परिचय

वनस्पती वाढीच्या प्रक्रियेत प्रकाश महत्त्वपूर्ण भूमिका बजावते. वनस्पती क्लोरोफिलच्या शोषणास प्रोत्साहित करणे आणि कॅरोटीनसारख्या विविध वनस्पतींच्या वाढीच्या गुणांचे शोषण करणे हे सर्वोत्कृष्ट खत आहे. तथापि, वनस्पतींची वाढ निश्चित करणारा निर्णायक घटक हा एक व्यापक घटक आहे, केवळ प्रकाशाशीच नव्हे तर पाणी, माती आणि खत, वाढीच्या वातावरणाची परिस्थिती आणि सर्वसमावेशक तांत्रिक नियंत्रणाच्या कॉन्फिगरेशनपासून अविभाज्य आहे.

गेल्या दोन किंवा तीन वर्षांत, त्रिमितीय वनस्पती कारखान्या किंवा वनस्पतींच्या वाढीविषयी सेमीकंडक्टर लाइटिंग तंत्रज्ञानाच्या वापराबद्दल अंतहीन अहवाल आले आहेत. परंतु हे काळजीपूर्वक वाचल्यानंतर नेहमीच काही अस्वस्थ भावना असते. सर्वसाधारणपणे सांगायचे तर, वनस्पतींच्या वाढीमध्ये प्रकाश काय भूमिका घ्यावा याबद्दल वास्तविक समज नाही.

प्रथम, आकृती 1 मध्ये दर्शविल्याप्रमाणे, सूर्याचे स्पेक्ट्रम समजूया. हे पाहिले जाऊ शकते की सौर स्पेक्ट्रम एक सतत स्पेक्ट्रम आहे, ज्यामध्ये निळा आणि हिरवा स्पेक्ट्रम लाल स्पेक्ट्रमपेक्षा अधिक मजबूत आहे आणि दृश्यमान प्रकाश स्पेक्ट्रम पासून रेंज आहे 380 ते 780 एनएम. निसर्गातील जीवांची वाढ स्पेक्ट्रमच्या तीव्रतेशी संबंधित आहे. उदाहरणार्थ, विषुववृत्त जवळील क्षेत्रातील बहुतेक वनस्पती खूप वेगवान वाढतात आणि त्याच वेळी, त्यांच्या वाढीचा आकार तुलनेने मोठा असतो. परंतु सूर्याच्या विकिरणाची उच्च तीव्रता नेहमीच चांगली नसते आणि प्राणी आणि वनस्पतींच्या वाढीसाठी काही प्रमाणात निवडकता असते.

आकृती 1, सौर स्पेक्ट्रमची वैशिष्ट्ये आणि त्याचे दृश्यमान प्रकाश स्पेक्ट्रम

दुसरे म्हणजे, वनस्पतींच्या वाढीच्या अनेक की शोषण घटकांचे दुसरे स्पेक्ट्रम आकृती आकृती 2 मध्ये दर्शविली आहे.

आकृती 2, वनस्पतींच्या वाढीमध्ये अनेक ऑक्सिनचे शोषण स्पेक्ट्रा

आकृती 2 वरून हे पाहिले जाऊ शकते की वनस्पतींच्या वाढीवर परिणाम करणारे अनेक की ऑक्सिनचे प्रकाश शोषण स्पेक्ट्रा लक्षणीय भिन्न आहे. म्हणूनच, एलईडी प्लांट ग्रोथ लाइट्सचा वापर करणे ही एक सोपी बाब नाही, परंतु अत्यंत लक्ष्यित आहे. येथे दोन सर्वात महत्वाच्या प्रकाशसंश्लेषक वनस्पती वाढीच्या घटकांच्या संकल्पना सादर करणे आवश्यक आहे.

• क्लोरोफिल

क्लोरोफिल प्रकाशसंश्लेषणाशी संबंधित सर्वात महत्वाच्या रंगद्रव्यांपैकी एक आहे. हे सर्व जीवांमध्ये अस्तित्त्वात आहे जे प्रकाशसंश्लेषण तयार करू शकतात, ज्यात ग्रीन प्लांट्स, प्रोकेरियोटिक ब्लू-ग्रीन एकपेशीय वनस्पती (सायनोबॅक्टेरिया) आणि युकेरियोटिक एकपेशीय वनस्पती यांचा समावेश आहे. क्लोरोफिल प्रकाशापासून उर्जा शोषून घेते, ज्याचा उपयोग नंतर कार्बन डाय ऑक्साईडला कार्बोहायड्रेटमध्ये रूपांतरित करण्यासाठी केला जातो.

क्लोरोफिल एक प्रामुख्याने लाल प्रकाश शोषून घेते आणि क्लोरोफिल बी प्रामुख्याने निळ्या-व्हायलेट लाइट शोषून घेते, मुख्यत: सूर्य वनस्पतींपासून सावली वनस्पतींना वेगळे करण्यासाठी. क्लोरोफिल बी ते क्लोरोफिल ए चे प्रमाण सावलीच्या वनस्पतींचे प्रमाण लहान आहे, म्हणून सावलीची झाडे निळा प्रकाश जोरदारपणे वापरू शकतात आणि सावलीत वाढण्यासाठी जुळवून घेऊ शकतात. क्लोरोफिल ए निळा-हिरवा आहे आणि क्लोरोफिल बी पिवळा-हिरवा आहे. क्लोरोफिल ए आणि क्लोरोफिल बीचे दोन मजबूत शोषण आहेत, एक लाल प्रदेशात 630-680 एनएम तरंगलांबीसह, आणि दुसरा ब्लू-व्हायलेट प्रदेशात 400-460 एनएमच्या तरंगलांबीसह.

• कॅरोटीनोइड्स

कॅरोटीनोइड्स ही महत्वाच्या नैसर्गिक रंगद्रव्यांच्या वर्गासाठी सामान्य संज्ञा आहे, जी सामान्यत: प्राणी, उच्च वनस्पती, बुरशी आणि एकपेशीय वनस्पतींमध्ये पिवळ्या, केशरी-लाल किंवा लाल रंगद्रव्यांमध्ये आढळतात. आतापर्यंत 600 हून अधिक नैसर्गिक कॅरोटीनोइड्स सापडले आहेत.

कॅरोटीनोईड्सचे हलके शोषण ओडी 303 ~ 505 एनएमच्या श्रेणी व्यापते, जे अन्नाचा रंग प्रदान करते आणि शरीराच्या अन्नाच्या सेवनावर परिणाम करते. एकपेशीय वनस्पती, झाडे आणि सूक्ष्मजीवांमध्ये त्याचा रंग क्लोरोफिलने व्यापलेला आहे आणि दिसू शकत नाही. वनस्पतींच्या पेशींमध्ये, कॅरोटीनोइड्सने प्रकाशसंश्लेषणास मदत करण्यासाठी केवळ उर्जा शोषून घेतली आणि हस्तांतरित केली नाही तर उत्साही सिंगल-इलेक्ट्रॉन बॉन्ड ऑक्सिजन रेणूंनी उत्साही सिंगल-इलेक्ट्रॉन बॉन्ड ऑक्सिजन रेणूद्वारे नष्ट होण्यापासून संरक्षण करण्याचे कार्य देखील केले आहे.

काही वैचारिक गैरसमज

उर्जा-बचत परिणामाची पर्वा न करता, प्रकाशाची निवड आणि प्रकाशाच्या समन्वयाने सेमीकंडक्टर लाइटिंगने चांगले फायदे दर्शविले आहेत. तथापि, मागील दोन वर्षांच्या वेगवान विकासापासून, आम्ही प्रकाशाच्या डिझाइन आणि अनुप्रयोगात बरेच गैरसमज देखील पाहिले आहेत, जे मुख्यतः खालील बाबींमध्ये प्रतिबिंबित होतात.

जोपर्यंत विशिष्ट तरंगलांबीच्या लाल आणि निळ्या चिप्स एका विशिष्ट प्रमाणात एकत्रित केल्या जातात, ते वनस्पती लागवडीमध्ये वापरल्या जाऊ शकतात, उदाहरणार्थ, लाल ते निळ्या रंगाचे प्रमाण 4: 1, 6: 1, 9: 1 आणि म्हणून आहे चालू.

जोपर्यंत तो पांढरा प्रकाश आहे तोपर्यंत तो सूर्याच्या प्रकाशाची जागा घेऊ शकतो, जसे की जपानमध्ये मोठ्या प्रमाणात वापरल्या जाणार्‍या तीन-प्राथमिक पांढर्‍या प्रकाश ट्यूब इ. एलईडीने बनविलेल्या प्रकाश स्त्रोताइतके चांगले नाही.

जोपर्यंत पीपीएफडी (लाइट क्वांटम फ्लक्स डेन्सिटी), प्रदीपनाचे एक महत्त्वपूर्ण पॅरामीटर, विशिष्ट निर्देशांकापर्यंत पोहोचते, उदाहरणार्थ, पीपीएफडी 200 μmol · M-2 · s-1 पेक्षा जास्त आहे. तथापि, हा निर्देशक वापरताना आपण सावलीची वनस्पती किंवा सूर्य वनस्पती आहे की नाही याकडे आपण लक्ष देणे आवश्यक आहे. आपल्याला या वनस्पतींचा प्रकाश नुकसान भरपाई संपृक्तता बिंदू शोधण्याची किंवा शोधण्याची आवश्यकता आहे, ज्याला लाईट भरपाई बिंदू देखील म्हणतात. वास्तविक अनुप्रयोगांमध्ये, रोपे बर्‍याचदा जाळल्या जातात किंवा सुकल्या जातात. म्हणूनच, या पॅरामीटरची रचना वनस्पती प्रजाती, वाढीचे वातावरण आणि परिस्थितीनुसार डिझाइन करणे आवश्यक आहे.

पहिल्या पैलूविषयी, परिचयात सादर केल्याप्रमाणे, वनस्पतींच्या वाढीसाठी आवश्यक असलेले स्पेक्ट्रम एक विशिष्ट वितरण रुंदीसह सतत स्पेक्ट्रम असावे. अतिशय अरुंद स्पेक्ट्रम (आकृती 3 (ए) मध्ये दर्शविल्याप्रमाणे) लाल आणि निळ्या रंगाच्या दोन विशिष्ट तरंगलांबी चिप्सपासून बनविलेले हलके स्त्रोत वापरणे स्पष्टपणे अयोग्य आहे. प्रयोगांमध्ये असे आढळले की झाडे पिवळसर असतात, पानांचे देठ खूप हलके असतात आणि पानांचे देठ खूप पातळ असतात.

मागील वर्षांमध्ये सामान्यतः वापरल्या जाणार्‍या तीन प्राथमिक रंगांसह फ्लोरोसेंट ट्यूबसाठी, जरी पांढरा संश्लेषित केला गेला असला तरी लाल, हिरवा आणि निळा स्पेक्ट्रा विभक्त केला जातो (आकृती 3 (बी) मध्ये दर्शविल्याप्रमाणे) आणि स्पेक्ट्रमची रुंदी खूप अरुंद आहे. खालील सतत भागाची वर्णक्रमीय तीव्रता तुलनेने कमकुवत आहे आणि उर्जा वापराच्या 1.5 ते 3 पट एलईडीच्या तुलनेत शक्ती अजूनही तुलनेने मोठी आहे. म्हणून, वापर प्रभाव एलईडी दिवेइतके चांगला नाही.

आकृती 3, लाल आणि निळा चिप एलईडी प्लांट लाइट आणि तीन-प्राथमिक रंग फ्लोरोसेंट लाइट स्पेक्ट्रम

पीपीएफडी हा हलका क्वांटम फ्लक्स घनता आहे, जो प्रकाशसंश्लेषणात प्रकाशाच्या प्रभावी रेडिएशन लाइट फ्लक्स घनतेचा संदर्भ देतो, जो प्रति युनिट वेळ आणि युनिट क्षेत्राच्या 400 ते 700 एनएमच्या तरंगलांबी श्रेणीतील वनस्पतींच्या पानांच्या स्टेम्सवर प्रकाश क्वांटाच्या एकूण संख्येचे प्रतिनिधित्व करतो. ? त्याचे युनिट μE · M-2 · s-1 (μmol · M-2 · s-1) आहे. प्रकाशसंश्लेषणात्मक सक्रिय रेडिएशन (पीएआर) 400 ते 700 एनएमच्या श्रेणीतील तरंगलांबीसह एकूण सौर विकिरण संदर्भित करते. हे एकतर हलके क्वांटाने किंवा तेजस्वी उर्जेद्वारे व्यक्त केले जाऊ शकते.

पूर्वी, इल्युमिनोमीटरने प्रतिबिंबित केलेली प्रकाश तीव्रता चमक होती, परंतु वनस्पतींच्या वाढीचे स्पेक्ट्रम वनस्पतीपासून प्रकाशाच्या उंचीमुळे, हलके कव्हरेज आणि प्रकाश पानांमधून जाऊ शकते की नाही हे बदलते. म्हणूनच, प्रकाशसंश्लेषणाच्या अभ्यासामध्ये प्रकाश तीव्रतेचे सूचक म्हणून पीएआर वापरणे अचूक नाही.

सामान्यत: जेव्हा सूर्यप्रकाशाच्या वनस्पतीचा पीपीएफडी 50 μmol · एम -2 · एस -1 पेक्षा मोठा असतो तेव्हा प्रकाशसंश्लेषण यंत्रणा सुरू केली जाऊ शकते, तर छायादार वनस्पतीच्या पीपीएफडीला फक्त 20 μmol · M-2 · s-1 आवश्यक असते ? म्हणूनच, एलईडी ग्रोव्ह लाइट्स खरेदी करताना, आपण या संदर्भ मूल्याच्या आधारे आणि आपण लागवड केलेल्या वनस्पतींच्या प्रकाराच्या आधारे एलईडी ग्रो लाइट्सची संख्या निवडू शकता. उदाहरणार्थ, जर एकाच एलईडी एलजीएचटीचा पीपीएफडी 20 μmol · एम -2 · एस -1 असेल तर सूर्य-प्रेमळ वनस्पती वाढविण्यासाठी 3 पेक्षा जास्त एलईडी प्लांट बल्ब आवश्यक आहेत.

सेमीकंडक्टर लाइटिंगचे अनेक डिझाइन सोल्यूशन्स

सेमीकंडक्टर लाइटिंगचा वापर वनस्पतींच्या वाढीसाठी किंवा लागवडीसाठी केला जातो आणि तेथे दोन मूलभूत संदर्भ पद्धती आहेत.

• सध्या चीनमध्ये घरातील लागवड मॉडेल खूप गरम आहे. या मॉडेलमध्ये अनेक वैशिष्ट्ये आहेत:

Led एलईडी दिवेची भूमिका म्हणजे वनस्पतींच्या प्रकाशाचे संपूर्ण स्पेक्ट्रम प्रदान करणे आणि प्रकाश प्रणालीला सर्व प्रकाश ऊर्जा प्रदान करणे आवश्यक आहे आणि उत्पादन खर्च तुलनेने जास्त आहे;
LED एलईडी ग्रो लाइट्सच्या डिझाइनमध्ये स्पेक्ट्रमच्या सातत्य आणि अखंडतेचा विचार करणे आवश्यक आहे;
प्रकाश वेळ आणि प्रकाशाच्या तीव्रतेवर प्रभावीपणे नियंत्रित करणे आवश्यक आहे, जसे की वनस्पतींना काही तास विश्रांती देणे, इरिडिएशनची तीव्रता पुरेसे किंवा खूप मजबूत नसते, इत्यादी;
The संपूर्ण प्रक्रियेमध्ये आर्द्रता, तापमान आणि सीओ 2 एकाग्रता यासारख्या वनस्पतींच्या वास्तविक इष्टतम वाढीच्या वातावरणाद्वारे आवश्यक असलेल्या परिस्थितीचे अनुकरण करणे आवश्यक आहे.

Green चांगल्या मैदानी ग्रीनहाऊस लागवड फाउंडेशनसह मैदानी लागवड मोड. या मॉडेलची वैशिष्ट्ये आहेत:

Led एलईडी दिवेची भूमिका प्रकाश पूरक आहे. एक म्हणजे वनस्पतींच्या प्रकाशसंश्लेषणास प्रोत्साहित करण्यासाठी दिवसा सूर्यप्रकाशाच्या विकिरण अंतर्गत निळ्या आणि लाल भागात प्रकाशाची तीव्रता वाढविणे आणि दुसरे म्हणजे वनस्पतींच्या वाढीस प्रोत्साहन देण्यासाठी रात्री सूर्यप्रकाश नसताना नुकसान भरपाई देणे हे आहे
बीपासून नुकतेच तयार झालेले रोप कालावधी किंवा फुलांचा आणि फळ देण्याच्या कालावधीसारख्या वनस्पती कोणत्या वाढीच्या टप्प्यात आहे याचा पूरक प्रकाश विचार करणे आवश्यक आहे.

म्हणूनच, एलईडी प्लांट ग्रो लाइट्सच्या डिझाइनमध्ये प्रथम दोन मूलभूत डिझाइन पद्धती असाव्यात, म्हणजेच 24 एच लाइटिंग (इनडोअर) आणि वनस्पती वाढीची पूरक प्रकाश (मैदानी). इनडोअर प्लांट लागवडीसाठी, आकृती 4 मध्ये दर्शविल्याप्रमाणे, एलईडी ग्रो लाइट्सच्या डिझाइनमध्ये तीन पैलूंचा विचार करणे आवश्यक आहे. विशिष्ट प्रमाणात तीन प्राथमिक रंगांसह चिप्स पॅकेज करणे शक्य नाही.

आकृती 4, 24 एच लाइटिंगसाठी इनडोअर एलईडी प्लांट बूस्टर लाइट्स वापरण्याची डिझाइन कल्पना

उदाहरणार्थ, नर्सरीच्या अवस्थेतील स्पेक्ट्रमसाठी, मुळे आणि देठांची वाढ मजबूत करणे आवश्यक आहे, पानांची शाखा मजबूत करणे आणि प्रकाश स्त्रोत घरामध्ये वापरला जातो, स्पेक्ट्रम आकृती 5 मध्ये दर्शविल्याप्रमाणे डिझाइन केला जाऊ शकतो.

आकृती 5, एलईडी इनडोअर नर्सरी कालावधीसाठी योग्य वर्णक्रमीय रचना

दुसर्‍या प्रकारच्या एलईडी वाढीच्या प्रकाशाच्या डिझाइनसाठी, मुख्यत: मैदानी ग्रीनहाऊसच्या पायथ्याशी लागवड करण्यासाठी प्रकाश पूरक प्रकाश देण्याच्या डिझाइन सोल्यूशनचे लक्ष्य आहे. डिझाइन कल्पना आकृती 6 मध्ये दर्शविली आहे.

आकृती 6, आउटडोअर ग्रो लाइट्सच्या डिझाइन कल्पना 

लेखक सुचवितो की वनस्पतींच्या वाढीस चालना देण्यासाठी एलईडी दिवे वापरण्याचा दुसरा पर्याय अधिक लागवड करणार्‍या कंपन्या स्वीकारतात.

सर्व प्रथम, चीनच्या मैदानी ग्रीनहाऊस लागवडीची दक्षिणेकडील आणि उत्तरेकडील अनेक दशके मोठ्या प्रमाणात आणि विस्तृत अनुभव आहेत. यात ग्रीनहाऊस लागवडीच्या तंत्रज्ञानाचा चांगला पाया आहे आणि आसपासच्या शहरांच्या बाजारात मोठ्या संख्येने ताजे फळे आणि भाज्या उपलब्ध आहेत. विशेषत: माती आणि पाणी आणि खताच्या लागवडीच्या क्षेत्रात, समृद्ध संशोधन परिणाम केले गेले आहेत.

दुसरे म्हणजे, या प्रकारचे पूरक प्रकाश सोल्यूशन उर्जेचा अनावश्यक वापर मोठ्या प्रमाणात कमी करू शकतो आणि त्याच वेळी फळ आणि भाज्यांचे उत्पादन प्रभावीपणे वाढवू शकते. याव्यतिरिक्त, चीनचे विशाल भौगोलिक क्षेत्र पदोन्नतीसाठी खूप सोयीचे आहे.

एलईडी प्लांट लाइटिंगचे वैज्ञानिक संशोधन म्हणून, त्यासाठी व्यापक प्रयोगात्मक आधार देखील प्रदान करतो. अंजीर. 7 हा एक प्रकारचा एलईडी वाढणारा प्रकाश आहे जो या संशोधन कार्यसंघाने विकसित केला आहे, जो ग्रीनहाऊसमध्ये वाढण्यासाठी योग्य आहे आणि त्याचे स्पेक्ट्रम अंजीर 8 मध्ये दर्शविले आहे.

आकृती 7, एक प्रकारचे एलईडी वाढते प्रकाश

आकृती 8, एक प्रकारचे एलईडी वाढते प्रकाश

वरील डिझाइन कल्पनांनुसार, संशोधन कार्यसंघाने प्रयोगांची मालिका आयोजित केली आणि प्रायोगिक परिणाम खूप महत्त्वपूर्ण आहेत. उदाहरणार्थ, नर्सरी दरम्यान वाढीसाठी, वापरलेला मूळ दिवा एक फ्लूरोसंट दिवा आहे जो 32 डब्ल्यूची शक्ती आणि 40 दिवसांच्या नर्सरी चक्र आहे. आम्ही एक 12 डब्ल्यू एलईडी लाइट प्रदान करतो, जो बीपासून नुकतेच तयार झालेले रोप 30 दिवस कमी करते, बीपासून नुकतेच तयार झालेले रोप कार्यशाळेतील दिवेच्या तपमानाचा प्रभाव प्रभावीपणे कमी करते आणि एअर कंडिशनरचा उर्जा वापर वाचवते. रोपांची जाडी, लांबी आणि रंग मूळ बीपासून नुकतेच तयार होण्याच्या द्रावणापेक्षा चांगले आहेत. सामान्य भाज्यांच्या रोपेसाठी, चांगले सत्यापन निष्कर्ष देखील प्राप्त केले गेले आहेत, ज्याचा सारांश खालील तक्त्यात आहे.

त्यापैकी, पूरक प्रकाश गट पीपीएफडी: 70-80 μmol · एम -2 · एस -1, आणि लाल-निळा गुणोत्तर: 0.6-0.7. दिवसाच्या पीपीएफडी मूल्याची श्रेणी नैसर्गिक गटाच्या 40 ~ 800 μmol · M-2 · s-1 होती आणि लाल ते निळ्या रंगाचे प्रमाण 0.6 ~ 1.2 होते. हे पाहिले जाऊ शकते की वरील निर्देशक नैसर्गिकरित्या पिकलेल्या रोपांपेक्षा चांगले आहेत.

निष्कर्ष

या लेखात वनस्पती लागवडीतील एलईडी ग्रो लाइट्सच्या अनुप्रयोगातील नवीनतम घडामोडींचा परिचय आहे आणि वनस्पती लागवडीमध्ये एलईडी वाढीच्या प्रकाशाच्या वापरामध्ये काही गैरसमज दर्शविले गेले आहेत. अखेरीस, वनस्पती लागवडीसाठी वापरल्या जाणार्‍या एलईडी ग्रो लाइट्सच्या विकासासाठी तांत्रिक कल्पना आणि योजना सादर केल्या आहेत. हे निदर्शनास आणले पाहिजे की प्रकाश आणि वनस्पती दरम्यानचे अंतर, दिवाच्या इरिडिएशन श्रेणी आणि प्रकाश कसा लागू करावा यासारखे काही घटक देखील प्रकाशाच्या स्थापनेमध्ये आणि वापरामध्ये विचारात घेणे आवश्यक आहे. सामान्य पाणी, खत आणि माती.

लेखक: यी वांग वगैरे. स्रोत: सीएनकेआय