Ifihan

Ìmọ́lẹ̀ kó ipa pàtàkì nínú ìdàgbàsókè ewéko. Ó jẹ́ ajile tó dára jùlọ láti mú kí chlorophyll ewéko fà mọ́ra àti láti gba onírúurú ànímọ́ ìdàgbàsókè ewéko bíi carotene. Síbẹ̀síbẹ̀, ohun tó ń pinnu ìdàgbàsókè ewéko jẹ́ ohun tó péye, kì í ṣe pé ó ní í ṣe pẹ̀lú ìmọ́lẹ̀ nìkan, ṣùgbọ́n ó tún lè yà sọ́tọ̀ kúrò nínú ìṣètò omi, ilẹ̀ àti ajile, àwọn ipò àyíká ìdàgbàsókè àti ìṣàkóso ìmọ̀ ẹ̀rọ tó péye.

Láàárín ọdún méjì tàbí mẹ́ta sẹ́yìn, ọ̀pọ̀lọpọ̀ ìròyìn ló ti wà lórí lílo ìmọ̀ ẹ̀rọ iná semiconductor nípa ilé iṣẹ́ ohun ọ̀gbìn onípele mẹ́ta tàbí ìdàgbàsókè ohun ọ̀gbìn. Ṣùgbọ́n lẹ́yìn tí a bá ti kà á dáadáa, ìbànújẹ́ máa ń bá wa nígbà gbogbo. Ní gbogbogbòò, kò sí òye gidi nípa ipa tí ìmọ́lẹ̀ yẹ kó kó nínú ìdàgbàsókè ohun ọ̀gbìn.

Àkọ́kọ́, ẹ jẹ́ kí a lóye ìrísí oòrùn, gẹ́gẹ́ bí a ṣe fihàn ní Àwòrán 1. A lè rí i pé ìrísí oòrùn jẹ́ ìrísí tó ń tẹ̀síwájú, nínú èyí tí ìrísí aláwọ̀ búlúù àti ewéko lágbára ju ìrísí pupa lọ, àti ìrísí ìmọ́lẹ̀ tó hàn láti 380 sí 780 nm. Ìdàgbàsókè àwọn ohun alààyè nínú ìṣẹ̀dá ní í ṣe pẹ̀lú agbára ìrísí náà. Fún àpẹẹrẹ, ọ̀pọ̀lọpọ̀ ewéko ní agbègbè tí ó wà nítòsí equator máa ń dàgbà kíákíá, ní àkókò kan náà, ìwọ̀n ìdàgbàsókè wọn pọ̀ ní ìfiwéra. Ṣùgbọ́n agbára gíga ti ìtànṣán oòrùn kì í sábà dára jù, àti pé ìwọ̀n yíyàn kan wà fún ìdàgbàsókè àwọn ẹranko àti ewéko.

Àwòrán 1, Àwọn ànímọ́ ti ìpele oòrùn àti ìpele ìmọ́lẹ̀ rẹ̀ tí a lè rí

Èkejì, àwòrán ìpele kejì ti ọ̀pọ̀lọpọ̀ àwọn èròjà ìfàmọ́ra pàtàkì nínú ìdàgbàsókè ewéko ni a fi hàn nínú Àwòrán 2.

Àwòrán 2, Ìwòye ìfàmọ́ra àwọn auxins púpọ̀ nínú ìdàgbàsókè ewéko

A le rii lati inu aworan 2 pe awọn ifihan agbara gbigba ina ti awọn oluranlọwọ pataki pupọ ti o ni ipa lori idagbasoke ọgbin yatọ si pataki. Nitorinaa, lilo awọn ina idagbasoke ọgbin LED kii ṣe ọrọ ti o rọrun, ṣugbọn a fojusi pupọ. Nibi o ṣe pataki lati ṣafihan awọn imọran ti awọn eroja idagbasoke ọgbin fọtoynthetic pataki meji.

• Kílórófílì

Chlorophyll jẹ́ ọ̀kan lára ​​àwọn àwọ̀ tó ṣe pàtàkì jùlọ tó níí ṣe pẹ̀lú photosynthesis. Ó wà nínú gbogbo àwọn ohun alààyè tó lè ṣẹ̀dá photosynthesis, títí bí ewéko aláwọ̀ ewé, ewéko aláwọ̀ ewé prokaryotic (cyanobacteria) àti eukaryotic algae. Chlorophyll máa ń gba agbára láti inú ìmọ́lẹ̀, èyí tí a máa ń lò láti yí carbon dioxide padà sí carbohydrate.

Chlorophyll a máa ń gba ìmọ́lẹ̀ pupa, chlorophyll b sì máa ń gba ìmọ́lẹ̀ bulu-violet, pàápàá jùlọ láti fi ìyàtọ̀ sáàárín àwọn ewéko òdòdó àti àwọn ewéko oòrùn. Ìpíndọ́gba chlorophyll b sí chlorophyll a ti àwọn ewéko òdòdó kéré, nítorí náà àwọn ewéko òdòdó lè lo ìmọ́lẹ̀ bulu gidigidi kí wọ́n sì bá ìdàgbàsókè mu nínú òjìji. Chlorophyll a jẹ́ aláwọ̀ búlúù, àti chlorophyll b jẹ́ aláwọ̀ ewé. Àwọn ìfàmọ́ra alágbára méjì ló wà ti chlorophyll a àti chlorophyll b, ọ̀kan wà ní agbègbè pupa pẹ̀lú ìgbì omi 630-680 nm, àti èkejì wà ní agbègbè bulu-violet pẹ̀lú ìgbì omi 400-460 nm.

• Àwọn Karótẹ́nódì

Àwọn carotenoids ni orúkọ gbogbogbò fún ìpele àwọn àwọ̀ adayeba pàtàkì, èyí tí a sábà máa ń rí nínú àwọn àwọ̀ ofeefee, osàn-pupa tàbí pupa nínú àwọn ẹranko, àwọn ewéko gíga, olú, àti ewéko. Títí di ìsinsìnyí, a ti ṣàwárí àwọn carotenoid àdánidá tó lé ní 600.

Ìfàmọ́ra ìmọ́lẹ̀ àwọn carotenoids bo ìwọ̀n OD303~505 nm, èyí tí ó ń pèsè àwọ̀ oúnjẹ àti nípa lórí bí ara ṣe ń jẹ oúnjẹ. Nínú ewéko, ewéko, àti àwọn ohun tí kòkòrò àrùn kòkòrò ṣe ń bò àwọ̀ rẹ̀, kò sì lè farahàn. Nínú àwọn sẹ́ẹ̀lì ewéko, àwọn carotenoids kò wulẹ̀ ń fa agbára láti ran photosynthesis lọ́wọ́ nìkan, ṣùgbọ́n wọ́n tún ń dáàbò bo àwọn sẹ́ẹ̀lì kí wọ́n má baà pa wọ́n run nípasẹ̀ àwọn molecule oxygen bond one-electron.

Àwọn àìlóye èrò kan

Láìka ipa ìpamọ́ agbára sí, yíyàn ìmọ́lẹ̀ àti ìṣọ̀kan ìmọ́lẹ̀, ìmọ́lẹ̀ semiconductor ti fi àwọn àǹfààní ńlá hàn. Síbẹ̀síbẹ̀, láti ìdàgbàsókè kíákíá ti ọdún méjì sẹ́yìn, a ti rí ọ̀pọ̀lọpọ̀ àìlóye nínú ṣíṣe àwòrán àti lílo ìmọ́lẹ̀, èyí tí ó hàn gbangba ní àwọn apá wọ̀nyí.

①Níwọ́n ìgbà tí a bá ti so àwọn ègé pupa àti aláwọ̀ búlúù pọ̀ ní ìpíndọ́gba kan pàtó, a lè lò wọ́n nínú ìtọ́jú ewéko, fún àpẹẹrẹ, ìpíndọ́gba pupa sí aláwọ̀ búlúù jẹ́ 4:1, 6:1, 9:1 àti bẹ́ẹ̀ bẹ́ẹ̀ lọ.

②Níwọ̀n ìgbà tí ó bá jẹ́ ìmọ́lẹ̀ funfun, ó lè rọ́pò ìmọ́lẹ̀ oòrùn, bíi ọ̀pá ìmọ́lẹ̀ funfun mẹ́ta tí a ń lò ní Japan, àti bẹ́ẹ̀ bẹ́ẹ̀ lọ. Lílo àwọn àmì wọ̀nyí ní ipa kan lórí ìdàgbàsókè àwọn ewéko, ṣùgbọ́n ipa náà kò dára tó orísun ìmọ́lẹ̀ tí LED ṣe.

③Níwọ̀n ìgbà tí PPFD (ìwọ̀n ìfúnpọ̀ ìmọ́lẹ̀), tí ó jẹ́ pàrámítà pàtàkì fún ìmọ́lẹ̀, bá dé àtọ́ka pàtó kan, fún àpẹẹrẹ, PPFD ju 200 μmol·m-2·s-1 lọ. Síbẹ̀síbẹ̀, nígbà tí o bá ń lo àtọ́ka yìí, o gbọ́dọ̀ kíyèsí bóyá ó jẹ́ ohun ọ̀gbìn òjìji tàbí ohun ọ̀gbìn oòrùn. O nílò láti béèrè tàbí wá ibi tí ìmọ́lẹ̀ yóò ti tàn kálẹ̀, èyí tí a tún ń pè ní ibi tí ìmọ́lẹ̀ yóò ti tàn kálẹ̀. Nínú àwọn ohun èlò gidi, a sábà máa ń jó àwọn ohun ọ̀gbìn tàbí kí wọ́n gbẹ. Nítorí náà, a gbọ́dọ̀ ṣe àgbékalẹ̀ pàrámítà yìí gẹ́gẹ́ bí irú ohun ọ̀gbìn, àyíká ìdàgbàsókè àti àwọn ipò rẹ̀.

Ní ti apá àkọ́kọ́, gẹ́gẹ́ bí a ṣe ṣe àgbékalẹ̀ rẹ̀ nínú ìṣáájú, ìpele tí a nílò fún ìdàgbàsókè ewéko yẹ kí ó jẹ́ ìpele ìtẹ̀síwájú pẹ̀lú ìbú ìpínkiri kan pàtó. Ó hàn gbangba pé kò yẹ láti lo orísun ìmọ́lẹ̀ tí a fi àwọn ìpele ìgbì méjì pàtó ti pupa àti àwọ̀ búlúù pẹ̀lú ìpele ìtẹ̀síwájú tí ó dín gan-an ṣe (gẹ́gẹ́ bí a ṣe fihàn nínú Àwòrán 3(a)). Nínú àwọn ìwádìí, a rí i pé àwọn ewéko sábà máa ń ní àwọ̀ yẹ́lò, àwọn ìpele ewé náà fẹ́ẹ́rẹ́ gan-an, àti pé àwọn ìpele ewé náà tinrin gan-an.

Fún àwọn páìpù fluorescent pẹ̀lú àwọ̀ mẹ́ta àkọ́kọ́ tí a sábà máa ń lò ní àwọn ọdún tó kọjá, bó tilẹ̀ jẹ́ pé a ti ṣe àgbékalẹ̀ funfun, a ya àwọn spectra pupa, ewéko, àti bulu sọ́tọ̀ (gẹ́gẹ́ bí a ṣe fihàn nínú Àwòrán 3(b)), àti fífẹ̀ spectra náà kéré gan-an. Agbára spectra ti apá tó ń tẹ̀síwájú yìí kò lágbára tó, agbára náà sì ṣì tóbi ju ti LED lọ, ó jẹ́ ìlọ́po 1.5 sí 3 agbára lílo. Nítorí náà, ipa lílo kò dára tó ti àwọn iná LED.

Àwòrán 3, ìmọ́lẹ̀ igi LED pupa àti aláwọ̀ búlúù àti ìmọ́lẹ̀ fluorescent aláwọ̀ mẹ́ta àkọ́kọ́

PPFD ni iwuwo iṣan ina kuatomu, eyi ti o tọka si iwuwo iṣan ina itansan ti o munadoko ninu photosynthesis, eyiti o duro fun apapọ nọmba iṣẹlẹ ina quanta lori awọn igi ewe ọgbin ni iwọn gigun ti 400 si 700 nm fun akoko ẹyọkan ati agbegbe ẹyọkan. Iwọn rẹ jẹ μE·m-2·s-1 (μmol·m-2·s-1). Itanna ti nṣiṣe lọwọ fọtosynthetic (PAR) tọka si itansan oorun lapapọ pẹlu igbi gigun ni iwọn 400 si 700 nm. O le ṣe afihan boya nipasẹ quanta ina tabi nipasẹ agbara radiant.

Nígbà àtijọ́, ìmọ́lẹ̀ tí ìmọ́lẹ̀ tí ó ń tàn jáde ni ìmọ́lẹ̀, ṣùgbọ́n ìrísí ìdàgbàsókè ewéko máa ń yípadà nítorí gíga iná tí ó wà nínú ewéko náà, ìbòrí ìmọ́lẹ̀ àti bóyá ìmọ́lẹ̀ náà lè kọjá láàárín ewéko. Nítorí náà, kò tọ́ láti lo par gẹ́gẹ́ bí àmì ìtóbi ìmọ́lẹ̀ nínú ìkẹ́kọ̀ọ́ photosynthesis.

Ni gbogbogbo, eto fọtosynthesis le bẹrẹ nigbati PPFD ti ọgbin ti o nifẹ oorun ba tobi ju 50 μmol·m-2·s-1 lọ, lakoko ti PPFD ti ọgbin ojiji nilo 20 μmol·m-2·s-1 nikan. Nitorinaa, nigbati o ba n ra awọn ina dagba LED, o le yan nọmba awọn ina dagba LED da lori iye itọkasi yii ati iru awọn eweko ti o gbin. Fun apẹẹrẹ, ti PPFD ti ina LED kan ṣoṣo ba jẹ 20 μmol·m-2·s-1, o nilo diẹ sii ju awọn gilobu ina LED mẹta lati dagba awọn eweko ti o nifẹ oorun.

Ọpọlọpọ awọn solusan apẹrẹ ti ina semiconductor

A lo ina Semiconductor fun idagbasoke tabi gbingbin eweko, ati pe awọn ọna itọkasi ipilẹ meji lo wa.

• Lọ́wọ́lọ́wọ́, irúgbìn inú ilé gbóná gan-an ní orílẹ̀-èdè China. Àpẹẹrẹ yìí ní àwọn ànímọ́ tó pọ̀:

①Ipa ti awọn ina LED ni lati pese gbogbo awọn ina ọgbin, ati pe eto ina nilo lati pese gbogbo agbara ina, ati pe idiyele iṣelọpọ ga diẹ sii;
②Apẹrẹ awọn imọlẹ idagbasoke LED nilo lati ronu ilosiwaju ati iduroṣinṣin ti iwoye naa;
③Ó ṣe pàtàkì láti ṣàkóso àkókò ìmọ́lẹ̀ àti agbára ìmọ́lẹ̀ dáadáa, bíi jíjẹ́ kí àwọn ewéko sinmi fún wákàtí díẹ̀, agbára ìtànṣán náà kò tó tàbí ó lágbára jù, àti bẹ́ẹ̀ bẹ́ẹ̀ lọ;
④Gbogbo ilana naa nilo lati farawe awọn ipo ti agbegbe idagbasoke to dara julọ ti awọn eweko ni ita gbangba nilo, gẹgẹbi ọriniinitutu, iwọn otutu ati ifọkansi CO2.

• Ipò ìgbìn níta pẹ̀lú ìpìlẹ̀ ìgbìn eefin níta tó dára. Àwọn ànímọ́ ti àwòṣe yìí ni:

①Ipa awọn ina LED ni lati ṣe afikun ina. Ọkan ni lati mu ina naa lagbara ni awọn agbegbe buluu ati pupa labẹ itansan oorun lakoko ọsan lati ṣe igbelaruge fọtoynthesis ti awọn eweko, ati ekeji ni lati sanpada nigbati ko si oorun ni alẹ lati ṣe igbelaruge oṣuwọn idagbasoke ọgbin.
②Imọlẹ afikun nilo lati ronu nipa ipele idagbasoke ti ọgbin naa wa, gẹgẹbi akoko irugbin tabi akoko ododo ati eso.

Nítorí náà, a gbọ́dọ̀ kọ́kọ́ ṣe àgbékalẹ̀ àwọn iná ìbílẹ̀ LED ní àwọn ọ̀nà ìpìlẹ̀ méjì, èyí ni ìmọ́lẹ̀ wákàtí 24 (nínú ilé) àti ìmọ́lẹ̀ àfikún ìbílẹ̀ ọgbin (níta ilé). Fún ìbílẹ̀ nínú ilé, a gbọ́dọ̀ gbé àwọn ọ̀nà mẹ́ta yẹ̀ wò, gẹ́gẹ́ bí a ṣe fihàn nínú Àwòrán 4. Kò ṣeé ṣe láti fi àwọn ègé tí ó ní àwọ̀ mẹ́ta pàtàkì sínú àpò kan.

Àwòrán 4, Èrò ìṣẹ̀dá láti lo àwọn iná amúlétutù LED nínú ilé fún ìmọ́lẹ̀ wákàtí 24

Fún àpẹẹrẹ, fún ìpele ìpele ìtọ́jú ọmọ, ní ríronú pé ó nílò láti mú kí ìdàgbàsókè gbòǹgbò àti igi pọ̀ sí i, láti mú kí ẹ̀ka ewé lágbára sí i, àti láti lo orísun ìmọ́lẹ̀ nínú ilé, a lè ṣe àwòrán ìpele ìtọ́jú náà gẹ́gẹ́ bí a ṣe fihàn ní Àwòrán 5.

Àwòrán 5, Àwọn ìrísí ojú tí ó yẹ fún àkókò ìtọ́jú ọmọ inú ilé LED

Fún ìṣẹ̀dá irú ìmọ́lẹ̀ LED kejì, ó jẹ́ pàtàkì sí ojútùú àwòrán ti àfikún ìmọ́lẹ̀ láti gbé ìgbìn sí ìsàlẹ̀ ilé ewéko òde. Èrò àwòrán náà hàn nínú Àwòrán 6.

Àwòrán 6, Àwọn èrò ìṣẹ̀dá ti àwọn ìmọ́lẹ̀ ìta gbangba 

Òǹkọ̀wé náà dámọ̀ràn pé kí àwọn ilé iṣẹ́ ìgbìn tó pọ̀ sí i lo àṣàyàn kejì láti lo iná LED láti mú kí ìdàgbàsókè ewéko pọ̀ sí i.

Lákọ̀ọ́kọ́, iṣẹ́ àgbẹ̀ níta ilẹ̀ China ní ọ̀pọ̀lọpọ̀ ọdún àti ìrírí tó pọ̀, ní gúúsù àti àríwá. Ó ní ìpìlẹ̀ tó dára nípa ìmọ̀ ẹ̀rọ iṣẹ́ àgbẹ̀ níta, ó sì ń pèsè ọ̀pọ̀lọpọ̀ èso àti ewébẹ̀ tuntun lórí ọjà fún àwọn ìlú tó yí i ká. Pàápàá jùlọ ní pápá ilẹ̀ àti omi àti gbígbìn ajílẹ̀, a ti ṣe àbájáde ìwádìí tó wúlò.

Èkejì, irú àfikún iná yìí lè dín lílo agbára tí kò pọndandan kù gidigidi, ní àkókò kan náà ó lè mú kí èso àti ewébẹ̀ pọ̀ sí i lọ́nà tó dára. Ní àfikún, agbègbè ilẹ̀ China tó gbòòrò rọrùn fún ìgbéga.

Gẹ́gẹ́ bí ìwádìí ìmọ̀ sáyẹ́ǹsì nípa ìmọ́lẹ̀ ilé iṣẹ́ LED, ó tún pèsè ìpìlẹ̀ àyẹ̀wò gbígbòòrò fún un. Àwòrán 7 jẹ́ irú ìmọ́lẹ̀ ìdàgbàsókè LED tí ẹgbẹ́ ìwádìí yìí ṣe, èyí tí ó yẹ fún gbígbìn ní àwọn ilé ewéko, a sì fi àwọn ìrísí rẹ̀ hàn nínú Àwòrán 8.

Àwòrán 7, Irú ìmọ́lẹ̀ LED kan

Àwòrán 8, ìwòran irú ìmọ́lẹ̀ LED kan

Gẹ́gẹ́ bí àwọn èrò ìṣẹ̀dá tí a gbé kalẹ̀ lókè yìí, ẹgbẹ́ ìwádìí náà ṣe àwọn àyẹ̀wò kan, àwọn àbájáde ìdánwò náà sì ṣe pàtàkì gan-an. Fún àpẹẹrẹ, fún ìmọ́lẹ̀ ìdàgbàsókè nígbà ìtọ́jú ọmọ, fìtílà ìpilẹ̀ṣẹ̀ tí a lò ni fìtílà fluorescent pẹ̀lú agbára 32 W àti ìyípo ọmọ ìtọ́jú ọmọ fún ọjọ́ 40. A pèsè ìmọ́lẹ̀ LED 12 W, èyí tí ó ń dín ìyípo ọmọ ìtọ́jú ọmọ kù sí ọjọ́ 30, ó ń dín agbára ìgbóná àwọn fìtílà nínú ibi iṣẹ́ ìtọ́jú ọmọ kù dáadáa, ó sì ń dín agbára agbára afẹ́fẹ́ kù. Ìwọ̀n, gígùn àti àwọ̀ àwọn ọmọ ìtọ́jú ọmọ kù dára ju ojútùú ìtọ́jú ọmọ ...

Láàrin wọn, ẹgbẹ́ ìmọ́lẹ̀ afikún PPFD: 70-80 μmol·m-2·s-1, àti ìpíndọ́gba pupa-blue: 0.6-0.7. Ìwọ̀n iye PPFD ọ̀sán ti ẹgbẹ́ àdánidá jẹ́ 40~800 μmol·m-2·s-1, àti ìpíndọ́gba pupa sí búlúù jẹ́ 0.6~1.2. A lè rí i pé àwọn àmì tí a mẹ́nu kàn lókè yìí dára ju ti àwọn èso igi tí a gbìn nípa ti ara lọ.

Ìparí

Àpilẹ̀kọ yìí ń ṣe àgbékalẹ̀ àwọn ìdàgbàsókè tuntun nínú lílo àwọn ìmọ́lẹ̀ ìdàgbàsókè LED nínú gbígbin igi, ó sì tọ́ka sí àwọn àìlóye díẹ̀ nínú lílo ìmọ́lẹ̀ ìdàgbàsókè LED nínú gbígbin igi. Níkẹyìn, a gbé àwọn èrò ìmọ̀-ẹ̀rọ àti ètò fún ìdàgbàsókè àwọn ìmọ́lẹ̀ ìdàgbàsókè LED tí a lò fún gbígbin igi kalẹ̀. Ó yẹ kí a tọ́ka sí i pé àwọn kókó kan tún wà tí ó yẹ kí a gbé yẹ̀wò nínú fífi ìmọ́lẹ̀ náà sí àti lílo rẹ̀, bí ìjìnnà láàrín ìmọ́lẹ̀ àti igi náà, ìwọ̀n ìtànṣán iná náà, àti bí a ṣe lè lo ìmọ́lẹ̀ náà pẹ̀lú omi, ajílẹ̀, àti ilẹ̀ déédéé.

Onkọwe: Yi Wang et al. Orisun: CNKI