans ak satisfè bezwen yo nan. segondè sede;An tèm de bon jan kalite limyè, rapò a nan wouj ak ble trè enpòtan.Yo nan lòd yo ogmante bon jan kalite a nan plant ak anpeche kwasans twòp nan etap nan plantules, se rapò a wouj ak ble jeneralman mete nan yon nivo ki ba [(1 ~ 2): 1], ak Lè sa a, piti piti redwi pou satisfè bezwen plant yo. mòfoloji limyè.Pwopòsyon wouj ak ble ak legim fèy yo ka mete sou (3 ~ 6): 1.Pou fotoperyòd la, menm jan ak entansite limyè a, li ta dwe montre yon tandans pou ogmante ak ekstansyon peryòd kwasans lan, pou legim fèy gen plis tan fotosentèz pou fotosentèz.Konsepsyon sipleman limyè fwi ak legim yo pral pi konplike.Anplis de lwa debaz yo mansyone anwo a, nou ta dwe konsantre sou anviwònman fotoperyod la pandan peryòd flè a, epi yo dwe ankouraje flè ak fwi legim yo, pou yo pa refè.

Li se vo mansyone ke fòmil limyè a ta dwe gen ladan tretman an fen pou anviwònman anviwònman limyè.Pou egzanp, sipleman limyè kontinyèl ka anpil amelyore sede a ak bon jan kalite plant idroponik legim fèy, oswa itilize tretman UV pou amelyore siyifikativman jèrm ak legim fèy (espesyalman fèy koulè wouj violèt ak leti fèy wouj) bon jan kalite nitrisyonèl.

Anplis de sa nan optimize sipleman limyè pou rekòt chwazi, sistèm kontwòl sous limyè nan kèk faktori plant limyè atifisyèl te devlope tou rapidman nan dènye ane yo.Sistèm kontwòl sa a jeneralman baze sou estrikti B/S la.Remote kontwòl ak kontwòl otomatik faktè anviwònman tankou tanperati, imidite, limyè, ak CO2 konsantrasyon pandan kwasans rekòt yo reyalize atravè WIFI, epi an menm tan an, se yon metòd pwodiksyon ki pa limite pa kondisyon ekstèn reyalize.Kalite sistèm limyè siplemantè entèlijan sa a sèvi ak aparèy limyè ki ap dirije grandi kòm sous limyè siplemantè, konbine avèk sistèm kontwòl entèlijan aleka, ka satisfè bezwen ekleraj longèdonn plant yo, se patikilyèman apwopriye pou anviwònman kiltivasyon plant ki kontwole limyè, epi li ka byen satisfè demann mache. .

Konklizyon remak
Faktori plant yo konsidere kòm yon fason enpòtan pou rezoud pwoblèm resous mondyal, popilasyon ak anviwònman an nan 21yèm syèk la, ak yon fason enpòtan pou reyalize oto-sifizans manje nan pwochen pwojè gwo teknoloji.Kòm yon nouvo kalite metòd pwodiksyon agrikòl, faktori plant yo toujou nan etap aprantisaj ak kwasans, epi yo bezwen plis atansyon ak rechèch.Atik sa a dekri karakteristik ak avantaj metòd komen ekleraj siplemantè nan faktori plant yo, epi prezante lide konsepsyon tipik sistèm ekleraj siplemantè rekòt.Li pa difisil pou jwenn nan konparezon, yo nan lòd yo fè fas ak limyè a ki ba ki te koze pa move tan tankou twoub kontinyèl ak brouyar ak asire pwodiksyon segondè ak ki estab nan rekòt etablisman, ki ap dirije grandi ekipman sous limyè se pi an liy ak devlopman aktyèl. tandans.

Direksyon devlopman nan lavni nan faktori plant yo ta dwe konsantre sou nouvo segondè-presizyon, pri ki ba detèktè, adistans kontwole, reglabl sistèm aparèy ekleraj spectre ak sistèm kontwòl ekspè.An menm tan an, faktori plant lavni yo ap kontinye devlope nan direksyon pou pri ki ba, entèlijan, ak pwòp tèt ou-adaptasyon.Itilizasyon ak vulgarizasyon sous limyè ki ap dirije yo bay garanti pou kontwòl anviwònman wo-presizyon nan faktori plant yo.Règleman anviwònman limyè dirije se yon pwosesis konplèks ki enplike règleman konplè sou bon jan kalite limyè, entansite limyè, ak fotoperyod.Ekspè ki enpòtan ak entelektyèl yo bezwen fè rechèch apwofondi, ankouraje ekleraj siplemantè ki ap dirije nan faktori plant limyè atifisyèl.