Çoğu insan yapay ek aydınlatmanın sadece yetersiz güneş ışığı olan seralarda kullanıldığını düşünür . Bununla birlikte, bazı alanların bol güneş ışığı vardır ve ek aydınlatmaya ihtiyaç duymaz . Referansınız için bu konuda bazı analitik veriler sağlayacağım .
İlk olarak, sonuç:
1) Güneş ışığının ışık kalitesi fotosentez için uygun değildir .
2) Çoğu seradaki ışık miktarı yetersiz ve kararsız .
3) Güneşli bölgelerdeki seraların fotosentez etkinliği yüksek değildir .
4) Yapay tamamlayıcı aydınlatma olmadan, sera yetiştiriciliğinde sürekli ve istikrarlı verim ve kalite güvencesi elde etmek imkansızdır .
1. güneş ışığının hafif kalitesi
Aşağıdaki şekil, standart güneş ışığı AM1 . 5g dalga boyu . emilim çizgileri veya emilim bantlarının tüm yelpazesinin bir spektrumudur . Bu, güneş ışığı güneş atmosferinden geçtiğinde, bazı elementler veya moleküller ile reçelesi ile azaldığında veya saçmalısın, bir şekilde düştüğünde, bir şekilde azaldığında veya dağınık bir şekilde, Depresyon oluşturan dalga boyları . Bu nedenle, standart güneş ışığının spektral dalga boyu aralığının 280-4000 nm olduğu görülebilir.
Standart güneş spektrumu, güneş ışığı ve güneş enerjisi araştırmalarında yaygın olarak kullanılan bir spektral standarttır ve .
(Not: AM1 . 5G, atmosferik kütle için dikey olarak yayıldığında güneş ışığının spektral özelliklerini temsil eden standart bir güneş ışığı spektrumudur. küresel anlamına gelir.)
Bitki aydınlatma araştırması için dalga boyu aralığı 350-850 nm .
Aşağıdaki şekil bu banttaki AM1.5g spektrumudur:
Bu grubun radyasyon içeriği:
Ultraviyole ışık (350-399 nm):% 9.34
Mavi ışık (400-499 nm):% 21.21
Greenlight (500-599 nm):% 23.22
Kırmızı ışık (600-700 nm):% 21.62
Uzak kırmızı (701-850 nm):% 24.61 kırmızı-mavi oranı R: B =1.02
Bitki fotosentezi araştırması için, dalga boyu aralığı par . olarak da bilinen 400-700 nm'dir.
Aşağıdaki şekil, par bantında AM1.5g spektrumudur:
Bu banttaki radyasyon içeriği:
Mavi ışık (400-499 nm):% 32.33
Greenlight (500-599 nm):% 35.40
Kırmızı ışık (600-700 nm):% 32.27
R:B=1.02
Aşağıdaki şekil, par bandındaki fotonların dağıtım diyagramıdır
Yukarıdaki verilerden, güneş ışığının ışık kalitesi, ekim testi verilerimizle karşılaştırılır . Yapay aydınlatma altındaki bitkilerin büyüme hızı ve fotosentez verimliliği güneş ışığından çok daha yüksektir .
Güneş ışığının ışık kalitesi iyi olmasa da, spektral teknolojinin üç ilkesinden ikincisini karşılıyor: Işık miktarı ışık kalitesine göre öncelikli .
Peki, yerdeki güneş ışığının gerçek ışık kalitesi nedir?
23 dereceden N (mavi), 39 derece N (kırmızı) ve 44 derece N (gri) arasında farklı bölgelerde güneş ışığının ışık kalitesi farklı .
Yukarıdaki şekil, normalleştirilmiş bir spektrum diyagramıdır ., enlem ne kadar yüksek olursa, mavi ışık bileşeni . ne kadar yüksek olursa, bu rakam, sermaye eğilimi .} {}}} {}}}}}}} ' aşağıda .
2. seradaki güneş ışığının kalitesi
Sera türüne bakılmaksızın, esas olarak yapısal parçaların, sera filmi veya camın vb. Etkisi nedeniyle güneş ışığı zayıflatılır . ve güneş ışığı spektrumu da . değişir.
Aşağıdaki şekilde, . haritasını çizmek için mutlak spektrum verilerini kullanarak sera (kırmızı) ve dış (mavi) içindeki spektrum değişikliklerini göstermektedir.
Yukarıdaki rakamın hesaplanması, seradaki güneş ışığının miktarının%35'ten fazla zayıflatıldığı sonucuna varılmıştır .
Bir Venlo serasında bile% 28'den fazla güneş ışığına sahip olacak .
Sera yarı saydam malzemelerle hafif kalitenin zayıflaması esas olarak ultraviyole ve mavi ışıktır .
Seranın içindeki ve dışındaki göreceli spektrum hesaplamasından, güneş ışığının ultraviyole ve mavi ışığı kısmen emilir, bu nedenle seradaki kırmızı-maviye oranı .
Serada güneş ışığının ışık kalitesini etkiler . En kontrol edilemeyen faktör, güneş ışığının kendisinin mevsimlerden, hava koşullarından, yarı saydam malzemelerin toz birikiminden, vb.
3. seradaki güneş ışığı miktarı
Serada güneş ışığı miktarı nasıl hesaplanır?
İlk olarak, bir konsept sunalım: dli .
DLI: Güneş ışığı birikimi, yani günde metrekare başına molar güneş ışığı miktarı, ürünlerin ışık birikimini ölçmek için kullanılır . Birim: mol/d/m2
DLI, coğrafi konumla ilişkilidir . dli, fotosentez ve bitki büyümesi oranını etkiler . Bitki büyümesinin DLI'ya tepkisi türlere ve çeşitlere bağlı olarak değişir .
Seranın dışındaki DLI, genellikle 4-8 mol/d/m2 farkı ile seranın içindeki DLI'dan farklıdır.
Seradaki DLI'nin uzun süre ölçülmesi gerekir, bu da sera ekimini sağlamak için önemli bir ışık parametresidir .
Sera DLI hesaplaması:
Dli=σ 0.0036*ppfdi*hi (i =12... n)
Nerede: Farklı dönemler, birim: Saatler farklı bitkilerin dli . için farklı gereksinimleri vardır
Farklı dikim alanlarındaki Dli de büyük ölçüde değişir .
DLI indeksi hesaplamasının kendisi güneş ışığının ışık kalitesi ile ilişkili değildir . Serada aydınlığı ölçebilir ve daha sonra PPFD . Güneş ışığının DLI üzerindeki etkisi belirli bir dereceye kadar yansıtılacaktır .
XD Faktörü:Dalga boyu 400-700 nm aralığında, spektral morfoloji belirlendiğinde, ışık kaynağı, aydınlatılmış yüzeyin aydınlatma değerini ({1}}} .} ölçerek PPFD'yi dönüştürebilir .
Dönüşüm Yöntemi:PPFD=Illuminance değeri (LX)/XD faktörü, burada aydınlatma ünitesi LX: LM/M2, PPFD ünitesi: Umol/s/m2
Not:XD faktörü, . ışık kaynağının spektral formu ile ilişkilidir, aynı ışık kalitesinin farklı spektral formları farklı XD faktörlerine sahiptir . Haoliang Katı Işık Kaynak Araştırma Enstitüsü XD faktörleri sağlar .
Referans için aşağıdaki XD faktörleri verilmiştir:
23 Derece Kuzey Latitude, XD Faktörü: 57
39 Derece Kuzey Latitude, XD Faktörü: 55.4
44 Derece Kuzey Latitude, XD Faktörü: 55
Not: Kesin XD faktörü profesyonel hesaplama gerektirir .
Örneğin: Guangdong'daki bir serada belirli bir mevsimde ortalama günlük güneş ışığı aydınlatması 13000, ardından ppfd =13000/55=228 umol/s/m2
Serada güneş ışığının etkili aydınlatma süresi 7 saat ise, seradaki DLI 0.0036*228*7=5.74 mol/d/m2
6'nın altındaki seradaki DLI için düşük ışık seviyesi olarak kabul edilir .
4. Daha iyi aydınlatma koşullarına sahip alanlar yapay ek aydınlatmaya ihtiyaç duyuyor mu?
XD faktöründen, enlem ne kadar yüksek olursa, mavi ışık bileşenleri ne kadar fazla olursa, XD faktörü ne kadar küçük olursa, aynı aydınlatma seviyesinde hesaplanan PPFD değeri o kadar büyük olur, bu da spektrumun ve daha kötü ışık kalitesinin daha düşük kırmızı-mavi oranına yol açar {.
Güneş ışığının hafif kalite etkisi, yükseklik ne kadar yüksek olursa, PPFD o kadar büyük olur, ancak bitki büyümesi ne kadar kısa olursa .
Eğer ekilebilir alandaki DLI 45 mol/d/m2'ye ulaşırsa, güneş ışığının PPFD zirvesi 2000 umol/s/m2'den fazla olacak ve ışık miktarı . bitkilere ışık stresine neden olacak ve bitkiler yaprakların stomatlarını kapatacak ve fotosentezi durduracak {{5} genel olarak fotosynezi, günlük olarak azaltılacak, günlük olarak azaltılacak. Bitkiler yeterli değildir . Aynı zamanda, yüksek mavi ışık içeriğinin kendisi bitki fizyolojisi üzerinde bir stres etkisi vardır ve yüksek mavi ışık da meyve ve sebzelerin tadını etkiler, ekşi veya acı haline getirir .
Yüksek kaliteli tarım ürünleri, yüksek seviyelerde güneş ışığına sahip alanlarda, sera ekimi ışık kalitesini ayarlamak için yapay aydınlatma gerektirir, aksi takdirde, giriş çıktı oranı elde edilemez .}}}
Çözüm
Biyo-optik, sera aydınlatmasının algoritma modelini tamamen türetmek için foton kuantum hesaplama teorisini kullanır, bu da sera aydınlatmasını kontrol edilebilir bir ekim aydınlatma teknolojisi haline getirir .
Serada yapay aydınlatma teknolojisi uygulaması yoksa, akıllı sera teknolojisinin uygulanması bir yana, modern bir tarımsal ekim teknolojisi olduğu söylenemez .
