1. Rialachán Cáilíochta Éadrom: An Cód Solas Plandaí a bhriseadh
Tá plandaí sách picky faoin gcaoi a n-úsáideann siad solas. Ní féidir le plandaí ach solas infheicthe a ionsú sa raon 400–700nm (a dhéanann thart ar 43%–52.5% de radaíocht na gréine) le haghaidh fótaisintéise. Is iad na príomhbhuanna ionsúcháin ná solas dearg (610–720nm) agus solas gorm (400–510nm). Úsáideann soilse plandaí LED cumais fhótaileictreach na n-ábhar leathsheoltóra chun solas ach dath amháin a sheoladh amach ag an am. Is féidir leo rialú speictrim mín a bhaint amach freisin trí sceallóga a chomhcheangal.
Is féidir le solas dearg 660nm líocha photosensitive plandaí a chasadh, rud a chabhraíonn le plandaí níos mó clóraifill a dhéanamh agus níos mó carbaihiodráití a stóráil. Nuair a théann an méid solas dearg i bplandaí trátaí suas le 60%, téann cion siúcra intuaslagtha na dtorthaí suas 18% agus téann an t-ábhar vitimín C suas 25%. Fuair staidéar ó Ollscoil Talmhaíochta Nanjing go raibh codanna gas chrysanthemum fréamhaithe 100% den am nuair a bhí siad faoi lé solas dearg, a bhí 40% níos mó fréamhacha ná nuair a bhí siad faoi lé solas nádúrtha.
Rialacha maidir le solas gorm: Is é solas gorm 450nm an ceann is tábhachtaí chun clóraifill agus gais agus duilleoga atá ag fás. I suíomh le 30% solas gorm, bhí duilleoga leitís 22% níos mó clóraifill agus a gais 15% thicker. Is féidir le solas gorm freisin stop a chur le plandaí ó fhás ró-mhór, iad a dhéanamh níos dlúithe, agus cabhrú leo spás a úsáid níos fearr.
Oibríonn solas i bhfad dearg 730nm le fóta-íogair plandaí B (PhyB) chun fadú cille agus am faoi bhláth a mhodhnú. Má chuirtear 10% i bhfad solas dearg le plandaí sútha talún, féadtar internodes na ngas sreinge a dhéanamh 20% níos giorra agus aibíocht na dtorthaí a luathú 5 lá.
Insamhladh speictrim iomlán: Is féidir le córais LED ard-deireadh an speictream gréine a chóipeáil, lena n-áirítear solas ultraivialait (380–400 nm) agus solas infridhearg (700–1000 nm). Is féidir le plandaí níos mó meitibilítí tánaisteacha a dhéanamh, lena n-áirítear lycopene agus anthocyanins, nuair a bhíonn siad faoi lé solas UV. Cuidíonn solas infridhearg le plandaí análú agus fanacht ag an teocht cheart.
2. Rialú déine solais agus photoperiod: ag cinntiú go gcomhlíontar riachtanais forbartha go díreach
I bhfótaisintéis plandaí, tá pointí cúitimh solais (ina bhfuil an ráta fótaisintéise comhionann leis an ráta riospráid) agus pointí sáithiúcháin solais (nuair nach n-ardaíonn an ráta fótaisintéiseach le níos mó solais). Úsáideann an córas LED teicneolaíocht dimming cliste chun coigeartú go huathoibríoch ar riachtanais phlandaí ag céimeanna éagsúla fáis.
Le linn na céime síológ, bain úsáid as meascán de 40% solas gorm agus 50% solas dearg chun cabhrú leis na fréamhacha fás agus na duilleoga a leathnú. Ag Feirme Yuntai i Lianyungang, sa seomra saothraithe Chliste do Phalaenopsis, gearrann solas forlíontach LED an t-am créamhaithe de-síológa saothraithe fíocháin faoi 7 lá agus ardaíonn sé ráta na síológa ardchaighdeáin faoi 30%.
Le linn na tréimhse fáis cothaithe, ardaigh méid an tsolais dhearg (60%–70%) chun fótaisintéis a bhrostú sna duilleoga. Giorraíonn an fhoirmle speictreach seo timthriall fáis leitís i monarcha ó 60 lá go 45 lá agus méadaíonn sé an táirgeacht in aghaidh an aonaid achair 40%.
Tréimhse fáis atáirgthe: Chun na plandaí a bhláth, athraigh an cóimheas idir an solas dearg agus an solas i bhfad dearg (5:1). Chun iad a choinneáil ó fhás an iomarca, cuir solas gorm. Ardaíonn an togra seo an cion siúcra i sútha talún 15% agus bogtar am an mhargaidh ar aghaidh 10 lá.
Rialáil an fhóta-chiorcail: Bain úsáid as lasc ama chun am bláthanna na bplandaí a leanúint de thimthriall circadian. Faoi choinníollacha 12 uair an chloig solais agus 12 uair an chloig dorchadais, bíonn plandaí gearra lae cosúil le criosantamaim faoi bhláth 20 lá níos luaithe ná mar a bheadh siad ina dtimpeallacht dhúchais.
3. Córas rialaithe cliste: timpeallacht éadrom a dhéanamh atá dúnta-lúb
Úsáideann an córas solais plandaí LED nua braiteoirí IoT, halgartaim AI, agus actuators chun an timpeallacht solais a rialáil i lúb dúnta.
Ciseal braistintí comhshaoil: Úsáid braiteoirí chandamach solais (chun PPFD a thomhas), anailísí speictrim, agus trealamh chun monatóireacht a dhéanamh ar fheinitíopa plandaí chun sonraí fíor-ama a fháil ar dhéine solais, dáileadh speictreach, agus fachtóirí fáis plandaí.
Ciseal chun cinntí a dhéanamh: Athraíonn halgartaim AI na foirmlí speictreach agus fad an tsolais i bhfíor-am bunaithe ar mhúnlaí den chaoi a bhfásann plandaí. Mar shampla, má thiteann an tiúchan clóraifill i duilleoga trátaí, ardaíonn an córas go huathoibríoch méid an tsolais dearg agus coimeádann na soilse ar feadh níos faide.
Ciseal feidhmiúcháin: Ag baint úsáide as modúl tiománaí LED dimmable chun maolú gan chéim a fháil ó 0% go 100%. I-córas saothraithe ilchiseal, is féidir leat gach ciseal soilsithe a choigeartú ar leithligh lena chinntiú go bhfuil an solas cothrom.
Foireann atá i gceannas ar bhainistiú fuinnimh: Ag baint úsáide as gléasanna giniúna cumhachta fótavoltach agus stórála fuinnimh le chéile chun an úsáid is mó a bhaint as fuinneamh. Úsáideann Crios Forbartha Talmhaíochta Nua-Aimseartha Shanghai Sunqiao teicneolaíocht stórála solais chomhtháite a ghearrann úsáid fuinnimh chórais LED 30% agus astuithe carbóin 45%.
4. Briseadh Teicneolaíochta: Ón Saotharlann go dtí an Monarcha
D'athraigh soilse plandaí stiúir ar thrí bhealach le linn an ama:
Bhí an chéad ghlúin (2000-2010) comhdhéanta den chuid is mó de stiúir dearg agus gorm nach raibh ag obair ach in aon dath amháin. Bhí éifeachtacht éadrom thart ar 50lm/W acu agus níor mheaitseáil siad an speictream go han-mhaith. Baineadh úsáid astu go príomha le haghaidh gníomhaíochtaí taighde eolaíochta.
An dara glúin (2010–2020): Cruthaíodh teaglaim il-LED tonnfhad le héifeachtúlacht solais níos fearr (150lm/W), lena n-áirítear gné maolú cliste, agus thosaigh sé á úsáid go forleathan i dtáirgeadh tithe gloine.
An tríú glúin (2020 go dtí seo): Tá éifeachtúlacht an tsolais imithe thar 250lm/W a bhuíochas le hábhair chandamach poncanna LED agus perovskite, a cheadaíonn rialú dinimiciúil iomlán speictrim. Tháirg Ollscoil Talmhaíochta Nanjing lampa cultúir fíocháin LED a mhaireann 50,000 uair an chloig, úsáideann 69.7% níos lú leictreachais ná lampaí fluaraiseacha, agus íocann sé as féin i 1.5 bliain.
5. Cás iarratais: feabhas a chur ar tháirgeadh talmhaíochta
Úsáideann Lianyungang Yuntai Farm soilse plandaí LED i raca fáis tríthoiseach ciseal 10-. Déanann sé seo dlús plandála Phalaenopsis trí huaire níos airde, an toradh in aghaidh an aonaid limistéar deich n-uaire níos airde ná i dtithe gloine caighdeánach, agus an úsáid uisce 90% níos ísle.
Tá córas soilsithe forlíontach dé-mhodh barr+idirghléasra ag an mBéising Xiaotangshan Greenhouse a chasann ar siúl go huathoibríoch nuair a thiteann an déine solais faoi 200 μ mol/m ²/s. Giorraíonn sé seo timthriall fáis na nglasraí glasa faoi 15 lá agus comhlíonann sé critéir cháilíochta an Aontais Eorpaigh.
Tá an chéad tionscadal taispeána "Plant Factory 5.0" ar domhan tógtha ag Ollscoil Wageningen san Ísiltír. Úsáideann sé rialáil timpeallachta solais faoi stiúir chun 100 cileagram de thrátaí a fhás in aghaidh an mhéadair chearnaigh in aghaidh na bliana, agus úsáideann sé 92% d'fhuinneamh solais dromchla an Domhain.
