تعارف

روشني ٻوٽي جي ترقي جي عمل ۾ اهم ڪردار ادا ڪري ٿي.اهو بهترين ڀاڻ آهي جيڪو ٻوٽن جي ڪلوروفيل جي جذب کي وڌائڻ ۽ مختلف ٻوٽن جي ترقي جي خاصيتن جهڙوڪ ڪيروٽين جي جذب کي وڌائڻ لاءِ.بهرحال، فيصلا ڪندڙ عنصر جيڪو ٻوٽن جي ترقي کي طئي ڪري ٿو اهو هڪ جامع عنصر آهي، جيڪو نه رڳو روشني سان لاڳاپيل آهي، پر پاڻي، مٽي ۽ ڀاڻ جي ترتيب، ترقي جي ماحول جي حالتن ۽ جامع ٽيڪنيڪل ڪنٽرول کان به الڳ ناهي.

گذريل ٻن يا ٽن سالن ۾، ٽي-dimensional پلانٽ فيڪٽرين يا ٻوٽي جي ترقي جي حوالي سان سيمي ڪنڊڪٽر روشني ٽيڪنالاجي جي درخواست تي بيشمار رپورٽون آهن.پر ان کي غور سان پڙهڻ کان پوءِ، هميشه ڪجهه بيچيني محسوس ٿئي ٿي.عام طور تي ڳالهائڻ، اتي ڪو به حقيقي سمجھ نه آهي ته ڪهڙو ڪردار ٻوٽي جي ترقي ۾ ادا ڪرڻ گهرجي.

پهرين، اچو ته سج جي اسپيڪٽرم کي سمجهون، جيئن تصوير 1 ۾ ڏيکاريل آهي. اهو ڏسي سگهجي ٿو ته شمسي اسپيڪٽرم هڪ مسلسل اسپيڪٽرم آهي، جنهن ۾ نيرو ۽ سائو اسپيڪٽرم ڳاڙهي اسپيڪٽرم کان وڌيڪ مضبوط هوندو آهي، ۽ نظر ايندڙ روشني اسپيڪٽرم جي حدن کان ٿيندي آهي. 380 کان 780 اين ايم.فطرت ۾ جاندارن جي واڌ جو تعلق اسپيڪٽرم جي شدت سان آهي.مثال طور، خط استوا جي ڀرسان علائقي ۾ اڪثر ٻوٽا تمام تيزيءَ سان وڌندا آهن، ۽ ساڳئي وقت، انهن جي واڌ ويجهه جو اندازو نسبتاً وڏو هوندو آهي.پر سج جي شعاعن جي تيز شدت هميشه بهتر نه هوندي آهي، ۽ جانورن ۽ ٻوٽن جي واڌ ويجهه لاءِ هڪ خاص درجي جي چونڊ هوندي آهي.

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

ٻيو، ٻوٽن جي واڌ جي ڪيترن ئي اهم جذب عناصر جو ٻيو اسپيڪٽرم ڊراگرام تصوير 2 ۾ ڏيکاريو ويو آهي.

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

اهو تصوير 2 مان ڏسي سگهجي ٿو ته ڪيترن ئي اهم آڪسين جو روشني جذب ڪرڻ وارو اسپيڪٽرا جيڪي ٻوٽن جي واڌ کي متاثر ڪن ٿا خاص طور تي مختلف آهن.تنهن ڪري، LED پلانٽ جي واڌ جي روشني جي درخواست هڪ سادي معاملو ناهي، پر تمام حدف ٿيل آهي.هتي اهو ضروري آهي ته ٻن اهم ترين فوٽوسنٿيٽڪ ٻوٽي جي واڌ جي عنصرن جي تصور کي متعارف ڪرايو وڃي.

• کلوروفيل

ڪلوروفيل 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 نيري-سائي الجي (سائنوبيڪٽيريا) ۽ يوڪريوٽڪ الگي شامل آهن.ڪلوروفيل روشنيءَ مان توانائي جذب ڪري ٿو، جيڪو پوءِ ڪاربن ڊاءِ آڪسائيڊ کي ڪاربوهائيڊريٽ ۾ تبديل ڪرڻ لاءِ استعمال ٿئي ٿو.

ڪلوروفيل a بنيادي طور تي ڳاڙهي روشني جذب ڪري ٿو، ۽ ڪلوروفل بي خاص طور تي نيري-وايوليٽ روشني جذب ڪري ٿو، خاص طور تي ڇانو ٻوٽن کي سج جي ٻوٽن کان ڌار ڪرڻ لاءِ.ڇانوَي ٻوٽن جي ڪلوروفل بي ۽ ڪلوروفل الف جو تناسب ننڍو هوندو آهي، تنهن ڪري ڇانوَ وارا ٻوٽا نيري روشنيءَ کي مضبوطيءَ سان استعمال ڪري سگهن ٿا ۽ ڇانوءَ ۾ پوکڻ لاءِ موافقت ڪري سگهن ٿا.ڪلوروفيل a نيرو سائو آھي، ۽ ڪلوروفيل بي پيلو سائو آھي.ڪلوروفيل a ۽ ڪلوروفل بي جا ٻه مضبوط جذب آهن، هڪ ڳاڙهي علائقي ۾ جنهن جي موج 630-680 nm آهي، ۽ ٻي نيري-وايوليٽ واري علائقي ۾ جنهن جي موج 400-460 nm آهي.

• Carotenoids

Carotenoids عام اصطلاح آھن اھم قدرتي رنگن جي ھڪڙي طبقي لاءِ، جيڪي عام طور تي پيلو، نارنگي-ڳاڙھو يا ڳاڙھو رنگن ۾ جانورن، اعليٰ ٻوٽن، ڦڦڙن ۽ الجي ۾ ملن ٿا.هينئر تائين، 600 کان وڌيڪ قدرتي ڪيروٽينوڊ دريافت ڪيا ويا آهن.

Carotenoids جي روشني جذب OD303 ~ 505 nm جي حد تائين پکڙيل آهي، جيڪا کاڌي جو رنگ مهيا ڪري ٿي ۽ جسم جي کاڌي جي مقدار کي متاثر ڪري ٿي.algae، نباتات ۽ microorganisms ۾، ان جو رنگ ڪلوروفيل سان ڍڪيل آهي ۽ ظاهر نٿو ڪري سگهي.ٻوٽن جي سيلن ۾، ڪارٽينائيڊس پيدا ٿين ٿا نه رڳو توانائي جذب ڪرڻ ۽ منتقل ڪرڻ لاءِ فوٽو سنٿيسس، پر ان ۾ سيلز کي بچائڻ جو ڪم به آهي پرجوش اڪيلو اليڪٽران بانڊ آڪسيجن ماليڪيولز کي تباهه ٿيڻ کان.

ڪجھ تصوراتي غلط فهميون

توانائيءَ جي بچت واري اثر کان سواءِ، روشنيءَ جي چونڊ ۽ روشنيءَ جي ڪوآرڊينيشن، سيمڪڊڪٽر لائٽنگ جا وڏا فائدا ڏيکاريا ويا آهن.بهرحال، گذريل ٻن سالن جي تيزيءَ سان ترقيءَ جي ڪري، اسان روشنيءَ جي ڊيزائن ۽ استعمال ۾ ڪافي غلط فهمي به ڏٺيون آهن، جيڪي خاص طور تي هيٺين پهلوئن ۾ ظاهر ٿيون آهن.

①جيستائين ڳاڙهي ۽ نيري چپس هڪ خاص موج جي ڊيگهه ۾ گڏ ٿين، انهن کي ٻوٽي جي پوک ۾ استعمال ڪري سگهجي ٿو، مثال طور، ڳاڙهي ۽ نيري جو تناسب 4:1، 6:1، 9:1 وغيره آهي. تي.

②جيستائين اها سفيد روشني آهي، اها سج جي روشني کي تبديل ڪري سگهي ٿي، جيئن جاپان ۾ وڏي پيماني تي استعمال ٿيندڙ ٽي-پرائمري سفيد لائيٽ ٽيوب وغيره. انهن اسپيڪٽرم جي استعمال سان ٻوٽن جي واڌ ويجهه تي هڪ خاص اثر آهي، پر اثر آهي. LED پاران ٺهيل روشني جو ذريعو جيترو سٺو ناهي.

③جيستائين PPFD (لائيٽ ڪوانٽم فلڪس ڊينسٽي)، روشنيءَ جو هڪ اهم پيرا ميٽر، هڪ خاص انڊيڪس تائين پهچي ٿو، مثال طور، PPFD 200 μmol·m-2·s-1 کان وڌيڪ آهي.بهرحال، جڏهن هن اشاري کي استعمال ڪندي، توهان کي ڌيان ڏيڻ گهرجي ته ڇا اهو ڇانو ٻوٽي يا سج ٻوٽي آهي.توھان کي انھن ٻوٽن جي روشني معاوضي جي سنترپشن پوائنٽ جي پڇا ڳاڇا ڪرڻ يا ڳولڻ جي ضرورت آھي، جنھن کي روشني معاوضي پوائنٽ پڻ سڏيو ويندو آھي.اصل ايپليڪيشنن ۾، ٻج اڪثر ڪري سڙي ويندا آهن يا سڪي ويندا آهن.تنهن ڪري، هن پيٽرولر جي ڊيزائن کي ٻوٽن جي نسلن، ترقي جي ماحول ۽ حالتن جي مطابق ٺهيل هجڻ گهرجي.

پهرئين پهلوءَ جي حوالي سان، جيئن تعارف ۾ بيان ڪيو ويو آهي، ٻوٽن جي واڌ ويجهه لاءِ گهربل اسپيڪٽرم هڪ مخصوص ورهائڻ جي چوٽي سان مسلسل اسپيڪٽرم هجڻ گهرجي.اهو واضح طور تي نامناسب آهي ته روشني جو سرچشمو استعمال ڪرڻ لاءِ استعمال ڪرڻ لاءِ ڳاڙهي ۽ نيري جي ٻن مخصوص موج جي ڊيگهه واري چپس کي تمام تنگ چشمي سان (جيئن تصوير 3(a) ۾ ڏيکاريل آهي).تجربن ۾ اهو معلوم ٿيو ته ٻوٽا پيلا رنگ جا ٿين ٿا، پنن جون پاڙون تمام هلڪيون ۽ پنن جون پاڙون تمام ٿلهيون آهن.

فلورسنٽ ٽيوب لاءِ ٽن پرائمري رنگن سان جيڪي عام طور تي گذريل سالن ۾ استعمال ڪيا ويا آهن، جيتوڻيڪ اڇو ٺهيل آهي، ڳاڙهي، سائي ۽ نيري اسپيڪٽرا کي الڳ ڪيو ويو آهي (جيئن تصوير 3(b) ۾ ڏيکاريل آهي)، ۽ اسپيڪٽرم جي چوٽي تمام تنگ آهي.هيٺين مسلسل حصي جي چشمي جي شدت نسبتا ڪمزور آهي، ۽ طاقت اڃا تائين LEDs جي ڀيٽ ۾ نسبتا وڏي آهي، 1.5 کان 3 ڀيرا توانائي جي استعمال کان.تنهن ڪري، استعمال جو اثر ايل اي ڊي بتيون جيترو سٺو ناهي.

شڪل 3، ڳاڙهي ۽ نيري چپ LED پلانٽ لائيٽ ۽ ٽي پرائمري رنگ فلورسنٽ لائيٽ اسپيڪٽرم

PPFD لائيٽ ڪوانٽم فلوڪس ڊينسٽي آهي، جيڪا روشنيءَ جي اثرائتي تابڪاري لائٽ فلڪس ڊينسٽي ڏانهن اشارو ڪري ٿي، جيڪا ڦوٽو سنٿيسس ۾ 400 کان 700 nm في يونٽ جي موج جي حد ۾ ٻوٽن جي پتين تي روشنيءَ جي مقدار جي واقعن جي ڪل تعداد جي نمائندگي ڪري ٿي. .ان جو يونٽ μEm-2·s-1 (μmol·m-2·s-1) آهي.ڦوٽو سنٿيٽيڪل طور تي فعال تابڪاري (PAR) 400 کان 700 nm جي موج جي ڊيگهه سان ڪل شمسي شعاع ڏانهن اشارو ڪري ٿو.اهو يا ته روشني ڪوانٽا يا تابڪاري توانائي ذريعي اظهار ڪري سگهجي ٿو.

ماضيءَ ۾، روشنيءَ جي شدت illuminometer جي روشنيءَ ۾ ظاهر ٿيندي هئي، پر ٻوٽي جي واڌ ويجهه جو اسپيڪٽرم ٻوٽي مان روشنيءَ جي اونچائي، روشنيءَ جي ڪوريج ۽ پنن مان روشنيءَ جي گذرڻ جي ڪري تبديل ٿي ويندو آهي.تنهن ڪري، فوٽو سنٿيسس جي مطالعي ۾ روشني جي شدت جي اشاري طور برابر استعمال ڪرڻ درست ناهي.

عام طور تي، ڦوٽو سنٿيسس ميڪانيزم تڏهن شروع ڪري سگهجي ٿو جڏهن سج سان پيار ڪندڙ ٻوٽي جو PPFD 50 μmol·m-2·s-1 کان وڏو هوندو آهي، جڏهن ته ڇانيل ٻوٽي جي PPFD کي صرف 20 μmol·m-2·s-1 جي ضرورت هوندي آهي. .تنهن ڪري، جڏهن LED وڌندڙ بتيون خريد ڪري رهيا آهيو، توهان چونڊ ڪري سگهو ٿا LED وڌندڙ بتيون جو تعداد هن حوالن جي قيمت جي بنياد تي ۽ ٻوٽن جي قسم جو توهان پوکيو ٿا.مثال طور، جيڪڏهن هڪ واحد LED lght جو PPFD 20 μmol·m-2·s-1 آهي، ته سج سان پيار ڪندڙ ٻوٽن کي وڌڻ لاءِ 3 کان وڌيڪ LED پلانٽ بلب گهرجن.

سيمي ڪنڊڪٽر لائٽنگ جا ڪيترائي ڊيزائن حل

سيمي ڪنڊڪٽر لائٽنگ ٻوٽي جي واڌ ويجهه يا پوکڻ لاءِ استعمال ٿيندي آهي، ۽ اتي ٻه بنيادي حوالا طريقا آهن.

• هن وقت، چين ۾ اندروني ٻوٽي جو ماڊل تمام گرم آهي.هن ماڊل ۾ ڪيترائي خاصيتون آهن:

① LED لائٽون جو ڪردار ٻوٽن جي روشني جي مڪمل اسپيڪٽرم مهيا ڪرڻ آهي، ۽ روشني واري نظام کي تمام روشني توانائي فراهم ڪرڻ جي ضرورت آهي، ۽ پيداوار جي قيمت نسبتا وڌيڪ آهي؛
② LED وڌندڙ روشنين جي ڊيزائن کي اسپيڪٽرم جي تسلسل ۽ سالميت تي غور ڪرڻ جي ضرورت آهي؛
③ روشنيءَ جي وقت ۽ روشنيءَ جي شدت کي مؤثر طريقي سان ڪنٽرول ڪرڻ ضروري آهي، جيئن ٻوٽن کي ڪجهه ڪلاڪن لاءِ آرام ڪرڻ ڏيو، شعاعن جي شدت ڪافي يا تمام گهڻي نه هجي، وغيره.
④ سڄي عمل کي گهربل حالتن جي تقليد ڪرڻ جي ضرورت آهي، جيڪي ٻوٽن جي حقيقي ترقي جي ماحول کان ٻاهر آهن، جهڙوڪ نمي، حرارت ۽ CO2 ڪنسنٽريشن.

• سٺي آئوٽ ڊور گرين هاؤس ٻوٽي جي بنياد سان ٻاھرين پوکڻ جو طريقو.هن نموني جا خاصيتون آهن:

① LED بتيون جو ڪردار روشني کي پورو ڪرڻ آهي.هڪ ته ٻوٽن جي ڦوٽو سنٿيسس کي وڌائڻ لاءِ ڏينهن ۾ سج جي شعاعن هيٺ نيري ۽ ڳاڙهي علائقن ۾ روشنيءَ جي شدت کي وڌايو وڃي، ۽ ٻيو اهو آهي ته ٻوٽن جي واڌ ويجهه جي رفتار کي وڌائڻ لاءِ رات جو سج نه هجڻ جي صورت ۾ ان کي پورو ڪرڻ.
②ضمني روشنيءَ کي غور ڪرڻ جي ضرورت آهي ته ٻوٽي ڪهڙي ترقيءَ واري مرحلي ۾ آهي، جهڙوڪ ٻج پوکڻ جو عرصو يا گل ڦلڻ ۽ ڦلڻ جو دور.

تنهن ڪري، LED پلانٽ جي واڌ جي روشني جي ڊيزائن کي پهريان ٻه بنيادي ڊيزائن جا طريقا هجڻ گهرجن، يعني 24h لائٽنگ (انڊور) ۽ پلانٽ جي واڌ جي اضافي روشني (آئوٽ ڊور).اندروني ٻوٽن جي پوکيءَ لاءِ، LED اڀرندڙ روشنين جي ڊيزائن کي ٽن پاسن تي غور ڪرڻ جي ضرورت آهي، جيئن تصوير 4 ۾ ڏيکاريل آهي. اهو ممڪن ناهي ته چپس کي هڪ خاص تناسب ۾ ٽن پرائمري رنگن سان پيڪيج ڪجي.

شڪل 4، 24h لائٽنگ لاءِ انڊور LED پلانٽ بوسٹر لائٽون استعمال ڪرڻ جو ڊزائين خيال

مثال طور، نرسري واري مرحلي ۾ اسپيڪٽرم لاءِ، ان ڳالهه تي غور ڪندي ته ان کي پاڙن ۽ پاڙن جي واڌ ويجهه کي مضبوط ڪرڻ، پنن جي شاخن کي مضبوط ڪرڻ، ۽ روشنيءَ جو ذريعو گهرن اندر استعمال ڪرڻ جي ضرورت آهي، اسپيڪٽرم کي اهڙي طرح ٺاهي سگهجي ٿو جيئن شڪل 5 ۾ ڏيکاريل آهي.

شڪل 5، اسپيڪٽرل اڏاوتون مناسب LED انڊور نرسري جي دور لاءِ

ٻئي قسم جي LED اڀرندڙ روشنيءَ جي ڊيزائن لاءِ، ان جو مقصد بنيادي طور تي ٻاھرين گرين ھاؤس جي بنياد تي پوکڻ کي فروغ ڏيڻ لاءِ اضافي روشنيءَ جي ڊيزائن حل ڪرڻ آھي.ڊزائن جو خيال تصوير 6 ۾ ڏيکاريل آهي.

شڪل 6، آئوٽ ڊور اڀرندڙ لائيٽن جا ڊزائين خيال 

ليکڪ جو مشورو ڏئي ٿو ته وڌيڪ پوکڻ واريون ڪمپنيون ٻيو اختيار اختيار ڪن ته ايل اي ڊي لائٽون استعمال ڪن ٻوٽن جي واڌ کي وڌائڻ لاءِ.

سڀ کان پهرين، چين جي ٻاهرين گرين هاؤس پوکيءَ ۾ ڏهاڪن کان وڏي مقدار ۽ تجربو جو هڪ وسيع سلسلو آهي، ٻنهي ڏکڻ ۽ اتر ۾.اهو گرين هائوس پوکڻ واري ٽيڪنالاجي جو سٺو بنياد رکي ٿو ۽ ڀرپاسي جي شهرن لاءِ مارڪيٽ تي وڏي تعداد ۾ تازو ميون ۽ ڀاڄيون مهيا ڪري ٿو.خاص طور تي مٽي ۽ پاڻي ۽ ڀاڻ جي پوک جي شعبي ۾، شاندار تحقيق جا نتيجا پيدا ڪيا ويا آهن.

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

جيئن ته ايل اي ڊي پلانٽ جي روشني جي سائنسي تحقيق، اهو پڻ ان لاءِ وسيع تجرباتي بنياد فراهم ڪري ٿو.تصوير 7 هن ريسرچ ٽيم پاران تيار ڪيل ايل اي ڊي گرو لائيٽ جو هڪ قسم آهي، جيڪو گرين هائوسز ۾ پوکڻ لاءِ موزون آهي، ۽ ان جو اسپيڪٽرم تصوير 8 ۾ ڏيکاريل آهي.

شڪل 7، LED جو هڪ قسم جي روشني وڌي ٿي

شڪل 8، هڪ قسم جي LED جو اسپيڪٽرم روشني وڌي ٿو

مٿين ڊيزائن جي خيالن جي مطابق، تحقيقاتي ٽيم تجربن جو هڪ سلسلو ڪيو، ۽ تجرباتي نتيجا تمام اهم آهن.مثال طور، نرسري دوران روشني وڌڻ لاءِ، اصل چراغ استعمال ٿيل فلورسنٽ ليمپ آهي جيڪو 32 W جي طاقت سان ۽ 40 ڏينهن جو نرسري چڪر آهي.اسان هڪ 12 W LED لائٽ فراهم ڪريون ٿا، جيڪا ٻج جي چڪر کي 30 ڏينهن تائين مختصر ڪري ٿي، مؤثر طريقي سان ٻج جي ورڪشاپ ۾ ليمپ جي گرمي پد جي اثر کي گھٽائي ٿي، ۽ ايئر ڪنڊيشنر جي بجلي جي استعمال کي بچائي ٿي.ٻج جي ٿلهي، ڊگھائي ۽ رنگ اصل ٻج وڌائڻ واري حل کان بهتر آهي.عام ڀاڄين جي ٻج لاءِ، سٺي تصديق جا نتيجا پڻ حاصل ڪيا ويا آهن، جن جو خلاصو هيٺين جدول ۾ ڏنو ويو آهي.

انهن ۾، اضافي لائيٽ گروپ PPFD: 70-80 μmol·m-2·s-1، ۽ ڳاڙهي-نيرو تناسب: 0.6-0.7.قدرتي گروپ جي ڏينهن جي وقت جي PPFD قدر جي حد 40~800 μmol·m-2·s-1 هئي، ۽ ڳاڙهي کان نيري جو تناسب 0.6~1.2 هو.اهو ڏسي سگھجي ٿو ته مٿي ڏنل اشارا قدرتي طور تي پوکيل ٻج جي ڀيٽ ۾ بهتر آهن.

نتيجو

هي آرٽيڪل ٻوٽن جي پوکيءَ ۾ LED وڌندڙ روشنين جي ايپليڪيشن ۾ جديد ترقيات کي متعارف ڪرايو آهي، ۽ ٻوٽن جي پوکيءَ ۾ LED وڌندڙ روشنيءَ جي استعمال ۾ ڪجهه غلط فهمن جي نشاندهي ڪري ٿو.آخرڪار، ٻوٽن جي پوکيءَ لاءِ استعمال ٿيندڙ LED اڀرندڙ لائيٽن جي ترقيءَ لاءِ ٽيڪنيڪل خيال ۽ منصوبا متعارف ڪرايا ويا آهن.اها ڳالهه به ياد رکڻ گهرجي ته روشنيءَ جي انسٽاليشن ۽ استعمال ۾ پڻ ڪجهه عنصر آهن جن تي ڌيان ڏيڻ جي ضرورت آهي، جيئن ته روشني ۽ ٻوٽي جي وچ ۾ فاصلو، چراغ جي شعاع رينج، ۽ روشنيءَ کي ڪيئن لاڳو ڪجي. عام پاڻي، ڀاڻ، ۽ مٽي.

ليکڪ: Yi Wang et al.ذريعو: CNKI