Γιατί τα θερμοκήπια χρειάζονται συμπληρωματικό φωτισμό;

Οι περισσότεροι άνθρωποι πιστεύουν ότι ο τεχνητός συμπληρωματικός φωτισμός χρησιμοποιείται μόνο σε θερμοκήπια με ανεπαρκές ηλιακό φως . Ωστόσο, ορισμένες περιοχές έχουν άφθονο ηλιακό φως και δεν χρειάζονται συμπληρωματικό φωτισμό . Θα παράσχω μερικά αναλυτικά δεδομένα για αυτό το ζήτημα για την αναφορά σας .

 

Πρώτον, δίνεται το συμπέρασμα:

1) Η ποιότητα φωτός του ηλιακού φωτός δεν είναι κατάλληλη για φωτοσύνθεση .
2) Η ποσότητα φωτός στα περισσότερα θερμοκήπια είναι ανεπαρκής και ασταθής .
3) Η αποτελεσματικότητα της φωτοσύνθεσης των θερμοκηπίων στις ηλιόλουστες περιοχές δεν είναι υψηλή .
4) Χωρίς τεχνητό συμπληρωματικό φωτισμό, η επίτευξη συνεχούς και σταθερής απόδοσης και διασφάλισης της ποιότητας στην καλλιέργεια του θερμοκηπίου είναι αδύνατη .

 

 

Το παρακάτω σχήμα είναι ένα φάσμα της πλήρους περιοχής του τυπικού ηλιακού φωτός AM1 . 5g μήκος κύματος . γραμμές απορρόφησης ή ζώνες απορρόφησης εμφανίζονται σε κάποια μήκη κύματος . Αυτό συμβαίνει επειδή όταν το φως του ήλιου περνάει από την ηλιακή ατμόσφαιρα, απορροφάται ή διασκορπίζεται από μερικά στοιχεία ή μόρια σε την ατμόσφαιρα, μειώνοντας το μήκος σε μια ελαφριά αφορά. σχηματίζοντας μια κατάθλιψη . Επομένως, μπορεί να φανεί ότι το φασματικό εύρος μήκους κύματος του τυπικού ηλιακού φωτός είναι 280-4000 nm.

 

Το πρότυπο ηλιακό φάσμα είναι ένα συνήθως χρησιμοποιούμενο φασματικό πρότυπο στο φως του ήλιου και την ηλιακή ενέργεια και τις εφαρμογές .

 

 

(Σημείωση: Το AM1 . 5g είναι ένα τυπικό φάσμα ηλιακού φωτός, που αντιπροσωπεύει τα φασματικά χαρακτηριστικά του ηλιακού φωτός όταν διαδίδεται κάθετα στην ατμόσφαιρα . am αντιπροσωπεύει την ατμοσφαιρική μάζα, 1,5 σημαίνει ότι το μήκος της διαδρομής του ηλιακού φωτός μέσω της ατμόσφαιρας είναι 1,5 ατμοσφαιρική μάζα, η ατμόσφαιρα είναι μια διάστηση για τη διάσταση για την άνοδο του ζενή. παγκόσμια.)

 

Για την έρευνα φωτισμού φυτών, το εύρος μήκους κύματος είναι 350-850 nm .

 

Το ακόλουθο σχήμα είναι το φάσμα του AM1.5G σε αυτή τη ζώνη:

 

Το περιεχόμενο ακτινοβολίας αυτής της μπάντας:

Ultraviolet Light (350-399 nm): 9,34%
Blue Light (400-499 nm): 21,21%
Greenlight (500-599 nm): 23.22%
Κόκκινο φως (600-700 nm): 21.62%
FAR-RED (701-850 nm): 24,61% κόκκινο-μπλε λόγο R: B =1.02

Για την έρευνα φωτοσύνθεσης φυτών, το εύρος μήκους κύματος είναι 400-700 nm, επίσης γνωστή ως par .

 

Το παρακάτω σχήμα είναι το φάσμα του AM1.5G στη ζώνη PAR:

 

Περιεχόμενο ακτινοβολίας σε αυτή τη ζώνη:
Blue Light (400-499 nm): 32.33%

Greenlight ({0}} nm): 35.40%

Κόκκινο φως (600-700 nm): 32.27%
R:B=1.02

 

Το παρακάτω σχήμα είναι το διάγραμμα διανομής των φωτονίων στη ζώνη PAR

 

Από τα παραπάνω δεδομένα, η ποιότητα φωτός του ηλιακού φωτός συγκρίνεται με τα δεδομένα δοκιμών φύτευσης . Ο ρυθμός ανάπτυξης και η αποτελεσματικότητα της φωτοσύνθεσης των φυτών υπό τεχνητό φωτισμό είναι πολύ υψηλότεροι από ό, τι στο φως του ήλιου .

 

Αν και η ποιότητα του φωτός του ηλιακού φωτός δεν είναι καλή, συναντά τη δεύτερη από τις τρεις αρχές της φασματικής τεχνολογίας: η ποσότητα φωτός υπερισχύει σε σχέση με την ποιότητα του φωτός .

 

Λοιπόν, ποια είναι η πραγματική ποιότητα φωτός του ηλιακού φωτός στο έδαφος;

 

Η ποιότητα του φωτός του ηλιακού φωτός σε διαφορετικές περιοχές από 23 βαθμούς n (μπλε), 39 βαθμούς n (κόκκινο) και 44 μοίρες n (γκρι) είναι διαφορετικό .

 

 

Το παραπάνω σχήμα είναι ένα κανονικοποιημένο διάγραμμα φάσματος . μπορεί να φανεί από το σχήμα ότι όσο υψηλότερο είναι το γεωγραφικό πλάτος, τόσο υψηλότερο είναι το μπλε φως . Ωστόσο, αυτό το σχήμα δεν μπορεί να εξηγήσει την αναλογία κόκκινου προς μπλε . εκφράζει την τάση {}}} ας συζητήσουμε για να συζητήσουμε για να συζητήσουμε. παρακάτω .

 

 

Ανεξάρτητα από τον τύπο του θερμοκηπίου, το φως του ήλιου είναι εξασθενημένο, κυρίως λόγω της επίδρασης των δομικών τμημάτων, του φιλμ θερμοκηπίου ή του γυαλιού κ.λπ.

 

Το παρακάτω σχήμα δείχνει τις αλλαγές φάσματος μέσα στο θερμοκήπιο (κόκκινο) και έξω (μπλε), χρησιμοποιώντας απόλυτα δεδομένα φάσματος για να σχεδιάσετε το χάρτη .
 

 

Υπολογισμός του παραπάνω σχήματος, συμπεραίνεται ότι η ποσότητα του ηλιακού φωτός στο θερμοκήπιο εξασθενεί κατά περισσότερο από 35%.

 

Ακόμα και ένα θερμοκήπιο Venlo θα έχει πάνω από 28% λιγότερο ηλιακό φως .

 

Η εξασθένηση της ποιότητας του φωτός από τα ημιδιαφανή υλικά του θερμοκηπίου είναι κυρίως υπεριώδη και μπλε φως .

 

 

Από τον σχετικό υπολογισμό του φάσματος μέσα και έξω από το θερμοκήπιο, το υπεριώδες και το μπλε φως του ηλιακού φωτός απορροφάται εν μέρει, οπότε η αναλογία κόκκινου προς μπλε στο θερμοκήπιο θα αυξηθεί .

 

Πολλοί παράγοντες επηρεάζουν την ποιότητα του φωτός του ηλιακού φωτός στο θερμοκήπιο . Ο πιο ανεξέλεγκτος παράγοντας είναι ότι το ίδιο το φως του ήλιου επηρεάζεται από εποχές, ο καιρός, η συσσώρευση σκόνης των μεταφρασμένων υλικών κλπ.

 

 

Πώς να υπολογίσετε την ποσότητα του ηλιακού φωτός στο θερμοκήπιο;

Πρώτον, ας παρουσιάσουμε μια ιδέα: DLI .

 

DLI: Ημερήσια συσσώρευση ηλιακού φωτός, που σημαίνει τη μοριακή ποσότητα ηλιακού φωτός ανά τετραγωνικό μέτρο την ημέρα, που χρησιμοποιείται για τη μέτρηση της συσσώρευσης φωτός των καλλιεργειών . μονάδα: mol/d/m2

 

Το DLI σχετίζεται με τη γεωγραφική θέση . DLI επηρεάζει το ρυθμό της φωτοσύνθεσης και της ανάπτυξης των φυτών . Η απόκριση της ανάπτυξης των φυτών σε DLI ποικίλλει ανάλογα με τα είδη και τις ποικιλίες .

 

Το DLI έξω από το θερμοκήπιο είναι διαφορετικό από το DLI μέσα στο θερμοκήπιο, συνήθως με διαφορά 4-8 mol/d/m2

 

Το DLI στο θερμοκήπιο πρέπει να μετρηθεί για μεγάλο χρονικό διάστημα, η οποία είναι μια σημαντική παράμετρος φωτός για να εξασφαλιστεί η φύτευση του θερμοκηπίου .

 

Υπολογισμός του θερμοκηπίου DLI:
Dli=σ 0.0036*ppfdi*hi (i =12... n)

Πού: διαφορετικές περιόδους, μονάδα: ώρες διαφορετικά φυτά έχουν διαφορετικές απαιτήσεις για το DLI .

Το DLI σε διαφορετικές περιοχές φύτευσης ποικίλλει επίσης πολύ .

 

Ο ίδιος ο υπολογισμός του δείκτη DLI δεν σχετίζεται με την ποιότητα του φωτός του ηλιακού φωτός . Μπορούμε να μετρήσουμε την φωτεινότητα στο θερμοκήπιο και στη συνέχεια να χρησιμοποιήσουμε τον παράγοντα XD για να μετατρέψουμε το PPFD . Η επιρροή του ηλιακού φωτός στο DLI θα αντικατοπτρίζεται σε κάποιο βαθμό .

 

Παράγοντας XD:Στην περιοχή μήκους κύματος 400-700 nm, όταν προσδιορίζεται η φασματική μορφολογία, η πηγή φωτός μπορεί να μετατρέψει το PPFD μετρώντας την τιμή φωτεινότητας της φωτεινής επιφάνειας (LX) . αυτή η σταθερά μετατροπής είναι ο παράγοντας XD .

 

Μέθοδος μετατροπής:PPFD=τιμή φωτεινότητας (LX)/XD, όπου η μονάδα φωτεινότητας LX: LM/M2, PPFD μονάδα: UMOL/S/M2

 

Σημείωμα:Ο συντελεστής XD σχετίζεται με τη φασματική μορφή της πηγής φωτός . διαφορετικές φασματικές μορφές της ίδιας ποιότητας φωτός έχουν διαφορετικούς παράγοντες XD . Haoliang Solid Light Source Institute παρέχει παράγοντες XD .}

 

Παρέχονται οι ακόλουθοι παράγοντες XD για αναφορά:
23 βαθμός Βόρειο γεωγραφικό πλάτος, XD Factor: 57
39 βαθμοί Βόρειο γεωγραφικό πλάτος, XD Factor: 55.4
44 βαθμοί Βόρειο γεωγραφικό πλάτος, XD παράγοντας: 55

Σημείωση: Ο ακριβής παράγοντας XD απαιτεί επαγγελματικό υπολογισμό .

 

Για παράδειγμα: Ο μέσος ημερήσιος φωτισμός ηλιακού φωτός σε θερμοκήπιο στο Guangdong σε μια συγκεκριμένη σεζόν είναι 13000, στη συνέχεια PPFD =13000/55=228 umol/s/m2

Εάν ο αποτελεσματικός χρόνος φωτισμού του ηλιακού φωτός στο θερμοκήπιο είναι 7 ώρες, το DLI στο θερμοκήπιο είναι 0,0036*228*7=5.74 mol/d/m2

Για το DLI στο θερμοκήπιο κάτω των 6, θεωρείται επίπεδο χαμηλού φωτός .

 

 

 

Από τον παράγοντα XD, μπορεί να φανεί ότι όσο υψηλότερο είναι το γεωγραφικό πλάτος, τόσο πιο τα συστατικά του μπλε φωτός, τόσο μικρότερος είναι ο παράγοντας XD, τόσο μεγαλύτερη είναι η τιμή PPFD που υπολογίζεται στο ίδιο επίπεδο φωτισμού, το οποίο οδηγεί επίσης σε χαμηλότερη κόκκινη αναλογία του φάσματος και χειρότερη ποιότητα φωτός .}}}

 

Η επίδραση της ποιότητας του φωτός του ηλιακού φωτός μπορεί να παρατηρηθεί από φυσικά φαινόμενα, όπως το υψηλότερο είναι το υψόμετρο, τόσο μεγαλύτερο είναι το PPFD, αλλά όσο μικρότερη είναι η ανάπτυξη των φυτών .

 

Εάν το DLI στην περιοχή φυτεύσας φτάσει τα 45 mol/d/m2, η κορυφή PPFD του ηλιακού φωτός θα είναι μεγαλύτερη από 2000 umol/s/m2 και η ποσότητα του φωτός θα προκαλέσει ελαφριά τάση στα φυτά. Τα φυτά θα κλείσουν τα στομάχια των φύλλων και θα σταματήσουν τη φωτοσύνθεση {{5} σε γενικές γραμμές, η φωτογράφηση θα μειωθεί και θα μειωθεί και θα είναι η ημερήσια ενέργειες και η ημερήσια ενέργειες. Τα φυτά δεν είναι επαρκή . Ταυτόχρονα, το υψηλό περιεχόμενο του μπλε φωτός έχει μια επίδραση στρες στη φυσιολογία των φυτών και το υψηλό μπλε φως επηρεάζει επίσης τη γεύση των φρούτων και των λαχανικών, καθιστώντας τα ξινά ή πικρά .

 

Τα γεωργικά προϊόντα υψηλής ποιότητας είναι το κύριο σημάδι της σύγχρονης γεωργικής φύτευσης . σε περιοχές με υψηλά επίπεδα ηλιακού φωτός, η φύτευση του θερμοκηπίου απαιτεί τεχνητό φωτισμό για να ρυθμιστεί η ποιότητα του φωτός, διαφορετικά, ο λόγος εισόδου-εξόδου δεν μπορεί να επιτευχθεί .}}}}

 

 

Οι βιο-οπτικές χρησιμοποιούν τη θεωρία του υπολογισμού των κβαντικών φωτονίων για να αντλήσουν πλήρως το μοντέλο αλγορίθμου του φωτισμού του θερμοκηπίου, καθιστώντας τον φωτισμό του θερμοκηπίου μια ελεγχόμενη τεχνολογία φωτισμού φύτευσης .

 

Εάν δεν υπάρχει εφαρμογή τεχνητής τεχνολογίας φωτισμού στο θερμοκήπιο, δεν μπορεί να ειπωθεί ότι είναι μια σύγχρονη γεωργική τεχνολογία φύτευσης, πόσο μάλλον η εφαρμογή της τεχνολογίας ευφυούς θερμοκηπίου .