RU2764546C1 - 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 - Google Patents

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 Download PDF

Info

Publication number
RU2764546C1
RU2764546C1 RU2021109460A RU2021109460A RU2764546C1 RU 2764546 C1 RU2764546 C1 RU 2764546C1 RU 2021109460 A RU2021109460 A RU 2021109460A RU 2021109460 A RU2021109460 A RU 2021109460A RU 2764546 C1 RU2764546 C1 RU 2764546C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
flux
photosynthetic
distance
plants
surface density
Prior art date
Application number
RU2021109460A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Сергей Сергеевич Капитонов
Андрей Сергеевич Зизин
Василий Игоревич Бабушкин
Сергей Владимирович Прытков
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью «Агрофотоника РМ»
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Общество с ограниченной ответственностью «Агрофотоника РМ» filed Critical Общество с ограниченной ответственностью «Агрофотоника РМ»
Priority to RU2021109460A priority Critical patent/RU2764546C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2764546C1 publication Critical patent/RU2764546C1/en

Links

Images

Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A01AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01GHORTICULTURE; CULTIVATION OF VEGETABLES, FLOWERS, RICE, FRUIT, VINES, HOPS OR SEAWEED; FORESTRY; WATERING
    • A01G7/00Botany in general
    • A01G7/04Electric or magnetic or acoustic treatment of plants for promoting growth
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A01AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01GHORTICULTURE; CULTIVATION OF VEGETABLES, FLOWERS, RICE, FRUIT, VINES, HOPS OR SEAWEED; FORESTRY; WATERING
    • A01G9/00Cultivation in receptacles, forcing-frames or greenhouses; Edging for beds, lawn or the like
    • A01G9/20Forcing-frames; Lights, i.e. glass panels covering the forcing-frames
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A01AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01GHORTICULTURE; CULTIVATION OF VEGETABLES, FLOWERS, RICE, FRUIT, VINES, HOPS OR SEAWEED; FORESTRY; WATERING
    • A01G9/00Cultivation in receptacles, forcing-frames or greenhouses; Edging for beds, lawn or the like
    • A01G9/24Devices or systems for heating, ventilating, regulating temperature, illuminating, or watering, in greenhouses, forcing-frames, or the like
    • A01G9/26Electric devices
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02ATECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A40/00Adaptation technologies in agriculture, forestry, livestock or agroalimentary production
    • Y02A40/10Adaptation technologies in agriculture, forestry, livestock or agroalimentary production in agriculture
    • Y02A40/25Greenhouse technology, e.g. cooling systems therefor

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Environmental Sciences (AREA)
  • Biodiversity & Conservation Biology (AREA)
  • Botany (AREA)
  • Ecology (AREA)
  • Forests & Forestry (AREA)
  • Cultivation Of Plants (AREA)

Abstract

FIELD: agriculture.
SUBSTANCE: inventions relate to the field of agriculture, lighting equipment, photobiology, and can be used in protected vegetable farming for electric illumination of plants during growing. In the method, the value of the surface density of the photosynthetic flux at the leaf level is maintained constant by constantly monitoring the distance from the phyto-irradiator to the upper leaves of plants and adjusting the value of the surface density of the photosynthetic flux accounting for the change in said distance in the process of plant growth. The level of surface density of the photosynthetic flux is adjusted by transmitting information about the distance from the phyto-irradiator to the upper leaves from the distance sensors to the emission intensity and spectral composition control unit wherein the photosynthetic photon flux of the irradiator is determined in accordance with the preset, previously obtained dependence of said flux on the measured distance. The emission intensity and spectral composition control unit generates a control impact supplied to the adjustable phyto-irradiator power supply driver, wherein the value of the photosynthetic photon flux is reduced and a constant value of surface density of the photosynthetic flux at the leaf level is provided by reducing the value of electric current flowing through the LEDs of the phyto-irradiator. The system comprises multiple multispectral phyto-irradiators illuminating plants from above when growing under protection; sensors for determining the distance from the phyto-irradiator to the upper leaves of plants; a radiation intensity and spectral composition control unit whereto the information about the distance from the phyto-irradiator to the upper leaves of plants is supplied from the distance sensors and the photosynthetic photon flux of the irradiator is determined; and an adjustable phyto-irradiator power supply driver controlled by an emission intensity and spectral composition control unit providing a constant value of surface density of the photosynthetic flux at the upper leaf level by changing the value of the electric current flowing through the LEDs of the phyto-irradiator.
EFFECT: inventions provide a possibility of forming an optimal light environment for plants, eliminating excessive illumination, increasing the energy efficiency and reliability of the illumination system, ensuring an increase in the yield and quality of products.
2 cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к светотехнике, фотобиологии, агрофотонике и может быть использовано в овощеводствах закрытого грунта для электрического досвечивания растений в процессе выращивания овощей, цветов, фруктов, зелени и другой сельскохозяйственной продукции.SUBSTANCE: invention relates to lighting engineering, photobiology, agrophotonics and can be used in greenhouse vegetable growing for electrical additional lighting of plants in the process of growing vegetables, flowers, fruits, herbs and other agricultural products.

Известна светодиодная система освещения растений [патент РФ №107020, МПК A01G 9/00, «Светодиодная система освещения растений (варианты)», опубл. 10.08.2011 г., Бюл. №22] на основе красных, синих, зеленых и ультрафиолетовых светодиодов, и блока управления с отдельными выходами регулирования уровня излучения светодиодов каждого спектра отдельно в зависимости от этапа развития и вида растений содержит светодиоды белого спектра. В другом варианте система освещения растений на основе светодиодов и блока управления уровнем освещенности и выдержки в зависимости от этапа развития и вида растений содержит светодиоды белого спектра и дополнительные ультрафиолетовые светодиоды, в котором мощность излучения ультрафиолетовых светодиодов составляет 5…15% от белых, при чем белые и ультрафиолетовые светодиоды работают или одновременно, или поочередно, с разными промежутками времени. В другом варианте светодиодная система освещения растений на основе светодиодов и блока управления уровнем освещенности и выдержки в зависимости от этапа развития и вида растений система в качестве источника света содержит светодиоды белого спектра.Known LED plant lighting system [RF patent No. 107020, IPC A01G 9/00, "LED plant lighting system (options)", publ. August 10, 2011, Bull. No. 22] based on red, blue, green and ultraviolet LEDs, and a control unit with separate outputs for controlling the radiation level of LEDs of each spectrum separately, depending on the stage of development and type of plants, contains white spectrum LEDs. In another variant, a plant lighting system based on LEDs and a control unit for the level of illumination and exposure, depending on the stage of development and type of plants, contains white spectrum LEDs and additional ultraviolet LEDs, in which the emission power of ultraviolet LEDs is 5 ... 15% of white ones, with white and ultraviolet LEDs work either simultaneously, or alternately, with different intervals of time. In another variant, an LED plant lighting system based on LEDs and a control unit for the level of illumination and exposure, depending on the stage of development and type of plants, the system contains white spectrum LEDs as a light source.

Известна система светодиодного освещения теплиц [патент РФ RU 2719773 С1, МПК A01G 9/20 (2006.01), «Способ формирования оптимальной световой среды для выращиваемых в закрытом грунте растений и система светодиодного освещения, реализующая этот способ (варианты)», опубл. 23.04.2020 г., бюл. №12], выбранная в качестве прототипа, состоящая из светодиодного фитооблучателя с регулируемым спектром излучения и системы управления интенсивностью и спектральным составом излучения. Принцип действия системы заключается в том, что предварительно определяют спектр поглощения оптического излучения растений на различных стадиях их онтогенеза, в различное время суток, разные месяцы и времена года. Далее определяют максимально близко соответствующий спектру поглощения растений спектр излучения светодиодных фитооблучателей и вводят эти данные в управляющее устройство. Оптимальный спектр излучения воспроизводится с помощью светодиодных фитооблучателей в виде суммы N монохромных излучений светодиодов, где N соответствует оптимальному количеству монохромных составляющих, на которые раскладывается суммарный спектр поглощения выращиваемых в закрытом грунте растений, при этом амплитуда монохромных составляющих регулируется с помощью управляющего устройства путем изменения протекающего через светодиоды тока таким образом, чтобы суммарный спектр излучения фитооблучателей максимально близко соответствовал оптимальному спектру излучения. На различных стадиях онтогенеза выращиваемых растений и в зависимости от условий внешнего освещения с учетом времени суток, месяца и времени года осуществляется автоматическое регулирование спектра излучения фитооблучателей. Способ реализуется с помощью системы светодиодного освещения, которая включает: по меньшей мере, один мультиспектральный фитооблучатель, содержащий несколько групп светодиодов с регулируемым спектром излучения каждой группы светодиодов, блок управления интенсивностью и спектральным составом излучения фитооблучателей, выполненный на основе компьютера с платформой сбора данных и управления, датчиком спектра, и драйверов управления интенсивностью излучения светодиодов фитооблучателей. Каждый фитооблучатель состоит из N-го количества групп последовательно соединенных светодиодов, где N соответствует оптимальному количеству монохромных составляющих, на которые раскладывается суммарный спектр поглощения выращиваемых растений. Управление интенсивностью излучения фитооблучателей осуществляется путем подачи управляющего сигнала на драйверы от платформы сбора данных и управления.A known LED lighting system for greenhouses [RF patent RU 2719773 C1, IPC A01G 9/20 (2006.01), "A method for creating an optimal light environment for plants grown indoors and an LED lighting system that implements this method (options)", publ. April 23, 2020, bul. No. 12], selected as a prototype, consisting of a LED phyto-irradiator with an adjustable emission spectrum and a control system for the intensity and spectral composition of the radiation. The principle of operation of the system is that the absorption spectrum of optical radiation of plants is preliminarily determined at various stages of their ontogenesis, at different times of the day, different months and seasons. Next, the emission spectrum of LED phyto-irradiators is determined as close as possible to the absorption spectrum of plants and these data are entered into the control device. The optimal radiation spectrum is reproduced using LED phyto-irradiators in the form of a sum of N monochrome radiations of LEDs, where N corresponds to the optimal number of monochrome components into which the total absorption spectrum of plants grown in greenhouses is decomposed, while the amplitude of the monochrome components is regulated using a control device by changing the flow through current LEDs in such a way that the total emission spectrum of phytoirradiators corresponds as closely as possible to the optimal emission spectrum. At various stages of ontogeny of cultivated plants and depending on the conditions of external illumination, taking into account the time of day, month and season, automatic regulation of the radiation spectrum of phytoradiators is carried out. The method is implemented using an LED lighting system, which includes: at least one multispectral phytoirradiator containing several groups of LEDs with an adjustable emission spectrum of each group of LEDs, a control unit for the intensity and spectral composition of the radiation of phytoirradiators, made on the basis of a computer with a platform for data collection and control , spectrum sensor, and drivers for controlling the radiation intensity of phytoradiators LEDs. Each phytoirradiator consists of the N-th number of groups of series-connected LEDs, where N corresponds to the optimal number of monochrome components, into which the total absorption spectrum of grown plants is decomposed. The radiation intensity of phytoirradiators is controlled by applying a control signal to the drivers from the data collection and control platform.

При этом необходимо отметить, что указанные системы, а также другие известные системы светодиодного освещения теплиц имеют следующие недостатки:It should be noted that these systems, as well as other well-known LED lighting systems for greenhouses, have the following disadvantages:

1. В известных системах светодиодного освещения теплиц в случае освещения растений сверху при их выращивании в условиях закрытого грунта система не учитывается уменьшение расстояния от фитооблочателя до поверхности листьев растений, обусловленное их ростом.1. In the known systems of LED lighting of greenhouses in the case of illumination of plants from above when they are grown in greenhouse conditions, the system does not take into account the decrease in the distance from the phytocover to the surface of the leaves of plants, due to their growth.

2. В известных системах светодиодного освещения теплиц не реализована возможность поддержания постоянного значения поверхностной плотности фотосинтетического потока на уровне листа в процессе роста растения.2. In the known systems of LED lighting in greenhouses, it is not possible to maintain a constant value of the surface density of photosynthetic flux at the leaf level during plant growth.

3. В известных системах светодиодного освещения теплиц отсутствует датчик для определения расстояния от фитооблочателя до поверхности листьев растений.3. In the known systems of LED lighting in greenhouses, there is no sensor for determining the distance from the phytocover to the surface of plant leaves.

4. Известные системы светодиодного освещения теплиц не позволяют реализовать зависимость изменения величины поверхностной плотности фотосинтетического потока на уровне листа от расстояния между его поверхностью и фитооблучателем.4. Known systems of LED lighting in greenhouses do not allow realizing the dependence of the change in the surface density of the photosynthetic flux at the leaf level on the distance between its surface and the phytoirradiator.

Таким образом в известных системах светодиодного освещения теплиц в процессе роста растений на поверхности их листьев возникает избыточная величина поверхностной плотности фотосинтетического потока, что негативно сказывается на росте и развитии растения.Thus, in the known systems of LED lighting in greenhouses, during the growth of plants on the surface of their leaves, an excessive value of the surface density of the photosynthetic flux occurs, which negatively affects the growth and development of the plant.

Технический результат, достигаемый заявляемым изобретением заключается в том, что в случае освещения растений сверху при их выращивании в условиях закрытого грунта величина поверхностной плотности фотосинтетического потока на уровне листа поддерживается постоянной за -счет регулирования значения фотосинтетического потока фитооблучателя с учетом изменения расстояния между поверхностью листа и фитооблучателем в процессе роста растения, что позволяет формировать оптимальную световую среду для растений, исключить избыточное освещение, повысить энергоэффективность и надежность системы освещения, обеспечить рост урожайности и качества продукции.The technical result achieved by the claimed invention lies in the fact that in the case of illumination of plants from above when they are grown in closed ground conditions, the value of the surface density of the photosynthetic flux at the leaf level is maintained constant by adjusting the value of the photosynthetic flux of the phytoirradiator, taking into account the change in the distance between the leaf surface and the phytoirradiator in the process of plant growth, which allows you to create an optimal light environment for plants, eliminate excessive lighting, increase energy efficiency and reliability of the lighting system, ensure an increase in yield and product quality.

Технический результат достигается тем, что для поддержания в процессе роста растения постоянного значения поверхностной плотности фотосинтетического потока на уровне листа применяется способ характеризующийся тем, что величина поверхностной плотности фотосинтетического потока на уровне листа поддерживается постоянной за счет обеспечения постоянного контроля расстояния от фитооблучателя до верхних листьев растений и регулирования значения поверхностной плотности фотосинтетического потока с учетом изменения данного расстояния в процессе роста. При этом регулирование уровня поверхностной плотности фотосинтетического потока в процессе роста растений осуществляется путем передачи информации о расстоянии от фитооблучателя до верхних листьев с датчиков определения расстояния в блок управления интенсивностью и спектральным составом излучения, где происходит определение фотосинтетического потока фотонов облучателя в соответствии с предварительно полученной и заданной в блоке управления интенсивностью и спектральным составом излучения зависимостью данного потока от измеренного расстояния. Далее контроллер вырабатывает управляющее воздействие, поступающее на регулируемый драйвер питания фитооблучателей где, посредством уменьшения величины электрического тока, протекающего через светодиоды фитооблучателя, уменьшается значение фотосинтетического потока фотонов и обеспечивается постоянное значение поверхностной плотности фотосинтетического потока на уровне листа.The technical result is achieved by the fact that in order to maintain a constant value of the surface density of the photosynthetic flux at the leaf level during the growth of the plant, a method is used characterized in that the value of the surface density of the photosynthetic flux at the leaf level is maintained constant by ensuring constant control of the distance from the phytoirradiator to the upper leaves of the plants and adjusting the value of the surface density of the photosynthetic flux, taking into account changes in this distance during growth. At the same time, the regulation of the surface density of the photosynthetic flux during plant growth is carried out by transmitting information about the distance from the phytoirradiator to the upper leaves from the sensors for determining the distance to the control unit for the intensity and spectral composition of the radiation, where the photosynthetic flux of photons of the irradiator is determined in accordance with the previously obtained and specified in the control unit for the intensity and spectral composition of the radiation by the dependence of this flux on the measured distance. Next, the controller generates a control action that is fed to the adjustable power driver of the phyto-irradiators, where, by reducing the amount of electric current flowing through the phyto-irradiator LEDs, the value of the photosynthetic photon flux decreases and a constant value of the surface density of the photosynthetic flux at the leaf level is provided.

В свою очередь система освещения растений сверху при их выращивании в условиях закрытого грунта, обеспечивающая поддержание в процессе роста постоянного значения поверхностной плотности фотосинтетического потока на уровне листа, характеризуется тем, что содержит множество мультиспектральных фитооблучателей, обеспечивающих освещение растений сверху при их выращивании в условиях закрытого грунта; датчики определения расстояния от фитооблучателя до верхних листьев растений; блок управления интенсивностью и спектральным составом излучения, куда поступает информации о расстоянии от фитооблучателя до верхних листьев растений с датчиков определения расстояния и происходит определение фотосинтетического потока фотонов облучателя; и регулируемый драйвер питания фитооблучателей, управляемый блоком управления интенсивностью и спектральным составом излучения, который посредством изменения величины электрического тока, протекающего через светодиоды фитооблучателя, обеспечивает постоянное значение поверхностной плотности фотосинтетического потока на уровне верхнего листа.In turn, the lighting system for plants from above when they are grown in greenhouse conditions, which ensures the maintenance of a constant value of the surface density of the photosynthetic flux at the leaf level during growth, is characterized by the fact that it contains many multispectral phyto-irradiators that provide illumination of plants from above when they are grown in greenhouse conditions ; sensors for determining the distance from the phytoirradiator to the upper leaves of plants; a control unit for the intensity and spectral composition of the radiation, which receives information about the distance from the phytoirradiator to the upper leaves of plants from sensors for determining the distance and determines the photosynthetic flux of photons of the irradiator; and an adjustable power driver for phytoirradiators, controlled by a control unit for the intensity and spectral composition of the radiation, which, by changing the magnitude of the electric current flowing through the phytoirradiator LEDs, provides a constant value of the surface density of the photosynthetic flux at the level of the top sheet.

Основным отличительным признаком предлагаемой системы светодиодного освещения овощеводств закрытого грунта является применение системы датчиков определения расстояния от фитооблучателя до поверхности верхних листьев и обеспечение постоянного значения поверхностной плотности фотосинтетического потока на уровне листа на основе данной информацииThe main distinguishing feature of the proposed LED lighting system for greenhouse vegetable growing is the use of a sensor system for determining the distance from the phytoirradiator to the surface of the upper leaves and providing a constant value of the surface density of the photosynthetic flux at the leaf level based on this information.

Основным отличительным признаком предлагаемого способа, обеспечивающего поддержание в процессе роста постоянного значения поверхностной плотности фотосинтетического потока на уровне листа, является обеспечение постоянного контроля расстояния от фитооблучателя до верхних листьев растений и регулирование, на основе ранее полученной зависимости, значения фотосинтетического потока фотонов фитооблучателя с учетом расстояния от него до поверхности верхних листьев растений.The main distinguishing feature of the proposed method, which ensures the maintenance of a constant value of the surface density of the photosynthetic flux at the leaf level in the process of growth, is the provision of constant control of the distance from the phytoirradiator to the upper leaves of plants and the regulation, based on the previously obtained dependence, of the value of the photosynthetic flux of photons of the phytoirradiator, taking into account the distance from it to the surface of the upper leaves of plants.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

На фиг. 1 представлен график зависимости поверхностной плотности фотосинтетического потока на уровне листа от расстояния между фитооблучателем и верхними листьями.In FIG. 1 shows a graph of the surface density of photosynthetic flux at the leaf level versus the distance between the phytoirradiator and the upper leaves.

На фиг. 2 представлен график зависимости фотосинтетического потока фитооблучателя от расстояния между фитооблучателем и верхними листьями;In FIG. 2 shows a graph of the photosynthetic flux of the phyto-irradiator versus the distance between the phyto-irradiator and the upper leaves;

На фиг. 3 представлено схематичное изображение принципа действия системы освещения растений, где E1, Е2, Е3 - уровень верхних листьев растений; r1, r2, r3 - расстояния от фитооблучателя до верхних листьев растений; FE1, FE2, FE3 - фотосинтетический поток фотонов облучателя.In FIG. 3 shows a schematic representation of the principle of operation of the plant lighting system, where E 1 , E 2 , E 3 - the level of the upper leaves of plants; r 1 , r 2 , r 3 - distances from the phytoirradiator to the upper leaves of plants; F E1 , F E2 , F E3 - photosynthetic photon flux of the irradiator.

На фиг. 4 представлена блок-схема системы освещения растений сверху при их выращивании в условиях закрытого грунта, обеспечивающий поддержание в процессе роста постоянного значения поверхностной плотности фотосинтетического потока на уровне листа, где 1 - датчики определения расстояния от фитооблучателя до верхних листов растений; 2 - блок управления интенсивностью и спектральным составом излучения; 3 - регулируемый драйвер питания фитооблучателей; 4 - фитооблучатель.In FIG. 4 shows a block diagram of the lighting system for plants from above when they are grown in closed ground conditions, which ensures that during the growth process a constant value of the surface density of the photosynthetic flux at the leaf level is maintained, where 1 are sensors for determining the distance from the phytoirradiator to the upper leaves of plants; 2 - control unit for the intensity and spectral composition of the radiation; 3 - adjustable power driver for phytoirradiators; 4 - phytoirradiator.

Способ заключается в обеспечении постоянного контроля расстояния от фитооблучателя до верхних листьев растений и регулирование значения поверхностной плотности фотосинтетического потока с учетом изменения данного расстояния в процессе роста. Зависимость величины поверхностной плотности фотосинтетического потока на уровне верхних листьев представлена на фиг. 1. Определение фотосинтетического потока фотонов облучателя осуществляется в соответствии с заданной, предварительно полученной, зависимостью данного потока от измеренного расстояния, представленной на фиг. 2.The method consists in providing constant control of the distance from the phytoirradiator to the upper leaves of plants and regulation of the value of the surface density of the photosynthetic flux, taking into account changes in this distance during growth. The dependence of the surface density of the photosynthetic flux at the level of the upper leaves is shown in Fig. 1. Determination of the photosynthetic photon flux of the irradiator is carried out in accordance with the given, previously obtained, dependence of this flux on the measured distance, shown in Fig. 2.

Принцип действия системы, реализующей данный способ, и сама система представлены на фиг. 3 - фиг. 4 и заключается в следующем: с помощью датчиков определения расстояния 1 контролируется расстояние от фитооблучателя 4 до верхних листьев растений E1 Е2, Е3. Регулирование уровня поверхностной плотности фотосинтетического потока в процессе роста растений осуществляется путем передачи информацию расстоянии от фитооблучателя 4 до верхних листьев с датчиков определения расстояния 1 в блок управления интенсивностью и спектральным составом излучения 2, где происходит определение фотосинтетического потока фотонов облучателя FE1, FE2, FE3 в соответствии с зависимостью, представленной на фиг. 2. Далее блок управления интенсивностью и спектральным составом излучения 2 вырабатывает управляющее воздействие, поступающее на регулируемый драйвер питания фитооблучателей 3 и посредством уменьшения величины электрического тока, протекающего через светодиоды фитоблучателя, уменьшается значение фотосинтетического потока фотонов FE1, FE2, FE3 и обеспечивается постоянное значение поверхностной плотности фотосинтетического потока на уровне листа.The operating principle of the system implementing this method and the system itself are shown in Fig. 3 - fig. 4 and is as follows: using distance sensors 1, the distance from the phytoirradiator 4 to the upper leaves of plants E 1 E 2 , E 3 is controlled. The regulation of the surface density of the photosynthetic flux in the process of plant growth is carried out by transmitting information on the distance from the phytoirradiator 4 to the upper leaves from the distance sensors 1 to the control unit for the intensity and spectral composition of the radiation 2, where the photosynthetic flux of photons of the irradiator F E1 , F E2 , F E3 in accordance with the relationship shown in Fig. 2. Next, the control unit for the intensity and spectral composition of the radiation 2 generates a control action supplied to the adjustable power driver of the phytoirradiators 3 and by reducing the amount of electric current flowing through the phytoirradiator LEDs, the value of the photosynthetic photon flux F E1 , F E2 , F E3 is reduced and a constant the value of the surface density of photosynthetic flux at the leaf level.

Таким образом заявляемый способ освещения растений сверху при их выращивании в условиях закрытого грунта, обеспечивающий поддержание в процессе роста постоянного значения поверхностной плотности фотосинтетического потока на уровне листа, и реализующая данный способ система позволяют обеспечить постоянное значение поверхностной плотности фотосинтетического потока на уровне верхнего листа, и тем самым формировать оптимальную световую среду для роста и развития растений, исключая избыточное освещение, что обеспечивает достижения заявляемого технического результата.Thus, the claimed method of illuminating plants from above when they are grown in closed ground conditions, which ensures the maintenance of a constant value of the surface density of the photosynthetic flux at the leaf level during growth, and the system implementing this method make it possible to ensure a constant value of the surface density of the photosynthetic flux at the level of the top sheet, and thus to form the optimal light environment for the growth and development of plants, excluding excessive lighting, which ensures the achievement of the claimed technical result.

Claims (2)

1. Способ освещения растений сверху при их выращивании в условиях закрытого грунта, обеспечивающий поддержание в процессе роста постоянного значения поверхностной плотности фотосинтетического потока на уровне листа, характеризующийся тем, что величина поверхностной плотности фотосинтетического потока на уровне листа поддерживается постоянной за счет обеспечения постоянного контроля расстояния от фитооблучателя до верхних листьев растений и регулирования значения поверхностной плотности фотосинтетического потока с учетом изменения данного расстояния в процессе роста, при этом регулирование уровня поверхностной плотности фотосинтетического потока в процессе роста растений осуществляется путем передачи информации о расстоянии от фитооблучателя до верхних листьев с датчиков определения расстояния в блок управления интенсивностью и спектральным составом излучения, где происходит определение фотосинтетического потока фотонов облучателя в соответствии с заданной, предварительно полученной зависимостью данного потока от измеренного расстояния, далее блок управления интенсивностью и спектральным составом излучения вырабатывает управляющее воздействие, поступающее на регулируемый драйвер питания фитооблучателей, где посредством уменьшения величины электрического тока, протекающего через светодиоды фитооблучателя, уменьшается значение фотосинтетического потока фотонов и обеспечивается постоянное значение поверхностной плотности фотосинтетического потока на уровне листа.1. A method of illuminating plants from above when growing them in closed ground conditions, which ensures that during the growth process a constant value of the surface density of photosynthetic flux at the leaf level is maintained, characterized in that the value of the surface density of photosynthetic flux at the leaf level is maintained constant by ensuring constant control of the distance from of the phytoirradiator to the upper leaves of plants and adjusting the value of the surface density of the photosynthetic flux, taking into account the change in this distance during growth, while the level of surface density of the photosynthetic flux during the growth of plants is regulated by transmitting information about the distance from the phytoirradiator to the upper leaves from the sensors for determining the distance to the block control of the intensity and spectral composition of the radiation, where the photosynthetic flux of photons of the irradiator is determined in accordance with a given, previously obtained plant dependence of this flux on the measured distance, then the control unit for the intensity and spectral composition of the radiation generates a control action that is applied to the adjustable power driver of the phytoirradiators, where by reducing the amount of electric current flowing through the phytoirradiator LEDs, the value of the photosynthetic photon flux decreases and a constant value of the surface density of the photosynthetic flow at the leaf level. 2. Система освещения растений сверху при их выращивании в условиях закрытого грунта, обеспечивающая поддержание в процессе роста постоянного значения поверхностной плотности фотосинтетического потока на уровне листа способом по п.1, характеризующаяся тем, что содержит множество мультиспектральных фитооблучателей, обеспечивающих освещение растений сверху при их выращивании в условиях закрытого грунта; датчики определения расстояния от фитооблучателя до верхних листьев растений; блок управления интенсивностью и спектральным составом излучения, куда поступает информация о расстоянии от фитооблучателя до верхних листьев растений с датчиков определения расстояния и происходит определение фотосинтетического потока фотонов облучателя; и регулируемый драйвер питания фитооблучателей, управляемый блоком управления интенсивностью и спектральным составом излучения, который посредством изменения величины электрического тока, протекающего через светодиоды фитооблучателя, обеспечивает постоянное значение поверхностной плотности фотосинтетического потока на уровне верхнего листа.2. The lighting system for plants from above when growing them in closed ground conditions, which ensures that during the growth process a constant value of the surface density of the photosynthetic flux at the leaf level is maintained by the method according to claim 1, characterized in that it contains a plurality of multispectral phyto-irradiators that provide illumination of plants from above when they are grown in closed ground conditions; sensors for determining the distance from the phytoirradiator to the upper leaves of plants; a control unit for the intensity and spectral composition of the radiation, which receives information about the distance from the phytoirradiator to the upper leaves of plants from sensors for determining the distance and determines the photosynthetic flux of photons of the irradiator; and an adjustable power driver for phytoirradiators, controlled by a control unit for the intensity and spectral composition of the radiation, which, by changing the magnitude of the electric current flowing through the phytoirradiator LEDs, provides a constant value of the surface density of the photosynthetic flux at the level of the top sheet.
RU2021109460A 2021-04-06 2021-04-06 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 RU2764546C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2021109460A RU2764546C1 (en) 2021-04-06 2021-04-06 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

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2021109460A RU2764546C1 (en) 2021-04-06 2021-04-06 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

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2764546C1 true RU2764546C1 (en) 2022-01-18

Family

ID=80040573

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2021109460A RU2764546C1 (en) 2021-04-06 2021-04-06 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

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2764546C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2782576C1 (en) * 2021-11-29 2022-10-31 федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Российский университет дружбы народов" (РУДН) Method for recording the spectral characteristics of light to assess the functional state of plants

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2009125900A (en) * 2006-12-07 2011-01-20 Конинклейке Филипс Электроникс Н.В. (Nl) REGULATORY DEVICE FOR GREENHOUSE
RU2009133012A (en) * 2009-09-03 2011-03-10 Валерий Николаевич Марков (RU) METHOD FOR LOCAL SHADOWLESS SEEDLING LIGHTING
WO2017208949A1 (en) * 2016-06-03 2017-12-07 パナソニックIpマネジメント株式会社 Plant cultivation device
RU2665932C2 (en) * 2013-08-14 2018-09-05 Югэнкайся Дзяпан Цусё Hydroponic plant production system and factory for production of plants including hydroponic plant production system and polystyrene greenhouse
RU2668341C2 (en) * 2012-09-04 2018-09-28 Филипс Лайтинг Холдинг Б.В. Horticulture lighting system and horticulture production facility using such horticulture lighting system
RU2719773C1 (en) * 2019-08-29 2020-04-23 Общество с ограниченной ответственностью "Агрофотоника РМ" Method of forming an optimum light environment for plants grown in closed ground and a system of led lighting, which realizes this method (versions)

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2009125900A (en) * 2006-12-07 2011-01-20 Конинклейке Филипс Электроникс Н.В. (Nl) REGULATORY DEVICE FOR GREENHOUSE
RU2009133012A (en) * 2009-09-03 2011-03-10 Валерий Николаевич Марков (RU) METHOD FOR LOCAL SHADOWLESS SEEDLING LIGHTING
RU2668341C2 (en) * 2012-09-04 2018-09-28 Филипс Лайтинг Холдинг Б.В. Horticulture lighting system and horticulture production facility using such horticulture lighting system
RU2665932C2 (en) * 2013-08-14 2018-09-05 Югэнкайся Дзяпан Цусё Hydroponic plant production system and factory for production of plants including hydroponic plant production system and polystyrene greenhouse
WO2017208949A1 (en) * 2016-06-03 2017-12-07 パナソニックIpマネジメント株式会社 Plant cultivation device
RU2719773C1 (en) * 2019-08-29 2020-04-23 Общество с ограниченной ответственностью "Агрофотоника РМ" Method of forming an optimum light environment for plants grown in closed ground and a system of led lighting, which realizes this method (versions)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2782576C1 (en) * 2021-11-29 2022-10-31 федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Российский университет дружбы народов" (РУДН) Method for recording the spectral characteristics of light to assess the functional state of plants
RU2797321C1 (en) * 2022-07-11 2023-06-02 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Нижегородский государственный агротехнологический университет" (ФГБОУ ВО Нижегородский ГАТУ) Method for maintaining a constant value of day light integral when illuminating plants in the process of their growth in vertical farms
RU2804620C1 (en) * 2022-11-02 2023-10-03 Федеральное государственное унитарное предприятие "Ростовский-на-Дону научно-исследовательский институт радиосвязи" (ФГУП "РНИИРС") Light environment formation system for indoor plants

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8579465B2 (en) Plant growing system
RU2654259C2 (en) Dynamic light recipe for horticulture
US20180295788A1 (en) Light sources adapted to spectral sensitivity of plants
CN112304865A (en) Improvements in and relating to controlling characteristics of photosynthetic organisms
FI2893800T3 (en) System and method for growing a plant in an at least partly conditioned environment
CN106413382B (en) Light source adapted to the spectral sensitivity of plants
EP3311656A1 (en) A method for affecting plant growth and a plant growing system
JP5723903B2 (en) Plant cultivation method
JP6091927B2 (en) Auxiliary light system
JP4995476B2 (en) Cultivation method to improve sugar content of solanaceous plants
KR20090124155A (en) Led light equipment for growing plants, intelligent photonic environment control system
KR101414473B1 (en) Plant cultivation system and cultivation method using upper and lower growth lamp
CN111448905A (en) Light-controlled tomato seedling method and illumination equipment
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
KR102493283B1 (en) Artificial lighting system for plants with automatic adjustment of the intensity of the light source by wavelength band
AU2018218788B2 (en) Method and device for cultivating a crop
RU2719773C1 (en) Method of forming an optimum light environment for plants grown in closed ground and a system of led lighting, which realizes this method (versions)
JP2007082489A (en) Method for culturing plant
RU217433U1 (en) LED phytolamp
RU213976U1 (en) LED phytolamp
JP7367482B2 (en) Seedling growing method and seedling growing system
KR20180020934A (en) Apparatus for grow plant indoors using multi-emitting module
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
US20210112648A1 (en) Apparatus and method for accelerating conversion of phytochrome isoforms
SU1598917A1 (en) Method of growing seedlings of vegetable crops in protected ground