تعارف

روشني ٻوٽن جي واڌ ويجهه جي عمل ۾ اهم ڪردار ادا ڪري ٿي. اهو ٻوٽن جي ڪلوروفيل جي جذب ۽ ڪيروٽين جهڙين مختلف ٻوٽن جي واڌ ويجهه جي خوبين جي جذب کي فروغ ڏيڻ لاءِ بهترين ڀاڻ آهي. بهرحال، ٻوٽن جي واڌ ويجهه جو تعين ڪندڙ عنصر هڪ جامع عنصر آهي، جيڪو نه رڳو روشني سان لاڳاپيل آهي، پر پاڻي، مٽي ۽ ڀاڻ جي ترتيب، واڌ ويجهه جي ماحول جي حالتن ۽ جامع ٽيڪنيڪل ڪنٽرول کان به الڳ نه آهي.

گذريل ٻن يا ٽن سالن ۾، ٽن طرفن واري پلانٽ فيڪٽرين يا پلانٽ جي واڌ ويجهه جي حوالي سان سيمي ڪنڊڪٽر لائيٽنگ ٽيڪنالاجي جي استعمال تي بيشمار رپورٽون آيون آهن. پر ان کي غور سان پڙهڻ کان پوءِ، هميشه ڪجهه بيچيني محسوس ٿيندي آهي. عام طور تي، ڪو به حقيقي سمجهه ناهي ته روشني کي ٻوٽن جي واڌ ويجهه ۾ ڪهڙو ڪردار ادا ڪرڻ گهرجي.

پهرين، اچو ته سج جي اسپيڪٽرم کي سمجهون، جيئن شڪل 1 ۾ ڏيکاريل آهي. اهو ڏسي سگهجي ٿو ته شمسي اسپيڪٽرم هڪ مسلسل اسپيڪٽرم آهي، جنهن ۾ نيرو ۽ سائو اسپيڪٽرم ڳاڙهي اسپيڪٽرم کان وڌيڪ مضبوط آهي، ۽ نظر ايندڙ روشني اسپيڪٽرم 380 کان 780 nm تائين آهي. فطرت ۾ جاندارن جي واڌ اسپيڪٽرم جي شدت سان لاڳاپيل آهي. مثال طور، خط استوا جي ويجهو علائقي ۾ گهڻا ٻوٽا تمام تيزي سان وڌندا آهن، ۽ ساڳئي وقت، انهن جي واڌ جو سائز نسبتا وڏو هوندو آهي. پر سج جي شعاعن جي تيز شدت هميشه بهتر نه هوندي آهي، ۽ جانورن ۽ ٻوٽن جي واڌ لاءِ هڪ خاص حد تائين چونڊ هوندي آهي.

شڪل 1، شمسي اسپيڪٽرم جون خاصيتون ۽ ان جو نظر ايندڙ روشني اسپيڪٽرم

ٻيو، ٻوٽن جي واڌ ويجهه جي ڪيترن ئي اهم جذب ڪندڙ عنصرن جو ٻيو اسپيڪٽرم ڊاگرام شڪل 2 ۾ ڏيکاريو ويو آهي.

شڪل 2، ٻوٽن جي واڌ ويجهه ۾ ڪيترن ئي آڪسينز جو جذب اسپيڪٽرا

شڪل 2 مان ڏسي سگهجي ٿو ته ٻوٽن جي واڌ ويجهه تي اثر انداز ٿيندڙ ڪيترن ئي اهم آڪسينز جي روشني جذب ڪرڻ واري اسپيڪٽرا ۾ ڪافي فرق آهي. تنهن ڪري، ايل اي ڊي پلانٽ جي واڌ ويجهه جي روشني جو استعمال ڪو سادو معاملو ناهي، پر تمام گهڻو نشانو بڻايو ويو آهي. هتي ٻن اهم ترين فوٽوسنٿيٽڪ ٻوٽن جي واڌ ويجهه جي عنصرن جي تصورن کي متعارف ڪرائڻ ضروري آهي.

• ڪلوروفيل

ڪلوروفل فوٽو سنٿيسس سان لاڳاپيل سڀ کان اهم رنگن مان هڪ آهي. اهو سڀني جاندارن ۾ موجود آهي جيڪي فوٽو سنٿيسس ٺاهي سگهن ٿا، جن ۾ سائي ٻوٽا، پروڪريوٽڪ نيرو-سائي الجي (سائنوبيڪٽيريا) ۽ يوڪريوٽڪ الجي شامل آهن. ڪلوروفل روشني مان توانائي جذب ڪري ٿو، جيڪو پوءِ ڪاربان ڊاءِ آڪسائيڊ کي ڪاربوهائيڊريٽ ۾ تبديل ڪرڻ لاءِ استعمال ڪيو ويندو آهي.

ڪلوروفل الف بنيادي طور تي ڳاڙهي روشني جذب ڪري ٿو، ۽ ڪلوروفل بي بنيادي طور تي نيري-وايوليٽ روشني جذب ڪري ٿو، خاص طور تي ڇانوَ وارن ٻوٽن کي سج جي ٻوٽن کان ڌار ڪرڻ لاءِ. ڇانوَ وارن ٻوٽن جي ڪلوروفل بي ۽ ڪلوروفل الف جو تناسب ننڍو آهي، تنهن ڪري ڇانوَ وارا ٻوٽا نيري روشني کي مضبوطيءَ سان استعمال ڪري سگهن ٿا ۽ ڇانوَ ۾ وڌڻ لاءِ موافقت ڪري سگهن ٿا. ڪلوروفل الف نيرو-سائي آهي، ۽ ڪلوروفل بي پيلو-سائي آهي. ڪلوروفل الف ۽ ڪلوروفل بي جا ٻه مضبوط جذب آهن، هڪ ڳاڙهي علائقي ۾ 630-680 nm جي موج سان، ۽ ٻيو نيري-وايوليٽ علائقي ۾ 400-460 nm جي موج سان.

• ڪيروٽينائيڊس

ڪيروٽينوئڊز اهم قدرتي رنگن جي هڪ طبقي لاءِ عام اصطلاح آهي، جيڪي عام طور تي جانورن، اعليٰ ٻوٽن، فنگس ۽ الجي ۾ پيلي، نارنگي-ڳاڙهي يا ڳاڙهي رنگن ۾ مليا آهن. هاڻي تائين، 600 کان وڌيڪ قدرتي ڪيروٽينوئڊ دريافت ڪيا ويا آهن.

ڪيروٽينائيڊس جي روشني جذب OD303~505 nm جي حد کي ڍڪيندي آهي، جيڪا کاڌي جو رنگ فراهم ڪري ٿي ۽ جسم جي کاڌي جي مقدار کي متاثر ڪري ٿي. الجي، ٻوٽن ۽ مائڪروجنزمن ۾، ان جو رنگ ڪلوروفيل سان ڍڪيل هوندو آهي ۽ ظاهر نه ٿي سگهندو آهي. ٻوٽن جي سيلن ۾، پيدا ٿيندڙ ڪيروٽينائيڊس نه رڳو فوٽو سنٿيسس ۾ مدد لاءِ توانائي جذب ۽ منتقل ڪندا آهن، پر انهن ۾ سيلز کي پرجوش سنگل اليڪٽران بانڊ آڪسيجن ماليڪيولز جي تباهي کان بچائڻ جو ڪم پڻ هوندو آهي.

ڪجھ تصوراتي غلط فهميون

توانائي جي بچت واري اثر، روشني جي چونڊ ۽ روشني جي هم آهنگي جي باوجود، سيمي ڪنڊڪٽر روشني جا وڏا فائدا ڏيکاريا آهن. جڏهن ته، گذريل ٻن سالن جي تيز ترقي کان، اسان روشني جي ڊيزائن ۽ استعمال ۾ ڪيتريون ئي غلط فهميون پڻ ڏٺيون آهن، جيڪي بنيادي طور تي هيٺين پهلوئن ۾ ظاهر ٿين ٿيون.

① جيستائين هڪ خاص طول موج جي ڳاڙهي ۽ نيري چپس کي هڪ خاص تناسب ۾ گڏ ڪيو وڃي، انهن کي ٻوٽن جي پوک ۾ استعمال ڪري سگهجي ٿو، مثال طور، ڳاڙهي ۽ نيري جو تناسب 4:1، 6:1، 9:1 وغيره آهي.

②جيستائين اها اڇي روشني آهي، اها سج جي روشني کي تبديل ڪري سگهي ٿي، جهڙوڪ جاپان ۾ وڏي پيماني تي استعمال ٿيندڙ ٽي-پرائمري اڇي روشني واري ٽيوب وغيره. انهن اسپيڪٽرم جي استعمال جو ٻوٽن جي واڌ ويجهه تي هڪ خاص اثر پوي ٿو، پر اهو اثر LED پاران ٺهيل روشني جي ذريعن جيترو سٺو ناهي.

③ جيستائين PPFD (روشني ڪوانٽم فلڪس ڊينسٽي)، روشني جو هڪ اهم پيرا ميٽر، هڪ خاص انڊيڪس تائين پهچي ٿو، مثال طور، PPFD 200 μmol·m-2·s-1 کان وڌيڪ آهي. جڏهن ته، هن اشاري کي استعمال ڪندي، توهان کي ڌيان ڏيڻ گهرجي ته اهو ڇانو وارو ٻوٽو آهي يا سج جو ٻوٽو. توهان کي انهن ٻوٽن جي روشني جي معاوضي جي سنترپتي نقطي کي پڇڻ يا ڳولڻ جي ضرورت آهي، جنهن کي روشني جي معاوضي جو نقطو پڻ سڏيو ويندو آهي. اصل ايپليڪيشنن ۾، ٻج اڪثر ڪري سڙي ويندا آهن يا سڪي ويندا آهن. تنهن ڪري، هن پيرا ميٽر جي ڊيزائن کي ٻوٽي جي نسل، واڌ جي ماحول ۽ حالتن جي مطابق ٺاهيو وڃي.

پهرين پهلوءَ جي حوالي سان، جيئن تعارف ۾ متعارف ڪرايو ويو آهي، ٻوٽن جي واڌ ويجهه لاءِ گهربل اسپيڪٽرم هڪ مخصوص ورڇ جي ويڪر سان هڪ مسلسل اسپيڪٽرم هجڻ گهرجي. اهو واضح طور تي نامناسب آهي ته ڳاڙهي ۽ نيري رنگ جي ٻن مخصوص طول موج جي چپس مان ٺهيل روشني جو ذريعو استعمال ڪيو وڃي جنهن جو اسپيڪٽرم تمام تنگ هجي (جيئن شڪل 3(a) ۾ ڏيکاريل آهي). تجربن ۾، اهو معلوم ٿيو ته ٻوٽا پيلا رنگ جا هوندا آهن، پنن جا ٽانڊا تمام هلڪا هوندا آهن، ۽ پنن جا ٽانڊا تمام پتلا هوندا آهن.

فلوروسينٽ ٽيوبن لاءِ جيڪي ٽن بنيادي رنگن سان عام طور تي گذريل سالن ۾ استعمال ٿيندا هئا، جيتوڻيڪ اڇو ٺهيل آهي، ڳاڙهو، سائو ۽ نيرو اسپيڪٽرا الڳ ٿيل آهن (جيئن شڪل 3(b) ۾ ڏيکاريل آهي)، ۽ اسپيڪٽرم جي ويڪر تمام تنگ آهي. ايندڙ مسلسل حصي جي اسپيڪٽرل شدت نسبتا ڪمزور آهي، ۽ طاقت اڃا تائين LEDs جي مقابلي ۾ نسبتا وڏي آهي، توانائي جي استعمال کان 1.5 کان 3 ڀيرا. تنهن ڪري، استعمال جو اثر LED لائيٽن جيترو سٺو ناهي.

شڪل 3، ڳاڙهي ۽ نيري چپ ايل اي ڊي پلانٽ لائيٽ ۽ ٽي-پرائمري رنگ فلورسنٽ لائيٽ اسپيڪٽرم

پي پي ايف ڊي روشني ڪوانٽم فلوڪس ڊينسٽي آهي، جيڪا فوٽو سنٿيسس ۾ روشني جي اثرائتي تابڪاري روشني فلوڪس ڊينسٽي ڏانهن اشارو ڪري ٿي، جيڪا ٻوٽي جي پنن جي پاڙن تي روشني ڪوانٽا واقعن جي ڪل تعداد کي 400 کان 700 اين ايم في يونٽ وقت ۽ يونٽ ايريا جي طول موج جي حد ۾ نمائندگي ڪري ٿي. ان جو يونٽ μE·m-2·s-1 (μmol·m-2·s-1) آهي. فوٽو سنٿيسٽيڪ طور تي فعال تابڪاري (PAR) ڪل شمسي تابڪاري کي 400 کان 700 اين ايم جي طول موج جي حد سان ظاهر ڪري ٿي. ان کي روشني ڪوانٽا يا تابڪاري توانائي ذريعي ظاهر ڪري سگهجي ٿو.

ماضي ۾، روشني جي شدت جيڪا روشني جي ماپيندڙ ذريعي ظاهر ڪئي ويندي هئي، پر ٻوٽي جي واڌ ويجهه جو اسپيڪٽرم ٻوٽي کان روشني جي فڪسچر جي اوچائي، روشني جي ڪوريج ۽ ڇا روشني پنن مان گذري سگهي ٿي، جي ڪري تبديل ٿيندو آهي. تنهن ڪري، فتوسنٿيسس جي مطالعي ۾ روشني جي شدت جي اشاري طور پار کي استعمال ڪرڻ صحيح ناهي.

عام طور تي، جڏهن سج سان پيار ڪندڙ ٻوٽي جو PPFD 50 μmol·m-2·s-1 کان وڏو هوندو آهي ته فوٽو سنٿيسس ميڪانيزم شروع ڪري سگهجي ٿو، جڏهن ته ڇانو واري ٻوٽي جي PPFD کي صرف 20 μmol·m-2·s-1 جي ضرورت هوندي آهي. تنهن ڪري، جڏهن LED گرو لائيٽون خريد ڪندا آهيو، ته توهان هن ريفرنس ويليو ۽ توهان جي پوک ڪيل ٻوٽن جي قسم جي بنياد تي LED گرو لائيٽن جو تعداد چونڊي سگهو ٿا. مثال طور، جيڪڏهن هڪ LED lght جو PPFD 20 μmol·m-2·s-1 آهي، ته سج سان پيار ڪندڙ ٻوٽا پوکڻ لاءِ 3 کان وڌيڪ LED پلانٽ بلب جي ضرورت پوندي.

سيمي ڪنڊڪٽر لائيٽنگ جا ڪيترائي ڊيزائن حل

ٻوٽن جي واڌ ويجهه يا پوک لاءِ سيمي ڪنڊڪٽر لائيٽنگ استعمال ڪئي ويندي آهي، ۽ ان جا ٻه بنيادي حوالا طريقا آهن.

• هن وقت، چين ۾ اندروني پوک جو ماڊل تمام گهڻو مشهور آهي. هن ماڊل ۾ ڪيتريون ئي خاصيتون آهن:

① LED لائيٽن جو ڪردار ٻوٽن جي روشنيءَ جو پورو اسپيڪٽرم فراهم ڪرڻ آهي، ۽ روشنيءَ جو نظام سڀني روشنيءَ جي توانائي فراهم ڪرڻ لاءِ گهربل آهي، ۽ پيداوار جي قيمت نسبتاً وڌيڪ آهي؛
②ايل اي ڊي گرو لائيٽس جي ڊيزائن ۾ اسپيڪٽرم جي تسلسل ۽ سالميت تي غور ڪرڻ جي ضرورت آهي؛
③روشنيءَ جي وقت ۽ روشني جي شدت کي مؤثر طريقي سان ڪنٽرول ڪرڻ ضروري آهي، جيئن ٻوٽن کي ڪجهه ڪلاڪن لاءِ آرام ڪرڻ، شعاع جي شدت ڪافي نه هجي يا تمام گهڻي مضبوط هجي، وغيره؛
④ سڄي عمل کي ٻوٽن جي ٻاهرين بهترين واڌ ويجهه واري ماحول، جهڙوڪ نمي، گرمي پد ۽ CO2 جي ڪنسنٽريشن، جي گهربل حالتن جي نقل ڪرڻ جي ضرورت آهي.

• ٻاهرين پوک جو طريقو سٺو ٻاهرين گرين هائوس پوکڻ جي بنياد سان. هن ماڊل جون خاصيتون آهن:

① ايل اي ڊي لائيٽن جو ڪردار روشني کي وڌائڻ آهي. هڪ اهو آهي ته ڏينهن ۾ سج جي روشني جي شعاع هيٺ نيري ۽ ڳاڙهي علائقن ۾ روشني جي شدت کي وڌائڻ لاءِ ٻوٽن جي فتوسنٿيسس کي فروغ ڏيڻ لاءِ، ۽ ٻيو اهو آهي ته رات جو سج جي روشني نه هجڻ جي صورت ۾ ٻوٽن جي واڌ جي شرح کي وڌائڻ لاءِ معاوضو ڏيڻ.
②اضافي روشني ۾ اهو غور ڪرڻ جي ضرورت آهي ته ٻوٽو ڪهڙي واڌ جي مرحلي ۾ آهي، جهڙوڪ ٻج پوکڻ جو دور يا گل ۽ ميوو ڏيڻ جو دور.

تنهن ڪري، ايل اي ڊي پلانٽ گرو لائيٽس جي ڊيزائن ۾ پهريان ٻه بنيادي ڊيزائن موڊ هجڻ گهرجن، يعني 24 ڪلاڪ لائٽنگ (انڊور) ۽ پلانٽ گروٿ سپليمينٽ لائٽنگ (آئوٽ ڊور). انڊور پلانٽ جي پوک لاءِ، ايل اي ڊي گرو لائيٽس جي ڊيزائن کي ٽن پهلوئن تي غور ڪرڻ جي ضرورت آهي، جيئن شڪل 4 ۾ ڏيکاريل آهي. چپس کي ٽن بنيادي رنگن سان هڪ خاص تناسب ۾ پيڪيج ڪرڻ ممڪن ناهي.

شڪل 4، 24 ڪلاڪ روشني لاءِ اندروني ايل اي ڊي پلانٽ بوسٹر لائيٽ استعمال ڪرڻ جو ڊيزائن خيال

مثال طور، نرسري اسٽيج ۾ هڪ اسپيڪٽرم لاءِ، اهو غور ڪندي ته ان کي جڙڙن ۽ تنن جي واڌ کي مضبوط ڪرڻ، پنن جي شاخن کي مضبوط ڪرڻ، ۽ روشني جو ذريعو گهر اندر استعمال ڪرڻ جي ضرورت آهي، اسپيڪٽرم کي شڪل 5 ۾ ڏيکاريل طريقي سان ڊزائين ڪري سگهجي ٿو.

شڪل 5، ايل اي ڊي انڊور نرسري جي دور لاءِ موزون اسپيڪٽرل ڍانچا

ٻئي قسم جي ايل اي ڊي گرو لائيٽ جي ڊيزائن لاءِ، اهو بنيادي طور تي ٻاهرين گرين هائوس جي بنياد ۾ پوک کي فروغ ڏيڻ لاءِ اضافي روشني جي ڊيزائن حل جو مقصد آهي. ڊيزائن جو خيال شڪل 6 ۾ ڏيکاريو ويو آهي.

شڪل 6، ٻاهرين گرو لائيٽن جا ڊيزائن خيال 

ليکڪ تجويز ڪري ٿو ته وڌيڪ پوک ڪندڙ ڪمپنيون ٻوٽن جي واڌ ويجهه کي وڌائڻ لاءِ ايل اي ڊي لائيٽ استعمال ڪرڻ جو ٻيو آپشن اختيار ڪن.

سڀ کان پهرين، چين جي ٻاهرين گرين هائوس پوک ۾ ڏهاڪن کان وڏي مقدار ۽ وسيع تجربو آهي، ڏکڻ ۽ اتر ٻنهي ۾. ان ۾ گرين هائوس پوک جي ٽيڪنالاجي جو هڪ سٺو بنياد آهي ۽ آس پاس جي شهرن جي مارڪيٽ ۾ وڏي تعداد ۾ تازا ميوا ۽ ڀاڄيون فراهم ڪري ٿو. خاص طور تي مٽي ۽ پاڻي ۽ ڀاڻ جي پوک جي ميدان ۾، ڀرپور تحقيق جا نتيجا حاصل ڪيا ويا آهن.

ٻيو، هن قسم جو اضافي روشني حل توانائي جي غير ضروري استعمال کي تمام گهڻو گهٽائي سگهي ٿو، ۽ ساڳئي وقت ميون ۽ ڀاڄين جي پيداوار کي مؤثر طريقي سان وڌائي سگهي ٿو. ان کان علاوه، چين جو وسيع جاگرافيائي علائقو واڌاري لاءِ تمام آسان آهي.

ايل اي ڊي پلانٽ لائيٽنگ جي سائنسي تحقيق جي طور تي، اهو ان لاءِ هڪ وسيع تجرباتي بنياد پڻ فراهم ڪري ٿو. شڪل 7 هڪ قسم جي ايل اي ڊي گرو لائيٽ آهي جيڪا هن ريسرچ ٽيم پاران تيار ڪئي وئي آهي، جيڪا گرين هائوسز ۾ پوکڻ لاءِ موزون آهي، ۽ ان جو اسپيڪٽرم شڪل 8 ۾ ڏيکاريو ويو آهي.

شڪل 7، هڪ قسم جي ايل اي ڊي گرو لائيٽ

شڪل 8، هڪ قسم جي ايل اي ڊي گرو لائيٽ جو اسپيڪٽرم

مٿي ڏنل ڊيزائن جي خيالن جي مطابق، ريسرچ ٽيم تجربن جو هڪ سلسلو ڪيو، ۽ تجرباتي نتيجا تمام اهم آهن. مثال طور، نرسري دوران روشني وڌائڻ لاءِ، استعمال ٿيندڙ اصل ليمپ هڪ فلوروسينٽ ليمپ آهي جنهن جي طاقت 32 W آهي ۽ نرسري جو چڪر 40 ڏينهن آهي. اسان 12 W LED لائيٽ فراهم ڪريون ٿا، جيڪا ٻج جي چڪر کي 30 ڏينهن تائين مختصر ڪري ٿي، ٻج جي ورڪشاپ ۾ ليمپ جي گرمي پد جي اثر کي مؤثر طريقي سان گهٽائي ٿي، ۽ ايئر ڪنڊيشنر جي بجلي جي استعمال کي بچائي ٿي. ٻج جي ٿلهي، ڊيگهه ۽ رنگ اصل ٻج وڌائڻ واري حل کان بهتر آهن. عام ڀاڄين جي ٻج لاءِ، سٺا تصديقي نتيجا پڻ حاصل ڪيا ويا آهن، جن جو خلاصو هيٺ ڏنل جدول ۾ ڏنو ويو آهي.

انهن مان، ضمني روشني گروپ PPFD: 70-80 μmol·m-2·s-1، ۽ ڳاڙهي-نيرو تناسب: 0.6-0.7. قدرتي گروپ جي ڏينهن جي PPFD قدر جي حد 40~800 μmol·m-2·s-1 هئي، ۽ ڳاڙهي ۽ نيري جو تناسب 0.6~1.2 هو. اهو ڏسي سگهجي ٿو ته مٿيان اشارا قدرتي طور تي پوکيل ٻج جي ڀيٽ ۾ بهتر آهن.

ٿڪل

هي مضمون ٻوٽن جي پوک ۾ ايل اي ڊي گرو لائيٽ جي استعمال ۾ تازين ترقين جو تعارف ڪرائيندو آهي، ۽ ٻوٽن جي پوک ۾ ايل اي ڊي گرو لائيٽ جي استعمال ۾ ڪجهه غلط فهمين جي نشاندهي ڪندو آهي. آخر ۾، ٻوٽن جي پوک لاءِ استعمال ٿيندڙ ايل اي ڊي گرو لائيٽ جي ترقي لاءِ ٽيڪنيڪل خيال ۽ اسڪيمون متعارف ڪرايون ويون آهن. اهو به ذڪر ڪيو وڃي ته روشني جي انسٽاليشن ۽ استعمال ۾ ڪجهه عنصر پڻ غور ڪرڻ گهرجن، جهڙوڪ روشني ۽ ٻوٽي جي وچ ۾ فاصلو، ليمپ جي شعاع جي حد، ۽ عام پاڻي، ڀاڻ ۽ مٽي سان روشني ڪيئن لاڳو ڪجي.

ليکڪ: Yi Wang et al. ذريعو: CNKI