Mpanoratra: Jing Zhao, Zengchan Zhou, Yunlong Bu, sns.Source Media: Teknolojian'ny Injeniera momba ny fambolena (horticulture)

Ny orinasan-javamaniry dia manambatra ny indostria maoderina, ny bioteknolojia, ny hydroponics otrikaina ary ny teknolojian'ny fampahalalam-baovao mba hampiharana ny fanaraha-maso tsara indrindra amin'ny anton-javatra ara-tontolo iainana ao amin'ilay trano.Izy io dia voahidy tanteraka, manana fepetra ambany amin'ny tontolo manodidina, manafoana ny fotoam-pijinjana ny zavamaniry, mitahiry rano sy zezika, ary miaraka amin'ny tombony amin'ny famokarana tsy famonoana bibikely ary tsy misy fako, ny fahombiazan'ny fampiasana ny tany dia 40 ka hatramin'ny 108 heny. ny famokarana an-kalamanjana.Anisan'izany, ny loharanon-jiro artifisialy manan-tsaina sy ny fitsipika mifehy ny tontolo iainana maivana dia manana anjara toerana lehibe amin'ny fahombiazany amin'ny famokarana.

Amin'ny maha-zava-dehibe ny tontolo iainana ara-batana, ny hazavana dia mitana anjara toerana lehibe amin'ny fandrindrana ny fitomboan'ny zavamaniry sy ny metabolisma ara-nofo."Ny iray amin'ireo singa fototra amin'ny orinasa orinasa dia ny loharanon-jiro artifisialy feno ary ny fanatanterahana ny fitsipika manan-tsaina momba ny tontolo iainana" dia lasa marimaritra iraisana amin'ny indostria.

Ny filan'ny zavamaniry ny hazavana

Ny hazavana no hany loharanom-angovo amin'ny photosynthesis ny zavamaniry.Ny hamafin'ny hazavana, ny kalitaon'ny hazavana (spektrum) ary ny fiovan'ny hazavana tsindraindray dia misy fiantraikany lalina eo amin'ny fitomboana sy ny fivoaran'ny voly, anisan'izany ny hamafin'ny hazavana manana fiantraikany lehibe indrindra amin'ny photosynthesis ny zavamaniry.

■ Ny hamafin'ny hazavana

Ny hamafin'ny hazavana dia afaka manova ny endriky ny voly, toy ny voninkazo, ny halavan'ny internode, ny hatevin'ny taho, ary ny haben'ny ravina sy ny hateviny.Ny fepetra takian'ny zavamaniry amin'ny hamafin'ny hazavana dia azo zaraina amin'ny zavamaniry tia hazavana, antonony-hazavana ary zavamaniry mahazaka hazavana.Ny legioma dia zava-maniry tia hazavana amin'ny ankapobeny, ary ny teboka fanonerana maivana sy ny teboka mahavoky hazavana dia somary avo.Ao amin'ny orinasa mpamokatra jiro artifisialy, ny fepetra takiana amin'ny voly ho an'ny hamafin'ny hazavana dia fototra manan-danja amin'ny fisafidianana loharanon-jiro artifisialy.Ny fahatakarana ny fepetra takiana amin'ny zavamaniry samihafa dia zava-dehibe amin'ny famolavolana loharanon-jiro artifisialy, Tena ilaina ny manatsara ny fahombiazan'ny famokarana ny rafitra.

■ Kalitao maivana

Misy fiantraikany lehibe amin'ny photosynthesis sy ny morphogenesis ny zavamaniry (sary 1) ihany koa ny fizarana ny kalitaon'ny hazavana (spectral).Ny hazavana dia ampahany amin'ny taratra, ary ny taratra dia onja elektromagnetika.Ny onja elektromagnetika dia manana toetran'ny onja sy ny toetran'ny quantum (particle).Ny habetsahan'ny hazavana dia antsoina hoe photon amin'ny sehatry ny fambolena.Ny taratra amin'ny halavan'ny onjam-peo 300 ~ 800nm ​​dia antsoina hoe taratra physiologically mavitrika amin'ny zavamaniry;ary ny taratra amin'ny halavan'ny onjam 400 ~ 700nm dia antsoina hoe taratra photosynthetically active (PAR) amin'ny zavamaniry.

Klorofil sy karotena no loko roa manan-danja indrindra amin'ny photosynthesis ny zavamaniry.Ny sary 2 dia mampiseho ny spectrum absorption spectra isaky ny pigment photosynthetic, izay ny chlorophyll absorption spectrum dia mifantoka amin'ny mena sy manga.Ny rafi-jiro dia mifototra amin'ny filan'ny voly mba hanampiana hazavana artifisialy, mba hampiroboroboana ny photosynthesis ny zavamaniry.

■ foto-potoana
Ny fifandraisana misy eo amin'ny photosynthesis sy ny photomorphogenesis ny zavamaniry ary ny halavan'ny andro (na ny fotoan'ny fotoan'andro) dia antsoina hoe photoperiodity ny zavamaniry.Ny photoperiodity dia mifandray akaiky amin'ny ora mazava, izay manondro ny fotoana iharan'ny hazavana ny vokatra.Ny voly samihafa dia mitaky ora maromaro amin'ny hazavana mba hamenoana ny photoperiod mba hamelana sy hamoa.Araka ny photoperiods isan-karazany, dia azo zaraina ho voly andro lava, toy ny laisoa, sns, izay mitaky mihoatra ny 12-14h ora mazava amin`ny dingana sasany ny fitomboany;ny voly andro fohy, toy ny tongolobe, soja, sns, dia mila latsaky ny 12-14h ora Fanazavana;Ny voly antonony masoandro, toy ny kôkômbra, voatabia, sakay, sns, dia afaka mamony sy mamoa amin'ny tara-masoandro lava kokoa na fohy kokoa.
Amin'ireo singa telo amin'ny tontolo iainana, ny hamafin'ny hazavana dia fototra manan-danja amin'ny fisafidianana loharanon-jiro artifisialy.Amin'izao fotoana izao dia misy fomba maro hanehoana ny hamafin'ny hazavana, indrindra fa ireto telo manaraka ireto.
（1）Ny famirapiratana dia manondro ny hakitroky ny eny ambonin'ny flux mamirapiratra (flux manjelanjelatra isaky ny faritra) azo amin'ny fiaramanidina mazava, amin'ny lux (lx).

（2）Taratra mavitrika amin'ny sary, PAR，Unit: W/m².

（3）Ny fatran'ny photon flux amin'ny photosynthetically mahomby PPFD na PPF dia ny isan'ny taratra photosynthetically mahomby izay mahatratra na mandalo amin'ny fotoana sy ny faritra, unit: μmol / (m² · s). mifandray mivantana amin'ny photosynthesis.Izy io koa no famantarana ny hamafin'ny hazavana be mpampiasa indrindra eo amin'ny sehatry ny famokarana zavamaniry.

Famakafakana loharanon-jiro mahazatra amin'ny rafitra jiro fanampiny
Ny fanampin-jiro artifisialy dia ny fampitomboana ny hamafin'ny hazavana ao amin'ny faritra kendrena na ny fanitarana ny fotoana hazavana amin'ny alàlan'ny fametrahana rafitra hazavana fanampin-jiro mba hanatanterahana ny filan'ny zavamaniry.Amin'ny ankapobeny, ny rafitra jiro fanampiny dia ahitana fitaovana maivana fanampiny, faritra ary rafitra fanaraha-maso azy.Ny loharanom-pahazavana fanampiny dia ahitana karazana mahazatra maro toy ny jiro incandescent, jiro fluorescent, jiro halida metaly, jiro sodium tosidra ambony ary LED.Noho ny tsy fahampian'ny herinaratra sy ny optique amin'ny jiro incandescent, ny fahombiazan'ny angovo photosynthetic ambany ary ny lesoka hafa, dia nesorin'ny tsena izany, ka tsy manao fanadihadiana amin'ny antsipiriany ity lahatsoratra ity.

■ Jiro fluorescent
Ny jiro fluorescent dia an'ny karazana jiro entona misy tsindry ambany.Ny fantsona fitaratra dia feno etona merkiora na entona inert, ary ny rindrin'ny fantsona dia rakotra vovoka fluorescent.Ny loko maivana dia miovaova amin'ny akora fluorescent mifono ao anaty fantsona.Ny jiro fluorescent dia manana fampisehoana spectral tsara, fahombiazana manjelanjelatra avo lenta, hery ambany, fiainana lava kokoa (12000h) raha oharina amin'ny jiro incandescent, ary vidiny ambany.Satria ny jiro fluorescent dia mamoaka hafanana kely kokoa, dia mety manakaiky ny zavamaniry ho an'ny jiro ary mety amin'ny fambolena telo-dimensional.Na izany aza, tsy mitombina ny fametrahana ny jiro fluorescent.Ny fomba mahazatra indrindra eto amin'izao tontolo izao dia ny fampidirana reflector mba hampitomboana ny singa loharanon-jiro mahomby amin'ny voly ao amin'ny faritra fambolena.Ny orinasa japoney adv-agri koa dia namolavola karazana loharanom-pahazavana fanampiny HEFL.Ny HEFL dia ao anatin'ny sokajy jiro fluorescent.Io no teny ankapoben'ny jiro fluorescent cathode mangatsiaka (CCFL) sy jiro fluorescent electrode ivelany (EEFL), ary jiro fluorescent electrode mifangaro.Ny fantsona HEFL dia tena manify, miaraka amin'ny savaivony eo amin'ny 4mm eo ho eo, ary ny halavany dia azo ahitsy amin'ny 450mm ka hatramin'ny 1200mm araka ny filan'ny fambolena.Izy io dia dika nohatsaraina amin'ny jiro fluorescent mahazatra.

■ Jiro metaly halida
Ny jiro halida metaly dia jiro fanariana mahery vaika izay afaka mampientanentana singa samihafa mba hamokarana halavan'ny onjam-peo samihafa amin'ny alàlan'ny fampidirana halida metaly isan-karazany (bromide fanitso, iodide sodium, sns.) Ao amin'ny fantsom-pamokarana miorina amin'ny alàlan'ny jiro mercury avo lenta.Ny jiro halogen dia manana fahombiazana manjelanjelatra avo lenta, hery avo lenta, loko mazava tsara, fiainana maharitra ary spektrum lehibe.Na dia izany aza, satria ny fahombiazan'ny hazavana dia ambany noho ny an'ny jiro sodioma avo lenta, ary ny androm-piainany dia fohy kokoa noho ny an'ny jiro sodium avo lenta, dia ampiasaina amin'ny orinasa vitsivitsy ihany izy io.

■ Jiro sodium tosidra ambony
Ny jiron'ny sodium avo lenta dia an'ny karazana jiro fanariana entona avo lenta.Ny jiro sodium avo lenta dia jiro avo lenta izay feno ny etona sodium avo lenta ao amin'ny fantsona fivoahana, ary ampiana kely ny xenon (Xe) sy metaly halide merkuri.Satria ny jiro sodium fanerena avo dia manana fahombiazana amin'ny fiovam-po electro-optical avo lenta amin'ny vidin'ny famokarana ambany kokoa, ny jiro sodium fanerena avo dia be mpampiasa indrindra amin'izao fotoana izao amin'ny fampiharana jiro fanampiny amin'ny toeram-pambolena.Na izany aza, noho ny tsy fahampian'ny fahombiazan'ny fotosintetika ambany amin'ny sehatra misy azy, dia manana ny tsy fahampian'ny angovo ambany izy ireo.Amin'ny lafiny iray, ny singa spectra avoakan'ny jiro sodium tosidra ambony dia mifantoka indrindra amin'ny tarika jiro mavo-boasary, izay tsy manana spectra mena sy manga ilaina amin'ny fitomboan'ny zavamaniry.

■ Diode famotsorana hazavana
Amin'ny maha taranaka vaovao loharanom-pahazavana, ny diodes (LED) dia manana tombony maro toy ny fahombiazan'ny fiovam-po electro-optical avo kokoa, ny spectrum azo amboarina, ary ny fahombiazan'ny photosynthetic.Ny LED dia afaka mamoaka hazavana monochromatic ilaina amin'ny fitomboan'ny zavamaniry.Raha ampitahaina amin'ny jiro fluorescent tsotra sy loharanom-pahazavana fanampiny hafa, ny LED dia manana tombony amin'ny fitsitsiana angovo, fiarovana ny tontolo iainana, fiainana maharitra, hazavana monochromatic, loharano mangatsiaka sy ny sisa.Miaraka amin'ny fanatsarana bebe kokoa ny fahombiazan'ny electro-optical ny LED sy ny fampihenana ny vidin'ny vokatry ny mizana, ny LED mitombo ny rafitra jiro dia ho lasa fitaovana mahazatra amin'ny famenoana hazavana amin'ny toeram-pambolena.Vokatr'izany, ny jiro mitombo LED dia nampiharina tamin'ny orinasa 99.9%.

Amin'ny alalan'ny fampitahana dia azo takarina mazava tsara ny toetran'ny loharanon-jiro fanampiny samihafa, araka ny asehon'ny tabilao 1.

Fitaovana jiro finday
Ny hamafin'ny hazavana dia mifandray akaiky amin'ny fitomboan'ny voly.Matetika ampiasaina amin'ny orinasa mpamokatra zavamaniry ny fambolena amin'ny lafiny telo.Na izany aza, noho ny famerana ny firafitry ny toeram-pambolena, ny fizarana ny hazavana sy ny mari-pana tsy mitovy eo amin'ny fitoeran'entana dia hisy fiantraikany amin'ny vokatry ny voly ary tsy hifanaraka amin'ny fotoana fijinjana.Ny orinasa iray any Beijing dia nahomby tamin'ny famolavolana fitaovana fanampim-panazavana manangana tanana (fanazavana HPS sy jiro LED mitombo) tamin'ny taona 2010. Ny fitsipika dia ny manodina ny fiara sy ny winder napetraka eo aminy amin'ny fanozongozonana ny tahony mba hanodinana ny horonan-tsarimihetsika kely. mba hanatratrarana ny tanjona ny retracting sy unwinding ny tady tariby.Ny tadin'ny hazavana mitombo dia mifamatotra amin'ny kodiaran'ny ascenseur amin'ny alàlan'ny andian-kodiarana mivadika maromaro, mba hahazoana ny vokatry ny fanitsiana ny haavon'ny hazavana mitombo.Tamin'ny taona 2017, ny orinasa voalaza etsy ambony dia nanamboatra sy namolavola fitaovana fanampin-jiro finday vaovao, izay afaka manitsy ho azy ny haavon'ny hazavana fanampiny amin'ny fotoana tena izy araka ny filàn'ny fitomboana.Ny fitaovana fanitsiana dia napetraka eo amin'ny 3-sosona loharanom-pahazavana manandratra karazana telo-dimensional toeram-pambolena.Ny sosona ambony amin'ny fitaovana dia ny haavon'ny toe-pahazavana tsara indrindra, noho izany dia misy jiro sodium avo lenta;ny sosona afovoany sy ny sosona ambany dia fitaovana amin'ny LED mitombo jiro sy ny fananganana rafitra fanitsiana.Afaka manitsy ho azy ny haavon'ny hazavana mitombo izy io mba hanomezana tontolo jiro mety ho an'ny voly.

Raha ampitahaina amin'ny fitaovana fanampim-pahazavana finday namboarina ho an'ny fambolena telo dimanjato, i Holandy dia namolavola fitaovana maivana fanampim-pahazavana mitsivalana mitsivalana.Mba hialana amin'ny fiantraikan'ny aloky ny hazavana mitombo amin'ny fitomboan'ny zavamaniry amin'ny masoandro, ny rafitra hazavana mitombo dia azo tosika amin'ny lafiny roa amin'ny bracket amin'ny alàlan'ny teleskaopy amin'ny lalana mitsivalana, mba hahafahan'ny masoandro feno. taratra amin'ny zavamaniry;amin'ny andro feno rahona sy orana tsy misy tara-masoandro, Atsofohy eo afovoan'ny bracket ny rafitra hazavana mitombo mba hamenoana ny zavamaniry ny jiron'ny hazavana mitombo;manetsika mitsivalana ny rafitra mitombo hazavana amin'ny alàlan'ny slide eo amin'ny bracket, misoroka ny famongorana matetika sy ny fanesorana ny rafitra hazavana mitombo, ary mampihena ny hamafin'ny mpiasa, ka manatsara ny fahombiazan'ny asa.

Hevitra famolavolana ny rafitra mitombo hazavana mahazatra
Tsy sarotra ny mahita avy amin'ny famolavolana ny fitaovana fanampim-panazavana finday fa ny famolavolana ny rafitra fanampim-panazavana ao amin'ny orinasan-javamaniry dia matetika maka ny hamafin'ny hazavana, ny kalitaon'ny hazavana ary ny mari-pamantarana photoperiod amin'ny vanim-potoanan'ny fitomboana isan-karazany ho votoatin'ny famolavolana. , miantehitra amin'ny rafitra fanaraha-maso manan-tsaina hampihatra, hahatratra ny tanjona farany amin'ny fitsitsiana angovo sy ny vokatra avo lenta.

Amin'izao fotoana izao, ny famolavolana sy ny fananganana jiro fanampiny ho an'ny anana ravina dia efa matotra tsikelikely.Ohatra, azo zaraina ho dingana efatra ny legioma misy raviny: dingan'ny zana-kazo, ny fahavoan'ny afovoany, ny fahataran'ny fitomboana ary ny dingana farany;Ny voankazo-legioma dia azo zaraina amin'ny dingan'ny zana-kazo, ny dingan'ny fitomboan'ny zavamaniry, ny dingan'ny voninkazo ary ny fijinjana.Avy amin'ny toetran'ny hazavana fanampiny, ny hamafin'ny hazavana eo amin'ny sehatry ny zana-kazo dia tokony ho ambany kely, amin'ny 60 ~ 200 μmol / (m² · s), ary avy eo dia mitombo tsikelikely.Ny legioma ravina dia mety hahatratra hatramin'ny 100 ~ 200 μmol / (m² · s), ary ny legioma voankazo dia mety hahatratra 300 ~ 500 μmol / (m² · s) mba hahazoana antoka ny fepetra takian'ny hazavana amin'ny photosynthesis amin'ny zavamaniry isaky ny vanim-potoanan'ny fitomboana ary manatanteraka ny filan'ny zavamaniry. vokatra avo;Raha ny kalitaon'ny hazavana, ny tahan'ny mena amin'ny manga dia tena zava-dehibe.Mba hampitomboana ny kalitaon'ny zana-kazo sy hisorohana ny fitomboana be loatra eo amin'ny sehatry ny zana-kazo, ny tahan'ny mena amin'ny manga dia matetika apetraka amin'ny ambaratonga ambany [(1~2): 1], ary avy eo dia ahena tsikelikely mba hanomezana izay ilain'ny zavamaniry. morphologie maivana.Ny tahan'ny mena amin'ny manga amin'ny anana ravina dia azo apetraka amin'ny (3~6):1.Ho an'ny photoperiode, mitovy amin'ny hamafin'ny hazavana, dia tokony hampiseho ny fironana mitombo miaraka amin'ny fanitarana ny vanim-potoanan'ny fitomboana, mba hananana fotosintetika bebe kokoa ho an'ny photosynthesis ny legioma ravina.Ho sarotra kokoa ny famolavolana fanampin-tsakafo maivana amin'ny voankazo sy legioma.Ankoatra ireo lalàna fototra voalaza etsy ambony ireo, dia tokony hifantoka amin'ny fametrahana ny photoperiode mandritra ny vanim-potoanan'ny voninkazo isika, ary tokony hampiroborobo ny voninkazo sy ny famoahan'ny legioma, mba tsy hihemotra.

Tsara ny manamarika fa ny raikipohy maivana dia tokony ahitana ny fitsaboana farany ho an'ny fandrindrana tontolo iainana maivana.Ohatra, ny famenoana hazavana tsy tapaka dia afaka manatsara ny vokatra sy ny kalitaon'ny zana-ketsa anana ravinkazo hydroponic, na mampiasa ny fitsaboana UV mba hanatsarana be ny tsimoka sy ny legioma (indrindra ny ravinkazo volomparasy sy ny letisia mena) ny kalitaon'ny sakafo.

Ho fanampin'ny fanatsarana ny famenoana hazavana ho an'ny voly voafantina, ny rafitra fanaraha-maso loharanon-jiro amin'ny orinasa mpamokatra jiro artifisialy sasany dia nivoatra haingana ihany koa tato anatin'ny taona vitsivitsy.Ity rafitra fanaraha-maso ity dia mifototra amin'ny rafitra B / S.Ny fanaraha-maso lavitra sy ny fanaraha-maso mandeha ho azy ny anton-javatra ara-tontolo iainana toy ny mari-pana, ny hamandoana, ny hazavana ary ny fifantohana CO2 mandritra ny fitomboan'ny voly dia tanterahana amin'ny alàlan'ny WIFI, ary miaraka amin'izay koa, ny fomba famokarana tsy voafehin'ny fepetra ivelany.Ity karazana rafitra jiro fanampiny manan-tsaina ity dia mampiasa jiro LED mitombo ho loharanom-pahazavana fanampiny, miaraka amin'ny rafitra fanaraha-maso manan-tsaina lavitra, afaka mahafeno ny filan'ny hazavana amin'ny halavan'ny onjam-pambolena, dia mety indrindra ho an'ny tontolo fambolena zavamaniry voafehy, ary afaka mahafeno ny filan'ny tsena. .

Teny famaranana
Heverina ho fomba iray lehibe hamahana ny olan'ny harena an-kibon'ny tany, ny mponina ary ny tontolo iainana amin'ny taonjato faha-21 ny orinasa mpamokatra zavamaniry, ary fomba iray lehibe hanatrarana ny fahaleovan-tena ara-tsakafo amin'ny tetikasa teknolojia avo lenta ho avy.Amin'ny maha-karazana fomba famokarana fambolena vaovao azy dia mbola eo amin'ny sehatry ny fianarana sy ny fitomboana ny orinasa mpamokatra, ary ilaina ny fiheverana sy fikarohana bebe kokoa.Ity lahatsoratra ity dia mamaritra ny toetra sy ny tombony amin'ny fomba fanampim-panazavana mahazatra ao amin'ny orinasa mpamokatra zava-maniry, ary mampiditra ny hevitra famolavolana ny rafitra fanampim-panazavana mahazatra.Tsy sarotra ny mahita amin'ny alàlan'ny fampitahana, mba hiatrehana ny hazavana ambany vokatry ny toetr'andro mahery vaika toy ny rahona sy ny zavona ary hiantohana ny famokarana avo lenta sy maharitra amin'ny fambolena, ny fitaovana loharanon-jiro LED Grow dia mifanaraka indrindra amin'ny fivoarana ankehitriny. fironana.

Ny toromarika ho an'ny fampandrosoana ho avy amin'ny orinasan-javamaniry dia tokony hifantoka amin'ny sensor vaovao avo lenta, mora vidy, azo fehezina lavitra, rafitra fitaovana fanamafisam-peo azo zahana ary rafitra fanaraha-maso manam-pahaizana.Amin'izay fotoana izay ihany koa, ny ozinina amin'ny ho avy dia hivoatra hatrany mankany amin'ny vidiny mora, manan-tsaina, ary mahafehy tena.Ny fampiasana sy ny fanamafisam-peo ny loharanon-jiro mitombo LED dia manome antoka ho an'ny fanaraha-maso ara-tontolo iainana avo lenta amin'ny orinasa zavamaniry.Ny fifehezana ny tontolo iainana jiro LED dia dingana sarotra misy ny fanaraha-maso feno ny kalitaon'ny hazavana, ny hamafin'ny hazavana ary ny photoperiod.Ireo manam-pahaizana sy manam-pahaizana mifandraika dia mila manao fikarohana lalina, mampiroborobo ny jiro fanampiny LED amin'ny orinasa mpamokatra jiro artifisialy.