Skriuwer: Jing Zhao, Zengchan Zhou, Yunlong Bu, ensfh. Boarne Media: Agriculturele Engineering Technology (Greenhouse GortiLouse)

De plantfabryk kombineart moderne yndustry, biottechnology, biottende hydroponika en ynformaasjetechnology om kontrôles fan hege presys te ymplementearjen fan kontrôle fan kontrôle fan miljeufaktoaren yn 'e foarsjenning. It is folslein ynsletten, hat lege easken op 'e omlizzende omjouwing, kriget de plant-rispingsplak, en mei de foardielen fan net-pestizeiproduksje, is it undervektoren, effisjinsje is effisjinsje is 40 oant 108 kear dêrfan fan iepen fjildproduksje. Under har, de yntelliginte keunstmjittige ljochtboarne en syn ljocht omjouwing regeljouwing in beslissende rol yn syn produksje-effisjinsje.

As in wichtige fysike miljeufaktor spilet ljocht in wichtige rol yn regulearende plantgroei en materiële metabolisme. "Ien fan 'e wichtichste funksjes fan it plantfabryk is de folsleine keunstmjittige ljochtboarne en it realisearjen fan yntelliginte regeljouwing fan' e ljochte omjouwing" is in algemiene konsensus wurden yn 'e sektor.

Planten 'ferlet fan ljocht

Ljocht is de iennichste enerzjyboarne fan planten Photosynthese. Ljochtintensiteit, ljochtkwaliteit (spektrum) en periodike feroarings fan it ljocht hawwe in djippe ynfloed op 'e groei en ûntwikkeling fan gewaaksen, wêrûnder de ljocht yn' e tafersjoch hat op plantfoto's.

■ Ljochtintensiteit

De yntinsiteit fan it ljocht kin de morfology fan gewaaksen feroarje, lykas bloeiende, internod-lingte, stam dikte, en blêdgrutte en dikte. De easken fan planten foar ljochtintensiteit kinne wurde ferdield yn ljocht leafde, medium-ljocht-leafde, en leechljocht-tolerante planten. Grienten binne meast ljocht-leafdefolle planten, en har ljochte kompensaasjepunten en ljochte saturaasjepunten binne relatyf heech. Yn keunstmjittige ljochte plantablagies, binne de relevante easken fan gewaaksen foar ljochtintensiteit in wichtige basis foar it selektearjen fan keunstmjittige ljochtsboarnen. It ferstean fan 'e ljochte easken fan ferskate planten is wichtich foar it ûntwerpen fan keunstmjittige ljochte boarnen, it is ekstreem nedich om de produksjeprestaasjes fan it systeem te ferbetterjen.

■ Ljochte kwaliteit

De ljochte kwaliteit (spektrale) Distribúsje hat ek in wichtige ynfloed op plantenfotoSynteze en Morphogenese (Figuer 1). Ljocht is diel fan strieling, en strieling is in elektromagnetyske welle. Elektromagnetyske golven hawwe golfkarakteristiken en kwantum (dieltsje) skaaimerken. It kwantum fan ljocht hjit foton yn it hortoerfjild. Strieling mei in golflingte berik fan 300 ~ 800nm ​​wurdt fysiologysk aktive strieling neamd; En strieling mei in golflingteberik fan 400 ~ 700nm hjit fotosynatyske aktive aktive strieling (par) fan planten.

Chlorophyll en Carotenes binne de twa wichtichste pigminten yn planten fotosynteze. Figuer 2 toant it spektryske absorptyske pektrum fan elke fotosynetyk pigment, wêryn it chlorophyllabsorptionspectrum konsintrearre is yn 'e reade en blauwe bands. It ferljochtingssysteem is basearre op 'e spektrale behoeften fan gewaaksen oant keunstmjittich oanfolling, om de fotosynteze fan planten te befoarderjen.

■ Fotoperiad
De relaasje tusken fotosynteze en photomorphogenesis fan planten en dei-lingte (as fotoperiod-tiid) hjit fotoperioditêre fan planten. De fotoperiodity is nau besibbe oan 'e ljochte oeren, dy't ferwiist nei de tiid dat it gewaaks is bestraald troch ljocht. Ferskillende gewaaksen fereaskje in bepaald oantal oeren fan it ljocht om de fotoperiad te foltôgjen om te bloeien om fruit te bloeien. Neffens de ferskillende fotoperiods kin it ferdield wurde yn lange-dei-gewaaksen, lykas kool, ensfh., Dy't mear dan 12-14h ljochte oeren fereaskje op in bepaalde etappe fan syn groei; Kompensyk fan koarte dei, lykas uien, sojabonen, ensfh., fereaskje minder dan 12-14h ferljochtings oeren; Medium-sinne gewaaksen, lykas kompraken, tomaten, paprika's, ensfh., kin bloeie en frucht drage ûnder langer as koarter sinneljocht.
Under de trije eleminten fan 'e omjouwing is ljochtintensiteit in wichtige basis foar it selektearjen fan keunstmjittige ljochtsboarnen. Op it stuit binne d'r in protte manieren om ljochtintensiteit út te drukken, ynklusyf de folgjende trije ynklusyf.
(1) Illumination ferwiist nei it oerflak tichtheid fan Luminous Flux (Luminous Flux per ienheidsgebiet) ûntfongen op it ferljochte plane, yn Lux (LX).

(2) fotosynteetchetysk aktive strieling, par, ienheid: w / m².

(3) De fotosynteeftysk effektyf Foton FLUX-tichter as PPF is it oantal fotosynhetysk effektyf dat berikt of trochgiet: lein / (m² · s) .main ferwiist nei de ljochtintensiteit fan 400 ~ 700nm direkt yn ferbân mei fotosynthese. It is ek de meast foarkommende brûkte yndikator fan ljochtintensiteit yn it fjild fan plantproduksje.

Ljochte boarne-analyse fan typysk oanfoljend ljochtsysteem
Keunstsoanfolle is om de ljochtintensiteit te ferheegjen yn it doelgebiet of de ljochte tiid te ferheegjen troch in oanfolling ljochtsysteem te ynstallearjen om de ljochte fraach fan planten te ferfoljen. Algemien sprekke, omfettet it oanfolle ljochtsysteem oanfolling foar oanfoljende ljochtapparatuer, sirkwy en syn kontrôle systeem. Oanfoljende ljochte boarnen omfetsje foaral ferskate soarten, lykas glânzend lampen, fluorescerende lampen, metalen erfige lampen, natriëlampen en leden. Fanwegen de lege elektryske en optyske effisjinsje fan gloeilampen, lege fotosynthetyske enerzjy-effisjinsje en oare tekoarten, it is eliminearre troch de merke, sadat dit artikel gjin detaillearre analyse is eliminearre.

■ Fluorescerende lampe
Fluorescerende lampen hearre ta it type mei lege druk fan gasdiskaart. De glêzen buis is fol mei kwikdamp as inert gas, en de binnenste muorre fan 'e buis is bedekt mei fluorescerende poeder. De ljochte kleur farieart mei it fluorescent materiaal bedekt yn 'e buis. Fluorescerende lampen hawwe goede spektrale prestaasjes, hege ljochte effisjinsje, lege krêft, langer libben (12000h) yn ferliking mei gloeilampen, en relatyf lege kosten. Om't de fluorescerende lamp sels minder waarmte útmakket, kin it tichtby de planten wêze foar ferljochting en is geskikt foar trijedimensjonele kultivaasje. De spektrale yndieling fan 'e fluorescerende lamp is lykwols ûnredelik. De meast foarkommende metoade yn 'e wrâld is om reflektors ta te foegjen om de effektive ljochtboarne komponinten te maksimalisearjen fan' e gewaaksen yn it kultivaasjegebiet. Japansk Adv-Agri Company hat ek in nij type oanfoljende ljochtboarne HEFL ûntwikkele. HEFL heart eins yn 'e kategory fluorescerende lampen. It is de algemiene term foar gûlde katode fluorescerende lampen (CCFL) en eksterne elektrode fluorescerende lampen (EEFL), en is in mingde elektrode fluorende lamp. De HEFL TUBE is ekstreem dun, mei in diameter fan mar sawat 4mm, en de lingte kin oanpast wurde fan 450mm oant 1200mm neffens de behoeften fan kultivaasje. It is in ferbettere ferzje fan 'e konvinsjonele fluorescerende lamp.

■ metalen halde lamp
It metalen halde-lamp is in hege-yntinsiteit ûntslach dy't ferskillende eleminten kin optein meitsje troch ferskate metaal te produsearjen (Tin Bromide, natriumbuorren yn 'e ûntslachklier op basis fan in hege druk kwaklamp. Halle-lampen hawwe hege ljochte effisjinsje, hege macht, goede ljochtkleur, lang libben, en grut spektrum. Om't de ljochte effisjinsje lykwols leger is as dat fan natriumlampen, en it libben is koarter dan dy fan natriëlampen, it wurdt op it stuit allinich brûkt yn in pear plantfabriken.

■ natriëlampe
Hide-druk-natriumlampen hearre ta it type fan 'e hege druk fan hege druk fan hege druk. De hege druk natriërampe lampe is in hege effisjinsje-natrium-natrium-damp is ynfold, en in lyts bedrach fan Xenon (XE) en Mercury Metal Halide wurde tafoege. Om't hege druk foar hege druk fan hege druk hege elektro-optyske konversje-tapassen binne, binne hege druk foar hege druk foar hege druk dy't it meast brûkt wurdt yn 'e tapassing fan oanfoljend ljocht yn agraryske foarsjenningen. Fanwegen de tekoarten fan lege fotosynthetyske effisjinsje yn har spektrum, hawwe se de tekoarten fan affisjinsje fan lege enerzjy. Oan 'e oare kant hawwe de spektrale komponinten mei hege druk foar hege druk dy't fral konsintreare binne yn' e giel-oranje ljochtband, dy't it reade en blauwe spektra nedich is foar plantgroei.

■ Ljochte emitting-diade
As in nije generaasje fan ljochte boarnen hawwe, hawwe ljochtemittende dioden (LED's), lykas hegere elektro-optyske konverzje foar elektro-optyske konverzje, ferstelbere spektrum, en hege fotosynetyske effisjinsje. LED kin emit monochromatysk ljocht nedich foar plantegroei. Yn fergeliking mei gewoane fluorescerende lampen en oare oanfoljende ljochte boarnen, hat de foardielen fan enerzjybesparjende, miljeubeskerming, lang libben, monochromatyske ljocht, kâlde ljochtboarne ensafuorthinne. Mei de fierdere ferbettering fan 'e elektro-optyske effisjinsje fan LED's en de fermindering fan kosten feroarsake troch it skaaleffekt, sille LED Grow-ferljochtingssystemen de mainstream-apparatuer wurde foar oanfolling yn agraryske foarsjenningen. As resultaat binne LED Grow-ljochten oer 99,9% plantfabriken tapast.

Troch fergeliking kinne de skaaimerken fan ferskate oanfoljende ljochte boarnen dúdlik begrepen wurde, lykas werjûn yn Tabel 1.

Mobylljochtapparaat
De yntinsiteit fan it ljocht is nau besibbe oan 'e groei fan gewaaksen. Trije-dimensjonale kultivaasje wurdt faak brûkt yn plantfabriken. Fanwegen de beheining fan 'e struktuer fan' e kultivaasjele racks, sille de uneven ferdieling fan ljocht en temperaasjes tusken de racks ynfloed hawwe op 'e opbringst fan' e gewaaksen en de rispingeperioade sil net syngronisearre wurde. In bedriuw yn Peking hat mei súkses ûntwikkele in hantlieding fan in hantlieding fan in hantlieding (HPS Lighting-fixture en LED Growing Fongent) om it omslach te draaien en de winder dy't fêstmakke troch te skodzjen om de lytse film opnij te draaien om it doel te berikken om it draadkoop te trekkene en te ferwiderjen. De draadkoop fan it groeidjocht is ferbûn mei it windingwiel fan 'e lift troch meardere sets fan omkearing om it effekt te berikken fan it oanpassen fan' e hichte fan it groeidljocht. Yn 2017 ûntwurp en ûntwikkele it hjirboppe neamde bedriuw in nij mobylfolle-oanfolling, dy't de ljochte oanfolling fan 'e ljochte oanfolling oan kin oanpasse yn' e reale tiid neffens it ferlitten fan gewaaksgroei. It oanpassingapparaat is no ynstalleare op 'e 3-laach ljochtboarne opheffen Type Type Trije-dimensjonale kultivaasjele rack. De boppeste laach fan it apparaat is it nivo mei de bêste ljochte tastân, dus it is foarsjoen fan natriëlampen fan hege druk; De middelste laach en de boaiemlaach binne foarsjoen fan LED Grow Ljochten en in opheffing oanpassingssysteem. It kin automatysk de hichte oanpasse fan it groeit ljocht om in geskikte ferljochtomjouwing te leverjen foar de gewaaksen.

Yn ferliking mei it oantsjutting fan it mobyl ljochtopstart foar Twadmolie foar trijen fan mobyl foar trijedimensjonale kultivaasje, hat Nederlân in horizontaal beweegbere LED-groeid ljochtfoljocht. Om de ynfloed fan 'e skaad te foarkommen fan' e groeit ljocht yn 'e groei fan planten yn' e sinne kinne it groeitspelsel wurde skood oan beide kanten troch it teleskopy-slide yn 'e horizontale directe, sadat de sinne folslein is bestralende op 'e planten; Op bewolkt en reinige dagen sûnder sinneljocht, druk it groeit ljochtsysteem oan 'e midden fan' e beugel om it ljocht fan it ljochte ljochtsysteem lykweardich te foljen; Ferpleatse it groeit ljochtsysteem horizontaal troch it slide op 'e beugel, foarkomme faak wikseljend fan it groeit ljochtsysteem, en ferminderje de arbeidintensiteit, dus effektyf ferbetterjen fan wurkferfier ferbetterje.

Untwerp-ideeën fan typysk groeie ljochtsysteem
It is net lestich om te sjen fan it ûntwerp fan it ûntwerp fan it ûntwerp fan it oanmelding fan it oanfolling fan it plantfabryk nimt normaal de ljochtwaliteit en fotoperiodparameters fan ferskate geweargroeiperioaden as de kearnynhâld fan it ûntwerp , Fertrouwe op it yntelliginte kontrôle-systeem om te ymplementearjen, it berikke fan it ultime doel fan enerzjybesparring en hege opbringst.

Op it stuit is it ûntwerp en konstruksje fan oanfoljend ljocht foar Leafy-grienten stadichoan matureare. Bygelyks Leafske grienten kinne wurde ferdield yn fjouwer stadia: seedling poadium, mid-groei, lette groei, en einfase; Fruit-grienten kinne wurde ferdield yn seedling poadium, vegetative groei poadium, bloeiende poadium, en rispje. Fan 'e attributen fan oanfoljende ljochtintensiteit, soe de ljochtintensiteit yn' e seedlingstadium in bytsje leger wêze moatte, op 60 ~ 200 μmol / (M² · S), en dan tanimme. Leaflike grienten kinne maksimaal 100 ~ 200 berikke, en fruit grienten kinne 300 ~ 500 μmol berikke om de plantiteitseasiteit te garandearjen fan planten fotosynthese yn elke groeitperioade en ferfolje de behoeften fan hege opbringst; Yn termen fan ljochtkwaliteit is de ferhâlding fan read te blau is heul wichtich. Om de kwaliteit fan seedlings te ferheegjen en oermjittige groei te ferheegjen yn 'e seedlingfase, wurdt de ferhâlding fan read yn' t algemien yn 't algemien ynsteld op in leech nivo: 1], en dan stadichoan fermindere om oan' e behoeften fan plant te foldwaan Lichte morfology. De ferhâlding fan read oant blau nei blêden grienten kinne wurde ynsteld op (3 ~ 6): 1. Foar de fotoperiod, ferlykber mei de ljochtintensiteit, moat it in trend sjen litte fan tanimming fan 'e ferlinging fan' e groeierperioade, sadat Leafé grienten mear fotosynetyk hawwe foar fotosynteze. It ljochte oanfollingûntwerp fan fruchten en grienten sille yngewikkelder wêze. Neist de boppesteande basiswetten moatte wy rjochtsje op 'e ynstelling fan' e fotoperiod tidens de bloeiende perioade, en de bloeiende en frucht fan grienten moatte befoardere wurde, dus net nei backfire.

It is it wurdich te neamen dat de ljochtformule de ein behanneling moat befetsje foar ynstellings foar ljochte omjouwing. Bygelyks, trochgeande ljochte oanfolling kin it opbringst en kwaliteit fan hydropmjittige plantige siedling ferbetterje, of brûk uv-grouten en bleate grienten en reade blêden en reade blêden) fiedingsleffing.

Neist it optimalisearjen fan ljochte oanfolling foar selekteare gewaaksen, it ljochtboarne kontrôle systeem fan guon keunstmjittige plantablories hat de lêste jierren ek rap ûntwikkele. Dit kontrôlesysteem is oer it algemien basearre op de B / S-struktuer. Op ôfstân kontrôle en automatyske kontrôle fan miljeufaktoaren, lykas temperatuer, Luchtich, ljocht, en CO2-konsintraasje wurde troch WiFi, en tagelyk in produksjemetoade dy't net beheind is troch eksterne omstannichheden. Dit soarte fan yntelliginte ljochtsysteem brûkt LED-seksje LED-fixture as oanfoljende ljochtboarne, kombineare mei de behoefte kontrôle, is foaral geskikt foar ljochtkontrôle plantkultive-kultivaasje omjouwing, en kin de fraach .

Opmerkingen slute
Plantfabriken wurde beskôge as in wichtige manier om wrâldboarne, befolking en miljeu-problemen op te lossen, en in wichtige manier om iten te berikken yn takomstige mei-tech-projekten. As in nij soarte fan agraryske produksjemetoade, binne plantfabriken noch yn 'e learen en groeiestadium, en mear oandacht en ûndersyk binne nedich. Dit artikel beskriuwt de skaaimerken en foardielen fan mienskiplike oanfoljende ferljochtingsmetoaden yn plantfabriken, en yntroduseart de ûntwerpideeën fan typyske gewaakslike ferljochtingssystemen. It is net lestich om te finen troch fergeliking te finen, om te behanneljen feroarsake troch swier waar, hege en stabile produksje fan fasiliteitsrjochtens is it meast yn oerienstimming mei hjoeddeistige ûntwikkeling trends.

De takomstige ûntwikkeling fan 'e plantekabriksjes moatte fokusje op nije hege-presyzje, lege kosten, op ôfstân kontrolearber, ferstelbere spektrum ferljochte apparaatsystemen en saakkundige kontrôle systemen. Tagelyk sille de takomstige plantfabriken trochgean te ûntwikkeljen nei it ûntwikkeljen fan lege kosten, yntelligint en selsadaponing. It gebrûk en popularisaasje fan LED-groeiende ljochte boarnen leverje garânsje foar omjouwings miljeu-kontrôle fan plantfabriken. LED Light Omjouwing regeljouwing is in komplekse proses wêrby't wiidweidige regeljouwing fan ljochtkwaliteit, ljochtintensiteit, en fotoperiad. Relevante saakkundigen en wittenskippers moatte yn-djipte ûndersyk útfiere, dy't LED oanfolling opljochting befoarderje yn keunstmjittige ljochte plantaboaren.