في الوقت الحالي, يتم استخدام الإضاءة الزراعية في زراعة الطحالب الدقيقة الميكروبية, زراعة الفطريات الصالحة للأكل, تربية الدواجن, تربية الأحياء المائية, رعاية الحيوانات الأليفة القشرية, وزراعة النباتات الأكثر استخداما, مع المزيد والمزيد من مجالات التطبيق. خصوصا ضوء LED النبات, بعد التطور السريع للزراعة الداخلية للنباتات, والتطور السريع لزراعة الدفيئة, لقد دخلت مرحلة التطور السريع.
أنواع الضوء النباتي
في الوقت الحالي, هناك العديد من أنواع تركيبات الإضاءة النباتية في السوق, مصابيح LED بشكل رئيسي, مصابيح الصوديوم عالية الضغط, المصابيح المتوهجة, ومصابيح الفلورسنت. كل نوع من مصابيح النمو له مميزاته الفريدة. مع تطور التكنولوجيا, أصبحت مزايا LED أكثر وضوحًا. تتميز مصابيح LED للنباتات بمزايا الكفاءة العالية, حياة طويلة, حرارة منخفضة, ولا تلوث بيئي. يتم استخدام ضوء LED للنبات في إضاءة النبات. استبدل السوق تدريجيًا الأنواع الأخرى من مصابيح النباتات.
نبات توزيع سوق ضوء LED
سوق الإضاءة النباتية يكبر أكثر فأكثر, وخاصة في بعض الدول ذات الكثافة السكانية العالية (مثل الصين, كوريا الجنوبية, اليابان, إلخ.) والبلدان التي لا تكون فيها البيئات الخارجية ملائمة للزراعة (مثل الشرق الأوسط, كندا, إلخ.) تعمل بقوة على تطوير الزراعة الداخلية وزراعة الدفيئة . منذ 2013, لقد نضجت تكنولوجيا الإضاءة LED تدريجياً وأصبحت حصتها في السوق أكبر وأكبر, بمتوسط معدل نمو سنوي مركب يزيد عن 30%. لا يزال حجم سوق الضوء النباتي العالمي يتزايد. المقياس في 2020 انتهى بالفعل 19.12 مليون متر مربع. تستخدم المصانع الكبيرة بشكل متزايد أضواء النباتات كتركيبات الإضاءة الداخلية الرئيسية.
مجال تطبيق ضوء النبات
يعد مجال إضاءة النباتات أحد الاتجاهات المهمة لتطوير الزراعة الحديثة. وينعكس تأثير الضوء على نمو النبات وتطوره في جانبين. الأول هو توفير الطاقة والمواد اللازمة لعملية التمثيل الضوئي للنبات, وتعزيز تراكم المواد العضوية النباتية, والآخر هو توفير إشارات لنمو النبات وتطوره. لقد تشكلت النباتات من خلال فهم الضوء للحكم على تغيرات الفصول وإجراء التغييرات المقابلة لها. من خلال وظيفة الضوء, يمكن تقسيم إضاءة النبات إلى إضاءة النمو وإضاءة الإشارة. تهدف إضاءة النمو إلى استبدال ضوء الشمس وتوفير الطاقة لنمو النباتات; يمكن لإضاءة الإشارة أن تعزز الإنبات, الإزهار, وأضواء ملونة للنباتات. من حيث مجالات التطبيق, تشمل إضاءة النباتات بشكل أساسي إضاءة الشتلات, المناظر الطبيعية البستنة, زراعة الدفيئة, مصانع النباتات وما إلى ذلك.
المتطلبات الفنية لمستخدمي الإضاءة النباتية
الإضاءة النباتية هي التكنولوجيا الفائقة, صناعة متعددة المجالات, وترتبط حالة نمو النباتات بعوامل عديدة. النباتات تريد أن تنمو بشكل صحي, ويجب ألا تنتبه الزراعة إلى جزء الإضاءة من النبات فحسب، بل يجب أيضًا الانتباه إلى عوامل أخرى مثل درجة الحرارة والتربة. تنقسم المتطلبات الفنية لإضاءة المصنع بشكل أساسي إلى الزاويتين التاليتين: (1) انظر إلى المتطلبات الفنية من منظور تخطيط براءات الاختراع.
يعكس تصميم براءات الاختراع إلى حد ما أحكام الشركات, معاهد البحث العلمي, وخبراء في التطور التكنولوجي, والتي يمكن أن تعكس الاحتياجات الفنية واتجاهات الطلب لمستخدمي الإضاءة النباتية إلى حد ما; (2) انظر إلى الاحتياجات التقنية من وجهة نظر المستخدم.
النظر في المتطلبات الفنية من منظور تخطيط براءات الاختراع
ومن براءات الاختراع المتقدمة في مجال تطبيقات الإضاءة LED النباتية, القمة 5 تصنيفات تكنولوجيا IPc هي
(1) F21Y101/02: المتعلقة بمصادر الضوء المصغرة, مثل الثنائيات الباعثة للضوء أو أنظمة الإضاءة;
(2) A01G9/20: استخدم الضوء لزراعة الزهور, الخضار أو الأرز في مرتع التيسير;
(3) F21s2/00: جهاز إضاءة غير محمول أو نظام ذو هيكل معياري, إلخ.;
(4) A01G7/04: معالجة النباتات بالكهرباء أو المغناطيسية لتعزيز نموها. تعزيز نمو النبات من خلال استخدام الإشعاع الكهرومغناطيسي. لديها تحسين واضح لمصدر الضوء, نظام, هيكل وجهاز الإضاءة النباتية, مما يجعل إضاءة النبات أكثر ذكاءً, مما يعكس إلى حد كبير أن تبسيط استخدام إضاءة المصنع يلبي احتياجات المستخدمين
انظر المتطلبات الفنية من وجهة نظر المستخدم
المزارعين’ إن القبول والاعتماد على إضاءة المصنع يحدد تطور الصناعة إلى حد كبير. للمستخدمين, تكلفة وفوائد الاستخدام هي اهتماماتهم الرئيسية.
النظر في المتطلبات الفنية من تكلفة ضوء LED للمصنع
يرتبط سعر مصابيح LED بقبول المستخدم. LED في وضع غير مؤات في السعر, والسعر مرتفع. سعر ضوء LED للنبات بنفس القوة هو 7 مرات من أضواء الصوديوم عالية الضغط. بناء على تحليل موكو لايتبيانات مبيعات مصابيح النباتات من 2016 إلى الوقت الحاضر, من وجهة نظر نسبة مبيعات المصابيح ذات القوى المختلفة, شكلت مبيعات المصابيح أقل من 50 واط 68% من العدد الإجمالي. يفضل معظم العملاء الجدد تجربة المصابيح صغيرة الحجم ذات الطاقة المنخفضة.
في تكلفة المصابيح, بالإضافة إلى غطاء المصباح وتكاليف القيادة, تكلفة حبات المصباح أغلى من حبات المصباح العادية. خذ 2835 حبات مصباح 0.2wd كمثال, سعر حبات مصباح الإضاءة النباتية حوالي 4-7 أضعاف حبات مصباح الإضاءة العامة. مع تطور التكنولوجيا والحرفية, سعر حبات مصباح LED يتناقص تدريجيا. أدى استخدام مواد جديدة منخفضة التكلفة إلى تقليل سعر حبات مصابيح LED, وأصبحت سرعة تصنيع الفتائل أسرع وخفضت التكاليف أيضًا.
النظر في المتطلبات الفنية من تكلفة استخدام مصابيح LED للنباتات
تكلفة الطاقة وكفاءة الطاقة هي في الأساس القضايا التي يهتم بها كل مستخدم لإضاءة المصنع. تشير كفاءة الكهرباء إلى معدل إنتاج الكهرباء عند نقطة ما. يشير الإخراج هنا إلى جانبي الإنتاج والجودة.
ضوء
يعد الضوء أحد العوامل الرئيسية التي تؤثر على نمو وتطور النباتات, والطيف, شدة الضوء, والفترة الضوئية تؤثر على نمو وتطور النباتات.
- نطاق
يُطلق على الإشعاع الذي يتراوح طوله الموجي 300-800 نانومتر الإشعاع النشط من الناحية الفسيولوجية للنباتات, ولكن الأشعة فوق البنفسجية (280-320نانومتر) والأشعة فوق البنفسجية (220-280نانومتر) العصابات لها آثار على نمو وتطور النباتات (إنتاج المستقلبات الثانوية). التأثيرات. على حبات مصباح أحادية اللون, تغطي الأطوال الموجية الإشعاعية الفعالة من الناحية الفسيولوجية للنباتات بشكل أساسي, ويقوم مصنعو المصابيح النباتية بتوليد أطياف مختلفة قابلة للتطبيق من خلال مزيج من حبات المصباح المختلفة. نادرًا ما يتم استخدام حبات المصباح الموجودة في نطاق الأشعة فوق البنفسجية لإضاءة النباتات, ويرجع ذلك أساسًا إلى عملية التصنيع المعقدة وارتفاع تكلفة الاستخدام.
على الرغم من أنه يمكن تنويع الطيف من خلال مجموعة من حبات المصباح أحادية اللون أو إثارة رقاقة الفوسفور. أنواع مختلفة من النباتات لها متطلبات مختلفة ل نطاق في مراحل مختلفة. خذ متطلبات العملاء الخاصة بـ Lv Ai على سبيل المثال: باستثناء المناطق الحمراء والزرقاء, يقع محتوى نطاق الضوء الأحمر البعيد 730 نانومتر ضمن نطاق تصميم الطيف, ويكون لدى العميل متطلبات واضحة فيما يتعلق بتأثيرات توفير الطاقة, وهذا من أجل دقة الطيف. متطلبات الأداء والكفاءة العالية لخرز المصباح عالية جدًا; طيف مصباح زراعة الأنسجة, تحت فرضية ضمان تأثير النمو, من أجل تسهيل المعالجة النظيفة وفي الوقت المناسب للشتلات الملوثة, مؤشر تجسيد اللون لمصباح زراعة الأنسجة (را≥80) هناك متطلبات; بل هو أيضا مصباح النمو. يتميز مصباح النبات الداخلي ومصباح تعبئة الدفيئة بجودة ومحتوى إضاءة مختلفين; مقارنة بمصباح النمو, يولي التصميم الطيفي لمصباح الحضانة مزيدًا من الاهتمام لمؤشر الشتلات.
لدى مستخدمي إضاءة النباتات أنواع عديدة من النباتات. تتضمن معلومات المحاصيل المقدمة من عملاء Green Love الكينوا الحمراء, سلطة خس, خضار مثلجة, فاكهة التنين, فاكهة العاطفة, الفراولة, طماطم, خيار, وَردَة, البامية, ديندروبيوم, أنويكتوتشيلوس, شتلات زراعة الأنسجة, شتلات التبغ, شتلات البطاطا الحلوة, البامية, القنب, العصارة, إلخ. إنهم ليسوا بالضرورة محترفين في التمييز وإدراك الطيف, لكنها تمثل الشغل الشاغل لبيانات تأثير الزراعة. يهتم بعض المستخدمين جدًا بمنتجات إضاءة النباتات التي تحاكي ضوء الشمس ويعتقدون أن طيف ضوء الشمس يشبه طيف ضوء الشمس. بالمقارنة مع الطيف الشمسي, مصادر الضوء الاصطناعي لديها تنوع ودقة أقل. فقط زيادة قوة مصادر الضوء الاصطناعي يمكن أن تلبي احتياجات النباتات.
- شدة الضوء
شدة الضوء لها تأثير أكبر على النباتات. بشكل عام, شدة الضوء بالقرب من نقطة تشبع الضوء هي الأكثر فائدة لنمو النباتات. تحتوي المحاصيل المختلفة على نقاط تعويض ضوئية مختلفة في مراحل مختلفة. من منظور شدة الضوء الإضافية للمصنع, يجب أن تكون شدة الضوء في مرحلة الشتلات أقل قليلاً, في 60-200 ميكرومول /(م2 ث), ومن ثم الزيادة تدريجيا. يمكن أن تصل الخضروات الورقية إلى ما يصل إلى 100 ~ 200 ميكرومول /(م2 ث), وخضروات الفاكهة يمكن أن تصل إلى 300 ~ 500 ميكرومول /(م2 ث).
من حيث شدة الضوء, الطلب على شدة الضوء لمصباح محطة الإشارة أقل بكثير من مصباح النمو كطاقة.
يوفر ضوء الإشارة إشارات فقط ويحدث تغييرات في حالة النباتات. إذا كانت شدة الضوء كبيرة جدًا, سوف يؤثر على نمو النباتات. شدة الضوء الفعالة (PPFD) أقل من 3-30μmol/(م2.س)
- تأثير الضوء
كفاءة الضوء هي قدرة أضواء النباتات على تحويل الطاقة الكهربائية إلى طاقة ضوئية. كفاءة الضوء عالية, كفاءة تحويل الطاقة الكهربائية إلى طاقة ضوئية عالية, استخدام الطاقة الكهربائية أقل, وتكلفة الطاقة الكهربائية منخفضة. لا يعتمد المزارع على قوة ضوء النبات فقط, ولكن أيضًا تأثير الضوء العام لضوء النبات (وحدة: ميكرومول / ي). يجب على المصنعين العمل بجد لتحسين الحرفية, تصميم, ومواد لزيادة كفاءة الإضاءة لأضواء النباتات. الضوء الأحمر (660نانومتر) حبات المصباح, كفاءة الإضاءة في السوق تصل إلى 3.17μmol/J, والضوء الأزرق (450نانومتر) كفاءة الإضاءة حوالي 2.5μmol/J. تأثير الضوء لخرزات المصباح في الشريط الأرجواني منخفض. أعلى كفاءة مضيئة لخرزات المصباح ذات الألوان المختلطة هي على وشك 2.5 ميكرومول / ي.
- كيف يتم استخدام الضوء
إضاءة النبات, بدلا من ضوء الشمس, ولكن يمكن السيطرة عليها تماما. وقت ضوء النهار, شدة الضوء, والتغيرات الطيفية كلها يمكن السيطرة عليها. لكن, لا يمكن التحكم في نقطة تشبع ضوء النبات. يجب أن ننتبه دائما إلى تغير نقطة تشبع الضوء للنبات لتجنب هدر شدة الضوء أكبر من نقطة تشبع الضوء للنبات. إجمالي كمية الضوء التي تتلقاها النباتات في اليوم محدودة, ومعدل امتصاص الضوء للنباتات فوق هذه القيمة منخفض جدًا. في هذا الوقت, بسبب الضوء, وذلك لتجنب هدر الطاقة.
خطة النظام
الزراعة الداخلية مكلفة نسبيا, ويجب أن تكون غلات المحاصيل عالية لاسترداد التكلفة. يمكن التحكم في بيئة الزراعة الداخلية. يمكن التحكم في حالة نمو النبات عن طريق التحكم في درجة الحرارة, رطوبة, تركيز ثاني أكسيد الكربون, الضوء ومحتوى المادة في المحلول المغذي في بيئة نمو النبات.
تكنولوجيا زراعة الخبراء. تختلف مصانع النباتات عن طرق الزراعة التقليدية. سواء كان الناس في المهن الأخرى, أو المهنيين الزراعيين التقليديين, الاستثمار في المصانع أو إدارتها, لا غنى عن احتياجات تكنولوجيا زراعة الخبراء والتوجيه. يرتبط نمو وتطور النباتات ارتباطًا وثيقًا بالبيئة. تفاعل العوامل مثل الضوء, ماء, العناصر الغذائية, والهواء الموجود في البيئة يحدد حالة نمو النباتات. في الوقت الحالي, هناك تراكم معين للمعلومات حول التفاعل بين الضوء ودرجة الحرارة, التفاعل بين محتوى الضوء والهواء, والتفاعل بين العناصر الخفيفة والمغذيات, ولكن هناك القليل جدًا من البيانات حول تفاعل المزيد من العوامل. تم تصميم نظام الزراعة الداخلي بناءً على بيئة نمو النباتات, وتحتاج خطط النمو المهني إلى المزيد من بيانات نمو النبات لدعمها.
آحرون
مستوى مقاوم للماء, زاوية انبعاث الضوء, تبديد الحرارة, عمر المصباح, يعد تسوس الضوء والمعلمات الأخرى لأدوات إضاءة النباتات من العوامل الفنية المهمة التي تحدد ما إذا كان من الممكن استخدام أضواء النباتات على نطاق واسع.
خاتمة
مع نضج تكنولوجيا الإضاءة LED, انخفاض تكاليف LED, تدخل قوى البحث العلمي والسياسات الحكومية, لقد تحولت العديد من الشركات من سوق الإضاءة العامة شديد التنافسية إلى مجال إضاءة المصانع. المنتجات فوضوية, تصميم الإنتاج غير موحد, ويفتقر نطاق المبيعات إلى التحقق الفعلي, مما يقلل تدريجيًا من ثقة الجمهور في صناعة إضاءة المصانع ويبطئ توسع السوق ونضج صناعة إضاءة المصانع. تقوم MOKOLight بالبحث في مصابيح LED النباتية منذ ذلك الحين 11 سنين. لديها خط إنتاج محترف, مهندسين محترفين و R قوي&فريق د, والتي يمكن أن تلبي الاحتياجات المختلفة للعملاء.
