Réamhrá

Tá ról lárnach ag solas sa phróiseas fáis plandaí.Is é an leasachán is fearr chun ionsú clóraifill plandaí agus ionsú cáilíochtaí fás plandaí éagsúla cosúil le carotene a chur chun cinn.Mar sin féin, is fachtóir cuimsitheach é an fachtóir cinntitheach a chinneann fás plandaí, ní hamháin a bhaineann le solas, ach freisin doscartha ó chumraíocht uisce, ithreach agus leasacháin, coinníollacha timpeallachta fáis agus rialú teicniúil cuimsitheach.

Le dhá nó trí bliana anuas, tá tuairiscí gan deireadh ar chur i bhfeidhm na teicneolaíochta soilsithe leathsheoltóra maidir le monarchana plandaí tríthoiseach nó fás plandaí.Ach tar éis é a léamh go cúramach, tá mothú míshuaimhneas éigin i gcónaí.Go ginearálta, níl aon fhíorthuiscint ar an ról ba cheart a bheith ag solas i bhfás plandaí.

Gcéad dul síos, déanaimis tuiscint a fháil ar speictream na gréine, mar a thaispeántar i bhFíor 1. Is féidir a fheiceáil gur speictream leanúnach é an speictream gréine, ina bhfuil an speictream gorm agus glas níos láidre ná an speictream dearg, agus raonta an speictream solais infheicthe ó. 380 go 780 nm.Tá baint ag fás na n-orgánach sa nádúr le déine an speictrim.Mar shampla, fásann an chuid is mó de phlandaí sa cheantar in aice leis an meánchiorcal go han-tapa, agus ag an am céanna, tá méid a bhfás sách mór.Ach ní i gcónaí is fearr déine ard ionradaíochta na gréine, agus tá rogha áirithe ann maidir le fás ainmhithe agus plandaí.

Fíor 1, Saintréithe an speictrim gréine agus a speictream solais infheicthe

Ar an dara dul síos, taispeántar i bhFíor 2 an dara léaráid speictrim de roinnt príomhghnéithe ionsúcháin d'fhás plandaí.

Figiúr 2, Speictrim ionsú roinnt auxins i bhfás plandaí

Is féidir a fheiceáil ó Fhíor 2 go bhfuil difríocht shuntasach idir na speictrim ionsú solais de roinnt eochair-aisíní a chuireann isteach ar fhás plandaí.Dá bhrí sin, ní ábhar simplí é cur i bhfeidhm soilse fáis plandaí faoi stiúir, ach an-spriocdhírithe.Anseo tá sé riachtanach coincheapa an dá ghné fás plandaí fótaisintéiseach is tábhachtaí a thabhairt isteach.

• Clóraifill

Tá clóraifill ar cheann de na líocha is tábhachtaí a bhaineann le fótaisintéis.Tá sé ann i ngach orgánach atá in ann fótaisintéis a chruthú, lena n-áirítear plandaí glasa, algaí gorm-uaine prócarótach (cyanobacteria) agus algaí eocaryotic.Súnn clóraifill fuinneamh ón solas, a úsáidtear ansin chun dé-ocsaíd charbóin a thiontú ina carbaihiodráití.

Is é clóraifill a a ionsúnn solas dearg go príomha, agus is é clóraifill b a ionsúnn solas gorm-violet go príomha, go príomha chun plandaí scáth a idirdhealú ó phlandaí gréine.Is beag an cóimheas idir clóraifill b agus clóraifill a de phlandaí scáthaithe, agus mar sin is féidir le plandaí scátha úsáid láidir a bhaint as solas gorm agus iad a chur in oiriúint don fhás sa scáth.Tá clóraifill a gorm-uaine, agus clóraifill b buí-uaine.Tá dhá ionsú láidir de chlorophyll a agus clóraifill b, ceann amháin sa réigiún dearg le tonnfhad 630-680 nm, agus an ceann eile sa réigiún gorm-violet le tonnfhad 400-460 nm.

• Carotenoidí

Is téarma ginearálta iad carotenoidí le haghaidh aicme de líocha nádúrtha tábhachtacha, a fhaightear go coitianta i líocha buí, oráiste-dearg nó dearg in ainmhithe, plandaí níos airde, fungais agus algaí.Go dtí seo, aimsíodh níos mó ná 600 carotenoidí nádúrtha.

Clúdaíonn ionsú solais carotenoidí an raon OD303 ~ 505 nm, a sholáthraíonn dath bia agus a chuireann isteach ar iontógáil bia an chomhlachta.In algaí, plandaí, agus miocrorgánaigh, tá a dath clúdaithe le clóraifill agus ní féidir le feiceáil.I gcealla plandaí, ní hamháin go ndéanann na carotenoidí a tháirgtear fuinneamh a ionsú agus a aistriú chun cabhrú le fótaisintéis, ach tá an fheidhm acu freisin cealla a chosaint ó bheith scriosta ag móilíní ocsaigine bannaí aon-leictreon corraithe.

Roinnt míthuiscintí coincheapúla

Beag beann ar an éifeacht coigilte fuinnimh, tá buntáistí móra léirithe ag roghnaíocht an tsolais agus comhordú an tsolais, soilsiú leathsheoltóra.Mar sin féin, ó fhorbairt go mear le dhá bhliain anuas, tá go leor míthuiscintí feicthe againn freisin maidir le dearadh agus cur i bhfeidhm an tsolais, a léirítear go príomha sna gnéithe seo a leanas.

① Chomh fada agus a chuirtear na sliseanna dearg agus gorm de thonnfhad áirithe le chéile i gcóimheas áirithe, is féidir iad a úsáid i saothrú plandaí, mar shampla, is é an cóimheas idir dearg agus gorm ná 4:1, 6:1, 9:1 agus mar sin de ar.

② Chomh fada agus is solas bán é, is féidir é a chur in ionad solas na gréine, mar shampla an feadán solais bán trí-bhunscoile a úsáidtear go forleathan sa tSeapáin, etc. Tá éifeacht áirithe ag úsáid na speictream seo ar fhás plandaí, ach tá an éifeacht nach bhfuil chomh maith leis an bhfoinse solais atá déanta ag LED.

③ Chomh fada agus a shroicheann an PPFD (floscdhlús chandamach éadrom), paraiméadar tábhachtach soilsithe, innéacs áirithe, mar shampla, tá PPFD níos mó ná 200 μmol·m-2·s-1.Mar sin féin, nuair a bhíonn an táscaire seo á úsáid agat, ní mór duit aird a thabhairt ar cibé an planda scáth nó gléasra gréine é.Ní mór duit pointe sáithithe cúitimh éadrom de na plandaí seo a cheistiú nó a aimsiú, ar a dtugtar an pointe cúitimh solais freisin.In iarratais iarbhír, is minic a dhéantar síológa a dhó nó a fhéacadh.Dá bhrí sin, ní mór dearadh an pharaiméadar seo a dhearadh de réir na speiceas plandaí, an timpeallacht fáis agus na coinníollacha.

Maidir leis an gcéad ghné, mar a tugadh isteach sa réamhrá, ba cheart go mbeadh an speictream atá ag teastáil le haghaidh fás plandaí ina speictream leanúnach le leithead dáileadh áirithe.Is léir go bhfuil sé míchuí foinse solais a úsáid déanta as dhá shlis tonnfhad ar leith, dearg agus gorm le speictream an-chúng (mar a léirítear i bhFíor 3(a)).I dturgnaimh, fuarthas amach go bhfuil claonadh ag plandaí a bheith buí, tá na gais duille an-éadrom, agus tá na gais duille an-tanaí.

I gcás feadáin fluaraiseacha le trí dhath príomhúla a úsáidtear go coitianta sna blianta roimhe seo, cé go ndéantar bán a shintéisiú, tá na speictrim dearg, glas agus gorm scartha (mar a thaispeántar i bhFíor 3(b)), agus tá leithead an speictrim an-chúng.Tá déine speictreach na coda leanúnacha seo a leanas sách lag, agus tá an chumhacht fós sách mór i gcomparáid le stiúir, 1.5 go 3 huaire an tomhaltas fuinnimh.Dá bhrí sin, níl an éifeacht úsáide chomh maith le soilse stiúir.

Figiúr 3, Solas plandaí faoi stiúir sliseanna dearg agus gorm agus speictream solais fluaraiseacha dath trí-bhunscoile

Is é PPFD an dlús flux chandamach éadrom, a thagraíonn do dhlús flosc solais radaíochta éifeachtach an tsolais i bhfótaisintéis, rud a léiríonn líon iomlán na dteagmhas quanta solais ar Eascraíonn duilleoga plandaí sa raon tonnfhad 400 go 700 nm in aghaidh an aonaid ama agus limistéar an aonaid. .Is é a aonad μE·m-2·s-1 (μmol·m-2·s-1).Tagraíonn an radaíocht fhótaisintéiseach gníomhach (PAR) don radaíocht gréine iomlán le tonnfhad sa raon 400 go 700 nm.Is féidir é a chur in iúl trí quanta solais nó trí fhuinneamh radanta.

San am atá caite, ba é an déine solais a léirigh an illuminometer gile, ach athraíonn an speictream fáis plandaí mar gheall ar airde an daingneáin solais ón bplanda, an clúdach solais agus an féidir leis an solas dul tríd na duilleoga.Dá bhrí sin, níl sé cruinn par a úsáid mar tháscaire ar dhéine an tsolais agus staidéar á dhéanamh ar fhótaisintéis.

Go ginearálta, is féidir an mheicníocht fótaisintéise a thionscnamh nuair a bhíonn PPFD an ghléasra grianghrámhara níos mó ná 50 μmol·m-2·s-1, agus ní gá ach 20 μmol·m-2·s-1 do PPFD an phlanda scáthaithe. .Mar sin, nuair a bhíonn soilse fáis LED á gceannach agat, is féidir leat líon na soilse fás LED a roghnú bunaithe ar an luach tagartha seo agus ar an gcineál plandaí a phlandálann tú.Mar shampla, más é 20 μmol·m-2·s-1 an PPFD de lght LED amháin, tá níos mó ná 3 bolgán plandaí LED ag teastáil chun plandaí a bhfuil grá acu don ghrian a fhás.

Réitigh dearaidh roinnt soilsiú leathsheoltóra

Úsáidtear soilsiú leathsheoltóra le haghaidh fás plandaí nó plandáil, agus tá dhá mhodh tagartha bunúsacha ann.

• Faoi láthair, tá an múnla plandála faoi dhíon an-te sa tSín.Tá roinnt tréithe ag an múnla seo:

① Is é ról na soilse faoi stiúir an speictream iomlán soilsithe plandaí a sholáthar, agus tá an córas soilsithe ag teastáil chun an fuinneamh soilsithe go léir a sholáthar, agus tá an costas táirgthe sách ard;
② Ní mór do dhearadh soilse fáis LED leanúnachas agus sláine an speictrim a mheas;
③Is gá an t-am soilsithe agus an déine soilsithe a rialú go héifeachtach, mar shampla ligean do na plandaí a scíth a ligean ar feadh cúpla uair an chloig, nach bhfuil déine an ionradaíochta go leor nó ró-láidir, etc.;
④ Caithfidh an próiseas iomlán aithris a dhéanamh ar na coinníollacha a theastaíonn ó thimpeallacht iarbhír fáis optamach plandaí lasmuigh, mar shampla taise, teocht agus tiúchan CO2.

• Modh plandála lasmuigh le bunús maith plandála cheaptha teasa lasmuigh.Is iad seo a leanas tréithe an mhúnla seo:

① Is é ról na soilse faoi stiúir an solas a fhorlíonadh.Is é ceann amháin an déine solais a fheabhsú sna limistéir ghorm agus dearga faoi ionradaíocht solas na gréine i rith an lae chun fótaisintéis plandaí a chur chun cinn, agus is é an ceann eile cúiteamh a dhéanamh nuair nach bhfuil solas na gréine san oíche chun ráta fáis plandaí a chur chun cinn.
② Ní mór don solas forlíontach a mheas cén chéim fáis a bhfuil an planda ann, mar shampla an tréimhse síológ nó an tréimhse bláthanna agus torthúla.

Dá bhrí sin, ba cheart go mbeadh dhá mhodh dearaidh bhunúsacha ag dearadh soilse fás plandaí LED ar dtús, eadhon, soilsiú 24h (taobh istigh) agus soilsiú forlíonta fás plandaí (lasmuigh).Maidir le saothrú plandaí faoi dhíon, ní mór do dhearadh soilse fás LED trí ghné a mheas, mar a thaispeántar i bhFíor 4. Ní féidir na sliseanna a phacáistiú le trí dathanna príomhúla i gcion áirithe.

Fíor 4, An smaoineamh dearaidh maidir le soilse teanndáileog plandaí LED faoi dhíon a úsáid le haghaidh soilsiú 24h

Mar shampla, le haghaidh speictream sa chéim plandlainne, ag smaoineamh go gcaithfidh sé fás fréamhacha agus gais a neartú, brainseach na duilleoga a neartú, agus an fhoinse solais a úsáid taobh istigh, is féidir an speictream a dhearadh mar a thaispeántar i bhFíor 5.

Fíor 5, Struchtúir speictreach atá oiriúnach don tréimhse plandlainne faoi dhíon faoi stiúir

Le haghaidh dearadh an dara cineál solas fás LED, tá sé dírithe go príomha ar an réiteach dearadh an tsolais a fhorlíonadh chun an phlandáil a chur chun cinn i mbonn an cheaptha teasa lasmuigh.Léirítear an smaoineamh dearaidh i bhFíor 6.

Figiúr 6, Smaointe dearaidh soilse fás lasmuigh 

Tugann an t-údar le fios go nglacfaidh níos mó cuideachtaí plandála an dara rogha chun soilse stiúir a úsáid chun fás plandaí a chur chun cinn.

Ar an gcéad dul síos, tá blianta fada agus raon leathan taithí ag saothrú cheaptha teasa lasmuigh na Síne, sa deisceart agus sa tuaisceart araon.Tá bunús maith aige maidir le teicneolaíocht saothraithe ceaptha teasa agus soláthraíonn sé líon mór torthaí agus glasraí úra ar an margadh do na cathracha máguaird.Go háirithe i réimse na hithreach agus an uisce agus plandáil leasacháin, tá torthaí taighde saibhir déanta.

Ar an dara dul síos, is féidir leis an gcineál seo de thuaslagán solais forlíontach tomhaltas fuinnimh gan ghá a laghdú go mór, agus ag an am céanna is féidir leis an toradh torthaí agus glasraí a mhéadú go héifeachtach.Ina theannta sin, tá limistéar geografach mór na Síne an-áisiúil le haghaidh ardú céime.

Mar thaighde eolaíoch soilsiú plandaí LED, soláthraíonn sé bonn turgnamhach níos leithne dó freisin.Is cineál solas fáis LED é Fíor 7 a d'fhorbair an fhoireann taighde seo, atá oiriúnach le haghaidh fás i dtithe gloine, agus taispeántar a speictream i bhFíor 8.

Figiúr 7, Tá cineál LED ag fás solais

Figiúr 8, speictream de chineál de stiúir ag fás solais

De réir na smaointe dearaidh thuas, rinne an fhoireann taighde sraith turgnaimh, agus tá na torthaí turgnamhacha an-suntasach.Mar shampla, le haghaidh solas fáis le linn plandlainne, is é an lampa bunaidh a úsáidtear lampa fluaraiseacha le cumhacht 32 W agus timthriall plandlainne de 40 lá.Soláthraímid solas 12 W faoi stiúir, rud a ghiorrú an timthriall síológ go 30 lá, go laghdaítear go héifeachtach tionchar teocht na lampaí sa cheardlann síológa, agus sábhálann sé tomhaltas cumhachta an oiriúntóra aer.Tá tiús, fad agus dath na síológa níos fearr ná an réiteach bunaidh ardaithe síológa.Maidir le síológa glasraí coitianta, fuarthas conclúidí fíoraithe maith freisin, a bhfuil achoimre orthu sa tábla seo a leanas.

Ina measc, an grúpa solais forlíontach PPFD: 70-80 μmol·m-2·s-1, agus an cóimheas dearg-gorm: 0.6-0.7.Ba é raon luach PPFD lae an ghrúpa nádúrtha ná 40~800 μmol·m-2·s-1, agus ba é an cóimheas idir dearg agus gorm ná 0.6~1.2.Is féidir a fheiceáil go bhfuil na táscairí thuas níos fearr ná iad siúd a bhaineann le síológa a fhástar go nádúrtha.

Conclúid

Tugann an t-alt seo isteach na forbairtí is déanaí maidir le cur i bhfeidhm soilse fáis LED i saothrú plandaí, agus cuireann sé in iúl go bhfuil roinnt míthuiscintí maidir le cur i bhfeidhm solas fáis LED i saothrú plandaí.Ar deireadh, tugtar isteach na smaointe teicniúla agus na scéimeanna chun soilse fás LED a fhorbairt a úsáidtear le haghaidh saothrú plandaí.Ba chóir a thabhairt faoi deara go bhfuil roinnt fachtóirí ann freisin ar gá a mheas maidir le suiteáil agus úsáid an tsolais, mar shampla an fad idir an solas agus an gléasra, raon ionradaíochta an lampa, agus conas an solas a chur i bhfeidhm le gnáth-uisce, leasachán, agus ithir.

Údar: Yi Wang et al.Foinse: CNKI