Nola aukeratu eta diseinatu LED hazteko argiak?

Nekazaritza modernoaren adar garrantzitsu gisa, landare-fabriken kontzeptua oso ezaguna bihurtu da. Barruko landaketa-ingurunean, landareen argiztapena ezinbesteko energia-iturri da fotosintesia egiteko.LED hazteko argia Ohiko argi osagarriek ez dituzten abantaila izugarriak ditu, eta ziur aski argi nagusi edo osagarrietarako lehen aukera bihurtuko da merkataritza-aplikazio handietan, hala nola baserri bertikalak eta negutegiak.

Landareak planeta honetako bizimodu konplexuenetako bat dira. Landareak landatzea erraza da, baina zaila eta konplexua. Hazi argiztapenaz gain, aldagai askok elkarri eragiten diote, aldagai horiek orekatzea mahastizainek ulertu eta menperatu behar duten arte bikaina da. Baina landareen argiztapenari dagokionez, oraindik arretaz kontuan hartu beharreko faktore asko daude.

Lehenik eta behin, uler ditzagun eguzkiaren espektroa eta landareek espektroaren xurgapena. Beheko irudian ikus daitekeenez, eguzki-espektroa espektro jarraitua da, non espektro urdina eta berdea espektro gorria baino indartsuagoa den, eta argi ikusgaiaren espektroa 380 eta 780 nm bitartekoa da. Landareen hazkuntzan xurgapen-faktore gako batzuk daude, eta landareen hazkuntzan eragina duten hainbat auxinen argi-xurgapen espektroak nabarmen desberdinak dira. Beraz, aplikazioaLED hazteko argiaez da kontu sinplea, oso zuzendua baizik. Hemen beharrezkoa da landareen hazkuntza fotosintetikoko bi elementu garrantzitsuenen kontzeptuak aurkeztea.

Landareen fotosintesia hosto-kloroplastoan dagoen klorofilan oinarritzen da, hau da, fotosintesiarekin erlazionatutako pigmentu garrantzitsuenetako bat. Fotosintesia sor dezaketen organismo guztietan dago, landare berdeetan eta landare prokariotoetan barne. Alga urdin-berdeak (zianobakterioak) eta alga eukariotoak. Klorofilak argiaren energia xurgatzen du eta karbono dioxidoa eta ura hidrokarburo bihurtzen ditu.

Klorofila a urdin-berdea da eta batez ere argi gorria xurgatzen du; b klorofila hori-berdea da eta batez ere argi urdin-morea xurgatzen du. Batez ere itzal-landareak eguzki-landareetatik bereizteko. Itzalpeko landareen b klorofilaren eta a klorofilaren proportzioa txikia da, beraz, itzaleko landareek argi urdina biziki erabil dezakete eta itzalean haztera moldatu. Klorofilaren a eta klorofilaren bi xurgapen sendo daude: 630~680 nm-ko uhin-luzera duen eskualde gorria eta 400~460 nm-ko uhin-luzera duen eskualde urdin-morea.

Karotenoideak (karotenoideak) pigmentu natural garrantzitsuen klase baterako termino orokorra da, animalietan, goi-landareetan, onddoetan eta algetan pigmentu horietan, laranja-gorrietan edo gorrietan aurkitzen direnak. Orain arte 600 karotenoide natural baino gehiago aurkitu dira. Landare-zeluletan ekoitzitako karotenoideek fotosintesia laguntzeko energia xurgatu eta transferitzeaz gain, elektroi bakarreko oxigeno-molekulek kitzikaturiko lotura-elektroiek zelulak suntsitzetik babesteko funtzioa dute. Karotenoideen argiaren xurgapenak 303 ~ 505 nm-ko tartea hartzen du. Elikagaien kolorea ematen du eta giza gorputzak elikagaiak hartzean eragiten du; algetan, landareetan eta mikroorganismoetan, bere kolorea ezin da aurkeztu klorofilak estaltzen duelako.

ren diseinu eta hautaketa prozesuanLED hazteko argiak, saihestu beharreko hainbat gaizki-ulertu daude, batez ere hurrengo alderdietan.

1. Argiaren uhin-luzeraren gorriaren eta urdinaren arteko erlazioa

Bi landareen fotosintesirako xurgapen-eskualde nagusiak direnez, igorritako espektroa.LED hazteko argiabatez ere argi gorria eta argi urdina izan behar dira. Baina ezin da gorriaren eta urdinaren arteko erlazioaren bidez neurtu. Adibidez, gorriaren eta urdinaren arteko erlazioa 4:1, 6:1, 9:1 eta abar da.

Ohitura desberdinak dituzten landare-espezie asko daude, eta hazkuntza-etapa ezberdinek ere argi-foku behar desberdinak dituzte. Landareak hazteko behar den espektroak banaketa-zabalera jakin bateko espektro jarraitua izan behar du. Jakina, desegokia da espektro oso estua duten gorri eta urdin bi uhin-luzera espezifikoz osatutako argi-iturri bat erabiltzea. Esperimentuetan, landareak horixkak izan ohi direla ikusi zen, hosto-zurtoinak oso arinak eta hosto-zurtoinak oso meheak direla. Azterketa ugari egin dira atzerriko herrialdeetan landareek espektro ezberdinen aurrean duten erantzunari buruz, hala nola, zati infragorriak fotoperiodoan duen eragina, zati hori-berdeak itzal-efektuan duen eragina eta bioleta zati izurriteen eta gaixotasunen, mantenugaien eta abarrekiko erresistentziari buruz.

Aplikazio praktikoetan, plantulak sarritan erre edo ihartu egiten dira. Beraz, parametro honen diseinua landare-espeziearen, hazkuntza-ingurunearen eta baldintzen arabera diseinatu behar da.

2. Argi zuri arrunta eta espektro osoa

Landareek "ikusten" duten argi-efektua gizakiaren begiaren desberdina da. Gure ohiko argi zuri-lanparak ezin dira eguzki-argia ordezkatzeko gai, hala nola Japonian oso erabiliak diren hiru argi zuri-hodiak, etab. Espektro hauen erabilerak landareen hazkuntzan nolabaiteko eragina du, baina eragina ez da. LEDek egindako argi iturri bezain ona. .

Aurreko urteetan erabili ohi diren hiru kolore primarioko hodi fluoreszenteetarako, zuria sintetizatzen den arren, espektro gorria, berdea eta urdina bereizten dira, eta espektroaren zabalera oso estua da, eta espektroaren zati jarraitua nahiko ahula da. Aldi berean, potentzia nahiko handia da oraindik LEDekin alderatuta, energia-kontsumoa 1,5-3 aldiz. Landareak hazteko argiztapenerako bereziki diseinatutako LED espektro osoak espektroa optimizatzen du. Ikusmen-efektua oraindik zuria den arren, landareen fotosintesia egiteko beharrezkoak diren argi-zati garrantzitsuak ditu.

3. Argiztapen-intentsitatearen parametroa PPFD

Fotosintesiaren fluxu-dentsitatea (PPFD) parametro garrantzitsua da landareen argiaren intentsitatea neurtzeko. Argi-kuantaren edo energia erradiaren bidez adieraz daiteke. Fotosintesian argiaren fluxu erradiatzailearen dentsitate eraginkorrari egiten dio erreferentzia, landareen hostoen zurtoinetan 400 eta 700 nm arteko uhin-luzera tartean denbora-unitateko eta azalera-unitateko argi-quanta-kopuru osoa adierazten duena. Unitatea daμE·m-2·s-1 (μmol·m-2·s-1). Fotosintetikoki aktiboaren erradiazioa (PAR) 400 eta 700 nm bitarteko uhin-luzera duen eguzki-erradiazio osoa deritzo.

Landareen argi-konpentsazio-saturazio-puntuak, argi-konpentsazio-puntua ere deitua, esan nahi du PPFD puntu hori baino altuagoa izan behar dela, bere fotosintesia arnasketa baino handiagoa izan daitekeela eta landareen hazkundea kontsumoa baino handiagoa da landareak hazi aurretik. Landare ezberdinek argi-konpentsazio puntu desberdinak dituzte, eta ezin da indize jakin batera iristen denik, adibidez, PPFD 200 baino handiagoa.μmol·m-2·s-1.

Iraganean erabilitako argi-neurgailuak islatzen duen argi-intentsitatea distira da, baina landareen hazkuntzaren espektroa landarearen argi-iturriaren altueraren ondorioz, argiaren estalduraren eta argia zeharkatu dezakeen ala ez aldatzen delako. hostoak, etab., fotosintesia aztertzerakoan argi moduan erabiltzen da. Adierazle sendoak ez dira behar bezain zehatzak, eta gaur egun PAR erabiltzen da gehienbat.

Orokorrean, landare positiboa PPFD> 50μmol·m-2·s-1 fotosintesi mekanismoa abiarazi dezake; itzaleko landare PPFDk 20 besterik ez ditu beharμmol·m-2·s-1. Hori dela eta, LED landarearen argia instalatzean, erreferentzia-balio horren arabera instalatu eta ezar dezakezu, instalazio-altuera egokia aukeratu eta PPFD balio eta uniformetasun aproposa lor dezakezu hostoen gainazalean.

4. Formula arina

Argiaren formula duela gutxi proposatutako kontzeptu berri bat da, nagusiki hiru faktore biltzen dituena: argiaren kalitatea, argi kantitatea eta iraupena. Besterik gabe, ulertu argiaren kalitatea landareen fotosintesirako espektro egokiena dela; argi kantitatea PPFD balio egokia eta uniformetasuna da; iraupena irradiazioaren balio metatua eta egunaren eta gauaren arteko erlazioa da. Holandako nekazariek aurkitu dute landareek argi infragorriaren eta gorriaren arteko erlazioa erabiltzen dutela eguneko eta gaueko aldaketak epaitzeko. Infragorri proportzioa nabarmen handitzen da ilunabarrean, eta landareek azkar erantzuten dute loari. Prozesu hori gabe, hainbat ordu beharko lituzke landareek prozesu hau burutzeko.

Aplikazio praktikoetan, probaren bidez esperientzia pilatu eta konbinazio onena hautatzea beharrezkoa da.