WWW.DIS.KONFLIB.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

 
<< HOME
Научная библиотека
CONTACTS

Pages:     | 1 |   ...   | 6 | 7 || 9 | 10 |   ...   | 18 |

Повышение эффективности облучения меристемных растений с использованием светодиодных установок

-- [ Страница 8 ] --

- 620-630 нм: 8 красных светодиодов - 460-470 нм: 1 синий светодиод Габариты лампы, мм: d50x Светодиодные лампы серии «Комфорт» оптимизированы по спектрам излу чения для досвечивания уже взрослых растений и, одновременно максимально приближены по спектру к привычному для человека освещению и представляют собой малобюджетное решение с доступными потребительскими ценами. Модель «Алмаз-12 Комфорт», представленная на рисунке 1.20, предназначена для досветки или освещения взрослых растений при недостаточности солнечного освещения или полном его отсутствии.

Технические характеристики ламп «Алмаз-12 Комфорт»:

Рабочее напряжение: 220 В Рабочая температура:

-25…+40 °С Угол излучения : 15°/30°/45°/60° Световой поток: 630 лм Ресурс светодиодного модуля, час: Недостатком данных облучателей является ограниченный спектр излучения.

НТЦ «Оптоника» разработал и предлагает к использованию в качестве высокоэффективного и экономичного источника искусственного освещения расте ний новейшее светоэлектронное устройство - Светодиодный Осветитель Растений (СИДОР) (рисунок 1.21).

Рисунок 1.21 Светодиодный светильник СИДОР Технические характеристики СИДОР- 18-1:

Потребляемая мощность, Вт не более Недостатком данных облучателей является узкий перечень применения с точки зрения технологии выращивания и также ограниченный спектр излучения.

Компания «Фокус» приступает к выпуску новой серии изделий: «Светодиодных светильников тепличных серии УСС БИО» (рисунок 1.22). Светильники серии «БИО» предназначены для установки в теплицах. Основная задача данных светильников – обеспечить полноценное прохождение фотосинтеза в растении на стадиях роста и наращивания биомассы. Для искусственной подсветки растений использовались светильники с лампами ДНаТ-400 PHILIPS и светодиодные све тильники УСС БИО оборудованные светодиодами с оптимальной длиной волны для роста и развития растений.

Рисунок 1.22 Светильник светодиодный УСС-70БИО Технические характеристики УСС БИО:

Напряжение питания, В 220, Диапазон напряжений, В 170- Частота, Гц 50- Коэффициент мощности драйвера, cos 0, Потребляемая мощность, Вт Марка светодиода NICHIA Количество светодиодов, 36шт.

Общий световой поток, Лм Цветовая температура, К 4500- Габаритные размеры, мм 420х174х Масса, не более, кг 4, Температура эксплуатации, °С от -63 до + Вид климатического исполнения УХЛ Класс защиты от поражения электрическим током Степень защиты светодиодного модуля IP Индекс цветопередачи, Ra Недостатком данных облучателей является отсутствие функции коррекции спектра излучения.

Осветительные приборы Osram Fluora – это лампы с особым светом, предназначенные для подсветки аквариумов и искусственного выращивания растений (рисунок 1.23). Такие изделия характеризуются увеличенной долей красного и синего излучения, поэтому прекрасно подходят для стимулирования фотобиологических процессов у представителей флоры.

Осветительные приборы Osram Fluora – это лампы с особым светом, предназначенные для подсветки аквариумов и искусственного выращивания растений.

Такие изделия характеризуются увеличенной долей красного и синего излучения, поэтому прекрасно подходят для стимулирования фотобиологических процессов у представителей флоры.

Технические характеристики ламп Osram Fluora:

Рабочее напряжение: 220 В Рабочая температура:

-25…+40 °С Габаритные размеры (длина), мм Световой поток: 630 лм Ресурс светодиодного модуля, час: Для создания баланса светового эффекта, а также получения мощного светового потока можно дополнительно установить обычные люминесцентные осветительные приборы с улучшенной цветопередачей. Такой тандем даст отличный эффект при искусственном выращивании цветов и декоративных растений. По сути, фитолампы представляют собой портативные источники света. Они массово используются для организации освещения в тепличных комплексах.

Недостатком данных облучателей является высокое потребление электроэнергии по сравнению со светодиодными облучателями, ограниченный спектральный состав излучения.

Аналитический обзор отечественной и зарубежной литературы по оценке воздействия оптического облучения на растения в защищенном грунте, показал что оптическое излучение, положительно влияющее на растения, по спектральному составу может быть разделено на три части: ультрафиолетовое (295…380 нм), видимое (свет) (380…780 нм) и ближнее инфракрасное излучение (780…1100 нм). В спектре солнечных лучей выделяют область (ФАР), используемой растениями в процессе фотосинтеза. Отсюда вытекает необходимость создания светодиодной облучательной установки. Для этого необходимо выполнить следующие задачи:

1. Разработать математическую модель описывающую влияние спектральной плотности излучения на продуктивность меристемных растений культуры 2. Обосновать и разработать технические требования на комплект оборудования светодиодной облучательной установки.

3. Провести лабораторные и производственные испытания и определить экономическую оценку применения светодиодного облучения меристемных растений культуры малины.

2.РАЗРАБОТКА МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ ПО

ОПРЕДЕЛЕНИЮ ЭФФЕКТИВНОГО СПЕКТРАЛЬНОГО



СОСТАВА ИЗЛУЧЕНИЯ МЕРИСТЕМНОЙ МАЛИНЫ СОРТА

«ГУСАР» ПО МИНИМУМУ ПРИВЕДЕННЫХ УДЕЛЬНЫХ ЗАТРАТ

2.1 Фотобиологическое действие оптического излучения Фотосинтез органических веществ из неорганических в растениях является основой их развития и жизнедеятельности. К. А. Тимирязев впервые показал, что в процессе фотосинтеза существенную роль играет хлорофилл, который, поглощая оптического энергию излучения, активно участвует в окислительновосстановительных реакциях. Благодаря этому из воды и углекислого газа образуется органическое вещество и свободный кислород.

В 1956г. Эмерсон экспериментально доказал, что фотосинтез связан с протеканием двух химических реакций, которые обусловлены двумя различными пигментными системами растения. Образование органических веществ в растении связано с протеканием сложной многоступенчатой системой фотохимических реакций. Было установлено, что для реализации фотосинтеза необходимо поглотить не менее 10 квантов энергии излучения. При этом не каждый фотон может быть эффективно поглощен, т.к. энергетические уровни молекулы квантованы и поэтому значение поглощенного кванта энергии не может быть любым [88].

Исследованиями В.М. Лемана, В.П. Ковриго и других было открыто явление световсхожести семян, связанного с поглощение света. Это объясняется тем, что в семенах растений содержится пигментная система – фитохром. Причем участи спектра оптического излучения по-разному влияют на световсхожесть семян.

Активная форма фитохрома в набухающих семенах обеспечивает протекание необходимых реакций, которые и приводят к прорастанию зародыша. Фитохромная теория световсхожести семян объясняет стимулирующий эффект света на прорастание семян. С.В. Коняев дает следующий фотоконформационно-мембранный механизм регуляции: свет изменение стереометрии хромофора конформационная перестройка белка-носителя структурная перестройка мембраны изменение функциональной активности системы. Анализ многочисленных исследований позволяет сделать вывод, что свет при прорастании семян выполняет роль сигнала. Свет – единственный надежный указатель положения поверхности, а эта информация очень важна для прорастания семян с малым запасом питательных веществ. Сигнальный характер светового воздействия подтверждается исключительной эффективностью малых доз. Кванты УФ излучения зоны А обладает более высокой энергией, чем красной зоны, что усиливает сигнальную роль оптического излучения этой длины волны. Вместе с этим еще невыяснено, какая доза УФО является более эффективной, способствующей получению наибольшего количества конечного продукта[53].

В реальных облучательных установках фотобиологического действия преобразование излучения происходит по схеме нелинейного фотоприемника. Характер нелинейности кривой эффекта зависит не только от нелинейности процесса фотосинтеза, но и от вида критерия, по которому оценивается эффективность излучения. Нелинейный приемник в силу нелинейности кривой эффекта представляет собой также неаддитивный приемник. Поэтому суммирование действия разноспектральных излучений не может быть записано в виде интеграла.

Эффективность воздействия энергии оптического излучения оценивается реакцией биологического объекта. Существует несколько критериев оценки эффективности действия энергии излучения на растения. При физиологических исследованиях целесообразно оценивать интенсивность фотосинтеза по выделенному кислороду, как в химической реакции. С точки зрения производственнохозяйственной деятельности эффективность энергии оптического излучения необходимо оценивать по конечному продукту (по массе плодов, листьев, общей биомассе и т. д.) в зависимости от того, какая часть растения представляет хозяйственный интерес [42].

На развитие растения помимо облучения оказывают влияние и другие факторы, формирующую среду, в которой оно растет. Поэтому реакция биологического приемка зависит не только от облучения, но и от целого комплекса дополнительных факторов, которые определяют жизнедеятельность растения не только в период облучения, но и также в предшествующие облучению периоды. Благодаря этому количественная оценка эффективность действия энергии оптического излучения представляет собой достаточно сложную многопараметрическую нелинейную функцию. Кроме того, эта функция может быть отнесена к числу неаддитивных. Эти обстоятельства в значительной степени усложняют возможность математического описания действия энергии оптического излучения на растение.

2.2 Моделирование процессов воздействия энергии оптического излучения на растения защищенного грунта по критерию минимума приведенных затрат Разработана структурно-функциональная схема, обосновывающая рациональный способ облучения меристемных растений культуры малины за счет эффективной спектрального состава, соответствующего наименьшим приведенным удельным затратам (рисунок 2.1).

Рисунок 2. 1 Структурно–функциональная схема воздействия энергии оптического излучения на биологический объект В идеализированной модели воздействия энергии оптического излучения приняты следующие ограничения или допущения: х1 – определяет вид растения (исследования проводились для малины сорта «Гусар»), х 2 – фаза развития (за основу принята технология выращивания, используемая в ГНУ УдНИИСХ п. Первомайский), х3 – характеризует питательный раствор; х4 – температуру воздуха; х –уровень облученности, х6 – спектр излучения, а также для комплекса дополнительных факторов, определяющих жизнедеятельность биологического объекта не только в период облучения, но и в предшествующие и последующие за облучением периоды.

В математической модели принимаются все уровни этих дополнительных факторов такими, которые устанавливаются в ГНУ УдНИИСХ для меристемной культуры малины сорта «Гусар». Изучено влияние спектральной плотности излучения на продуктивность культуры малины. Модель предусматривает зависимость между воздействием спектра оптического излучения и продуктивностью культуры малины. Критерием эффективности электрооблучения принимается минимум приведенных удельных затрат.

где ПЗ – приведенные затраты; – количество пробирок с растениями.

Приведенные удельные затраты определяются из выражения:

где Зобл. – затраты, связанные с применением облучательных установок;

ЗВ – затраты, идущие на выращивание растений, не связанные с облучением;



Pages:     | 1 |   ...   | 6 | 7 || 9 | 10 |   ...   | 18 |
 

Похожие материалы:

« Нигматулин Ильдар Дагиевич ИССЛЕДОВАНИЕ ЭКСПЛУАТАЦИОННО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ РАБОТЫ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ ТРАКТОРОВ, ОСНАЩЕННЫХ ГАЗОБАЛЛОННЫМ ОБОРУДОВАНИЕМ Специальность 05.20.03 – Технологии и средства технического обслуживания в сельском хозяйстве ДИССЕРТАЦИЯ на соискание ученой степени кандидата технических наук. Научный руководитель: доктор технических наук, доцент Володин В.В. Саратов – 2014 2 Содержание СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ 1 1.1 Системы ...»

« Кожевников Юрий Александрович РАЗРАБОТКА И ИССЛЕДОВАНИЕ УСТАНОВКИ ПРИГОТОВЛЕНИЯ КОМПОЗИТНОГО КОТЕЛЬНОГО БИОТОПЛИВА ИЗ ОТХОДОВ ЖИВОТНОВОДЧЕСКИХ ФЕРМ И НЕФТЕХОЗЯЙСТВ 05.20.01 – технологии и средства механизации сельского хозяйства Диссертация на соискание степени кандидата технических наук научный руководитель: д.т.н., профессор, академик РАСХН, заслуженный деятель науки РФ Стребков Д.С. Москва – 2014 2 СОДЕРЖАНИЕ Введение ………………………………………………………………………………………. 6 Актуальность ...»




 
© 2013 www.dis.konflib.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.