Asl manba: Houcheng Liu.LED o'simliklarini yoritish sanoatining rivojlanish holati va tendentsiyasi [J]. Yoritish muhandisligi jurnali, 2018,29(04):8-9.
Maqola manbasi: Material bir marta chuqur

Yorug'lik o'simliklarning o'sishi va rivojlanishining asosiy ekologik omilidir.Nur nafaqat fotosintez orqali o'simliklarning o'sishi uchun energiya beradi, balki o'simliklarning o'sishi va rivojlanishining muhim regulyatoridir.Sun'iy yorug'lik qo'shimchasi yoki to'liq sun'iy yorug'lik nurlanishi o'simliklarning o'sishiga yordam beradi, hosilni oshiradi, mahsulot shaklini, rangini yaxshilaydi, funktsional komponentlarni yaxshilaydi, kasalliklar va zararkunandalar paydo bo'lishini kamaytiradi.Bugun men siz bilan o'simliklarni yoritish sanoatining rivojlanish holati va tendentsiyasini baham ko'raman.
Sun'iy yorug'lik manbai texnologiyasi o'simliklarni yoritish sohasida tobora ko'proq foydalanilmoqda.LED yuqori yorug'lik samaradorligi, past issiqlik ishlab chiqarish, kichik o'lcham, uzoq umr va boshqa ko'plab afzalliklarga ega.O'sadigan yoritish sohasida aniq afzalliklarga ega.Grow yoritish sanoati asta-sekin o'simliklarni etishtirish uchun LED yoritgichlarni qabul qiladi.

A. LED yorug'lik sanoatining rivojlanish holati 

1.O'sadigan yoritish uchun LED to'plami

LED yoritgichli qadoqlash sohasida qadoqlash moslamalarining ko'p turlari mavjud va yagona o'lchash va baholash standart tizimi mavjud emas.Shu sababli, mahalliy mahsulotlar bilan solishtirganda, xorijiy ishlab chiqaruvchilar asosan o'sadigan yorug'likning oq yorug'lik seriyasini hisobga olgan holda, o'simliklarning o'sish xususiyatlari va insoniylashtirilgan yorug'lik muhitini hisobga olgan holda, ishonchliligi, yorug'ligi bo'yicha ko'proq texnik afzalliklarga ega bo'lgan yuqori quvvatli, kob va modul yo'nalishlariga e'tibor berishadi. samaradorligi, turli o'sish davrlarida turli o'simliklarning fotosintetik nurlanish xususiyatlari, shu jumladan har xil turdagi yuqori quvvatli, o'rta quvvatli va turli o'lchamdagi mahsulotlarning past quvvatli stansiyalari, turli xil o'sish muhitlarida turli o'simliklarning ehtiyojlarini qondirish uchun, erishishni kutmoqda. o'simliklarning o'sishini maksimal darajada oshirish va energiyani tejash maqsadi.

Chip epitaksial gofretlar uchun ko'plab asosiy patentlar hali ham Yaponiyaning Nichia va American Career kabi dastlabki etakchi kompaniyalari qo'lida.Mahalliy chip ishlab chiqaruvchilari hali ham bozor raqobatbardoshligi bilan patentlangan mahsulotlarga ega emaslar.Shu bilan birga, ko'plab kompaniyalar o'sadigan yorug'lik qadoqlash chiplari sohasida yangi texnologiyalarni ishlab chiqmoqdalar.Masalan, Osramning yupqa plyonkali chip texnologiyasi chiplarni bir-biriga yaqin qadoqlash imkonini beradi va keng maydonli yoritish yuzasini yaratadi.Ushbu texnologiyaga asoslanib, 660nm to'lqin uzunligiga ega bo'lgan yuqori samarali LED yorug'lik tizimi ekin maydonida energiya sarfini 40% kamaytirishi mumkin.

2. Yoritish spektri va qurilmalarini o'stirish
O'simliklarni yoritish spektri yanada murakkab va xilma-xildir.Turli o'simliklar turli xil o'sish davrlarida va hatto turli o'sish muhitlarida talab qilinadigan spektrlarda katta farqlarga ega.Ushbu tabaqalashtirilgan ehtiyojlarni qondirish uchun hozirda sanoatda quyidagi sxemalar mavjud: ①Ko'p monoxromatik yorug'lik kombinatsiyasi sxemalari.O'simliklar fotosintezi uchun eng samarali uchta spektr asosan 450 nm va 660 nm cho'qqilari bo'lgan spektr, o'simliklarning gullashini induktsiya qilish uchun 730 nm diapazoni, shuningdek, 525 nm yashil nur va 380 nm ostidagi ultrabinafsha diapazoni hisoblanadi.Ushbu turdagi spektrlarni o'simliklarning turli ehtiyojlariga qarab birlashtirib, eng mos spektrni hosil qiling.②O'simlik talab spektrini to'liq qoplashga erishish uchun to'liq spektrli sxema.Seul Semiconductor va Samsung tomonidan taqdim etilgan SUNLIKE chipiga mos keladigan spektrning bu turi eng samarali bo'lmasligi mumkin, ammo u barcha o'simliklar uchun mos keladi va narxi monoxromatik yorug'lik kombinatsiyasi echimlariga qaraganda ancha past.③Asosiy tayanch sifatida toʻliq spektrli oq yorugʻlik, shuningdek, spektrning samaradorligini oshirish uchun kombinatsiyalangan sxema sifatida 660nm qizil nurdan foydalaning.Ushbu sxema yanada tejamkor va amaliy.

O'simlik o'sadigan yorug'lik monoxromatik yorug'lik LED chiplari (asosiy to'lqin uzunliklari 450nm, 660nm, 730nm) qadoqlash moslamalari ko'plab mahalliy va xorijiy kompaniyalar tomonidan qoplanadi, mahalliy mahsulotlar esa xilma-xil va ko'proq xususiyatlarga ega va xorijiy ishlab chiqaruvchilarning mahsulotlari ko'proq standartlashtirilgan.Shu bilan birga, fotosintetik foton oqimi, yorug'lik samaradorligi va boshqalar bo'yicha mahalliy va xorijiy qadoqlash ishlab chiqaruvchilari o'rtasida hali ham katta bo'shliq mavjud.O'simliklarni yoritish uchun monoxromatik yorug'lik qadoqlash moslamalari uchun, asosiy to'lqin uzunligi 450nm, 660nm va 730nm bo'lgan mahsulotlarga qo'shimcha ravishda, ko'plab ishlab chiqaruvchilar fotosintetik faol nurlanishni (PAR) to'liq qoplashni amalga oshirish uchun boshqa to'lqin uzunligi diapazonlarida yangi mahsulotlarni ishlab chiqmoqdalar. to'lqin uzunligi (450-730 nm).

Monoxromatik LED o'simlik o'sishi chiroqlari barcha o'simliklarning o'sishi uchun mos emas.Shuning uchun to'liq spektrli LEDlarning afzalliklari ta'kidlangan.To'liq spektr birinchi navbatda ko'rinadigan yorug'likning to'liq spektrini (400-700 nm) to'liq qamrab olishga erishishi va bu ikki tarmoqli ish faoliyatini oshirishi kerak: ko'k-yashil yorug'lik (470-510 nm), chuqur qizil yorug'lik (660-700 nm)."To'liq" spektrga erishish uchun oddiy ko'k LED yoki fosforli ultrabinafsha LED chipidan foydalaning va uning fotosintetik samaradorligi o'zining yuqori va pastligiga ega.O'simlik yoritgichli oq rangli LED qadoqlash moslamalarining ko'p ishlab chiqaruvchilari to'liq spektrga erishish uchun Blue chip + fosforlardan foydalanadilar.Oq yorug'likni amalga oshirish uchun monoxromatik yorug'lik va ko'k yorug'lik yoki ultrabinafsha chip plyus fosforning qadoqlash rejimiga qo'shimcha ravishda, o'simlik yoritgichli qadoqlash moslamalari, shuningdek, qizil o'n ko'k / ultrabinafsha, RGB kabi ikki yoki undan ortiq to'lqin uzunligi chiplarini ishlatadigan kompozit qadoqlash rejimiga ega. RGBW.Ushbu qadoqlash rejimi karartmada katta afzalliklarga ega.

Tor to'lqinli LED mahsulotlari nuqtai nazaridan, ko'pchilik qadoqlash etkazib beruvchilari mijozlarga 365-740nm diapazonida turli to'lqin uzunlikdagi mahsulotlarni taqdim etishi mumkin.Fosforlar tomonidan aylantirilgan o'simlik yorug'lik spektriga kelsak, ko'pchilik qadoqlash ishlab chiqaruvchilari mijozlar tanlashi uchun turli xil spektrlarga ega.2016 yil bilan solishtirganda, 2017 yilda uning savdo o'sish sur'ati sezilarli darajada o'sdi.Ular orasida 660nm LED yorug'lik manbasining o'sish sur'ati 20% -50% ga to'g'ri keladi va fosforga aylantirilgan o'simlik LED yorug'lik manbasini sotish o'sish sur'ati 50% -200% ga etadi, ya'ni fosforga aylantirilgan o'simlikning sotuvi. LED yorug'lik manbalari tezroq o'sib bormoqda.

Barcha qadoqlash kompaniyalari 0,2-0,9 Vt va 1-3 Vt umumiy qadoqlash mahsulotlarini taqdim etishi mumkin.Ushbu yorug'lik manbalari yorug'lik ishlab chiqaruvchilariga yorug'lik dizaynida yaxshi moslashuvchanlikka ega bo'lish imkonini beradi.Bundan tashqari, ba'zi ishlab chiqaruvchilar yuqori quvvatli integratsiyalangan qadoqlash mahsulotlarini ham taqdim etadilar.Hozirgi vaqtda ko'pgina ishlab chiqaruvchilarning jo'natmalarining 80% dan ortig'i 0,2-0,9 Vt yoki 1-3 Vt ni tashkil qiladi. Ular orasida etakchi xalqaro qadoqlash kompaniyalarining jo'natmalari 1-3 Vt, kichik va o'rta o'lchamdagi qadoqlash kompaniyalari 0,2-0,9 Vt ga to'plangan.

3.O'simliklarni yoritishni qo'llash sohalari

Qo'llash sohasi bo'yicha o'simliklarni o'stirish uchun yoritish moslamalari asosan issiqxona yoritgichlarida, barcha sun'iy yoritish zavodlarida, o'simlik to'qimalarining madaniyatida, tashqi dehqonchilik maydonlarini yoritishda, maishiy sabzavotlar va gul ekish va laboratoriya tadqiqotlarida qo'llaniladi.

①Quyosh issiqxonalari va ko'p oraliqli issiqxonalarda qo'shimcha yoritish uchun sun'iy yorug'likning ulushi hali ham past bo'lib, metall halid lampalar va yuqori bosimli natriy lampalar asosiy hisoblanadi.LED o'sadigan yorug'lik tizimlarining kirib borish darajasi nisbatan past, ammo xarajatlarning pasayishi bilan o'sish tezligi tezlasha boshlaydi.Asosiy sabab shundaki, foydalanuvchilarning metall halid lampalari va yuqori bosimli natriy lampalaridan foydalanish bo'yicha uzoq muddatli tajribasi bor va metall halid lampalar va yuqori bosimli natriy lampalardan foydalanish issiqlik energiyasining taxminan 6% dan 8% gacha bo'lishi mumkin. issiqxonada o'simliklarni kuyishdan saqlaning.LED o'sadigan yoritish tizimi aniq va samarali ko'rsatmalar va ma'lumotlarni qo'llab-quvvatlamadi, bu esa kunduzgi va ko'p oraliqli issiqxonalarda qo'llanilishini kechiktirdi.Hozirgi vaqtda kichik hajmdagi ko'rgazmali ilovalar hali ham asosiy hisoblanadi.LED sovuq yorug'lik manbai bo'lganligi sababli, u o'simliklarning soyaboniga nisbatan yaqinroq bo'lishi mumkin, natijada harorat kamroq ta'sir qiladi.Kunduzgi va ko'p oraliqli issiqxonalarda LED o'sadigan yoritgichlar o'simliklar o'rtasida etishtirishda ko'proq qo'llaniladi.

②Ochiq dehqonchilik dala qo'llanilishi.Ob'ektning qishloq xo'jaligida o'simlik yoritgichlarining kirib borishi va qo'llanilishi nisbatan sekin kechdi, yuqori iqtisodiy ahamiyatga ega (masalan, ajdaho mevasi kabi) ochiq havoda uzoq kunlik ekinlar uchun LED o'simliklarni yoritish tizimlarini (fotoperiod nazorati) qo'llash jadal rivojlanishga erishdi.

③Zavod zavodlari.Hozirgi vaqtda eng tez va eng ko'p qo'llaniladigan o'simliklarni yoritish tizimi toifalari bo'yicha markazlashtirilgan ko'p qatlamli va taqsimlangan harakatlanuvchi zavod zavodlariga bo'lingan to'liq sun'iy yorug'lik zavodi zavodidir.Xitoyda sun'iy yorug'lik zavodlarining rivojlanishi juda tez.Markazlashtirilgan ko'p qatlamli to'liq sun'iy yorug'lik zavodining asosiy sarmoyaviy organi an'anaviy qishloq xo'jaligi kompaniyalari emas, balki yarimo'tkazgich va maishiy elektron mahsulotlar bilan shug'ullanadigan ko'proq kompaniyalardir, masalan, Zhongke San'an, Foxconn, Panasonic Suzhou, Jingdong, va shuningdek. COFCO va Xi Cui va boshqa yangi zamonaviy qishloq xo'jaligi kompaniyalari.Tarqalgan va ko'chma zavod zavodlarida yuk tashish konteynerlari (yangi konteynerlar yoki ikkinchi qo'l konteynerlarni rekonstruksiya qilish) hali ham standart tashuvchilar sifatida ishlatiladi.Barcha sun'iy o'simliklarning o'simliklarni yoritish tizimlari asosan chiziqli yoki tekis panelli qatorli yoritish tizimlaridan foydalanadi va ekilgan navlar soni kengayishda davom etmoqda.Har xil eksperimental yorug'lik formulasi LED yorug'lik manbalari keng tarqalgan va keng qo'llanila boshlandi.Bozordagi mahsulotlar asosan yashil bargli sabzavotlardir.

④Uy o'simliklarini ekish.LED maishiy o'simliklar uchun stol lampalarida, uy o'simliklarini ekish tokchalarida, maishiy sabzavot etishtirish mashinalarida va boshqalarda ishlatilishi mumkin.

⑤Dorivor oʻsimliklar yetishtirish.Dorivor o'simliklarni etishtirish Anoectochilus va Lithospermum kabi o'simliklarni o'z ichiga oladi.Ushbu bozorlardagi mahsulotlar yuqori iqtisodiy qiymatga ega va hozirda o'simliklarni yoritishda ko'proq qo'llaniladigan sanoatdir.Bundan tashqari, Shimoliy Amerika va Evropaning ba'zi qismlarida nasha etishtirishning qonuniylashtirilishi nasha etishtirish sohasida LED o'sadigan yoritishni qo'llashga yordam berdi.

⑥Gulli chiroqlar.Bog'dorchilik sanoatida gullarning gullash vaqtini sozlash uchun ajralmas vosita sifatida, gullash chiroqlarining eng erta qo'llanilishi akkor lampalar, keyin esa energiya tejaydigan lyuminestsent lampalar edi.LED sanoatlashtirishning rivojlanishi bilan ko'proq LED tipidagi gulli yoritish moslamalari asta-sekin an'anaviy lampalar o'rnini egalladi.

⑦O'simlik to'qimalarining madaniyati.An'anaviy to'qimalar madaniyatining yorug'lik manbalari asosan oq lyuminestsent lampalar bo'lib, ular past yorug'lik samaradorligi va katta issiqlik ishlab chiqarishga ega.LEDlar kam quvvat iste'moli, past issiqlik ishlab chiqarish va uzoq umr kabi ajoyib xususiyatlari tufayli samarali, boshqariladigan va ixcham o'simlik to'qimalari madaniyati uchun ko'proq mos keladi.Hozirgi vaqtda oq LED naychalari asta-sekin oq lyuminestsent lampalarni almashtirmoqda.

4. O'sadigan yoritish kompaniyalarining mintaqaviy taqsimoti

Statistik ma'lumotlarga ko'ra, hozirda mening mamlakatimda 300 dan ortiq o'sadigan yoritish kompaniyalari mavjud va Pearl daryosi deltasi hududida o'sadigan yoritish kompaniyalari 50% dan ortiqni tashkil etadi va ular allaqachon katta mavqega ega.Yangtze daryosi deltasidagi Grow yoritish kompaniyalari taxminan 30% ni tashkil qiladi va u hali ham yoritish mahsulotlarini etishtirish uchun muhim ishlab chiqarish maydoni hisoblanadi.An'anaviy o'sish lampalari kompaniyalari asosan Yangtze daryosi deltasi, Pearl daryosi deltasi va Bohai Rimda taqsimlanadi, ularning Yangtze daryosi deltasi 53% ni, Pearl daryosi deltasi va Bohai Rim mos ravishda 24% va 22% ni tashkil qiladi. .LED yoritgichlarini ishlab chiqaruvchilarning asosiy tarqatish joylari Pearl daryosi deltasi (62%), Yangtze daryosi deltasi (20%) va Bohai Rim (12%).

B. LED yorug'lik sanoatining rivojlanish tendentsiyasi

1. Mutaxassislik

LED yoritgichi sozlanishi spektr va yorug'lik intensivligi, past issiqlik ishlab chiqarish va yaxshi suv o'tkazmaydigan ishlash xususiyatlariga ega, shuning uchun u turli sahnalarda o'sadigan yoritish uchun javob beradi.Shu bilan birga, tabiiy muhitdagi o'zgarishlar va odamlarning oziq-ovqat sifatiga intilishi ob'ekt qishloq xo'jaligi va o'sadigan fabrikalarning jadal rivojlanishiga yordam berdi va LED yorug'lik sanoatini jadal rivojlanish davriga olib keldi.Kelajakda LED yoritgichlari qishloq xo'jaligi ishlab chiqarish samaradorligini oshirish, oziq-ovqat xavfsizligini yaxshilash, meva va sabzavotlar sifatini yaxshilashda muhim rol o'ynaydi.O'sadigan yorug'lik uchun LED yorug'lik manbai sanoatning bosqichma-bosqich ixtisoslashuvi bilan yanada rivojlanadi va ko'proq maqsadli yo'nalishda harakat qiladi.

2. Yuqori samaradorlik

Yorug'lik samaradorligi va energiya samaradorligini oshirish zavodni yoritishning operatsion xarajatlarini sezilarli darajada kamaytirishning kalitidir.An'anaviy lampalarni almashtirish uchun LEDlardan foydalanish va o'simliklarning yorug'lik formulasi talablariga ko'ra, yorug'lik muhitini dinamik optimallashtirish va sozlash, ko'chat bosqichidan yig'im-terim bosqichiga qadar kelajakda tozalangan qishloq xo'jaligining muqarrar tendentsiyalari hisoblanadi.Hosildorlikni oshirish nuqtai nazaridan, har bir bosqichda ishlab chiqarish samaradorligi va hosildorligini oshirish uchun o'simliklarning rivojlanish xususiyatlariga ko'ra, uni bosqichma-bosqich va mintaqalarda engil formula bilan birlashtirish mumkin.Sifatni yaxshilash nuqtai nazaridan, ovqatlanishni tartibga solish va yorug'likni tartibga solish ozuqa moddalari va sog'liqni saqlashning boshqa funktsional tarkibiy qismlarini ko'paytirish uchun ishlatilishi mumkin.

Hisob-kitoblarga ko‘ra, bugungi kunda sabzavot ko‘chatlariga bo‘lgan milliy talab 680 mlrd., zavod ko‘chatlari ishlab chiqarish quvvati esa 10 foizdan kam.Ko'chat sanoati yuqori ekologik talablarga ega.Ishlab chiqarish mavsumi asosan qish va bahor hisoblanadi.Tabiiy yorug'lik zaif va sun'iy qo'shimcha yorug'lik kerak.O'simliklarni yoritish nisbatan yuqori kirish va chiqishga ega va kirishni yuqori darajada qabul qiladi.LED noyob afzalliklarga ega, chunki meva va sabzavotlar (pomidor, bodring, qovun va boshqalar) payvand qilinishi kerak va yuqori namlik sharoitida yorug'lik qo'shimchasining o'ziga xos spektri payvandlangan ko'chatlarning shifo berishiga yordam beradi.Issiqxonada sabzavot ekish uchun qo'shimcha yorug'lik tabiiy yorug'lik etishmasligini to'ldirishi, o'simliklarning fotosintetik samaradorligini oshirishi, gullash va meva berishni rag'batlantirishi, hosildorlikni oshirishi va mahsulot sifatini yaxshilashi mumkin.LED yoritgichlari sabzavot ko'chatlari va issiqxona ishlab chiqarishda keng qo'llanilishi mumkin.

3. Aqlli

O'simlik yoritgichlari yorug'lik sifati va yorug'lik miqdorini real vaqtda nazorat qilish uchun kuchli talabga ega.Aqlli boshqaruv texnologiyasini takomillashtirish va narsalarning Internetini qo'llash bilan turli xil monoxromatik spektrlar va aqlli boshqaruv tizimlari vaqtni boshqarish, yorug'likni boshqarish va o'simliklarning o'sish holatiga ko'ra yorug'lik sifati va yorug'lik chiqishini o'z vaqtida sozlashni amalga oshirishi mumkin. kelajakda o'simliklarni yoritish texnologiyasini rivojlantirishning asosiy tendentsiyasiga aylanishi shart.