RU2462025C2 - Устройство для управления ростом или свойствами растений - Google Patents
Устройство для управления ростом или свойствами растений Download PDFInfo
- Publication number
- RU2462025C2 RU2462025C2 RU2009133037/13A RU2009133037A RU2462025C2 RU 2462025 C2 RU2462025 C2 RU 2462025C2 RU 2009133037/13 A RU2009133037/13 A RU 2009133037/13A RU 2009133037 A RU2009133037 A RU 2009133037A RU 2462025 C2 RU2462025 C2 RU 2462025C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- light
- plant
- specified
- growth
- plants
- Prior art date
Links
- 230000012010 growth Effects 0.000 title claims abstract description 28
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 16
- 230000008859 change Effects 0.000 claims abstract description 15
- 230000008569 process Effects 0.000 claims abstract description 14
- 238000004891 communication Methods 0.000 claims abstract description 9
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims abstract description 6
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims abstract description 3
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 claims description 99
- 229930002875 chlorophyll Natural products 0.000 claims description 34
- 235000019804 chlorophyll Nutrition 0.000 claims description 34
- ATNHDLDRLWWWCB-AENOIHSZSA-M chlorophyll a Chemical compound C1([C@@H](C(=O)OC)C(=O)C2=C3C)=C2N2C3=CC(C(CC)=C3C)=[N+]4C3=CC3=C(C=C)C(C)=C5N3[Mg-2]42[N+]2=C1[C@@H](CCC(=O)OC\C=C(/C)CCC[C@H](C)CCC[C@H](C)CCCC(C)C)[C@H](C)C2=C5 ATNHDLDRLWWWCB-AENOIHSZSA-M 0.000 claims description 33
- 230000005855 radiation Effects 0.000 claims description 22
- 230000029553 photosynthesis Effects 0.000 claims description 15
- 238000010672 photosynthesis Methods 0.000 claims description 15
- 238000005286 illumination Methods 0.000 claims description 12
- 230000033001 locomotion Effects 0.000 claims description 11
- 238000012546 transfer Methods 0.000 claims description 7
- 125000003118 aryl group Chemical group 0.000 claims description 6
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 5
- 230000001976 improved effect Effects 0.000 claims description 3
- 230000003851 biochemical process Effects 0.000 claims description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 7
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 abstract description 6
- 230000006978 adaptation Effects 0.000 description 11
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 230000008635 plant growth Effects 0.000 description 10
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 9
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 8
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 7
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 6
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 description 6
- 238000013528 artificial neural network Methods 0.000 description 5
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 description 5
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 5
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 5
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 4
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 4
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 4
- 230000019516 nonphotochemical quenching Effects 0.000 description 4
- 230000000243 photosynthetic effect Effects 0.000 description 4
- 238000010791 quenching Methods 0.000 description 4
- 230000000171 quenching effect Effects 0.000 description 4
- 239000002028 Biomass Substances 0.000 description 3
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 3
- 238000011161 development Methods 0.000 description 3
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 3
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 3
- XJLXINKUBYWONI-NNYOXOHSSA-N NADP zwitterion Chemical compound NC(=O)C1=CC=C[N+]([C@H]2[C@@H]([C@H](O)[C@@H](COP([O-])(=O)OP(O)(=O)OC[C@@H]3[C@H]([C@@H](OP(O)(O)=O)[C@@H](O3)N3C4=NC=NC(N)=C4N=C3)O)O2)O)=C1 XJLXINKUBYWONI-NNYOXOHSSA-N 0.000 description 2
- 108010060806 Photosystem II Protein Complex Proteins 0.000 description 2
- 230000003213 activating effect Effects 0.000 description 2
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 2
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 2
- 239000003337 fertilizer Substances 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 230000000877 morphologic effect Effects 0.000 description 2
- 238000005457 optimization Methods 0.000 description 2
- 230000035790 physiological processes and functions Effects 0.000 description 2
- 238000006862 quantum yield reaction Methods 0.000 description 2
- 230000005068 transpiration Effects 0.000 description 2
- 241000239223 Arachnida Species 0.000 description 1
- 241000894006 Bacteria Species 0.000 description 1
- 241000218631 Coniferophyta Species 0.000 description 1
- 101100126143 Escherichia coli O111:H- insF gene Proteins 0.000 description 1
- 241000233866 Fungi Species 0.000 description 1
- 241000238631 Hexapoda Species 0.000 description 1
- 241000700605 Viruses Species 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 230000001413 cellular effect Effects 0.000 description 1
- 239000001752 chlorophylls and chlorophyllins Substances 0.000 description 1
- 238000012272 crop production Methods 0.000 description 1
- 238000013016 damping Methods 0.000 description 1
- 230000007812 deficiency Effects 0.000 description 1
- 230000001066 destructive effect Effects 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000012167 epicuticular wax Substances 0.000 description 1
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 1
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 1
- 238000003306 harvesting Methods 0.000 description 1
- 230000036541 health Effects 0.000 description 1
- 239000004009 herbicide Substances 0.000 description 1
- 230000003054 hormonal effect Effects 0.000 description 1
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 description 1
- 238000001727 in vivo Methods 0.000 description 1
- 230000000977 initiatory effect Effects 0.000 description 1
- 230000002015 leaf growth Effects 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- 229930027945 nicotinamide-adenine dinucleotide Natural products 0.000 description 1
- 235000015097 nutrients Nutrition 0.000 description 1
- 235000016709 nutrition Nutrition 0.000 description 1
- 230000035764 nutrition Effects 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000005192 partition Methods 0.000 description 1
- 230000019935 photoinhibition Effects 0.000 description 1
- 230000035479 physiological effects, processes and functions Effects 0.000 description 1
- 239000000049 pigment Substances 0.000 description 1
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 230000027756 respiratory electron transport chain Effects 0.000 description 1
- 230000029058 respiratory gaseous exchange Effects 0.000 description 1
- 230000024053 secondary metabolic process Effects 0.000 description 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 1
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 description 1
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 description 1
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 1
- 230000015378 stomatal closure Effects 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
- 230000008093 supporting effect Effects 0.000 description 1
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
- 231100000331 toxic Toxicity 0.000 description 1
- 230000002588 toxic effect Effects 0.000 description 1
- 238000012549 training Methods 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
- 238000002054 transplantation Methods 0.000 description 1
- 238000002211 ultraviolet spectrum Methods 0.000 description 1
- 230000017260 vegetative to reproductive phase transition of meristem Effects 0.000 description 1
- 230000010356 wave oscillation Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/62—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light
- G01N21/63—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light optically excited
- G01N21/64—Fluorescence; Phosphorescence
- G01N21/6486—Measuring fluorescence of biological material, e.g. DNA, RNA, cells
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
- A01G—HORTICULTURE; CULTIVATION OF VEGETABLES, FLOWERS, RICE, FRUIT, VINES, HOPS OR SEAWEED; FORESTRY; WATERING
- A01G7/00—Botany in general
- A01G7/04—Electric or magnetic or acoustic treatment of plants for promoting growth
- A01G7/045—Electric or magnetic or acoustic treatment of plants for promoting growth with electric lighting
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
- A01G—HORTICULTURE; CULTIVATION OF VEGETABLES, FLOWERS, RICE, FRUIT, VINES, HOPS OR SEAWEED; FORESTRY; WATERING
- A01G9/00—Cultivation in receptacles, forcing-frames or greenhouses; Edging for beds, lawn or the like
- A01G9/24—Devices or systems for heating, ventilating, regulating temperature, illuminating, or watering, in greenhouses, forcing-frames, or the like
- A01G9/249—Lighting means
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06Q—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES; SYSTEMS OR METHODS SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G06Q50/00—Systems or methods specially adapted for specific business sectors, e.g. utilities or tourism
- G06Q50/02—Agriculture; Fishing; Mining
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
- H05B45/00—Circuit arrangements for operating light-emitting diodes [LED]
- H05B45/20—Controlling the colour of the light
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/62—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light
- G01N21/63—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light optically excited
- G01N2021/635—Photosynthetic material analysis, e.g. chrorophyll
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P60/00—Technologies relating to agriculture, livestock or agroalimentary industries
- Y02P60/14—Measures for saving energy, e.g. in green houses
Abstract
Устройство содержит по меньшей мере один светоизлучающий прибор, такой как светоизлучающий диод, предназначенный для освещения по меньшей мере одной части растения, по меньшей мере один светочувствительный датчик для измерения света, идущего от указанной по меньшей мере одной части растения, средства передачи информации, предназначенные для облегчения связи между указанным по меньшей мере одним светочувствительным датчиком, по меньшей мере одним светоизлучающим прибором и процессором. Процессор с помощью средств передачи информации считывает данные, поступившие от указанного по меньшей мере одного датчика, генерирует управляющий сигнал на основе полученных данных и исходной информации и затем на основе указанного управляющего сигнала с помощью средств передачи информации осуществляет управление указанным по меньшей мере одним светоизлучающим прибором для обеспечения улучшения роста и свойств растения. Светочувствительный датчик выполнен с возможностью контроля биохимических свойств растения путем измерения интенсивности падающего света в сочетании с измерением коэффициента отражения и/или световой флуоресценции. Процессор выполнен с возможностью изменения и улучшения биохимических свойств растения. Данное изобретение позволит контролировать условия окружающей среды, автоматически управлять ростом и/или свойствами растений, улучшать их качество, процесс выращивания и темп роста. 9 з.п. ф-лы, 1 ил.
Description
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
Данное изобретение относится к устройству для управления ростом или свойствами по меньшей мере одной части одного или более растений, содержащей хлорофилл.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Выращивание растений в контролируемых условиях, например в оранжереях, теплицах или хранилищах, обычно включает контроль условий окружающей среды растений и управление такими параметрами, как свет, давление водяного пара, температура, парциальное давление углекислого газа (СО2) и подвижность воздуха, для обеспечения регулирования микроклимата окружающей среды и оптимизации процессов роста и фотосинтеза опытным путем. Также возможно управление свойствами растения, к которым могут относиться количественные морфологические, физиологические и биохимические особенности по меньшей мере части растения. Так, из документа US 2003/0005626 А1, 09.01.2003 известно устройство для управления ростом или свойствами растения, включающее светодиоды, которые генерируют свет с различными длинами волн, датчик роста (камера, которая может отслеживать рост растения), датчики углекислого газа и влажности для измерения уровня углекислого газа и влажности в воздухе вблизи растения, устройство управления и вентилятор, который перемещает воздух и смешивает его с углекислым газом.
Во многих областях растениеводства важно иметь возможность определения физиологического состояния растения или группы растений для обеспечения представления реакции фотосинтеза с помощью алгоритмов или моделей регулирования микроклимата. Оптимизация фотосинтеза сельскохозяйственных культур или растительного материала может быть достигнута путем аккуратных и спланированных воздействий на условия выращивания, основанных на непосредственном управлении характерными процессами фотосинтеза. Соответствующие и кратковременные реакции растений используют при определении условий роста не только путем регулирования микроклимата, но также путем изменения процессов обработки, удобрений, качества и интенсивности освещения, качества урожая. Все эти реакции в конечном счете воздействуют на экономическую прибыль. Например, в лесной промышленности производится пересадка миллионов саженцев каждый год. Эти саженцы сначала выращивают в контролируемой окружающей среде и пересаживают в полевые условия во время очень специфических и критических периодов их развития. Однако в случае вечнозеленых хвойных деревьев на основе одного только физического внешнего вида трудно определить момент достижения саженцами такого физиологического состояния, при котором они могут быть успешно высажены на улицу. Кроме того, по внешнему виду растения может быть трудно определить, являются ли качество и интенсивность освещения в регулируемой окружающей среде оптимальными с точки зрения здоровья растения и экономической прибыли. Аналогично, раннее определение воздействия нагрузок на растения, влияния режимов удобрения и полива, физических повреждений на жизненную силу растения на основе его внешнего вида является затруднительным или даже невозможным. К тому времени, когда воздействие становится физически очевидным, урожай может миновать критическую точку, на которой еще возможно восстановление.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Чтобы эффективно управлять климатом, поливкой, питанием и режимом освещения тепличных сельскохозяйственных культур для обеспечения благоприятного регулирования и контроля роста и свойств сельскохозяйственных культур, необходимо применять "датчики состояния растения" и модели, встроенные в компонент устройства, обладающий прямой/обратной связью. Устройства с прямой связью, такие как лампы освещения, обеспечивают необходимые исходные условия для выращивания растения и могут предупреждать эффекты возмущений климата в теплице и окружающего освещения и воздействовать в пределах точно установленных границ. Специальные модели, разработанные для конкретных сортов сельскохозяйственных культур, должны быть основаны на данных, полученных от датчиков состояния растения и датчиков контроля роста (датчики урожайности), а также должны обеспечивать возможность оценки преимуществ изменения режимов выращивания (например, спектрального состава источника освещения) с обеспечением влияния на результат (например, время цветения) или его изменения. Данные, полученные датчиками урожайности, объединяют с алгоритмами на основе модели (программные датчики), и эта информация, в свою очередь, управляет конкретными изменениями интенсивности и/или качественного состава света, которые будут благоприятным образом влиять на процессы роста растения или его свойства.
Данное изобретение относится в целом к устройству для управления ростом растений или их свойствами путем: 1) измерения параметров окружающей среды растения, таких как температура, атмосферное давление, относительная влажность, содержание СО2, освещение, и биохимических свойств растения, 2) передачи результатов анализа и 3) управления устройством с помощью контура с прямой/обратной связью. Данное изобретение автоматически управляет ростом растения и/или свойствами по меньшей мере одной части по меньшей мере одного растения, содержащей хлорофилл. Это достигается путем изменения морфологических и/или биохимических характеристик, например фотосинтеза, гормональной стабилизации, вторичного метаболизма и свойств по меньшей мере одной части по меньшей мере одного растения, содержащей хлорофилл, для осуществления управления качеством сельскохозяйственных культур с точки зрения роста растения или управления его свойствами с точки зрения экономической выгоды.
В данном изобретении предложено устройство для управления ростом или свойствами по меньшей мере одной части одного или более растений, содержащей хлорофилл. Указанное устройство содержит:
- по меньшей мере один светоизлучающий прибор, такой как светоизлучающий диод (светодиод), предназначенный для освещения указанной по меньшей мере одной части растения,
- по меньшей мере один светочувствительный датчик, предназначенный для измерения света, идущего от указанной по меньшей мере одной части,
- средства передачи информации, предназначенные для облегчения связи между указанными по меньшей мере одним светочувствительным датчиком, по меньшей мере одним светоизлучающим прибором, и процессором.
Термин "измерение света" означает измерение освещенности, измерение интенсивности отраженного и переизлученного света, идущего от указанной по меньшей мере одной части растения. В одном варианте выполнения указанный по меньшей мере один светоизлучающий прибор расположен на минимальном расстоянии "d" от светоизлучающего прибора, которое составляет 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90, 100, 110, 120, 130, 140, 150 см. В одном варианте выполнения указанный по меньшей мере один светочувствительный датчик расположен на расстоянии "D" от светочувствительного датчика, которое составляет 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90, 100, 110, 120, 130, 140, 150 см.
Указанный процессор с помощью средств передачи информации считывает данные, поступающие от указанного по меньшей мере одного светочувствительного датчика, генерирует управляющий сигнал на основе полученных данных и справочной информации и затем на основе этого управляющего сигнала с помощью средств передачи информации осуществляет управление указанным по меньшей мере одним светоизлучающим прибором, таким как светоизлучающий диод (светодиод), для выполнения облучения указанной по меньшей мере одной части растения с обеспечением изменения или улучшения его роста и/или свойств.
Указанный датчик выполнен с возможностью контроля биохимических свойств растения путем измерения интенсивности падающего света в сочетании с измерением коэффициента отражения и/или световой флуоресценции, а указанный процессор выполнен с возможностью изменения и улучшения биохимических свойств растения на основании указанных контролируемых параметров.
В одном варианте выполнения указанный управляющий сигнал может использоваться для регулирования микроклимата теплиц, например изменения парциального давления СО2 в случае, если предложенное устройство содержит регулятор парциального давления СО2. Управляющий сигнал регулирует микроклимат с обеспечением изменения роста растения и его свойств. К неограничивающим целям изобретения относится улучшение качества растения, процесса выращивания и темпа роста.
В одном варианте выполнения устройство дополнительно содержит внешний светочувствительный датчик для измерения внешнего освещения.
В одном варианте выполнения справочная информация является "справочной информацией о состоянии", которая может быть статичной. "Справочная информация о состоянии" содержит параметр частоты света, описывающий, какая частота/частоты в какой момент(-ы) времени используется. Эти данные могут рассматриваться как исходная информация для потенциального изменения света, испускаемого указанным по меньшей мере одним светоизлучающим прибором. В случае использования нескольких таких приборов, излучающих свет с различными частотными характеристиками, управляющий сигнал осуществляет регулирование с определением того, какой светоизлучающий прибор должен работать и освещение какой интенсивности и продолжительности, а также какой частоты он должен излучать.
В одном варианте выполнения справочная информация может быть динамической, что означает возможность ее изменения в процессе выращивания и развития растения. Назначение справочной информации заключается в выполнении роли средств управления, приводящих к совершенствованию процесса выращивания и изменения свойств растения путем регулирования соответствующего управляющего сигнала. В одном варианте выполнения справочная информация базируется на алгоритмах, основанных на сочетании экспериментальных и теоретических данных.
В одном варианте выполнения справочная информация основана на по меньшей мере одной из следующих величин: флуоресценции хлорофилла и/или коэффициента отражения света листом. Таким образом, флуоресценция хлорофилла и/или коэффициент отражения света листом являются параметрами, которые могут быть использованы в качестве входных для справочной информации. Результатом этого является то, что на управляющий сигнал влияет по меньшей мере один из двух указанных параметров, что приводит к управлению ростом и свойствами растения.
В соответствии с данным изобретением устройство может контролировать и подвергать воздействию либо только часть растения, либо листовой полог, либо растение целиком, либо несколько растений. Контроль, осуществляемый процессором, может использоваться для контроля других растений или частей растений.
К преимуществам данного изобретения относится следующее.
- В изобретении учтена более высокая эффективность преобразования электрической энергии в световую энергию с необходимыми спектральными характеристиками.
- Изобретение способствует уменьшению испускания газа СО2 в тепличной промышленности, поскольку в предложенном изобретении для выращивания сельскохозяйственных культур свет используется более эффективно.
- Изобретение способствует уменьшению светового загрязнения атмосферы тепличной промышленностью, поскольку используется только освещение с такими спектральными характеристиками, которые обеспечивают поглощение и использование растениями большей части излучаемого света.
- Изобретение обеспечивает средства для проверки или оценки способности растений реагировать на условия выращивания или их изменения (например, на большее или меньшее количество света или даже на изменение спектрального состава освещения).
- Изобретение позволяет осуществлять непрерывный удаленный контроль путем управления фотофизическими, фотохимическими и фотосинтетическими параметрами, так как это позволяет обойти проблемы, связанные с изменениями локальных окружающих условий, с помощью измерительных датчиков, ограничивающих исследуемую листовую зону.
- Изобретение допускает "обучение" в соответствии с собственными потребностями растений с помощью использования искусственной нейронной сети для достижения растениями наилучших свойств в заданных условиях выращивания.
- Изобретение может использоваться для определения точного размещения исходя из положения датчиков, внешних воздействий, вызываемых недостатком воды, недостатком или излишком питательных веществ, влияния вирусов, грибков или бактерий, насекомых и паукообразных.
- Могут отображаться уровни дефицита воды.
- Могут отображаться эффекты воздействия токсичных смесей и гербицидов.
- Могут быть выявлены фотосинтетические мутанты неизвестного состава среди популяции растений.
- Использование данного изобретения приводит к улучшению вкусовых и ароматических свойств сельскохозяйственных культур, выращиваемых в теплицах (или в помещениях).
- Кроме того, использование данного изобретения приводит к экономии подводимой электрической энергии путем оптимизации/уменьшения коэффициента отражения света растением. Это достигается с помощью измерения светочувствительным датчиком при поддержании фотохимических процессов в диапазоне между оптимальной и максимальной производительностью фотосинтеза. Оптимальная производительность определяется как ситуация, когда фотосинтез и рост растения оптимальны, тогда как максимальная производительность - это любая ситуация, при которой энергия используется также для генерации ароматических и защитных соединений.
В одном варианте выполнения устройство дополнительно содержит набор светоизлучающих приборов. Это обеспечивает преимущество, заключающееся в возможности использования более сложной справочной информации. В одном варианте выполнения указанный набор светоизлучающих приборов испускает свет с различными частотными характеристиками, при этом испускаемый и/или отраженный свет относится по меньшей мере к одному из параметров, характеризующих процесс фотосинтеза.
В одном варианте выполнения светочувствительный датчик измеряет по меньшей мере одну интенсивность освещения, соответствующую длине волны по меньшей мере одного из следующих диапазонов: К (красный, 630-700 нм), ДК (дальний красный, 700-740 нм), БИК (ближний инфракрасный, 750-850 нм), ИК (инфракрасный, 850-1400 нм) или ФАР (фотосинтетически активная радиация, 400-700 нм). В этих диапазонах световой поток может столкнуться с флуоресцентным излучением, исходящим от части растения, содержащей хлорофилл.
В одном варианте выполнения светочувствительный датчик измеряет по меньшей мере одну интенсивность освещения, соответствующую длине волны С3 диапазона (сине-зеленый, 400-630 нм). В этом диапазоне световой поток может столкнуться с флуоресцентным излучением, исходящим от части растения, содержащей УФ-экранирующие соединения, и/или с производством и содержанием НАДФН (никотинамидадениндинуклеотид-фосфата).
В одном варианте выполнения светочувствительный датчик измеряет по меньшей мере одну интенсивность освещения, соответствующую длине волны БИК диапазона (ближний инфракрасный, 750-850 нм). В этом диапазоне световой поток может столкнуться с отражением от части растения той составляющей светового потока, которая не поглощается хлорофиллами.
В одном варианте выполнения светочувствительный датчик измеряет по меньшей мере одну интенсивность освещения, соответствующую длине волны ИК диапазона (850-1400 нм). В этом диапазоне световой поток может столкнуться с отражением, связанным с особенностями клеточного и структурного строения листьев растения и содержанием влаги.
В одном варианте выполнения светочувствительный датчик измеряет по меньшей мере одну интенсивность освещения, соответствующую длинам волн в диапазоне от 400 до 700 нм. В этом диапазоне световой поток может столкнуться с излучением, соответствующим определению ФАР, или фотосинтетически активной радиации.
В одном варианте выполнения контролируемое излучение относится к измерению по меньшей мере одного биохимического процесса по меньшей мере одной биохимической материи.
В одном варианте выполнения устройство дополнительно содержит по меньшей мере один вентилятор, предназначенный для обеспечения перемещения воздушного потока относительно по меньшей мере одной части растения, а управляющий сигнал дополнительно содержит сигнал для управляющего устройства вентилятора. Идея состоит в том, чтобы вызвать перемещение воздуха для обеспечения инициации тигмоморфоза и для нарушения пограничного слоя листа (для смешения набора газов вокруг листьев с обеспечением увеличения испарения, количества воды и поглощения CO2 и создания благоприятных условий для фотосинтеза).
В одном варианте выполнения указанный по меньшей мере один вентилятор расположен вблизи указанного по меньшей мере одного светоизлучающего прибора для осуществления его охлаждения.
В одном варианте выполнения указанный по меньшей мере один светочувствительный датчик может измерять либо флуоресценцию, либо параметры падающего света, либо интенсивность отраженного света в одном и том же интервале длин волн.
В одном варианте выполнения устройство дополнительно содержит один или более газовых счетчиков для измерения уровней содержания газа (например, содержания CO2 и относительной влажности) в воздухе, окружающем указанную по меньшей мере одну часть растения. Счетчик(-и) расположен(-ы) в пределах измерительного расстояния относительно указанного по меньшей мере одного растения и связан(-ы) с процессором.
В одном варианте выполнения устройство дополнительно содержит расходомер воздуха, предназначенный для измерения скорости воздуха в непосредственной близости от указанной по меньшей мере одной части растения и электрически связанный с процессором, а также датчик температуры, предназначенный для измерения температуры воздуха, окружающего указанную по меньшей мере одну часть растения, и электрически связанный с процессором.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
На фиг.1 показано схематичное изображение устройства.
ВАРИАНТЫ ВЫПОЛНЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ
На фиг.1 показано схематичное изображение устройства 1. Указанное устройство 1 измеряет и/или регулирует рост растения и свойства по меньшей мере одной части 2 одного или более растений, содержащей хлорофилл. В одном варианте выполнения устройство 1 измеряет биохимические и фотохимические свойства. Устройство 1 содержит по меньшей мере один светоизлучающий прибор 3 (в одном варианте выполнения им является диод (светодиод)), предназначенный для облучения указанной по меньшей мере одной части 2 растения, и по меньшей мере один светочувствительный датчик 4 для измерения света, идущего от указанной по меньшей мере одной части 2. Кроме того, указанное устройство 1 содержит средства 5 передачи информации, предназначенные для облегчения связи между по меньшей мере одним светочувствительным датчиком 4, по меньшей мере одним светоизлучающим прибором 3, служащим для облучения указанной по меньшей мере одной части 2, и процессором 6. Указанный процессор 6 содержит блок управления, который с помощью средств 5 передачи информации считывает данные, поступившие от по меньшей мере одного датчика 4, генерирует управляющий сигнал на основе полученных данных и справочной информации и затем на основе этого управляющего сигнала с помощью средств 5 передачи информации осуществляет управление указанным по меньшей мере одним светоизлучающим прибором 3 для обеспечения улучшения роста и/или свойств растения. При этом устройство 1 отличается тем, что указанный датчик (4) выполнен с возможностью контроля биохимических свойств растения путем измерения интенсивности падающего света в сочетании с измерением коэффициента отражения и/или световой флуоресценции, а указанный процессор выполнен с возможностью изменения и улучшения биохимических свойств растения на основании указанных контролируемых параметров.
В одном варианте выполнения указанное устройство 1 содержит набор светоизлучающих приборов 3, которые испускают свет с различными частотными характеристиками. Светоизлучающие приборы 3 в указанном наборе могут быть расположены либо по отдельности, либо вместе на общей несущей конструкции.
В одном варианте выполнения свет относится по меньшей мере к одному из характеристических параметров процесса фотосинтеза или по меньшей мере к одной биохимической материи.
В одном варианте выполнения указанный светочувствительный датчик измеряет по меньшей мере одну интенсивность освещения, соответствующую длине волны по меньшей мере одного из следующих диапазонов:
- С3 (сине-зеленый, 400-630 нм),
- К (красный, 630-700 нм),
- ДК (дальний красный, 700-740 нм),
- БИК (ближний инфракрасный, 750-850),
- ИК (инфракрасный, 850-1400 нм) и
- ФАР (фотосинтетически активная радиация, 400-700 нм).
В одном варианте выполнения устройство 1 дополнительно содержит по меньшей мере один вентилятор 7, предназначенный для обеспечения перемещения воздушного потока относительно указанной по меньшей мере одной части растения, и управляющий сигнал, дополнительно содержащий сигнал управления вентилятором. Для обеспечения получения сигнала управления вентилятором указанный по меньшей мере один вентилятор подключен к средствам 5 передачи информации, которые могут представлять собой локальную вычислительную сеть (ЛВС), беспроводную локальную вычислительную сеть или подключенный кабель связи в зависимости от изобретательности специалиста. В одном варианте выполнения вентилятор расположен в колпаке лампы и может быть активирован специально предназначенным для этого управляющим устройством 11 вентилятора.
В одном варианте выполнения указанный по меньшей мере один вентилятор расположен вблизи указанного по меньшей мере одного светоизлучающего прибора для осуществления его активного или принудительного охлаждения.
В одном варианте выполнения указанный по меньшей мере один вентилятор расположен на расстоянии от указанного по меньшей мере одного светоизлучающего прибора для осуществления его охлаждения.
В одном варианте выполнения устройство содержит матрицы светодиодов большой мощности и высокой эффективности, имеющие 9 рядов (или подгрупп, или кластеров), излучающих свет на длине волны в диапазонах от ультрафиолетового излучения в области В до инфракрасного излучения. Кроме того, имеется 9 независимых генераторов для независимого питания и регулирования каждого ряда светодиодов. Каждая из указанных матриц содержит микропроцессор, обеспечивающий управление светодиодами в контуре с приводом постоянного тока или тока с амплитудно-импульсной модуляцией. Генератор для каждого из указанных рядов может программироваться пользователем для обеспечения возможности изменения частоты и скважности модуляции.
В одном варианте выполнения датчики температуры размещены в соответствующих положениях для обеспечения контроля температуры (Tj) вблизи р-n переходов чипов светодиодов. В одном варианте выполнения каждый ряд светодиодов размещен на монтажной плате/подложке для обеспечения распределения тепловой нагрузки. Микропроцессор(-ы) может (могут) быть запрограммирован(-ы) с обеспечением выключения генератора (генераторов) в случае, если измеренная температура перехода превышает максимальную рабочую температуру. В одном варианте выполнения имеется система контроля окружающей среды, подключенная к предложенному устройству. Указанная система содержит термометр для измерения температуры окружающего воздуха, датчики общего света, газовые датчики (CO2, относительной влажности и другие).
В одном варианте выполнения устройство содержит фотодиоды с индивидуальными цветными светофильтрами.
В одном варианте выполнения имеется ПЗС-камера (камера на приборах с зарядовой связью) или другое устройство для формирования изображений, снабженное диском со сменными светофильтрами, который управляется шаговым двигателем.
В одном варианте выполнения указанный по меньшей мере один светоизлучающий прибор может быть снабжен корпусом с рефлекторами, обеспечивающими освещение определенного участка в заданном световом режиме. Кроме того, на корпусе прибора выполнены перегородки, обеспечивающие создание турбулентности воздуха вокруг листьев. В одном варианте выполнения для обеспечения создания воздушного потока, охлаждающего лампу, могут использоваться один или несколько вентиляторов. Корпус также способствует эффективной передаче теплоты светоизлучающим прибором. В одном варианте выполнения корпус имеет отверстие в торце, противоположном направлению распространения света, испускаемого лампой (лампами). Указанное отверстие обеспечивает возможность прохождения через него воздуха, что приводит к охлаждению в светоизлучающем приборе.
В одном варианте выполнения датчики расположены в корпусе или рядом со светоизлучающим прибором.
Процессор, управляющий лампой (лампами), предназначен для обеспечения следующих вариантов работы устройства.
- Светодиоды могут работать в импульсном режиме при максимальном токе с обеспечением получения света максимальной интенсивности в течение некоторого интервала времени. К неограничивающим примерам интервалов времени относятся интервалы в 1-3 секунды и от 0,5 до 5 секунд.
- Светодиоды могут работать в модулированном режиме, так называемом режиме "широтно-импульсной модуляции волновых колебаний". Скважность импульсов, являющаяся переменной, может изменять мощность на выходе светодиодов скачкообразно с резким повышением и спадом, в то время как сила тока поддерживается постоянной. Длительность импульса должна находиться в пределах от 20 мкс до 2,5 мс. В одном варианте выполнения длительность импульсов не превышает 500 мкс.
- Светодиоды могут работать в непрерывном режиме (при постоянном токе) с сохранением их типичных электрических характеристик.
- Светодиоды могут работать в импульсном режиме с увеличением их номинального тока в 4-5 раз при обеспечении интенсивного охлаждения.
В одном варианте выполнения устройство дополнительно содержит по меньшей мере одно приспособление для передачи информации с выходов измерительных датчиков и передачи управляющих сигналов к указанному по меньшей мере одному светодиоду, соединенному с указанными средствами передачи информации, которые могут представлять собой локальную вычислительную сеть (ЛВС), беспроводную локальную вычислительную сеть или подключенный кабель связи в зависимости от изобретательности специалиста.
В одном варианте выполнения производится изменение физиологии и морфологии растения для обеспечения благоприятного воздействия на высоту, разветвленность, удельную поверхность листьев, фенологию и биомассу растения.
В одном варианте выполнения осуществляется регулирование биохимических свойств растения для обеспечения изменения содержания ароматических веществ в ароматических сельскохозяйственных культурах.
В одном варианте выполнения осуществляется постоянный контроль урожайности и передача соответствующих данных.
В одном варианте выполнения управление урожайностью (ростом) производится согласно полученным сведениям и на основе управления подводимой электрической мощностью устройства.
В одном варианте выполнения любое изменение параметров выполняется специально согласно индивидуальным потребностям садовода и основывается на конкретных требованиях к выращиваемым культурам.
В одном варианте выполнения производится повышение или понижение синтеза хлорофилла и/или вспомогательных пигментов для обеспечения изменения биохимических свойств, приводящего к изменению окраски листьев растений.
В одном варианте выполнения светочувствительный датчик определяет начальный флуоресцентный параметр Fo. Это достигается путем управления светоизлучающим прибором в отсутствие (другого) внешнего освещения. Тогда как в присутствии внешнего освещения Fo оценивается исходя из показателя хлорофилла, измеряемого как логарифм R800/R550, где R - коэффициент отражения, а 800 и 550 - длины волны в нм. Коэффициент R отражения света измеряется светочувствительным датчиком 4.
В одном варианте выполнения в устройстве используется машинное зрение и обработка изображения с точки зрения многоспектрального коэффициента отражения для обеспечения определения максимальной проекционной поверхности листового полога нескольких растений (ТРСА) и максимальной проекционной поверхности листьев одного растения (TPLA).
В одном варианте выполнения может использоваться устройство, обеспечивающее средства идентификации фотосинтетических мутантов, выполняемой с помощью анализа их чувствительности к фотоингибированию путем измерения ФPSII до и после воздействия освещением, производимого при усиленном облучении интенсивным светом. Устройство также обеспечивает средства для возможности развития мутантов, требующих в зависимости от параметров окружающей среды особых условий обработки (повышенного уровня ФАР, низкого уровня ФАР, синего света, красного света, ультрафиолетового излучения, повышенного количества CO2).
В одном варианте выполнения может использоваться устройство, обеспечивающее средства для увеличения толщины листьев, выработки эпикутикулярного воска и устьичного регулирования.
В одном варианте выполнения могут быть реализованы различные алгоритмы.
Первый вариант выполнения алгоритма управления основан на флуоресценции хлорофилла, которая позволяет осуществить неинтрузивную, неразрушающую и повторяющуюся оценку фотосинтеза в естественных условиях с обеспечением получения данных о полной фотосинтетической квантовой производительности исходя из количественных показателей FV/Fm, фотохимической эффективности ФPSII фотосистемы II и коэффициентов гашения флуоресценции. Использование переменной флуоресценции для определения степени физиологической нагрузки на растущие растения является чувствительным, надежным, универсальным средством, обеспечивающим получение характеристик способности растений к использованию полученных фотонов.
Входными данными для алгоритма управления являются такие параметры, как показатели Fo, Fm, Fp, Ft (Fs), F'm и F'o растений, обеспечивающие получение величин, необходимых для расчета показателей FV/Fm, FV/Fo, ФPSII, Fs/Fo, F'v/F'm и коэффициентов гашения, таких как NPQ, qN и qL. Устройство обеспечивает средства активации и измерения переменной флуоресценции хлорофилла растений, размещенных под лампой (что подразумевает возможность размещения на ограниченной площади), при таких длинах волн, как длины волн флуоресценции хлорофилла 440, 690 и/или 735 нм. Устройство непрерывно оптимизирует условия выращивания для обеспечения получения быстрых темпов роста и высокого показателя адаптации путем достижения соответствующего и постоянного баланса между нефотохимическим гашением NPQ, qN и фотохимическим гашением qL флуоресценции хлорофилла.
К входным данным для алгоритма управления относятся такие параметры, как изменения устьичной проводимости. Существует корреляция между Fs и устьичной проводимостью. Производимый на основе этой корреляции соответствующий контроль Fs является полезным средством для определения того, когда должна быть произведена поливка, чтобы обеспечить поддержание состояния растения в пределах между состояниями недостатка и переизбытка потребляемой им воды. Кроме того, такой контроль обеспечивает средства для оценки способности закрытия устьиц, выполняемой с помощью контроля транспирации в темноте и/или реакции на изменения в интенсивностях транспирации вследствие воздействия конкретного светового излучения ограниченного спектрального состава. Устройство также может выдавать сигналы, обеспечивающие увеличение парциального давления CO2 в окружающей среде растения, и предоставляет средства для уменьшения показателя gs (устьичной проводимости) с обеспечением улучшения водного режима для облегчения предстоящего пересаживания растения. Переменными параметрами, используемыми для оценки устьичной проводимости, являются:
1. Fo (начальная или быстрая флуоресценция хлорофилла, измеренная в состоянии адаптации к темноте);
2. Ft и/или Fs (медленная или установившаяся флуоресценция хлорофилла (от нескольких секунд до часов)).
В одном варианте выполнения алгоритм управления основан на нейронной сети, выполненной в пределах системы. Модели, полученные с помощью указанной нейронной сети, обеспечивают системы идентификации и контроля, являющиеся специфичными для каждого вида растений, стадии роста, способности к росту при определенных запрограммированных условиях выращивания. Модели, полученные с помощью нейронной сети, используются для предсказания краткосрочных и длительных реакций и показателей различных растений. Такой алгоритм обеспечивает средства для получения наилучших показателей растений в определенный промежуток времени. Также он обеспечивает средства для быстрого обнаружения и идентификации растений, которые не достигают предсказанных (ожидаемых) наилучших показателей. Кроме того, указанный алгоритм обеспечивает средства для предсказания роста и "времени до сбора урожая" или времени и затрат, необходимых для обеспечения получения "минимальных критериев качества", на основе параметров, полученных из данных обучаемой нейронной сети. Алгоритм должен обучаться на основе экспериментальных данных о росте растений и путем контроля следующих параметров:
1. Температуры листьев;
2. Квантового выхода ассимиляции СО2;
3. Интенсивности излучения;
4. Переменной флуоресценции;
5. Стадии выращивания растений;
6. Изменений темпов роста растений;
7. Оценки содержания хлорофилла;
8. Оценки УФ-экранирующих соединений;
9. Оценки LAI (индекса листовой поверхности);
10. ТРСА (максимальной проекционной поверхности листового полога);
11. PRI (фотохимического коэффициента отражения);
PRI=(R531-R570)/(R531+R570);
12. Показателя хлорофилла как логарифма отношения R800/R550;
13. "Зеленой" NDVI (относительной разности вегетативного показателя)=(nir-g)/(nir+g), где "nir" - коэффициент отражения света на длине волны 800 нм, а "g" - коэффициент отражения света на длине волны 550 нм;
14. Вида и/или культурного сорта растения.
В одном варианте выполнения устройства алгоритм управления основан на операциях обработки, предназначенных для инициации открытия устьиц. Устройство обеспечивает средства для активации управления устьичным открытием путем применения светового излучения с длиной волны, лежащей в ультрафиолетовом спектре области А или в синей области (с максимумом на 450 нм) без необходимости инициации фотосинтеза с помощью широкополосного (немонохроматического) освещения, который уменьшил бы эффективность использования воды в слабых листьях. Синий свет, примененный отдельно или в комбинации с красным светом, вызывает открытие устьиц на нескольких растениях, а зеленый свет полностью обращает процесс и закрывает их. Входными данными в этом варианте выполнения являются следующие параметры:
1. Скорость ветра, или скорость перемещения воздуха, или перемещение воздушных масс вокруг листьев;
2. Оценка температуры листьев;
3. Интенсивность внешнего освещения;
4. Широкополосное начальное (INITIAL) или общее (TOTAL) световое излучение (от УФ до ИК) в отсутствие листьев или в присутствии широкополосного оставшегося (REMAINING) светового излучения растений;
5. Освещенность или ФАР (фотосинтетически активная радиация (400-700 нм));
6. Переменная флуоресценция хлорофилла (3 различных масштаба времени);
7. Многоспектральный коэффициент отражения растений/листьев под лампой;
8. Показатели другого газового датчика/датчиков (присутствие или отсутствие газа и его концентрация, скорость увеличения);
9. Температура в зоне выращивания.
В одном варианте выполнения устройства алгоритм управления основан на операциях обработки, предназначенных для инициации открытия устьиц и измерения интенсивности фотосинтеза. Входными данными в этом варианте выполнения являются следующие параметры:
1. Скорость ветра, или скорость перемещения воздуха, или перемещение воздушных масс вокруг листьев;
2. Оценка температуры листьев;
3. Интенсивность внешнего освещения;
4. Широкополосное начальное (INITIAL) или общее (TOTAL) световое излучение (от УФ до ИК) в отсутствие листьев или в присутствии широкополосного оставшегося (REMAINING) светового излучения растений;
5. Освещенность или ФАР (фотосинтетически активная радиация (400-700 нм));
6. Переменная флуоресценция хлорофилла (3 различных масштаба времени);
7. Многоспектральный коэффициент отражения растений/листьев под лампой;
8. Показатели другого газового датчика/датчиков (присутствие или отсутствие газа и его концентрация, скорость увеличения);
9. Температура в зоне выращивания.
В одном варианте выполнения алгоритм управления основан на способе определения показателя адаптации путем определения фотохимической эффективности (ФPSII) флуоресценции фотосистемы II растений, выращиваемых под лампами:
ФPSII=[Fm-F'm]/F'm,
1. Во-первых, окисление цепи переноса электронов достигается путем возбуждения растения, подвергнутого действию источника света при включении на несколько секунд части источника света, испускающей только свет в ИК-диапазоне.
2. Для получения величины Fm производят интенсивную возбуждающую вспышку света путем подачи максимальной или достаточной мощности на управляемые приборы DC-4 при активации всего цветового диапазона (от CR1 до CR8) на время вспышки продолжительностью от 0,5 до 1,5 секунд (обычно <1 секунды). Эта вспышка света известной интенсивности (ITOTAL) используется для обеспечения получения индуцированного максимума переменной флуоресценции хлорофилла (Fm) в растениях, находящихся под лампой.
3. Источники света для роста устанавливаются во включенное состояние, и растениям дается возможность достигнуть устойчивого процесса фотосинтеза и переменной флуоресцентной динамики с достижением Fs.
4. Другая интенсивная возбуждающая вспышка света вызывается путем подачи максимальной или достаточной мощности на управляемые приборы DC-4 при активации всего цветового диапазона (от CR1 до CR8) на время вспышки продолжительностью от 0,5 до 1,5 секунд (обычно <1 секунды). Эта вспышка света известной интенсивности (ITOTAL) используется для обеспечения получения индуцированного максимума переменной флуоресценции хлорофилла (F'm) в растениях, находящихся под лампой.
5. Значения Fm и F'm используются для вычисления ФPSII.
6. Процедуры 1-7 повторяются несколько раз ежедневно или с любым другим требуемым интервалом, и для каждого значения отмечается время его измерения.
7. Флуоресцентный показатель адаптации вычисляют путем оценки изменения величины ФPSII следующим образом:
AlPSII=(ФPSII t2-ФPSII t1)/(t2-t1).
8. На основе полученных значений принимается решение о необходимости продолжения, ослабления или прекращения вынужденного адаптационного воздействия. Относительное ускорение изменения в направлении отрицательного значения или отрицательное значение могут означать неудачную адаптацию к данному воздействию, в то время как положительное значение указывает на улучшение в процессе адаптации.
Любой из алгоритмов управления или все указанные алгоритмы содержат входные данные в виде следующих переменных:
1. [ITOTAL-IREMAINING]=IABS растительного материала;
2. Fo (начальная или быстрая флуоресценция хлорофилла, измеренная в состоянии адаптации к темноте);
3. Fmax (переменная флуоресценция хлорофилла в точке максимума (0,5-1,5 секунды, обычно <1 секунды) в состоянии адаптации к темноте);
4. F'o (быстрая флуоресценция хлорофилла, измеренная в состоянии адаптации к свету);
5. F'max (переменная флуоресценция хлорофилла в точке максимума (0,5 - 1,5 секунды, обычно <1 секунды) в состоянии адаптации к свету);
6. Ft и/или Fs (медленная или установившаяся переменная флуоресценция хлорофилла (от нескольких секунд до часов)).
Параметры, вычисляемые регулярно или несколько раз в сутки на основе входных переменных:
1. FV/FM=[Fmax-Fo]/Fmax ;
2. фPSII (фотохимическая эффективность)=[Fmax-F'max]/F'max ;
3. nPQ или qN - нефотохимическое гашение переменной флуоресценции хлорофилла;
4. qL или qp - фотохимическое гашение переменной флуоресценции хлорофилла;
5. Fs/Fo;
6. Σ ITOTAL;
7. Σ IABS;
8. ТРСА (максимальная проекционная поверхность листового полога);
9. LAI (индекс листовой поверхности);
10. RGR - относительный темп роста урожая и/или отдельных растений.
Параметры, получаемые из входных переменных, измеряемых динамически во времени:
1. IABS=измеренная биомасса или прирост биомассы;
2. insФCO2=Квантовый выход ассимиляции CO2=Рn/IABS;
3. RD (дыхание в темноте)=[СO2выходD] - [СО2входD];
4. МФСО2=Квантовый выход ассимиляции СО2=[Рn2-Pn1]/[Io2-Io1];
5. gs - устьичная проводимость;
6. FV/FM=[Fmax-Fo]/Fmax ;
7. ФPS2 (фотохимическая эффективность)=[Fmax-F'max]/F'max=1-[Fs/F'max];
8. qN - нефотохимическое гашение переменной флуоресценции хлорофилла;
qN=1-F'm-Fo/Fm-Fo ;
9. NPQ - нефотохимическое гашение переменной флуоресценции хлорофилла
NPQ=Fm/F'm-1;
10. qL - коэффициент фотохимического гашения переменной флуоресценции хлорофилла qL=qp×F'o/F';
11. WUE - эффективность использования воды;
12. RGR - относительный рост и темпы роста, ежедневное изменение роста листа.
Приборы (DC), управляемые устройством:
1. Вентилятор для охлаждения;
2. Устройство включения-выключения освещения;
3. Спектральные диапазоны освещения (ВКЛ/ВЫКЛ и переменный режим)
CR1=ультрафиолетовое излучение области В
CR2=ультрафиолетовые излучение области А
CR3=синее излучение
CR4=сине-зеленое излучение
CR5=зеленое излучение
CR6=оранжевое излучение
CR7=красное излучение
CR8=длинноволновая часть красной области спектра
CR9=ближнее инфракрасное излучение;
4. Вспышка интенсивного немонохроматического светового излучения (частота и продолжительность);
5. Перемещение воздуха (создаваемое вентилятором) для возмущения пограничного (воздушного) слоя листа;
6. Скорость ветра, или скорость перемещения воздуха, или перемещение воздушных масс вокруг листьев.
Claims (10)
1. Устройство (1) для улучшения роста по меньшей мере одной части (2) одного или более растений, содержащей хлорофилл, которое содержит:
- по меньшей мере один светоизлучающий прибор (3), такой как светоизлучающий диод, предназначенный для освещения указанной по меньшей мере одной части (2) растения,
- по меньшей мере один светочувствительный датчик (4), предназначенный для измерения света, идущего от указанной по меньшей мере одной части (2) растения,
- средства (5) передачи информации, предназначенные для облегчения связи между указанным по меньшей мере одним светочувствительным датчиком (4), указанным по меньшей мере одним светоизлучающим прибором (3) и процессором (6), который
- считывает данные, поступающие от указанного по меньшей мере одного датчика (4), с помощью указанных средств (5) передачи информации,
- генерирует управляющий сигнал на основе полученных данных и справочной информации,
- осуществляет управление указанным по меньшей мере одним светоизлучающим прибором (3) на основе указанного управляющего сигнала с помощью средств (5) передачи информации для обеспечения улучшения роста и свойств растения, отличающееся тем, что указанный датчик (4) выполнен с возможностью контроля биохимических свойств растения путем измерения интенсивности падающего света в сочетании с измерением коэффициента отражения и/или световой флуоресценции, а указанный процессор выполнен с возможностью изменения и улучшения биохимических свойств растения на основании указанных контролируемых параметров.
- по меньшей мере один светоизлучающий прибор (3), такой как светоизлучающий диод, предназначенный для освещения указанной по меньшей мере одной части (2) растения,
- по меньшей мере один светочувствительный датчик (4), предназначенный для измерения света, идущего от указанной по меньшей мере одной части (2) растения,
- средства (5) передачи информации, предназначенные для облегчения связи между указанным по меньшей мере одним светочувствительным датчиком (4), указанным по меньшей мере одним светоизлучающим прибором (3) и процессором (6), который
- считывает данные, поступающие от указанного по меньшей мере одного датчика (4), с помощью указанных средств (5) передачи информации,
- генерирует управляющий сигнал на основе полученных данных и справочной информации,
- осуществляет управление указанным по меньшей мере одним светоизлучающим прибором (3) на основе указанного управляющего сигнала с помощью средств (5) передачи информации для обеспечения улучшения роста и свойств растения, отличающееся тем, что указанный датчик (4) выполнен с возможностью контроля биохимических свойств растения путем измерения интенсивности падающего света в сочетании с измерением коэффициента отражения и/или световой флуоресценции, а указанный процессор выполнен с возможностью изменения и улучшения биохимических свойств растения на основании указанных контролируемых параметров.
2. Устройство по п.1, содержащее набор светоизлучающих приборов (3).
3. Устройство по п.2, в котором указанный набор светоизлучающих приборов (3) испускает свет с различными частотными характеристиками.
4. Устройство по п.1, в котором указанный свет относится по меньшей мере к одному из параметров, характеризующих процесс фотосинтеза.
5. Устройство по п.1, в котором указанный светочувствительный датчик измеряет по меньшей мере одну интенсивность освещения, соответствующую длине волны по меньшей мере одного из следующих диапазонов: красный (630-700 нм), дальний красный (700-740 нм), ближний инфракрасный (750-850 нм), инфракрасный (850-1400 нм) или фотосинтетически активная радиация (400-700 нм).
6. Устройство по п.1, в котором измеряемое освещение относится к измерению по меньшей мере одного биохимического процесса по меньшей мере одной биохимической материи, при этом биохимическая материя представляет собой ароматическое вещество в ароматической сельскохозяйственной культуре.
7. Устройство по п.1, в котором указанный светочувствительный датчик (4) измеряет по меньшей мере одну интенсивность освещения, соответствующую длине волны сине-зеленого диапазона (400-630 нм).
8. Устройство по п.1, дополнительно содержащее по меньшей мере один вентилятор (7), предназначенный для обеспечения перемещения воздушного потока относительно указанной по меньшей мере одной части растения, а управляющий сигнал дополнительно содержит сигнал для управляющего устройства (11) вентилятора.
9. Устройство по п.8, в котором указанный по меньшей мере один вентилятор (7) расположен вблизи указанного по меньшей мере одного светоизлучающего прибора (3) для осуществления его охлаждения.
10. Устройство по п.1, дополнительно содержащее по меньшей мере один из следующих элементов:
- один или более газовых счетчиков, предназначенных для измерения уровней содержания газа СО2 (8) и относительной влажности (9) в воздухе, окружающем указанную по меньшей мере одну часть растения, расположенных в пределах измерительного расстояния относительно указанного по меньшей мере одного растения и связанных с указанным процессором (6), и
- расходомер (10) воздуха, предназначенный для измерения воздушного потока в непосредственной близости от указанной по меньшей мере одной части растения и электрически связанный с указанным процессором (6), и
- датчик (12) температуры, предназначенный для измерения температуры воздуха, окружающего указанную по меньшей мере одну часть растения.
- один или более газовых счетчиков, предназначенных для измерения уровней содержания газа СО2 (8) и относительной влажности (9) в воздухе, окружающем указанную по меньшей мере одну часть растения, расположенных в пределах измерительного расстояния относительно указанного по меньшей мере одного растения и связанных с указанным процессором (6), и
- расходомер (10) воздуха, предназначенный для измерения воздушного потока в непосредственной близости от указанной по меньшей мере одной части растения и электрически связанный с указанным процессором (6), и
- датчик (12) температуры, предназначенный для измерения температуры воздуха, окружающего указанную по меньшей мере одну часть растения.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SE0700721 | 2007-03-23 | ||
| SE0700721-4 | 2007-03-23 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2009133037A RU2009133037A (ru) | 2011-04-27 |
| RU2462025C2 true RU2462025C2 (ru) | 2012-09-27 |
Family
ID=39788742
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2009133037/13A RU2462025C2 (ru) | 2007-03-23 | 2008-03-20 | Устройство для управления ростом или свойствами растений |
Country Status (10)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US8850742B2 (ru) |
| EP (1) | EP2129212B1 (ru) |
| JP (1) | JP5740762B2 (ru) |
| KR (2) | KR101695424B1 (ru) |
| CN (1) | CN101636076B (ru) |
| CA (1) | CA2679330C (ru) |
| DK (1) | DK2129212T3 (ru) |
| HK (1) | HK1141944A1 (ru) |
| RU (1) | RU2462025C2 (ru) |
| WO (1) | WO2008118080A1 (ru) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2554982C2 (ru) * | 2013-07-02 | 2015-07-10 | Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Институт агроинженерных и экологических проблем сельскохозяйственного производства" (ФГБНУ ИАЭП) | Способ энергосберегающего импульсного облучения растений и устройство для его осуществления |
| RU2630942C2 (ru) * | 2015-03-31 | 2017-09-14 | Сяоми Инк. | Система и способ управления ростом растений |
| RU2654813C2 (ru) * | 2013-04-03 | 2018-05-22 | Фудзи Сейко Ко., Лтд. | Устройство выделения воздуха для выращивания растений |
| RU2725683C1 (ru) * | 2019-10-02 | 2020-07-03 | Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Федеральный исследовательский центр картофеля имени А.Г. Лорха" | Способ корректировки роста растений |
Families Citing this family (160)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8738160B2 (en) * | 2008-07-25 | 2014-05-27 | Jeffery Bucove | Apparatus and method for plant metabolism manipulation using spectral output |
| JP5681643B2 (ja) * | 2009-02-02 | 2015-03-11 | プリヴァ ビー．ヴイ．Ｐｒｉｖａ Ｂ．Ｖ． | 有機体の空間環境における気候制御システム、及びその空間環境、制御システム及びプログラム |
| CA2791562A1 (en) * | 2009-04-06 | 2010-10-14 | Smartfield, Inc. | Remote analysis and correction of crop condition |
| US20100301990A1 (en) * | 2009-05-29 | 2010-12-02 | Christopher Michael Bourget | Appartus and method for affecting change in a target using an integrated lighting system |
| US20120210637A1 (en) * | 2009-07-24 | 2012-08-23 | Masataka Kamahara | Lighting environment control facility for cultivation of crops, pest control method, and intensive cultivation method |
| KR20110073010A (ko) * | 2009-12-23 | 2011-06-29 | 한국전자통신연구원 | 태양광 파장 제어를 이용한 온실 식물 성장 조절 장치 및 그것의 제어 방법 |
| US8302346B2 (en) | 2010-01-26 | 2012-11-06 | University Of Georgia Research Foundation, Inc. | Biological optimization systems for enhancing photosynthetic efficiency and methods of use |
| CN101854761A (zh) * | 2010-02-03 | 2010-10-06 | 杭州汉徽光电科技有限公司 | 一种组态化植物生长led光源控制系统 |
| CN102149237A (zh) * | 2010-02-05 | 2011-08-10 | 亿光电子工业股份有限公司 | 照明系统 |
| GB201009773D0 (en) * | 2010-06-11 | 2010-07-21 | Karpinski Stanislaw | Method and apparatus for plant protection |
| CL2010000985A1 (es) * | 2010-09-15 | 2010-12-24 | Zegers Gerardo Rojas | Sistema y metodo de prevencion y control de bacterias y otros organismos patogenos de plantas. |
| US9202134B2 (en) * | 2010-12-02 | 2015-12-01 | Nec Corporation | Leaf area index measurement system, device, method, and program |
| EP2698056B1 (en) * | 2010-12-21 | 2015-04-29 | Valoya Oy | Method and means for acclimatizing seedlings for outdoor life |
| CN102577880A (zh) * | 2011-01-17 | 2012-07-18 | 张一熙 | 光伏立体水稻养殖系统 |
| DE102011050877B4 (de) * | 2011-03-04 | 2014-05-22 | Technische Universität München | Verfahren zur Bestimmung des Düngerbedarfs, insbesondere des Stickstoff-Düngerbedarfs und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens |
| JP5593255B2 (ja) * | 2011-03-04 | 2014-09-17 | 株式会社日立製作所 | 植生制御装置、植物育成システム |
| EP2498583B1 (fr) | 2011-03-07 | 2017-05-03 | Zedel | Lampe LED dotée d' un dispositif de sécurité |
| US8689483B2 (en) * | 2011-04-14 | 2014-04-08 | Thermo Plus Technology Inc. | Apparatus for controlling growth of organisms |
| US8847514B1 (en) | 2011-05-24 | 2014-09-30 | Aaron Reynoso | Programmable lighting with multi-day variations of wavelength and intensity, optimized by crowdsourcing using an online social community network |
| DE102011105147B3 (de) * | 2011-06-09 | 2012-11-22 | Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. | Verfahren zum Beleuchten von Pflanzen |
| AU2012272752B2 (en) | 2011-06-22 | 2016-11-24 | EcoTech LLC | Lighting unit and method of controlling |
| US20130006401A1 (en) * | 2011-06-30 | 2013-01-03 | Xinxin Shan | Networked intelligent plant growth system |
| CN102435590B (zh) * | 2011-08-30 | 2013-02-13 | 上海泽泉科技有限公司 | 叶绿素荧光诱导曲线测量中光化光强度的确定方法 |
| IL215501A0 (en) * | 2011-10-03 | 2011-11-30 | Gil Shani | Irrigating plants with salty water |
| DE102011086449A1 (de) * | 2011-11-16 | 2013-05-16 | Narva Lichtquellen Gmbh + Co. Kg | LED-Lampe und -Leuchte |
| NL1039192C2 (en) * | 2011-11-25 | 2013-05-28 | Holding B V Ges | Method and system for stimulating plant growth. |
| WO2013077918A1 (en) * | 2011-11-27 | 2013-05-30 | Farrish Bryan Harold | Automatic lighting controller for attached macroalgal growth |
| US9408275B2 (en) | 2011-12-02 | 2016-08-02 | Biological Illumination, Llc | System for optimizing light absorbance and associated methods |
| US9137874B2 (en) * | 2011-12-02 | 2015-09-15 | Biological Illumination, Llc | Illumination and grow light system and associated methods |
| JP5874060B2 (ja) * | 2011-12-16 | 2016-03-01 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | 植物育成照明装置 |
| KR101317343B1 (ko) * | 2011-12-30 | 2013-10-11 | 전북대학교산학협력단 | 방전램프의 광질 개선을 위한 식물 생장용 조명 제어 장치 |
| WO2013141824A1 (en) * | 2012-03-20 | 2013-09-26 | Vendeka Bilgi Teknolojileri Limited Şirketi | A plant illumination armature |
| WO2013148254A1 (en) * | 2012-03-30 | 2013-10-03 | Dow Agrosciences Llc | Lighting system |
| CN102860223B (zh) * | 2012-04-27 | 2014-10-01 | 青岛农业大学 | 一种促进高秆作物群体内部co2补充和空气流动的装置 |
| US10251233B2 (en) | 2012-05-07 | 2019-04-02 | Micron Technology, Inc. | Solid state lighting systems and associated methods of operation and manufacture |
| KR101964434B1 (ko) * | 2012-06-04 | 2019-04-01 | 서울바이오시스 주식회사 | 과채류의 호르메시스 유도 장치 |
| US10028448B2 (en) | 2012-07-10 | 2018-07-24 | Once Innovations, Inc. | Light sources adapted to spectral sensitivity of plants |
| CN104519733B (zh) | 2012-07-10 | 2020-02-21 | 万斯创新公司 | 适用于植物光谱敏感性的光源 |
| TWI463942B (zh) * | 2012-07-18 | 2014-12-11 | Yen Dong Wu | 一種促進植物生長之方法 |
| US9451745B1 (en) * | 2012-09-21 | 2016-09-27 | The United States Of America, As Represented By The Secretary Of Agriculture | Multi-band photodiode sensor |
| EP2710883A1 (en) | 2012-09-24 | 2014-03-26 | Heliospectra AB | Spectrum optimization for artificial illumination |
| KR101433303B1 (ko) * | 2012-12-13 | 2014-08-22 | 에이넷이앤씨(주) | 플라즈마 라이팅 시스템을 이용한 시설 원예의 일조량 조절 장치 |
| CN104869807A (zh) * | 2012-12-20 | 2015-08-26 | 赫利奥斯派克特拉股份公司 | 用于从胁迫中恢复植物的方法和照射系统 |
| JP5723900B2 (ja) * | 2013-02-04 | 2015-05-27 | 昭和電工株式会社 | 植物栽培方法 |
| US9560837B1 (en) | 2013-03-05 | 2017-02-07 | Xiant Technologies, Inc. | Photon modulation management system for stimulation of a desired response in birds |
| KR102509518B1 (ko) | 2013-03-05 | 2023-03-14 | 시안트 테크놀로지스 인코포레이티드 | 포톤 변조 관리 시스템 |
| US11278009B2 (en) | 2013-03-05 | 2022-03-22 | Xiant Technologies, Inc. | Photon modulation management system for stimulation of a desired response in birds |
| US9303825B2 (en) | 2013-03-05 | 2016-04-05 | Lighting Science Group, Corporation | High bay luminaire |
| US10182557B2 (en) | 2013-03-05 | 2019-01-22 | Xiant Technologies, Inc. | Photon modulation management system for stimulation of a desired response in birds |
| US9844209B1 (en) | 2014-11-24 | 2017-12-19 | Xiant Technologies, Inc. | Photon modulation management system for stimulation of a desired response in birds |
| EP2966978B1 (en) | 2013-03-14 | 2019-01-02 | Crop One Holdings, Inc. | Led light timing in a high growth, high density, closed environment system |
| US20140268731A1 (en) | 2013-03-15 | 2014-09-18 | Lighting Science Group Corpporation | Low bay lighting system and associated methods |
| JP5950166B2 (ja) | 2013-03-25 | 2016-07-13 | ソニー株式会社 | 情報処理システム、および情報処理システムの情報処理方法、撮像装置および撮像方法、並びにプログラム |
| DE102013007129B3 (de) * | 2013-04-25 | 2014-10-23 | Narva Lichtquellen Gmbh + Co. Kg | LED-Lampe für Schönheitsanwendungen |
| CN104160882A (zh) * | 2013-05-16 | 2014-11-26 | 王唯工 | 促进光合作用以及灭虫的灯及制氧机 |
| CA2914575C (en) * | 2013-06-06 | 2020-07-07 | Flora Fotonica Ltd | A system and method for providing illumination to plants |
| EP2823703A1 (en) | 2013-07-10 | 2015-01-14 | Heliospectra AB | Method and system for controlling growth of a plant |
| EP2866528A1 (en) | 2013-10-22 | 2015-04-29 | Heliospectra AB | Position based management of an artificial lighting arrangement |
| CN103557934B (zh) * | 2013-10-25 | 2015-06-17 | 北京农业信息技术研究中心 | 作物冠层内光分布测量装置 |
| EP2870859A1 (en) | 2013-11-07 | 2015-05-13 | Heliospectra AB | Method for controlling a growth cycle for growing plants using state oriented control |
| JP6268516B2 (ja) * | 2013-11-13 | 2018-01-31 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | 作物育成システム |
| KR20150072616A (ko) * | 2013-12-20 | 2015-06-30 | 한국전자통신연구원 | 적응적 온실 제어방법 |
| KR101564626B1 (ko) * | 2014-03-14 | 2015-11-02 | 한국과학기술연구원 | 식물 상태 자동화 분석 장치 및 이를 이용한 식물 분석 방법 |
| EP2925090A1 (en) | 2014-03-24 | 2015-09-30 | Heliospectra AB | Method for automatic positioning of lamps in a greenhouse environment |
| WO2015161145A1 (en) * | 2014-04-17 | 2015-10-22 | Zdenko Grajcar | Light sources adapted to spectral sensitivity of plants |
| DE102014212657B4 (de) * | 2014-06-30 | 2016-03-10 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. | System und Verfahren zur bedarfsgerechten Zuführung von Beleuchtungsenergie an Pflanzen |
| JP6327560B2 (ja) * | 2014-06-30 | 2018-05-23 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | 水耕栽培方法および水耕栽培装置 |
| WO2016009752A1 (ja) * | 2014-07-16 | 2016-01-21 | 株式会社リコー | 情報処理装置、制御信号の生産方法、情報処理システム、プログラム |
| WO2016008638A2 (en) * | 2014-07-17 | 2016-01-21 | Koninklijke Philips N.V. | Horticultural lighting apparatus |
| US10244595B2 (en) | 2014-07-21 | 2019-03-26 | Once Innovations, Inc. | Photonic engine system for actuating the photosynthetic electron transport chain |
| CA2959136C (en) | 2014-08-29 | 2020-12-29 | Xiant Technologies, Inc. | Photon modulation management system |
| JP2016049102A (ja) * | 2014-08-29 | 2016-04-11 | 株式会社リコー | 圃場管理システム、圃場管理方法、プログラム |
| KR102058604B1 (ko) * | 2014-10-14 | 2019-12-23 | 파나소닉 아이피 매니지먼트 가부시키가이샤 | 저칼륨 야채의 양액 재배 방법, 저칼륨 야채 및 재배 장치 |
| CN104374732A (zh) * | 2014-11-24 | 2015-02-25 | 中国农业科学院农业信息研究所 | 作物叶片生理水分监测系统 |
| CN104501108A (zh) * | 2014-12-09 | 2015-04-08 | 安徽皓天智能环境设备科技有限公司 | 一种亮度调节装置 |
| US11457568B2 (en) | 2014-12-15 | 2022-10-04 | Symbiotic Systems, Inc. | Multiple colors, and color palettes, of narrowband photosynthetically active radiation (PAR) time-staged over hours, days, and growing seasons yields superior plant growth |
| US10149439B2 (en) | 2014-12-18 | 2018-12-11 | Spectra Harvest Lighting, LLC | LED grow light system |
| CN105813284A (zh) * | 2014-12-31 | 2016-07-27 | 西安麟字半导体照明有限公司 | 一种基于光感和频率的可自动调节的植物生长灯 |
| EP3045033A1 (en) | 2015-01-14 | 2016-07-20 | Heliospectra AB | Method and system for growth status determination of a plant |
| WO2017019962A1 (en) | 2015-07-30 | 2017-02-02 | Heliohex, Llc | Lighting device, assembly and method |
| CN104982242B (zh) | 2015-08-03 | 2018-09-04 | 京东方科技集团股份有限公司 | 一种作物生长过程中的智能调光系统及方法 |
| US10180248B2 (en) | 2015-09-02 | 2019-01-15 | ProPhotonix Limited | LED lamp with sensing capabilities |
| EP3143869A1 (en) * | 2015-09-17 | 2017-03-22 | Université d'Avignon et des Pays de Vaucluse | Method for stimulating the resistance of plants to biotic stress by uv radiation exposure |
| US10585210B2 (en) | 2015-10-06 | 2020-03-10 | Arable Labs, Inc. | Apparatus for radiometric correction and orthorectification of aerial imagery |
| US20170295727A1 (en) * | 2016-04-19 | 2017-10-19 | Suntracker Technologies Ltd. | Temporally modulated lighting system and method |
| US20170311553A1 (en) * | 2016-05-02 | 2017-11-02 | Sensor Electronic Technology, Inc. | Ultraviolet Plant Illumination System |
| CN105842220A (zh) * | 2016-05-26 | 2016-08-10 | 伯格森(北京)科技有限公司 | 植被荧光时序测量系统及测量方法 |
| CN109313784A (zh) * | 2016-06-15 | 2019-02-05 | 索尼公司 | 信息处理设备、方法及其程序 |
| CN106102219A (zh) * | 2016-06-16 | 2016-11-09 | 广州富智信息科技有限公司 | 一种自动建立led植物光配方的光照装置及方法 |
| WO2018009574A1 (en) * | 2016-07-05 | 2018-01-11 | Arable Labs, Inc. | Radiation measuring systems and methods thereof |
| US10842081B2 (en) * | 2016-08-31 | 2020-11-24 | Sensor Electronic Technology, Inc. | Controlling light exposure of light sensitive object |
| US20190216022A1 (en) * | 2016-09-09 | 2019-07-18 | The Governors Of The University Of Alberta | Light source with programmable spectral irradiance and closed loop control |
| US10339380B2 (en) | 2016-09-21 | 2019-07-02 | Iunu, Inc. | Hi-fidelity computer object recognition based horticultural feedback loop |
| US10791037B2 (en) | 2016-09-21 | 2020-09-29 | Iunu, Inc. | Reliable transfer of numerous geographically distributed large files to a centralized store |
| US11538099B2 (en) | 2016-09-21 | 2022-12-27 | Iunu, Inc. | Online data market for automated plant growth input curve scripts |
| US10635274B2 (en) | 2016-09-21 | 2020-04-28 | Iunu, Inc. | Horticultural care tracking, validation and verification |
| US11244398B2 (en) | 2016-09-21 | 2022-02-08 | Iunu, Inc. | Plant provenance and data products from computer object recognition driven tracking |
| US9955632B1 (en) | 2016-09-25 | 2018-05-01 | Illum Horticulture Llc | Method and apparatus for horticultural lighting to better simulate the sun |
| US10433493B2 (en) * | 2016-09-30 | 2019-10-08 | Sensor Electronic Technology, Inc. | Controlling ultraviolet intensity over a surface of a light sensitive object |
| US11375595B2 (en) | 2016-09-30 | 2022-06-28 | Sensor Electronic Technology, Inc. | Controlling ultraviolet intensity over a surface of a light sensitive object |
| WO2018067114A1 (en) * | 2016-10-03 | 2018-04-12 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Crop sensor |
| EP3326452B1 (en) | 2016-11-24 | 2020-06-10 | Heliospectra AB | Cultivation storage system |
| US11763457B2 (en) * | 2017-02-15 | 2023-09-19 | Sony Group Corporation | Information generation method, information generation apparatus, and program |
| CN106644079A (zh) * | 2017-02-17 | 2017-05-10 | 安徽大学 | 一种作物理化参数测量设备 |
| CN106680205A (zh) * | 2017-03-07 | 2017-05-17 | 横店集团得邦照明股份有限公司 | 一种可实时监测植物生长状态的led照明系统 |
| JP6388047B2 (ja) * | 2017-03-23 | 2018-09-12 | 三菱電機株式会社 | 冷蔵庫 |
| JP6388046B2 (ja) * | 2017-03-23 | 2018-09-12 | 三菱電機株式会社 | 冷蔵庫 |
| US11058889B1 (en) | 2017-04-03 | 2021-07-13 | Xiant Technologies, Inc. | Method of using photon modulation for regulation of hormones in mammals |
| EP3618608B1 (en) * | 2017-05-02 | 2022-04-20 | 10644137 Canada Inc. | Method of growing plants using led light and led light system employing same |
| US10455777B1 (en) * | 2017-05-16 | 2019-10-29 | Deman Dennison | Environmentally-controlled security enclosure for plant material |
| JOP20190168A1 (ar) * | 2017-06-14 | 2019-07-02 | Grow Solutions Tech Llc | أنظمة وطرق لالتقاط صورة بحجيرة نمو خط تجميع |
| JOP20190167A1 (ar) * | 2017-06-14 | 2019-07-02 | Grow Solutions Tech Llc | أنظمة وطرق لتحديد وقت الحصاد لمادة نبات بحجيرة نمو |
| US10918031B2 (en) | 2017-06-14 | 2021-02-16 | Grow Solutions Tech Llc | Systems and methods for measuring growth of a plant in an assembly line grow pod |
| CN107389613A (zh) * | 2017-08-16 | 2017-11-24 | 广西大学 | Led脉冲光源式作物冠层植被指数测定系统 |
| AU2018321981B2 (en) | 2017-08-25 | 2022-02-03 | Agnetix, Inc. | Fluid-cooled LED-based lighting methods and apparatus for controlled environment agriculture |
| US11013078B2 (en) | 2017-09-19 | 2021-05-18 | Agnetix, Inc. | Integrated sensor assembly for LED-based controlled environment agriculture (CEA) lighting, and methods and apparatus employing same |
| US10999976B2 (en) | 2017-09-19 | 2021-05-11 | Agnetix, Inc. | Fluid-cooled lighting systems and kits for controlled agricultural environments, and methods for installing same |
| KR101908239B1 (ko) | 2017-11-02 | 2018-12-28 | 주식회사 지엘비젼 | 조명장치 |
| CN108286996A (zh) * | 2017-12-04 | 2018-07-17 | 北京农业信息技术研究中心 | 一种作物冠层同化箱 |
| CN108184475B (zh) * | 2017-12-25 | 2020-06-19 | 中科稀土（长春）有限责任公司 | 一种植物工厂的光照系统 |
| CN108124755B (zh) * | 2017-12-25 | 2020-06-19 | 中科稀土（长春）有限责任公司 | 一种植物工厂 |
| KR102432555B1 (ko) * | 2017-12-29 | 2022-08-16 | 충북대학교 산학협력단 | 이미지 형광값을 이용하여 기능성 물질 함량 증진을 위한 식물체의 스트레스 결정 방법 |
| CN108551909B (zh) * | 2018-01-08 | 2020-06-19 | 中科稀土（长春）有限责任公司 | 一种植物照明装置的频闪方法 |
| JP2019129364A (ja) * | 2018-01-23 | 2019-08-01 | セイコーエプソン株式会社 | 投射装置、投射システム、及び投射装置の制御方法 |
| US10602671B2 (en) * | 2018-01-23 | 2020-03-31 | Grow Lites, LLC | Gas-delivery light fixture and method for making and using |
| CN110100597A (zh) * | 2018-01-30 | 2019-08-09 | 京东方光科技有限公司 | 植物种植装置以及植物种植方法 |
| US11062516B2 (en) | 2018-02-07 | 2021-07-13 | Iunu, Inc. | Augmented reality based horticultural care tracking |
| US11064580B2 (en) | 2018-05-02 | 2021-07-13 | G2V Optics Inc. | Systems and methods for illumination, monitoring, or coordinating illumination or monitoring across an area |
| WO2019213652A1 (en) | 2018-05-04 | 2019-11-07 | Agnetix, Inc. | Methods, apparatus, and systems for lighting and distributed sensing in controlled agricultural environments |
| US11483981B1 (en) | 2018-05-14 | 2022-11-01 | Crop One Holdings, Inc. | Systems and methods for providing a low energy use farm |
| US11465833B2 (en) | 2018-05-14 | 2022-10-11 | Haber Technologies, Inc. | Assembly for saturating a medium with a fluid |
| WO2019237200A1 (en) * | 2018-06-12 | 2019-12-19 | Paige Growth Technologies Inc. | Precision agriculture system and related methods |
| WO2020033127A1 (en) | 2018-08-10 | 2020-02-13 | Rosstech, Inc. | Tunable led light array for horticulture |
| JP6463866B1 (ja) * | 2018-08-29 | 2019-02-06 | リバティーポートジャパン株式会社 | 農業ハウス用センサ装置 |
| KR102169084B1 (ko) * | 2018-09-18 | 2020-10-22 | 서울대학교산학협력단 | 엽록소 형광물질 측정 방법 및 장치 |
| WO2020084451A1 (en) * | 2018-10-24 | 2020-04-30 | Radient Technologies Innovations Inc. | Strain engineering |
| JP7112598B2 (ja) | 2018-11-13 | 2022-08-03 | アグネティックス，インコーポレイテッド | 統合されたカメラおよび／またはセンサならびに無線通信を備えた環境制御型農業のための流体冷却式ｌｅｄベースの照明方法および装置 |
| US11559004B2 (en) | 2019-01-10 | 2023-01-24 | Fluence Bioengineering, Inc. | Horticultural luminaire with LiDAR sensing |
| US11448630B2 (en) | 2019-02-08 | 2022-09-20 | Rensselaer Polytechnic Institute | Plant fluorometer for remote detection of growth dynamics |
| DE102019203452A1 (de) * | 2019-03-14 | 2020-09-17 | Osram Gmbh | Verfahren zum Schützen von Pflanzen und Frostschutzanordnung zum Schützen von Pflanzen gegen Frost |
| PL432494A1 (pl) * | 2019-05-15 | 2020-11-16 | Trawiński Andrzej Perfand | Sposób i układ oświetlania roślin |
| JP7361523B2 (ja) * | 2019-08-06 | 2023-10-16 | 株式会社プランテックス | 植物栽培装置 |
| CN114340380A (zh) * | 2019-09-10 | 2022-04-12 | 昕诺飞控股有限公司 | 基于对另外的环境条件的控制的预期影响来控制环境条件 |
| US11343976B2 (en) * | 2019-09-24 | 2022-05-31 | Haier Us Appliance Solutions, Inc. | Indoor garden center with a plant pod detection system |
| RU196400U1 (ru) * | 2019-12-16 | 2020-02-28 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Российский государственный аграрный университет - МСХА имени К.А. Тимирязева" (ФГБОУ ВО РГАУ - МСХА имени К.А. Тимирязева) | Устройство для продления периода вегетации сеянцев винограда |
| WO2021148580A1 (en) * | 2020-01-23 | 2021-07-29 | Signify Holding B.V. | Determining light intensities for a plurality of leds which includes visible-light, uv-b and ir leds |
| CN111398227B (zh) * | 2020-03-18 | 2021-02-19 | 浙江大学 | 可适应作物全生育期观测的日光诱导叶绿素荧光测量系统 |
| US11720980B2 (en) | 2020-03-25 | 2023-08-08 | Iunu, Inc. | Crowdsourced informatics for horticultural workflow and exchange |
| CN111972181A (zh) * | 2020-08-14 | 2020-11-24 | 珠海格力电器股份有限公司 | 植物培养柜及其光照调节方法 |
| JP2022057363A (ja) * | 2020-09-30 | 2022-04-11 | Ｍｉｒａｉ株式会社 | 栽培環境制御装置 |
| KR102243902B1 (ko) | 2020-11-23 | 2021-04-27 | 경상북도(농업기술원) | 식물의 열 스트레스 감지 장치와 이를 이용한 식물의 열 스트레스 관리시스템 및 열 스트레스 관리방법 |
| DE102021200267B4 (de) | 2021-01-13 | 2023-02-16 | 4S Aachen GmbH | Pflanzenaufzuchteinrichtung |
| KR102433570B1 (ko) * | 2021-03-29 | 2022-08-19 | 전북대학교산학협력단 | 상추 유전자원의 건조 스트레스 지수 제공 방법 |
| EP4074164B1 (en) | 2021-04-12 | 2024-01-03 | Heliospectra AB (publ) | Light intensity control in an enclosed cultivation space |
| KR102413052B1 (ko) * | 2021-10-26 | 2022-06-24 | 한경대학교 산학협력단 | 단말기에서 식물의 서식지 결정 계수를 처리하는 장치 및 방법 |
| CN113873724B (zh) * | 2021-10-29 | 2024-04-16 | 广东顺德拓昊电子电器有限公司 | 一种led植物生长灯控制电路 |
| KR102629795B1 (ko) * | 2021-11-01 | 2024-01-30 | 전북대학교산학협력단 | 수박의 염류 스트레스 지표 제공 방법 및 이에 기반한 수박 염류 이상 검출 시스템 |
| CN114646621B (zh) * | 2022-03-21 | 2023-04-11 | 江苏大学 | 一种用于叶绿素荧光监测的叶片原位暗适应装置及方法 |
| WO2024059130A1 (en) * | 2022-09-13 | 2024-03-21 | Tomphyzx.Llc | Controlled environment agriculture system |
| CN115684120A (zh) * | 2022-11-25 | 2023-02-03 | 常熟市佳盛农业科技发展有限公司 | 一种基于光电二极管的叶绿素荧光传感器及检测方法 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4768390A (en) * | 1985-06-14 | 1988-09-06 | The British Petroleum Company P.L.C. | Instrument for measuring the photosynthetic activities of plants |
| US5253302A (en) * | 1989-02-28 | 1993-10-12 | Robert Massen | Method and arrangement for automatic optical classification of plants |
| RU2199730C2 (ru) * | 1998-10-28 | 2003-02-27 | Дойчес Центрум Фюр Люфт-Унд Раумфарт Е.Ф. | Система детектирования флуоресценции для определения значимых параметров растительности |
| DE10137360A1 (de) * | 2001-08-01 | 2003-02-27 | Helmut Schaetzlein | Verfahren zur Verhinderung/Bekämpfung von Schadpilzen an Pflanzen |
Family Cites Families (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4051626A (en) * | 1976-05-21 | 1977-10-04 | General Aluminum Products, Incorporated | Portable greenhouse |
| US4701415A (en) * | 1984-03-02 | 1987-10-20 | Mallinckrodt, Inc. | Controlled atmosphere enclosure |
| US4650336A (en) * | 1985-09-20 | 1987-03-17 | Advanced Genetic Sciences, Inc. | Measurement of variable fluorescence of plants |
| JPH0365128A (ja) * | 1989-08-02 | 1991-03-20 | Sunao Takakura | 植物栽培方法およびその装置 |
| JP2552601B2 (ja) * | 1991-11-29 | 1996-11-13 | 五洋建設株式会社 | 建築物空間内における植物の育成装置 |
| US5946852A (en) * | 1997-04-21 | 1999-09-07 | Glentronics, Inc. | Method and system for simulating the solar cycle |
| JP2001028947A (ja) * | 1999-07-23 | 2001-02-06 | Yamato Kogyo Kk | 有用植物の育成方法 |
| CA2352639A1 (en) * | 2000-07-14 | 2002-01-14 | John Joseph Cullen | A method and apparatus for monitoring a condition in chlorophyll containing matter |
| JP2003079254A (ja) | 2001-07-05 | 2003-03-18 | Ccs Inc | 植物育成装置およびその制御システム |
| US6601341B2 (en) * | 2001-07-24 | 2003-08-05 | The Board Of Regents For Oklahoma State University | Process for in-season fertilizer nitrogen application based on predicted yield potential |
| EP1639884B1 (en) * | 2003-06-27 | 2012-10-24 | MKV Dream Co., Ltd. | Apparatus for nursing seedlings and method of nursing seedlings |
| CN1327967C (zh) * | 2005-02-06 | 2007-07-25 | 马晓光 | 一种生态模拟装置 |
-
2008
- 2008-03-20 DK DK08724263.2T patent/DK2129212T3/en active
- 2008-03-20 JP JP2009554492A patent/JP5740762B2/ja active Active
- 2008-03-20 CA CA2679330A patent/CA2679330C/en active Active
- 2008-03-20 EP EP08724263.2A patent/EP2129212B1/en active Active
- 2008-03-20 US US12/529,350 patent/US8850742B2/en active Active
- 2008-03-20 KR KR1020157001285A patent/KR101695424B1/ko active IP Right Grant
- 2008-03-20 WO PCT/SE2008/050316 patent/WO2008118080A1/en active Application Filing
- 2008-03-20 KR KR1020097019934A patent/KR20100014558A/ko active Search and Examination
- 2008-03-20 RU RU2009133037/13A patent/RU2462025C2/ru active
- 2008-03-20 CN CN2008800088320A patent/CN101636076B/zh active Active
-
2010
- 2010-07-06 HK HK10106556.1A patent/HK1141944A1/xx unknown
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4768390A (en) * | 1985-06-14 | 1988-09-06 | The British Petroleum Company P.L.C. | Instrument for measuring the photosynthetic activities of plants |
| US5253302A (en) * | 1989-02-28 | 1993-10-12 | Robert Massen | Method and arrangement for automatic optical classification of plants |
| RU2199730C2 (ru) * | 1998-10-28 | 2003-02-27 | Дойчес Центрум Фюр Люфт-Унд Раумфарт Е.Ф. | Система детектирования флуоресценции для определения значимых параметров растительности |
| DE10137360A1 (de) * | 2001-08-01 | 2003-02-27 | Helmut Schaetzlein | Verfahren zur Verhinderung/Bekämpfung von Schadpilzen an Pflanzen |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2654813C2 (ru) * | 2013-04-03 | 2018-05-22 | Фудзи Сейко Ко., Лтд. | Устройство выделения воздуха для выращивания растений |
| RU2554982C2 (ru) * | 2013-07-02 | 2015-07-10 | Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Институт агроинженерных и экологических проблем сельскохозяйственного производства" (ФГБНУ ИАЭП) | Способ энергосберегающего импульсного облучения растений и устройство для его осуществления |
| RU2630942C2 (ru) * | 2015-03-31 | 2017-09-14 | Сяоми Инк. | Система и способ управления ростом растений |
| RU2725683C1 (ru) * | 2019-10-02 | 2020-07-03 | Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Федеральный исследовательский центр картофеля имени А.Г. Лорха" | Способ корректировки роста растений |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CA2679330A1 (en) | 2008-10-02 |
| EP2129212A4 (en) | 2014-11-26 |
| HK1141944A1 (en) | 2010-12-17 |
| US20100115830A1 (en) | 2010-05-13 |
| WO2008118080A1 (en) | 2008-10-02 |
| CN101636076B (zh) | 2013-01-09 |
| EP2129212B1 (en) | 2016-01-06 |
| KR20150016638A (ko) | 2015-02-12 |
| KR101695424B1 (ko) | 2017-01-11 |
| CN101636076A (zh) | 2010-01-27 |
| JP2010521964A (ja) | 2010-07-01 |
| CA2679330C (en) | 2015-08-25 |
| DK2129212T3 (en) | 2016-03-29 |
| RU2009133037A (ru) | 2011-04-27 |
| US8850742B2 (en) | 2014-10-07 |
| EP2129212A1 (en) | 2009-12-09 |
| KR20100014558A (ko) | 2010-02-10 |
| JP5740762B2 (ja) | 2015-07-01 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2462025C2 (ru) | Устройство для управления ростом или свойствами растений | |
| US10433493B2 (en) | Controlling ultraviolet intensity over a surface of a light sensitive object | |
| US8384047B2 (en) | Fluorescence-based ultraviolet illumination | |
| US11925152B2 (en) | Plant growth system | |
| RU2504143C2 (ru) | Способ и устройство для использования светоизлучающих диодов в парнике | |
| CA2905897C (en) | Laser-based agriculture system | |
| Ilieva et al. | Plant experiments with light-emitting diode module in Svet space greenhouse | |
| US20040109302A1 (en) | Method of cultivating plant and illuminator for cultivating plant | |
| US8373361B2 (en) | Greenhouse system | |
| US20180313760A1 (en) | Methods for estimating photosynthetic characteristics in plant canopies and systems and apparatus related thereto | |
| JP2010521964A5 (ru) | ||
| JP2010512780A (ja) | 照明装置 | |
| Yousef et al. | Photosynthetic apparatus performance of tomato seedlings grown under various combinations of LED illumination | |
| US20010030742A1 (en) | Non-focusing optics spectrophotometer, and methods of use | |
| KR101102279B1 (ko) | 주변광을 이용한 엘이디 식물 생장 시스템 | |
| RU2695812C1 (ru) | Светодиодный фитооблучатель для выращивания томата | |
| Norikane et al. | Water stress detection by monitoring fluorescence of plants under ambient light | |
| US20220400620A1 (en) | Controlled environment agriculture method and system for plant cultivation | |
| Boros et al. | Effects of LED lighting environments on lettuce (Lactuca sativa L.) in PFAL systems–a review | |
| NAGASAWA et al. | Empirical and simulative evaluations of white fluorescence-type light emitting diodes as algal growing light sources based on the photosynthetic oxygen evolution by Synechocystis spp. PCC6803 | |
| Kuleshova et al. | The influence of the spectral properties of the lighting environment on light absorption by lettuce leaves and the net productivity of lettuce | |
| Aphalo et al. | The light spectrum for plant cultivation: a source of colourful arguments | |
| KR100921917B1 (ko) | 생물체의 인공광 효과 시험장치 | |
| US20230408478A1 (en) | Diagnosis device for environmental stress in plants and environmental stress diagnosis method | |
| CA3136045A1 (en) | Plant illumination method and system |