RU217433U1 - LED phytolamp - Google Patents
LED phytolamp Download PDFInfo
- Publication number
- RU217433U1 RU217433U1 RU2022132926U RU2022132926U RU217433U1 RU 217433 U1 RU217433 U1 RU 217433U1 RU 2022132926 U RU2022132926 U RU 2022132926U RU 2022132926 U RU2022132926 U RU 2022132926U RU 217433 U1 RU217433 U1 RU 217433U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- group
- led
- red
- blue
- leds
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Полезная модель относится к светодиодным источникам света для растениеводства и может быть использована для стимулирования роста растений путем регулировки и поддержания на необходимом уровне излучения светодиодов разного цвета свечения. Технический результат достигается за счет того, что в светодиодном фитосветильнике, содержащем корпус, источник питания, драйвер группы красных светодиодов, группу красных светодиодов, драйвер группы синих светодиодов и группу синих светодиодов, датчик освещенности группы синих светодиодов и датчик освещенности группы красных светодиодов, дополнительно введены драйвер группы ультрафиолетовых светодиодов и группа ультрафиолетовых светодиодов, датчик освещенности группы ультрафиолетовых светодиодов, микроконтроллер, соединенный с драйверами групп красных, синих и ультрафиолетовых светодиодов, и с датчиками освещенности групп красных, синих и ультрафиолетовых светодиодов. Технический результат - повышение продуктивности фотосинтеза, увеличение биомассы и урожая. The utility model relates to LED light sources for crop production and can be used to stimulate plant growth by adjusting and maintaining the radiation of LEDs of different glow colors at the required level. The technical result is achieved due to the fact that in the LED phytoluminaire, containing a housing, a power source, a driver of a group of red LEDs, a group of red LEDs, a driver of a group of blue LEDs and a group of blue LEDs, a light sensor of a group of blue LEDs and a light sensor of a group of red LEDs, additionally introduced a UV LED group driver and a UV LED group, an UV LED group light sensor, a microcontroller connected to the red, blue, and UV LED group drivers and to the red, blue, and UV LED group light sensors. The technical result is an increase in the productivity of photosynthesis, an increase in biomass and yield.
Description
Полезная модель относится к светодиодным источникам света для растениеводства и может быть использована для стимулирования роста растений путем регулировки и поддержания на необходимом уровне излучения светодиодов разного цвета свечения.The utility model relates to LED light sources for crop production and can be used to stimulate plant growth by adjusting and maintaining the radiation of LEDs of different glow colors at the required level.
Известен линейный светодиодный фитосветильник (патент РФ №2709465, МПК F21S 4/24, A01G 7/04, опубл. 18.12.2019, бюл. № 35), содержащий алюминиевый корпус, светодиодную ленту, установленную в нижней части алюминиевого корпуса, и канал для принудительного водяного охлаждения, причем светодиодная лента содержит светодиоды красного, синего, желтого и УФ-спектра свечения, при этом на каждом светодиоде устанавливается линза, создающая световой луч с углом 60°.A linear LED phytolamp is known (RF patent No. 2709465, IPC F21S 4/24, A01G 7/04, publ. 12/18/2019, bull. No. 35), containing an aluminum housing, an LED strip installed in the lower part of the aluminum housing, and a channel for forced water cooling, and the LED strip contains LEDs of red, blue, yellow and UV emission spectrum, while each LED is equipped with a lens that creates a light beam with an angle of 60 °.
Недостатком данного устройства является отсутствие возможности регулирования интенсивности свечения светодиодов каждого спектра.The disadvantage of this device is the inability to control the intensity of the LEDs of each spectrum.
Известно светоизлучающее устройство, источник света на основе СИДа (светоизлучающего диода) для растениеводства и промышленное предприятие по выращиванию растений (патент РФ № 2580325, МПК F21S 8/04, H01L 33/50, А01G 7/00, опубл. 10.04.2016, бюл. № 10), содержащее источник света на основе СИДа (светоизлучающего диода) для растениеводства, в который входят светодиоды красного и синего спектра и герметизирующая смола, содержащая люминофор, которая покрывает кристаллы светодиодов.A light emitting device, a light source based on LED (light emitting diode) for crop production and an industrial plant for growing plants is known (RF patent No. 2580325, IPC F21S 8/04, H01L 33/50,
Недостатком данного светоизлучающего устройства является отсутствие возможности регулирования интенсивности свечения светодиодов каждого спектра.The disadvantage of this light-emitting device is the inability to control the intensity of the glow of the LEDs of each spectrum.
Известна управляемая осветительная система (патент РФ №2579746, МПК H05B 33/08, опубл. 27.08.2013, бюл. № 24), содержащая множество управляемых светодиодов, рассеивающий оптический элемент, определяющий доступный угловой диапазон излучения света, контроллер, запрограммированный с возможностью реализации множества различных схем светового излучения посредством применения набора предварительно запрограммированных управляющих параметров управляемых светодиодов, датчик света, информация с которого подается на контроллер и используется для создания различных схем светового излучения.A controlled lighting system is known (RF patent No. 2579746, IPC H05B 33/08, publ. 27.08.2013, bull. No. 24), containing a plurality of controllable LEDs, a diffusing optical element that determines the available angular range of light emission, a controller programmed with the possibility of implementation a plurality of different light emission schemes by using a set of pre-programmed control parameters of controlled LEDs, a light sensor, information from which is fed to the controller and used to create various light emission schemes.
Недостатком данной системы является повышенная сложность и стоимость.The disadvantage of this system is the increased complexity and cost.
Известен фитосветодиодный модуль (патент РФ №186764, МПК А01G 7/04, опубл. 31.01.2019, бюл. № 4), содержащий группу светодиодов для растений с диапазоном излучения от 400 до 700 нм, варистор и самовосстанавливающийся предохранитель, блок питания, включающий в себя диодный мост, конденсатор, микросхему стабилизатора тока, токозадающий резистор, причем фитосветодиодный модуль выполнен в виде печатной платы с алюминиевым основанием, на которой методом автоматического поверхностного монтажа установлены светодиоды, варистор, самовосстанавливающийся предохранитель и все элементы блока питания.A phyto-LED module is known (RF patent No. 186764, IPC
Недостаток фитосветодиодного модуля заключается в повышенной сложности и отсутствии возможности раздельного регулирования интенсивности излучения в отдельных диапазонах спектра.The disadvantage of the phyto-LED module is the increased complexity and the lack of the possibility of separate regulation of the radiation intensity in certain spectral ranges.
Известно устройство для осуществления энергосберегающего импульсного облучения растений (патент РФ №2554982, МПК А01G 7/04, А01G 9/26, опубл. 10.07.2015, бюл. № 19), состоящее из преобразователя напряжения, трех групп светодиодов (красного, зеленого и синего спектра излучения), размещенных в корпусе, формирователей импульсов, блока управления, регуляторов параметров импульсов, задатчиков периодичности импульсов, задатчиков амплитуды импульсов, задатчиков продолжительности импульсов, задатчиков фазового угла импульсов, включенных в каждую группу светодиодов, вычислителя и датчика продуктивности растений.A device for implementing energy-saving pulsed irradiation of plants is known (RF patent No. 2554982, IPC
Однако, пульсации света для высших растений не имеют смысла, они адаптированы к непрерывному световому потоку Солнца. Таким образом, преобразование непрерывного излучения в импульсное сопряжено с потерями энергии, и не имеет смысла для высших растений. Кроме этого, присутствие зеленых лучей способствует повышению температуры воздуха в помещении. При этом увеличивается интенсивность дыхания у растений и падает интенсивность фотосинтеза. Избыточное освещение, сопровождающееся нагреванием воздуха и поверхности листа, будет способствовать снижению урожая.However, pulsations of light for higher plants do not make sense, they are adapted to the continuous light flux of the Sun. Thus, the conversion of continuous radiation into pulsed radiation is associated with energy losses and does not make sense for higher plants. In addition, the presence of green rays contributes to an increase in the air temperature in the room. At the same time, the intensity of respiration in plants increases and the intensity of photosynthesis decreases. Excessive lighting, accompanied by heating of the air and leaf surface, will reduce the yield.
Наиболее близким к заявляемой полезной модели является светодиодное осветительное устройство для теплицы на базе управления ПЛК (патент № CN205567191, МПК A01G 7/04, опубл. 21.04.2016), состоящее из мостовой рамы, программируемого логического контроллера (ПЛК), программатора, источника питания, блока светодиодов синего света, блока светодиодов красного света и блока светодиодов дальнего красного света, светодиодных датчиков синего, красного и дальнего красного света, драйверов светодиодов синего, красного и дальнего красного света, аналого-цифрового и цифроаналогового преобразователей, соединенных с ПЛК сигнальными линиями RS485.The closest to the claimed utility model is a LED lighting device for a greenhouse based on PLC control (patent No. CN205567191, IPC
Недостатком данной системы является повышенная сложность из-за отсутствия возможности моделировать природные условия освещения растений в разных природно-климатических зонах, в частности, в высокогорье, отсутствие возможности дополнительной стимуляции роста, развития, продуктивности растений.The disadvantage of this system is the increased complexity due to the inability to simulate the natural conditions of plant lighting in different natural and climatic zones, in particular, in the highlands, the lack of the possibility of additional stimulation of growth, development, and productivity of plants.
Задача, на решение которой направлена заявляемая полезная модель, заключается в разработке светодиодного фитосветильника, обеспечивающего возможность раздельного регулирования излучения светодиодов разного спектра свечения, и не влияющего на климатические факторы помещения.The task to be solved by the claimed utility model is to develop an LED phytolamp, which provides the possibility of separate regulation of the radiation of LEDs of different luminescence spectrum, and does not affect the climatic factors of the room.
Технический результат - повышение продуктивности фотосинтеза, увеличение биомассы и урожая.The technical result is an increase in the productivity of photosynthesis, an increase in biomass and yield.
Технический результат достигается за счет того, что в светодиодном фитосветильнике, содержащем корпус, источник питания, драйвер группы красных светодиодов, группу красных светодиодов, драйвер группы синих светодиодов и группу синих светодиодов, датчик освещенности группы синих светодиодов и датчик освещенности группы красных светодиодов, дополнительно введены драйвер группы ультрафиолетовых светодиодов и группа ультрафиолетовых светодиодов, датчик освещенности группы ультрафиолетовых светодиодов, микроконтроллер, соединенный с драйверами групп красных, синих и ультрафиолетовых светодиодов, и с датчиками освещенности групп красных, синих и ультрафиолетовых светодиодов.The technical result is achieved due to the fact that in the LED phytoluminaire, containing a housing, a power source, a driver of a group of red LEDs, a group of red LEDs, a driver of a group of blue LEDs and a group of blue LEDs, a light sensor of a group of blue LEDs and a light sensor of a group of red LEDs, additionally introduced a UV LED group driver and a UV LED group, an UV LED group light sensor, a microcontroller connected to the red, blue, and UV LED group drivers and to the red, blue, and UV LED group light sensors.
Поглощение света осуществляют специфические пигменты. Самый многочисленный пигмент - хлорофилл - наиболее эффективно поглощает красный (≥630 нм) и синий (450-480 нм) свет. Вспомогательные пигменты, такие как каротиноиды и ксантофиллы, поглощают некоторое количество синего и фиолетового (≤450 нм) света и передают его в реакционный центр фотосинтеза. В основном растения поглощают синий и красный цвет, а зеленый (от 510 до 550 нм) отражают или пропускают. Именно поэтому листья растений, в основном, зеленого цвета.Light absorption is carried out by specific pigments. The most numerous pigment - chlorophyll - most effectively absorbs red (≥630 nm) and blue (450-480 nm) light. Auxiliary pigments such as carotenoids and xanthophylls absorb some blue and violet (≤450 nm) light and transmit it to the photosynthesis reaction center. In general, plants absorb blue and red, while green (from 510 to 550 nm) reflects or transmits. That is why the leaves of plants are mostly green.
Известно, что спектры поглощения экстрактов из листьев растений подразделяются на три группы по расположению максимумом в средневолновом, длинноволновом ультрафиолете и в видимой части оптического диапазона [Колдаев В.М. Модификации спектров поглощения экстрактов из зеленых листьев. Бюллетень Ботанического сада-института ДВО РАН. 2014. № 11. С. 48-52; Колдаев В.М. Разновидности абсорбционных спектров этанольных извлечений из листьев растений. Известия Самарского научного центра Российской академии наук. 2014. Т. 16. № 5-5. С. 1793-1795.].It is known that the absorption spectra of extracts from plant leaves are divided into three groups according to the location of the maximum in the mid-wave, long-wave ultraviolet and in the visible part of the optical range [Koldaev V.M. Modifications of absorption spectra of extracts from green leaves. Bulletin of the Botanical Garden-Institute of the Far Eastern Branch of the Russian Academy of Sciences. 2014. No. 11. S. 48-52; Koldaev V.M. Varieties of absorption spectra of ethanol extracts from plant leaves. Proceedings of the Samara Scientific Center of the Russian Academy of Sciences. 2014. V. 16. No. 5-5. S. 1793-1795.].
Свет является источником энергии для фотосинтеза, причем максимум поглощения энергии хлорофиллами у листьев высших растений находится в синей и красной областях спектра. Кроме того, синий и красный свет играют ключевую роль в процессах фотоморфогенеза и фотопериодизма. Система рецепции синего и красного света включается в процессе прорастания и регулирует рост гипокотиля, распрямление гипокотильного крючка, рост семядолей, синтез антоцианов в проростке, синтез этилена. Интенсивность реакций прямо пропорциональна мощности светового потока.Light is a source of energy for photosynthesis, and the maximum absorption of energy by chlorophylls in the leaves of higher plants is in the blue and red regions of the spectrum. In addition, blue and red light play a key role in the processes of photomorphogenesis and photoperiodism. The blue and red light reception system is activated during germination and regulates the growth of the hypocotyl, the straightening of the hypocotyl hook, the growth of cotyledons, the synthesis of anthocyanins in the seedling, and the synthesis of ethylene. The intensity of the reactions is directly proportional to the power of the light flux.
Помимо фотосинтетически активной радиации (400-700 нанометров) растения подвергаются воздействию ультрафиолетового облучения. Ультрафиолет А может улучшить питательные качества культур, не оказывая вредного влияния на рост растений. При определенных дозах ультрафиолетовой радиации можно получить необходимые качества и свойства растений [Соколов А.В. Анализ эффективности облучения растений ультрафиолетовой радиацией в условиях защищенного грунта. Электротехнологии и электрооборудование в АПК. 2020. Т. 67. № 2 (39). С. 37-43.]In addition to photosynthetically active radiation (400-700 nanometers), plants are exposed to ultraviolet radiation. Ultraviolet A can improve the nutritional quality of crops without adversely affecting plant growth. At certain doses of ultraviolet radiation, it is possible to obtain the necessary qualities and properties of plants [Sokolov A.V. Analysis of the effectiveness of irradiation of plants with ultraviolet radiation in protected ground conditions. Electrical technologies and electrical equipment in the agro-industrial complex. 2020. V. 67. No. 2 (39). pp. 37-43.]
Рецепция ультрафиолета также вносит вклад в развертывание фотоморфогенетических программ. За обработку световых сигналов в ультрафиолетовом спектре отвечают фоторецепторы [Войцеховская О.В.Фитохромы и другие (фото)рецепторы информации у растений. Физиология растений. 2019. Т. 66. № 3. С. 163-177.]. Умеренные дозы ультрафиолетового излучения стимулируют производство хлорофиллов. Ультрафиолет увеличивает синтез фенольных и флавоноидных соединений с антиоксидантной активностью, что способствует увеличению адаптивного потенциала растений и устойчивости к неблагоприятным факторам.The reception of ultraviolet also contributes to the deployment of photomorphogenetic programs. Photoreceptors are responsible for processing light signals in the ultraviolet spectrum [Voitsekhovskaya O.V. Phytochromes and other (photo)receptors of information in plants. Physiology of plants. 2019. V. 66. No. 3. S. 163-177.]. Moderate doses of ultraviolet radiation stimulate the production of chlorophyll. Ultraviolet increases the synthesis of phenolic and flavonoid compounds with antioxidant activity, which helps to increase the adaptive potential of plants and resistance to adverse factors.
Ультрафиолетовое облучение, применяемое в заявляемой модели, позволяет создавать условия высокогорья, что важно для исследования процессов адаптации растений и оценки их толерантности к этому излучению, а также стимулировать рост и продукционный процесс [Акназаров О.А. Действие ультрафиолетовой радиации на рост, морфогенез и уровень гормонов высокогорных растений. - автореф. докт. дисс./ О.А. Акназаров. - Душанбе. - 1991. - 47 с.].Ultraviolet irradiation used in the proposed model allows you to create high altitude conditions, which is important for studying the processes of adaptation of plants and assessing their tolerance to this radiation, as well as stimulating growth and the production process [Aknazarov O.A. The effect of ultraviolet radiation on the growth, morphogenesis and hormone levels of alpine plants. - autoref. doc. diss. / O.A. Aknazarov. - Dushanbe. - 1991. - 47 p.].
Сущность конструкции состоит в использовании групп эффективных светодиодов красного, синего и ультрафиолетового цвета, где каждая группа светодиодов последовательно соединена с соответствующими драйверами, обеспечивающими возможность плавного регулирования тока групп светодиодов по сигналам от датчиков освещенности каждой группы светодиодов, что позволяет осуществлять управление фотоморфогенезом растений в помещении. Устройство изменяет соотношение красного, синего и ультрафиолетового участков спектра, в результате чего у растений активируются рецепторы синего, красного и ультрафиолетового света, и запускаются соответствующие реакции. Устройство позволяет моделировать в помещении условия освещения для светолюбивых и теневыносливых растений, условия освещения в горах и долинах, в различных географических широтах, а также в утренние, дневные и вечерние часы. При этом устройство не нагревает помещение и поверхность листьев, то есть не нарушает требуемый микроклимат в помещении, в результате чего обеспечиваются оптимальные условия для фотосинтеза и накопления биомассы растений.The essence of the design consists in the use of groups of efficient red, blue and ultraviolet LEDs, where each group of LEDs is connected in series with the corresponding drivers, which provide the possibility of smooth regulation of the current of the groups of LEDs according to the signals from the light sensors of each group of LEDs, which makes it possible to control the photomorphogenesis of plants in the room. The device changes the ratio of red, blue and ultraviolet parts of the spectrum, as a result of which blue, red and ultraviolet light receptors are activated in plants, and the corresponding reactions are triggered. The device allows you to simulate indoor lighting conditions for light-loving and shade-tolerant plants, lighting conditions in the mountains and valleys, at different geographical latitudes, as well as in the morning, afternoon and evening hours. At the same time, the device does not heat the room and the surface of the leaves, that is, it does not violate the required microclimate in the room, as a result of which optimal conditions are provided for photosynthesis and the accumulation of plant biomass.
На фигуре приведена структурная схема светодиодного фитосветильника.The figure shows a block diagram of an LED phytolamp.
Светодиодный фитосветильник содержит корпус 1, источник питания 2, вход которого подключен к электросети 220(230) В, к выходу источника питания 2 присоединены драйвер (регулируемый стабилизатор тока) группы красных светодиодов 3, драйвер (регулируемый стабилизатор тока) группы синих светодиодов 4 и драйвер (регулируемый стабилизатор тока) группы ультрафиолетовых светодиодов 5, группа красных светодиодов 6, соединенная последовательно с драйвером группы красных светодиодов 3, группа синих светодиодов 7, соединенная последовательно с драйвером группы синих светодиодов 4, группа ультрафиолетовых светодиодов 8, соединенная последовательно с драйвером группы синих светодиодов 5, датчик освещенности группы красных светодиодов 9, датчик освещенности группы синих светодиодов 10 и датчик освещенности группы ультрафиолетовых светодиодов 11, соединенные с микроконтроллером 12, который соединен с драйвером группы красных светодиодов 3, драйвером группы синих светодиодов 4 и драйвером группы ультрафиолетовых светодиодов 5.The LED phytoluminaire contains a housing 1, a
Светодиодный фитосветильник работает следующим образом.LED phytolight works as follows.
При подключении источника питания 2 к электросети переменного тока 220(230) В на его выходе появляется стабилизированное постоянное напряжение, которое поступает на драйвер группы красных светодиодов 3, работающих в диапазоне 650-660 нм, драйвер группы синих светодиодов 4, работающих в диапазоне 440-450 нм, и драйвер группы ультрафиолетовых светодиодов 5, работающих в диапазоне 365-395 нм, значение выходного тока которых определяет интенсивность свечения группы красных светодиодов 6, группы синих светодиодов 7, группы ультрафиолетовых светодиодов 8, интенсивность свечения групп светодиодов устанавливается автоматически по программе, заложенной в микроконтроллер 12 в зависимости от вида растений и в зависимости от времени суток, датчик освещенности красных светодиодов 9, датчик освещенности синих светодиодов 10 и датчик освещенности группы ультрафиолетовых светодиодов 11, соединенные с микроконтроллером 12. Применение датчика освещенности группы красных светодиодов 9, датчика освещенности группы синих светодиодов 10 и датчика освещенности группы ультрафиолетовых светодиодов 11 дает возможность плавно и точно регулировать интенсивность свечения групп светодиодов по программе, заложенной в микроконтроллер 12, что позволяет добиться максимальной интенсивности роста растений.When
В частности, при выращивании рассады используют изменение соотношения ультрафиолетовых, синих и красных лучей следующим образом. В начале прорастания желательно, чтобы красных лучей было больше, чем синих и ультрафиолетовых, поэтому используют соотношение синие:красные лучи 1:3.In particular, when growing seedlings, a change in the ratio of ultraviolet, blue and red rays is used as follows. At the beginning of germination, it is desirable that there are more red rays than blue and ultraviolet rays, so a ratio of blue:red rays of 1:3 is used.
После появления первых настоящих листьев желательно увеличить долю синего света: соотношение синие:красные лучи 3:1. Это позволяет нарастить хорошую корневую систему. Максимальный стимулирующий эффект при кратковременном УФ-облучении растений наблюдается на ранних этапах органогенеза [Гончарова Л.И. Влияние ультрафиолетового излучения на рост, развитие и продуктивность яровой пшеницы. Автореф. дисс. … кандид. биол наук. Обнинск, Всероссийский научно-исследовательский институт сельскохозяйственной радиологии и агроэкологии, 1995].After the appearance of the first true leaves, it is desirable to increase the proportion of blue light: the ratio of blue: red rays is 3:1. This allows you to build a good root system. The maximum stimulating effect during short-term UV irradiation of plants is observed in the early stages of organogenesis [Goncharova L.I. Influence of ultraviolet radiation on the growth, development and productivity of spring wheat. Abstract diss. ... candida. biol sciences. Obninsk, All-Russian Research Institute of Agricultural Radiology and Agroecology, 1995].
Когда начинается набор зеленой массы, уменьшают долю синего: соотношение синие:красные лучи 1:3, это становится сигналом к ускоренному росту и развитию. Избыток синего спектра может привести к огромным размерам листьев и коротким междоузлиям.When the set of green mass begins, the proportion of blue is reduced: the ratio of blue: red rays is 1: 3, this becomes a signal for accelerated growth and development. An excess of blue spectrum can result in oversized leaves and short internodes.
Ультрафиолетовые лучи способствуют более раннему цветению растений. Имеет смысл увеличивать долю ультрафиолета при наборе зеленой массы до перехода к цветению. При ультрафиолетовом облучении может закладываться больше цветовых почек, особенно у короткодневных растений. Влияние ультрафиолета на репродуктивную систему растения выражается в фотоиндуцирующем воздействии через ускорение зацветания и дифференциации гаметофитов [Кравец Е.А., Гродзинский Д.М., Гуща Н.И. Влияние УФ-Б облучения на репродуктивную функцию растений HORDEUM VULGARE L Цитология и генетика. 2008. Т. 42. № 5. С. 9-16].Ultraviolet rays contribute to earlier flowering of plants. It makes sense to increase the proportion of ultraviolet when gaining green mass before the transition to flowering. Under ultraviolet irradiation, more color buds can be laid, especially in short-day plants. The influence of ultraviolet radiation on the reproductive system of a plant is expressed in a photo-inducing effect through the acceleration of flowering and differentiation of gametophytes [Kravets E.A., Grodzinsky D.M., Gushcha N.I. Influence of UV-B irradiation on the reproductive function of plants HORDEUM VULGARE L Cytology and Genetics. 2008. V. 42. No. 5. S. 9-16].
Кратковременное облучение ультрафиолетом (10-30 минут в день) способствует усилению роста различных видов сельскохозяйственных культур. Растения огурца, выращенные под УФА-светом, обладают более высоким фотосинтетическим потенциалом и повышенной транскрипцией генов, необходимых для фиксации углерода, по сравнению с растениями, выращенными при красном, зеленом или желтом свете [Ван Г., М. Гу, Дж. Цуй, К. Ши, Ю. Чжоу и Дж. Ю. 2009. Влияние качества света на ассимиляцию CO2, тушение флуоресценции хлорофилла, экспрессию генов цикла Кальвина и накопление углеводов у Cucumis sativus / J. Photochem. Photobiol., B 96: 30-37].Short-term exposure to ultraviolet light (10-30 minutes per day) enhances the growth of various types of crops. Cucumber plants grown under UVA light have higher photosynthetic potential and increased transcription of genes required for carbon fixation compared to plants grown under red, green, or yellow light [Wang G., M. Gu, J. Cui, K. Shi, Yu. Zhou, and J. Yu. 2009. Effect of light quality on CO2 assimilation, chlorophyll fluorescence quenching, Calvin cycle gene expression, and carbohydrate accumulation in Cucumis sativus / J. Photochem. Photobiol., B 96: 30-37].
УФ-А увеличивает массу корней в условиях засухи [М. Бернал, Л. Льоренс, Дж. Бадоса, Д. Вердагер, Взаимодействие УФ-излучения и доступности воды на сеянцы шести древесных средиземноморских видов, Physiol. Plant. 147 (2013) 234-247].UV-A increases root mass under drought conditions [M. Bernal, L. Llorens, J. Badosa, D. Verdaguer, Interaction of UV radiation and water availability on seedlings of six arboreal Mediterranean species, Physiol. Plant. 147 (2013) 234-247].
Ультрафиолет способствует увеличению размера листьев и сухой массы растения [Чанг, Чун-Лян и Куанг-Пи Чанг. Реакция роста листового салата на разных стадиях на светоизлучающие диоды с несколькими диапазонами длин волн. Scientia Horticulturae 179 (2014): 78-84].Ultraviolet helps to increase the size of the leaves and the dry weight of the plant [Chang, Chun-Liang and Kuang-Pi Chang. Response of lettuce growth at different stages to light-emitting diodes with several wavelength ranges. Scientia Horticulturae 179 (2014): 78-84].
В период цветения следует увеличить долю красных лучей: соотношение синие:красные лучи 1:5 и досветку ультрафиолетом для увеличения урожая.During the flowering period, the proportion of red rays should be increased: the ratio of blue: red rays is 1: 5 and additional illumination with ultraviolet light to increase the yield.
Чистая продуктивность фотосинтеза (ЧПФ) определяется как накоплением вещества при фотосинтезе, так и его расходом в процессе дыхания. Она характеризует интенсивность фотосинтеза посева и измеряется количеством сухой массы растений (г), которое синтезирует 1 м2 листовой поверхности за 1 сут. ЧПФ определяется за какой-либо период или в среднем за вегетацию:The net productivity of photosynthesis (NPP) is determined both by the accumulation of a substance during photosynthesis and its consumption during respiration. It characterizes the intensity of photosynthesis of crops and is measured by the amount of dry mass of plants (g), which synthesizes 1 m 2 of the leaf surface in 1 day. NPF is determined for any period or on average for the growing season:
ЧПФ = (В2 - В1)/ФП,NPF \u003d (B 2 - B 1 ) / FP,
где В1 и В2 - сухая масса растений с единицы площади в конце и в начале периода, ФП - фотосинтетический потенциал.where B 1 and B 2 - dry weight of plants per unit area at the end and at the beginning of the period, FP - photosynthetic potential.
ФП= S × Т,FP \u003d S × T,
где S - средняя за период площадь листьев (полусумма площадей листьев за два последующих определения), тыс. м2/га; Т - продолжительность периода, сут.where S is the average leaf area for the period (half the sum of the leaf areas for two subsequent determinations), thousand m 2 /ha; T is the duration of the period, days.
В таблице приведены результаты сравнительных исследований по воздействию светодиодных фитосветильников - заявленного и по прототипу, а также результаты по освещению полным спектром.The table shows the results of comparative studies on the effects of LED phytolamps - the claimed and the prototype, as well as the results of full spectrum lighting.
Интенсивность освещения фитосветильниками была одинаковой в трех вариантах. У растений огурца ЧПФ не определяли в связи с повторяющимися сборами зеленцов.The intensity of illumination by phytolamps was the same in three variants. In cucumber plants, NPP was not determined due to repeated collections of greens.
Как видно из таблицы 1, при освещении светом одинаковой интенсивности, включающим полный спектр и набор красных, дальних красных и синих лучей, ФП и ЧПФ почти не изменялись у растений пшеницы, огурца и картофеля. Добавление ультрафиолетовых лучей привело к увеличению ФП, ЧПФ и урожая растений.As can be seen from Table 1, when illuminated with light of the same intensity, including the full spectrum and a set of red, far red, and blue rays, the PP and NPP almost did not change in wheat, cucumber, and potato plants. The addition of ultraviolet rays led to an increase in FP, NFP and plant yield.
Таким образом, светодиодный фитосветильник, содержащий корпус, источник питания, группу красных светодиодов, группу синих светодиодов и группу ультрафиолетовых светодиодов, в котором каждая группа светодиодов снабжена драйвером, подключенным к выходу источника питания, и датчиком освещенности, соединенным с микроконтроллером, управляющим драйверами каждой группы светодиодов, что обеспечивает повышение продуктивности фотосинтеза, увеличение биомассы и урожая.Thus, an LED phytoluminaire containing a body, a power source, a group of red LEDs, a group of blue LEDs and a group of ultraviolet LEDs, in which each group of LEDs is equipped with a driver connected to the output of the power source, and a light sensor connected to a microcontroller that controls the drivers of each group LEDs, which provides an increase in the productivity of photosynthesis, an increase in biomass and yield.
Claims (1)
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU217433U1 true RU217433U1 (en) | 2023-03-31 |
Family
ID=
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2680590C1 (en) * | 2018-05-25 | 2019-02-22 | Сергей Сергеевич Капитонов | Led lighting system for greenhouses |
US10398090B2 (en) * | 2016-09-25 | 2019-09-03 | Illum Horticulture Llc | Method and apparatus for horticultural lighting to better simulate the sun |
RU206336U1 (en) * | 2021-04-12 | 2021-09-06 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Белгородский государственный аграрный университет имени В.Я. Горина" | Plant irradiation device |
RU2758473C2 (en) * | 2019-12-31 | 2021-10-28 | Евгений Юрьевич Дашевский | Method for growing plants by the method of flow hydroponics and the device for its implementation |
RU2777658C1 (en) * | 2021-12-01 | 2022-08-08 | Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Федеральный научный агроинженерный центр ВИМ" (ФГБНУ ФНАЦ ВИМ) | Led liquid phyto-irradiator of circular irradiation for plants |
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US10398090B2 (en) * | 2016-09-25 | 2019-09-03 | Illum Horticulture Llc | Method and apparatus for horticultural lighting to better simulate the sun |
RU2680590C1 (en) * | 2018-05-25 | 2019-02-22 | Сергей Сергеевич Капитонов | Led lighting system for greenhouses |
RU2758473C2 (en) * | 2019-12-31 | 2021-10-28 | Евгений Юрьевич Дашевский | Method for growing plants by the method of flow hydroponics and the device for its implementation |
RU206336U1 (en) * | 2021-04-12 | 2021-09-06 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Белгородский государственный аграрный университет имени В.Я. Горина" | Plant irradiation device |
RU2777658C1 (en) * | 2021-12-01 | 2022-08-08 | Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Федеральный научный агроинженерный центр ВИМ" (ФГБНУ ФНАЦ ВИМ) | Led liquid phyto-irradiator of circular irradiation for plants |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6817284B2 (en) | Methods and devices for stimulating plant growth and growth with near-infrared and visible light | |
US11116143B2 (en) | Method and an apparatus for stimulation of plant growth and development with near infrared and visible lights | |
WO2013088829A1 (en) | Plant-cultivation illumination device | |
Ballaré et al. | Responses of light‐grown wild‐type and long‐hypocotyl mutant cucumber seedlings to natural and simulated shade light | |
US11297707B2 (en) | Lighting for root growth | |
EP3311656A1 (en) | A method for affecting plant growth and a plant growing system | |
CN111448905A (en) | Light-controlled tomato seedling method and illumination equipment | |
RU2454066C2 (en) | Light diode phyto-irradiator | |
Schwend et al. | Red light promotes compact growth of sunflowers | |
US8739465B2 (en) | Light sources and methods for illuminating plants to achieve effective plant growth | |
RU217433U1 (en) | LED phytolamp | |
Zou et al. | Effects of different spectra from LED on the growth, development and reproduction of Arabidopsis thaliana. | |
Lopez et al. | Introduction to specialty crop lighting | |
RU213976U1 (en) | LED phytolamp | |
Shin et al. | Effect of Light Emitting Diodes Treatment on Growth and Mineral Contents of Lettuce (Lactuca sativa L.'Chung Chi Ma') | |
CN111448904A (en) | Light-control cucumber seedling raising method and illumination equipment | |
Chang et al. | Testing of various monochromatic LED lights used in supplemental irradiation of lettuce in modern urban rooftop polytunnels | |
RU2764546C1 (en) | Method for illuminating plants from above when growing under protection, maintaining a constant value of the surface density of the photosynthetic flux at the leaf level in the process of growth, and system implementing said method | |
KR102610332B1 (en) | Method of cultivating barley or cassia sprouts with increased growth and increased content of physiologically active substances | |
Kárász et al. | Comparative Study on Plant Type Specific LED Light Source Design Parameters | |
Sugumaran et al. | Effect of light emitting diodes (LED) light on the productivity and quality of selected crops in a modular agricultural production system | |
CN113475344B (en) | Light-fertilizer interaction planting method for improving chlorophyll total amount and root activity of chlorophyll of chlorophytum comosum | |
RU2736336C1 (en) | Method for production of radish microgreen in the closed agrobiotechnological system | |
Levin et al. | Research of the Influence of Pulsed Radiation of the Blue and Red Ranges of the Spectrum on the Growth of Lactuca Sativa L | |
Sharma et al. | Greenhouse Climate Control for Flower Regulation in Ornamental Crops |