Prezantasyon

Limyè jwe yon wòl kle nan pwosesis la nan kwasans plant. Li se angrè a pi byen ankouraje absòpsyon nan klowofil plant ak absòpsyon nan kalite kwasans divès kalite plant tankou karotèn. Sepandan, faktè a desizif ki detèmine kwasans lan nan plant yo se yon faktè konplè, pa sèlman ki gen rapò ak limyè, men tou inséparabl soti nan konfigirasyon an nan dlo, tè ak angrè, kondisyon anviwònman kwasans ak konplè kontwòl teknik.

Nan de oswa twa ane ki sot pase yo, te gen rapò kontinuèl sou aplikasyon an nan teknoloji ekleraj semi-conducteurs konsènan faktori plant ki genyen twa dimansyon oswa kwasans plant. Men, apre ou fin li ak anpil atansyon, toujou gen kèk santiman alèz. Anjeneral pale, pa gen okenn konpreyansyon reyèl nan ki wòl limyè ta dwe jwe nan kwasans plant.

Premyèman, kite a konprann spectre la nan solèy la, jan yo montre nan Figi 1. Li ka wè ke spectre solè a se yon spectre kontinyèl, nan ki spectre yo ble ak vèt yo pi fò pase spectre wouj la, ak chenn yo spectre limyè vizib soti nan 380 a 780 nm. Se kwasans lan nan òganis nan lanati ki gen rapò ak entansite a nan spectre la. Pou egzanp, pi fò plant nan zòn nan tou pre ekwatè a grandi trè vit, ak nan menm tan an, gwosè a nan kwasans yo se relativman gwo. Men, entansite a segondè nan iradyasyon solèy la a se pa toujou pi bon an, epi gen yon sèten degre nan selectivite pou kwasans lan nan bèt ak plant yo.

Figi 1, karakteristik sa yo nan spectre solè a ak spectre limyè vizib li yo

Dezyèmman, se dezyèm dyagram nan spectre nan plizyè eleman absòpsyon kle nan kwasans plant yo montre nan Figi 2.

Figi 2, spèktr absòpsyon nan plizyè auxin nan kwasans plant

Li ka wè nan Figi 2 ki spèktr yo absòpsyon limyè nan plizyè auxin kle ki afekte kwasans plant yo siyifikativman diferan. Se poutèt sa, aplikasyon an nan limyè ki ap dirije kwasans plant se pa yon pwoblèm ki senp, men trè vize. Isit la li nesesè prezante konsèp yo nan de eleman yo ki pi enpòtan fotosentetik kwasans plant.

• klowofil

Klowofil se youn nan pigman ki pi enpòtan ki gen rapò ak fotosentèz. Li egziste nan tout òganis ki ka kreye fotosentèz, ki gen ladan plant vèt, pwokaryotik ble-vèt alg (cyanobacteria) ak alg ekaryotik. Klowofil absòbe enèji nan limyè, ki se Lè sa a, itilize konvèti gaz kabonik nan idrat kabòn.

Klowofil yon sitou absòbe limyè wouj, ak klowofil B sitou absòbe limyè ble-vyolèt, sitou yo fè distenksyon ant plant lonbraj soti nan plant solèy. Rapò a nan klowofil B a klowofil A nan plant lonbraj se ti, se konsa plant lonbraj ka sèvi ak limyè ble fòtman ak adapte yo ak ap grandi nan lonbraj. Klowofil A se ble-vèt, ak klowofil B se jòn-vèt. Gen de absorptions fò nan klowofil A ak klowofil B, youn nan rejyon wouj la ak yon longèdonn nan 630-680 nm, ak lòt la nan rejyon an ble-vyolèt ak yon longèdonn nan 400-460 nm.

• karotenoid

Karotenoid yo se tèm jeneral la pou yon klas nan pigman enpòtan natirèl, ki yo souvan yo te jwenn nan jòn, zoranj-wouj oswa pigman wouj nan bèt yo, pi wo plant yo, fongis, ak alg. Se konsa, lwen, plis pase 600 karotenoid natirèl yo te dekouvri.

Absòpsyon nan limyè nan karotenoid kouvri ranje a nan OD303 ~ 505 nm, ki bay koulè a ​​nan manje ak afekte konsomasyon kò a nan manje. Nan alg, plant, ak mikwo -òganis, se koulè li yo ki kouvri pa klowofil epi yo pa ka parèt. Nan selil plant yo, karotenoid yo pwodwi pa sèlman absòbe ak transfere enèji ede fotosentèz, men tou, gen fonksyon an nan pwoteje selil yo te detwi pa eksite molekil oksijèn kosyon sèl-elektwon.

Gen kèk enkonpreyansyon konseptyèl ekspresyon

Kèlkeswa efè ekonomize enèji a, selectivite limyè ak kowòdinasyon limyè, ekleraj semi-conducteurs te montre gwo avantaj. Sepandan, soti nan devlopman rapid nan de ane ki sot pase yo, nou te wè tou yon anpil nan enkonpreyansyon nan konsepsyon an ak aplikasyon nan limyè, ki se sitou reflete nan aspè sa yo.

① Kòm lontan ke bato yo wouj ak ble nan yon longèdonn sèten yo konbine nan yon rapò sèten yo, yo ka itilize nan kiltivasyon plant, pou egzanp, rapò a nan wouj a ble se 4: 1, 6: 1, 9: 1 e konsa sou.

Ke lontan ke li se limyè blan, li ka ranplase limyè solèy la a, tankou twa-prensipal blan limyè tib la lajman itilize nan Japon, elatriye itilize nan sa yo spectre gen yon efè sèten sou kwasans lan nan plant yo, men efè a se Pa osi bon ke sous la limyè ki fèt pa dirije.

Long tankou PPFD a (limyè pwopòsyon dansite flux), yon paramèt enpòtan nan ekleraj, rive nan yon endèks sèten, pou egzanp, PPFD se pi gran pase 200 μmol · M-2 · S-1. Sepandan, lè w ap itilize endikatè sa a, ou dwe peye atansyon sou si li se yon plant lonbraj oswa yon plant solèy. Ou bezwen rechèch oswa jwenn pwen konpansasyon limyè saturation nan plant sa yo, ki se tou yo rele pwen an konpansasyon limyè. Nan aplikasyon aktyèl, plant yo souvan boule oswa cheche. Se poutèt sa, yo dwe konsepsyon an nan paramèt sa a dwe fèt dapre espès yo plant, anviwònman kwasans ak kondisyon.

Konsènan aspè nan premye, kòm prezante nan entwodiksyon an, spectre la egzije pou kwasans plant yo ta dwe yon spectre kontinyèl ak yon lajè distribisyon sèten. Li se evidamman apwopriye yo sèvi ak yon sous limyè te fè nan de bato espesifik longèdonn nan wouj ak ble ak yon spectre trè etwat (jan yo montre nan Figi 3 (a)). Nan eksperyans, li te jwenn ke plant yo gen tandans yo dwe jòn, tij yo fèy yo trè limyè, ak tij yo fèy yo trè mens.

Pou tib fliyoresan ki gen twa koulè primè souvan itilize nan ane anvan yo, byenke blan se sentetiz, wouj, vèt, ak ble spèktr yo separe (jan yo montre nan Figi 3 (b)), ak lajè a nan spectre la se trè etwat. Entansite a espèk nan pati a kontinyèl sa yo se relativman fèb, ak pouvwa a se toujou relativman gwo konpare ak poul, 1.5 a 3 fwa konsomasyon an enèji. Se poutèt sa, efè a itilize se pa tankou bon jan limyè ki ap dirije.

Figi 3, wouj ak ble chip ki ap dirije limyè plant ak twa-prensipal koulè fliyoresan spectre

PPFD se limyè densite a flux pwopòsyon, ki refere a radyasyon an efikas dansite flux limyè nan limyè nan fotosentèz, ki reprezante kantite total ensidan quanta limyè sou plant fèy tij nan seri a longèdonn nan 400 a 700 nm pou chak tan inite ak zòn inite . Inite li se μE · M-2 · S-1 (μmol · M-2 · S-1). Radyasyon radyasyon fotosentetik aktif (PAR) refere a total radyasyon solè a ak yon longèdonn nan ranje 400 a 700 nm. Li ka eksprime swa pa quanta limyè oswa pa enèji radyan.

Nan tan lontan an, entansite a limyè reflete pa illuminometer a te klète, men spectre la nan kwasans plant chanje paske nan wotè nan aparèy la limyè soti nan plant la, pwoteksyon an limyè ak si wi ou non limyè a ka pase nan fèy yo. Se poutèt sa, li pa egzat yo sèvi ak par kòm yon endikatè nan entansite limyè nan etid la nan fotosentèz.

Anjeneral, ka mekanis nan fotosentèz dwe inisye lè PPFD a nan plant la solèy-renmen se pi gran pase 50 μmol · m-2 · s-1, pandan y ap PPFD a nan plant la ki genyen lonbraj sèlman bezwen 20 μmol · m-2 · s-1 . Se poutèt sa, lè achte ki ap dirije grandi limyè, ou ka chwazi ki kantite dirije limyè grandi ki baze sou valè referans sa a ak ki kalite plant ou plante. Pou egzanp, si PPFD a nan yon sèl LGHT ki ap dirije se 20 μmol · M-2 · S-1, plis pase 3 anpoul plant ki ap dirije yo oblije grandi solèy-renmen plant yo.

Plizyè solisyon konsepsyon nan ekleraj semi -conducteurs

Se ekleraj semi -conducteurs itilize pou kwasans plant oswa plante, e gen de metòd referans debaz yo.

• Kounye a, modèl plante andedan kay la trè cho nan peyi Lachin. Modèl sa a gen plizyè karakteristik:

① Wòl limyè ki ap dirije a se pou bay tout spectre ekleraj plant lan, epi sistèm ekleraj la oblije bay tout enèji ekleraj la, epi pri pwodiksyon an relativman wo;
Of Design nan dirije limyè grandi bezwen yo konsidere kontinwite a ak entegrite nan spectre la;
Li nesesè pou kontwole tan ekleraj la ak entansite ekleraj, tankou kite plant yo repoze pou kèk èdtan, entansite iradyasyon an pa ase oswa twò fò, elatriye;
④ tout pwosesis la bezwen imite kondisyon ki egzije nan anviwònman aktyèl la pi bon kwasans nan plant deyò, tankou imidite, tanperati a ak konsantrasyon CO2.

• Mòd plante deyò ak bon fondasyon plante deyò efè tèmik. Karakteristik modèl sa a se:

① Wòl limyè ki ap dirije a se pou konplete limyè. Youn nan se amelyore entansite a limyè nan zòn yo ble ak wouj anba iradyasyon nan limyè solèy la pandan jounen an ankouraje fotosentèz nan plant yo, ak lòt la se pou konpanse lè pa gen okenn limyè solèy la nan mitan lannwit ankouraje to kwasans plant.
② Limyè siplemantè a bezwen konsidere ki etap kwasans plant la se nan, tankou peryòd la plantules oswa peryòd la flè ak fruktifikasyon.

Se poutèt sa, konsepsyon an nan plant ki ap dirije grandi limyè yo ta dwe premye gen de mòd konsepsyon debaz yo, sètadi, 24h ekleraj (andedan kay la) ak plant kwasans siplemantè ekleraj (deyò). Pou kiltivasyon plant andedan kay la, desen an nan dirije limyè grandi bezwen yo konsidere twa aspè, jan yo montre nan Figi 4. Li pa posib yo pake bato yo ak twa koulè prensipal nan yon pwopòsyon sèten.

Figi 4, lide nan konsepsyon nan lè l sèvi avèk andedan kay la ki ap dirije limyè Booster plant pou 24h ekleraj

Pou egzanp, pou yon spectre nan etap nan pepinyè, konsidere ke li bezwen ranfòse kwasans lan nan rasin ak tij, ranfòse branch lan nan fèy yo, epi li se sous la limyè itilize andedan kay la, ka spectre la dwe fèt jan yo montre nan Figi 5.

Figi 5, estrikti espèk apwopriye pou peryòd pepinyè ki ap dirije anndan an

Pou desen an nan dezyèm kalite a nan dirije grandi limyè, li se sitou ki vize a solisyon an konsepsyon nan konplemante limyè ankouraje plante a nan baz la nan gaz deyò. Lide konsepsyon an montre nan Figi 6.

Figi 6, lide konsepsyon nan deyò grandi limyè 

Otè a sijere ke plis konpayi plante adopte dezyèm opsyon a yo sèvi ak limyè ki ap dirije ankouraje kwasans plant.

Premye a tout, kiltivasyon deyò lakòz efè tèmik Lachin nan gen deseni yon gwo kantite lajan ak nan yon pakèt domèn eksperyans, tou de nan sid la ak nò a. Li te gen yon fondasyon bon nan teknoloji kiltirèl lakòz efè tèmik ak bay yon gwo kantite fwi fre ak legim sou mache a pou lavil ki antoure. Espesyalman nan jaden an nan tè ak dlo ak plante angrè, rezilta rechèch rich yo te fè.

Dezyèmman, sa a kalite solisyon siplemantè limyè ka diminye anpil konsomasyon nesesè nan enèji, ak nan menm tan an ka efektivman ogmante sede a nan fwi ak legim. Anplis de sa, vas zòn géographique Lachin nan se trè pratik pou pwomosyon.

Kòm rechèch la syantifik nan ekleraj plant ki ap dirije, li tou bay yon pi laj baz eksperimantal pou li. Fig. 7 se yon kalite ki ap dirije grandi limyè devlope pa ekip rechèch sa a, ki se apwopriye pou ap grandi nan sèr, ak spectre li yo montre nan Fig.

Figi 7, yon kalite ki ap dirije grandi limyè

Figi 8, spectre nan yon kalite ki ap dirije grandi limyè

Selon lide konsepsyon ki anwo yo, ekip rechèch la te fè yon seri de eksperyans, ak rezilta yo eksperimantal yo trè enpòtan. Pou egzanp, pou grandi limyè pandan pepinyè, lanp orijinal la itilize se yon lanp fliyoresan ak yon pouvwa nan 32 W ak yon sik pepinyè nan 40 jou. Nou bay yon limyè 12 W dirije, ki diminye sik la plantules a 30 jou, efektivman diminye enfliyans nan tanperati a nan lanp yo nan atelye a plantules, ak sove konsomasyon an pouvwa nan èkondisyone an. Epesè a, longè ak koulè nan plant yo se pi bon pase solisyon an plantules orijinal ogmante. Pou plant yo nan legim komen, bon konklizyon verifikasyon yo te tou te jwenn, ki fè yo rezime nan tablo ki anba la a.

Pami yo, gwoup la siplemantè limyè PPFD: 70-80 μmol · M-2 · S-1, ak rapò a wouj-ble: 0.6-0.7. Ranje a nan valè PPFD lajounen nan gwoup natirèl la te 40 ~ 800 μmol · M-2 · S-1, ak rapò a nan wouj nan ble te 0.6 ~ 1.2. Li ka wè ke endikatè ki anwo yo yo pi bon pase sa yo ki nan plant natirèlman grandi.

Konklizyon

Atik sa a entwodwi dènye devlopman yo nan aplikasyon an nan dirije limyè grandi nan kiltivasyon plant, ak pwen soti kèk enkonpreyansyon nan aplikasyon an nan dirije limyè grandi nan kiltivasyon plant. Finalman, lide yo teknik ak rapid pou devlopman nan dirije limyè grandi itilize pou kiltivasyon plant yo prezante. Li ta dwe fè remake ke gen tou kèk faktè ki bezwen yo dwe konsidere nan enstalasyon an ak itilizasyon limyè a, tankou distans ki genyen ant limyè a ak plant la, ranje a iradyasyon nan lanp lan, ak ki jan pou aplike pou limyè a ak Dlo nòmal, angrè, ak tè.

Otè: Yi Wang et al. Sous: CNKI