Нэмэлт гэрэлтүүлэлт яаж жил бүр тариалан үйлдвэрлэлд дэмжлэм үзүүлдэг

Орчин үеийн хөдөө ажилхан нь улирал, газрын байршлын хамааралгүй тогтвортой үржим үйлдвэрлэх даралтанд өсөнгүй үлдэж байна. Бүх жил тургаа хүртэл ургамлын үйлдвэрлэл нь глобал хоол хүнсний хэрэгцээ нь хүчтэршүүлж, нийлүүлэлтийн газрын зурагт найдвартай бүтэц бүрдүүлж буйн хамт хүсэлдүүлэлтээс үйлдвэрлэлийн шаардлага болой болж байна. Нэмэлт гэрэлтүүлэлтийн технологи, түүнд хүрэлцүүрт гэрэлтүүлэлт нь үйлдвэрлэлийн циклд тогтвортой бүтээмжийг хангахад тулгуур шийдэл болой болж, ургамлын үйлдвэрлэлийн үйл ажиллагааг онцгой нөхцөлд хориглодог бүх жилийн саруудын үеийн бүтээмжийг хадгалахад туслах бүх төрлийн гэрэлтүүлэлтүүдийн хооронд төв бүтэц болж байна.

Жилын дурын үед үйлдвэрлэлт хийх үндесний дуурь нь гэрлийн үргэлжлэх хугацаа болон интенсивнээс улирлын хөдөлгөөнд оршойн. Дундаж ба ойролцоо туйл бүснүүдэд өвлийн саруудад фотосинтезт идэвхт өсөлтөд хангалттай өдрийн гэрлийн нийлбэр утга үлдэхгүй, мөн экваторын бүснүүд ч гэрлийн хамгийн тохиромжтой дамжуулалтыг хориглодог цаасан хүрдний загварууд таарч. Хортисультурт гэрлийн системүүд нь природын дутагдалд нөхөлдөг спектрал бүтэцтэй, интенсивнээр удирдамжлагдаж буй фотон дамжуулалт үзүүлдэг. Энэ технологийн нэмэлд нь гринхаус ба хяналттой орчинд үйлдвэрлэлт хийх газрууд нь ургамлын биологи ажиллагаа, бүү харин нарны календарьт хамаарах үйлдвэрлэлт орчингууд болойн.

Нөхөлдөг гэрлийн системүүд нь тасралтгүй үйлдвэрлэлт циклүүдийг хүртэл хийх шалтгаан

Өвлийн саруудад фотопериодын хязгаарлалтуудыг давах

Байгалийн өдрийн гэрэлтүүлэлтийн үргэлжлэх хугацаа өвөл үед нь түүхэн хэмжээгүй бүүр хураагдаж, өндөр өргөртүүдтэд фотосинтезийн хүчирхүүл гэрэлтүүлэлт зөвхөн шесто найм цаг үргэлжилдэг. Ихэнх коммерциал ургамлын вегетатив өсөлтөө хадгалах эсвэл цэцэглэлт, жимсний үйлдвэрлэлт дэмжихийн тулд өдөрт арван хоёр хоосон арван таван цаг чанарын үнэнд оршит гэрэлтүүлэлт шаардлагатай. Хортискультурт LED гэрэлтүүлэлтийн суурьлалтууд нь үднээс өмнө ба үднээс хойш хугацаанд зориудаа фотоний урсгалыг хүртүүлж, үр дүнд фоторежимын үргэлжлэх хугацааг нь үр дүнд сунгаж. Энэхүү үргэлжлэх хугацааг сунгах нь ургамлын метаболизм замдруулахыг саатуулж, томат, пипер, навчлог ургамлын өсөлт нь хамгийн идэвхтэй зуны үеийн үзүүлэлттүүдтэй харьцуулж болох түвшинд хадгалагдаж.

Бүүр багасган гэрэлтүүлэлтийн хүчирхүүл ба цайрхай бүрхүүлийн нөхөлт

Өдрийн үргэлжлэх хугацаа хангалттай бөгсөн ч, зуны нөхцөлд харьцуулж үүрдийн наран цацрагийн өнцөг нь ургамлын тавцан дээрх гэрлийн хүчнийг тавин хувь (50%) – далан хувь (70%) хүртэл бууруулдаг. Тогтмол цайвар бүрхүүл нь фотосинтезийн идэвхт гэрлийн хүчнийг нэмж бууруулдаг. Хортискультурт LED гэрэлтүүрүүд нь хүчдлийг тохируулах төхөөрөмж ба сенсорын интеграци хамт ажилладаг бөгсөн ч, орчин нөхцөл нь зорилтот түвшинд хүрэхгүй үед гадаа гэрлийн нөмрөлд нь идэвхт нөмрөл үзүүлдэг. Энэ динамик нөмрөл нь уургамалд цагааны гэрлийн нийт хэмжээг тогтмол хадгалахыг хангаж, цагааны өөрчлөлтөөс үл хамааран тогтмол үржил үзүүлдэг. Хортискультурт LED гэрэлтүүрүүдийн нарийн тунзилт нь үржил үзүүлэхүүнүүдийн тодорхой фонон хүртүүлэх зорилтыг моль/квадрат метр/хоног хэмжээтэй хэмжихийг хангаж, гэрлийн оролт нь жилын аливаа улиралд таамаглагдмүүр үржил үзүүлэхүүнд шууд холбоотой.

Хортискультурт LED гэрэлтүүрүүд как ургамлын физиологийг оптимизаци хийдэг

Фотосинтезийн үр ашигт бүрхүүлд спектрал тохируулалт

Ажиллах давуу тал нь уурхайны LED гэрлүүр үүнийг ургамлын гэрлийн хүлээн авах рецепторуудын шингээлтийн оройд тохируулж, спектрал бүтэцтэй фотонуудын урсгалыг үр дүнтэй хүргэх чадвар тодорхойлдог. Хлорофилл молекулууд нь гол төлөөвөр цэнхэр ба улаан долгион уртад хамгийн үр дүнтэй шингээдөг, харин бүх тарагдах гэрлийн спектр дагуу байгалийн нарны гэрэл энергийг тархуу хуваарилдог, үүнд ашигт бус цөмөн ба шар үеүд хүчтэй илгээдөг. Орчин үеийн ургамал төлөөвөр гэрлийн төхөөрөмжүүд 400–500 нм цэнхэр муж ба 600–700 нм улаан мужид гэрлийн гаралтыг төвлөрүүлдөг, фотореакцид оролцож буй фотонуудын үр дүн шингээлтийг хамгийн их бүтээмжлүүлдөг. Энэ зориудаа хүргэж буй гэрлийн хүч нь бүх тарагдах спектрт гэрлийн үүсгүүрт харьцуулж, хүчдүүн ватт бүрт илүү ашигт фотореакцид оролцож буй энергия үүсгүүлдөг, үүнээс ургамал төлөөвөр үйлдвэрлэлийн энергийн хүртэмж бүтээмжлүүлдөг, мөн жил бүр тогтвортой ургамал төлөөвөр үйлдвэрлэлийг дэмжүүлдөг.

Цэцэглэх ба жимс үүсгэхийн тулд гэрлийн үеийн хяналт

Олон тариаланы ургамлын зүйлс нь гэрлийн үргэлжлэх хугацаанд майдах мөчүүд бүхий, цэцэглэх үйл явц нь тодорхой өдрийн урттунд хамаарах шинж чанартай. Бүрхүүлдүүр ургамлын цэцэглэх үйл явц нь урт харанхуйн үеийн дараа вегетатив (үржлийн) бүрхүүлдүүр үеэс репродуктив (үржлийн) үе рүү шилжинхүүд бүхий, харин урт өдрийн ургамлын цэцэглэх үйл явц нь урт гэрлийн үеийн дараа хамаарах шинж чанартай. Хортискультурт ашиглагддаг LED гэрлийн системүүд нь программируем контролтой бөгөөд бүх төрлийн гадаа бүхий бүрхүүлдүүр нөхцөлүүдтүүнд хамаарахгүйгүй, хүлээн авах өдрийн уртыг нарийн тохируулж болой. Тариачид хортискультурт ашиглагддаг LED гэрлийн системүүдийн тусламжтайгаар зуны үед хризантемын цэцэглэх үйл явцыг харанхуйн үеийн дотор таславч, харин намжирт хүлээн авах өдрийн уртыг уртасгаж, гүзэлдүүр ургамлын вегетатив үеийг хадгалж болой. Энэ хугацааны хяналт нь үйлдвэрлэлийн хугацаа төлөвлөлтийг улирлын хязгаарлалтуудаас тусгаарлаж, нарны циклүүдтүүнд хамаарахгүй, зах зээлийн шаардлагатунд хамаарах оновчтой цуглуулалтын хугацаа төлөвлөлтийг хангаж болой.

Дулааны стрессийг багасгаж, гэрлийн интенсивностьг хадгалж

Уламжлалт нэмэлт гэрлүүрүүд нь хоолойн температурыг даруй үүрдүүлж, хөхрүүлэх шаардлагыг нэмэгдүүлдэг хүчтэр дулаан цацрагт үүсдэг. Ургамал ургацны LED гэрлүүрүүд оролтод хүрч буй энергийн ойролцоогоор хагасыг шууд фотосинтетик актив цацрагт хувиргаж, инфраулаан цацрагт хамгийн бага хэмжээний ялгаруулалт үүсгэндэг. Энэ сайжрангуй хувиргалтын үр дүнтэй бүтээмж нь климатын хяналт системд үүсдэг дулаан ачааллыг бүүр багасгаж, тусгайлан шилжилтийн улиралд, бүүр халуун хөхрүүлэх шаардлагууд нь орчинд тогтвортой бүтэц бүрдүүлэхийн тулд сорилцоо үүсгэдэг үед онцгой ач хүндтэй бөлгөөн үүсгэндэг. Ургамал ургацны LED гэрлүүрүүдийн илүү хүйтэн ажиллах онцлог нь дулааны хүчдлүүр рискасгүй хоолойд илүү ойрхон байрлуулахыг зөвшөөрдэг, фононы үр дүнтэй бүтээмжийг нэмэгдүүлж, жил целийн турд лавласан навчны гадаргуугийн температурт ферментийн үйл ажиллагаа хадгалж үлдүүлдэг.

Жил целийн үйлдвэрлэлд зориулан хэрэгжүүлэх практик стратегийн

Өдөрт шаардагдах гэрлийн интегралын тооцоолол

Хоолойн ургац үйлдвэрлэлд хортискультурт LED гэрэлтүүр ашиглан амжилттай жилийн дурын үед ургамлын тодорхой өдөрт гэрэлтүүр интегралын зорилго тогтоох нь анхны алхам болой. Навчт үншүүд нь ихэвчлэн өдөрт 12–17 моль/кв.м шаардаж, томат зэрэг жимсний ургамлын хувьд үржил шимийн хамгийн сайн үр дүнд хүрэхийн тулд өдөрт 20–30 моль гэрэлтүүр интеграл шаардагдаж. Ургац үйлдвэрлэгчид квант сенсор ашиглан бүрхүүлийн байгалийн гэрэлтүүр хүртэлх хэмжээг тодорхойлох ёстой, дараа нь хортискультурт LED гэрэлтүүр ашиглан зорилгоор тогтоосон гэрэлтүүр интегралын хүртэлх нэмэлт фотон дамжуулалтын хэмжээг тодорхойлж. Энэ тооцоо үүлнүүр, нарны өнцөг, өдрийн урт зэрэг хүчин зүйлсийн үүднээс өдөрт өөрчлөгдөж. Хамгийн үр дүнтэй орхусын үйлдвэрлэлд бодит цагт гэрэлтүүр сенсоруудыг диммер контроллертэй холбож, хортискультурт LED гэрэлтүүрүүдийн гэрэлтүүр хүчдүүрлүүрүүдийг тасралтгүй зохицуулж, өдөрт гэрэлтүүр интегралын нарийн тодорхой хүртэлх хэмжээг хангаж, бүрхүүлийн байгалийн гэрэлтүүр хангалттай үед цахилгааны хэрэглээг хамгийн бага байлгаж.

Гэрэлтүүрүүдийн сонголт ба таванхүүлийн хамрах төлөвлөлт

Үржүүлэлтийн бүх талбай дээр туннелын фотонуудын нэгэн төрлийн тархалт шаардлагатай. Ургамал үржүүлэлтийн LED гэрэлтүүрүүд нь цацрагийн өнцөг, гаралтын хүч, спектрал бүрдэлд хувьсагчид. Дээд талын гэрэлтүүрүүд өндөр ургамалд, вертикаль таванцуйн хүчтэй хөгжилтэй үржүүлэлтд тохиромжтой, харин таванцуйн доторх ургамал үржүүлэлтийн LED гэрэлтүүрүүд нь дээд хэсгийн навчнууд доод хэсгийн навчнуудыг бүүрхүүлж буй нягт ургамал үржүүлэлтд шаардлагатай. Суулгах өндөр ба зайг тооцоолохдоо гэрлийн хүчний урвуу квадрат хуульд тулгуурлан, ирмүүдийн бүснүүд хангалттай гэрлэд, төв бүснүүд хэт гэрлэд. Олон үйлдвэрлэлд ургамал үржүүлэлтийн LED гэрэлтүүрүүдийн байршлыг төсөөлөхөд фотометрийн загварчлалын програм хангамж ашиглаж, ургамал үржүүлэлтийн таванцуйн түвшинд нэгэн төрлийн коэффициент 0,9-с дээш хүртэл саюулахын тулд гэрэлтүүрүүдийн байршлыг саюулж буй.

Климатын ба ус хангамжийн системтүүдтэй интеграция

Хортискультурт LED гэрэлтүүр нь тусгаарлан үйлчилдэггүй, харин интегрирован дулаан орхон системд нь нэг компонентын хэсэг бөлгөөн юм. Нэмэлт гэрэлтүүрээр идэвхжүүлсэн фотосинтез үйл ажиллагаа ургамлын транспираци хурдыг нэмэгдүүлдэг, үүн дагуу ус хөтлөх давтамж ба хэмжээг тохируулах шаардлагатай. Түүнчлэн, идэвхжүүлсэн фотосинтез нь нүүрсхүчлийн хэрэгцээг нэмэгдүүлдэг, түүнийг өсөлтийг хязгаарлаж буй хийн бүрдэл болгохын үүднээс нүүрсхүчлийн холимог хийг нэмж өгөх шаардлагатай. Хортискультурт LED гэрэлтүүр ажиллаж буй үед температур ба харьцангуй чийгшлүүр хязгаарлалтуудыг өөрчлөх шаардлагатай, учир нь нэмэлт фотосинтез үйл ажиллагаа ургамлын энергийн тэнцвэрийг өөрчлөдэг. Амжилттай жил цөлөн үйлдвэрлэлд хортискультурт LED гэрэлтүүр ажиллаж буй цагт климатын хяналтын алгоритм ба фертигацийн программуудын хооронд синхронизацийн холбоо бүрдүүлдэг, үүн дагуу бүх өсөлтийн хүчин зүйлс улирал солигдож буй үед нь зэрэгцүүлэн оптимизацийн түвшинд бүрдүүлдэг холистик орчин үүсдэг.

Эдийн засгийн асуудал ба энергийн удирдлага

Таримал ургамлын үйлдвэрлэлд зориулан гэрэлтүүлэх инфраструктурын капитал хөрвөнгө нь жилийн үйлдвэрлэлийн үнэ цэнэ өсгөх, ургамлын чанарын тогтвортой байдлыг сайжруулах замаар оправдандах ёстой. Орчин үеийн таримал ургамлын үйлдвэрлэлд зориулан гэрэлтүүлэх системүүд нь ижил хүчирхүүлт натрийн шүүрт ламп (HPS) системүүдтэй харьцуулж, 40–50 хувьд бага хүч хэрэглэдэг, гэтэдүүр спектрал чанарын хувьд дээрх системүүдтэй харьцуулж дэлхийн түвшинд хамгийн үр дүнтэй бөөрөнхий бүтэцтэй. Энерги зардлын хувьд нөхөлдүүр гэрэлтүүлэлт нь үйл ажиллагааны гол зардлын нүүр бөөрөнхий бүтэцтэй, түүнд стратегийн ашиглалт хамгийн чухал. Олон үйлдвэрлэлийн төвд цаг хугацаа хүртэлх тарифын стратеги хэрэглэдэг — боломжтой тохиолдолд таримал ургамлын үйлдвэрлэлд зориулан гэрэлтүүлэх системүүдийн ажиллах цагийг цахилгааны хамгийн бага тарифын үед төвлөрүүлдэг. Хүчний хүчдүүрлэх (димминг) боломж нь таримал ургамлын үйлдвэрлэлд зориулан гэрэлтүүлэх системүүдийн гэрлийн хүчдүүрлэх түвшнийг бүрхүүлдүүр гэрлийн хангалттай үед бууруулахыг хүлээлгүүр, үүнээс энергийн хэмнэлт олж, өдөрт хүртэлх гэрлийн нийт хэмжээг (DLI) хадгалахыг хүлээлгүүр. Таримал ургамлын үйлдвэрлэлд зориулан гэрэлтүүлэх системүүдийн капитал хөрвөнгөнүүдийн бүртгэлд орж буй хугацаа нь ерөнхийдөө хоёр до четыре жил хооронд бөөрөнхий бүтэцтэй, үүнд энергийн хэмнэлт ба жилдүүр тогтвортой үйлдвэрлэлд хүртэлх үйлдвэрлэлийн өсгөлт хоёрын нөлөөлөл орж буй.

Түүн дээрх асуулт хариулт

Хортискультурт зориулсан LED гэрэлтүүр нь жил бүр төрхийн үйлдвэрлэлд бүрэн байгалийн наран гэрлийг орлоо хийж чадах вэ?

Хортискультурт зориулсан LED гэрэлтүүр техникийн хувьд ургац үржихийн фотосинтезийн бүх шаардлагыг хангаж чадах бөгөөд, вертикал фермүүд болон байгалийн гэрэлгүй ажиллах ургамалын фабрикүүд түүнийг ашиглаж байгаа. Гэтэл дулаан ордонд ашиглахдаа хортискультурт зориулсан LED гэрэлтүүр илүү дэд гэрэлтүүр хэрэгсэл гэж үзэгддэг — байгалийн наран гэрлийг нөхөмжлөхүүн бөгөөд бүрэн орлоо хийж чадахгүй. Дулаан ордонд байгалийн гэрэл нь инфраструктура бүрдсэн цагт үнэгүй бөгөөд, пассив наран гэрлийн ашиглалт ба актив хортискультурт зориулсан LED гэрэлтүүр нь жил бүр төрхийн үйлдвэрлэлд хамгийн үр дүнтэй худалдааны арга бөлой. Хортискультурт зориулсан LED гэрэлтүүрт бүрэн тулгуурлаж чадах нь үндсэндээ газрын үнэ, цаг агаарын хүчтэй холбогдлууд, або эсвэл хотын байршлын хязгаарлалууд нь уламжлалт дулаан ордонд ургамал үржүүлэхийг үл боломжтой болгож байгаа тохиолдолд л худалдааны хувьд утга санаа оршит.

Хортисультурт хэрэглэдэг гэрэл үйлдвэрлэл нь бүтээмжийн чанарыг бүрхүүлсэн наран гэрлээр үйлдвэрлэлтэй харьцуулан яаж нөлөөлдөг?

Зохиомжлогдсон таримал үйлдвэрлэлд зориулан хөгжүүлсэн LED гэрэлтүүлэлтийн системд ургуулж буй ургамлын чанарын шинж чанарууд нь спектр бүрдэл, интенсивнүүд, гэрлийн үе (фотопериод) тухайн ургамлын хувьд сонгож үлдээсэн тохиргооны дагуу тодорхойлдог. Таримал үйлдвэрлэлд зориулан хөгжүүлсэн LED гэрэлтүүлэлт нь бүрдэлд нь таарах спектр тогтмүүнүүдийг олгож, үүнээс үүдүүлж буй чанарын хэлбэршүүлэлтүүд нь ургамлын үйл ажиллагаа үе шатуудын турш гэрлийн нөхцөлд үүсдэг колебацийн үр дүнд үүсдэг. Судалгаанууд нь таримал үйлдвэрлэлд зориулан хөгжүүлсэн LED гэрэлтүүлэлт нь цэнхэр гэрлийн хувьд тохиромжтой харьцаа бүхий бүрдэлд нь антоцианин болон бусад антиоксидант нүүкүлдүүдийн нийлэгдүүлэлтийг дэмжихийг харуулж буй. Чанарын үр дүнд нөлөөлөх гол тодорхойлогч нь таримал үйлдвэрлэлд зориулан хөгжүүлсэн LED гэрэлтүүлэлт юм уу, бүрхүүлгүй наран гэрэл юм уу — гэдэг не, харин нийт фотонуудын хүртүүлэлт нь ургамлын шаардлагад таарах бөхөн тогтмүүнүүдийг үйлдвэрлэлд нь бүх улиралд хангаж буй юм уу — гэдэг.

Хөрсний ургамалд зориулж хийн гэрэлтүүрт ямар үйлдворлолын шаардлагууд байдаг вэ?

Тармал ургамалд зориулсан LED гэрэлтүүр системүүд нь үлдсэн хуучин гэрэлтүүр технологийн харьцангуй бага хүчин төрөл шаардууд. Гэхдээ тодорхой арга хэмжээний тусламжтайгаар жил бүр тогтвортой ажиллах чадварыг хадгалж болой. Линз ба отражаторын гадаргууг үүрдүүр цагааны дараа цэвэрлэх шаардлагатай, учир нь цагааны хуримтлал гэрлийн дамжуулалтыг хугацаа хүртэл 10–15 хувь хүртэл бууруулж болой. Цахилгаан холболтууд ба драйверын бүрдэл хэсгүүдийн жилийн шинжилгээ нь дулааны хориглолт юм уу чийг орж ирснийг илрүүлж болой. Чанартай тармал ургамалд зориулсан LED гэрэлтүүрүүдийн ихэнх нь анхны гэрлийн гаралтын 90 хувийг 50 000–60 000 ажиллах цаг хүртэл хадгалж болой, үүн нь тасралтгүй ажиллах үед ойролцоогоор зургаан жилтэй тэнцүү. Гэтэд, квантум сенсоруудын тусламжтайгаар фотон гаралтыг хянах нь үйлдвэрлэгчдийн урьдчилан дуусаж буй хориглолтыг илрүүлж, гэрэлтүүрүүдийн солихыг ургамлын шаардлагын доор гэрлийн түвшин унахаас өмнө хөтөлбөрт оруулж болой. Тармал ургамалд зориулсан LED гэрэлтүүрүүдийн орчимд тохиромжтой агаар солилцоо бүрдүүлэх нь компонентүүдийн үйл ажиллагааны температурыг оптималь түвшинд хадгалахын тулд үүрдүүр чухал, ялангуяа дулаан ба чийгтэй агаарын нөхцөл бүрдүүлдэг теплицын орчимд.