[සාරාංශය] පර්යේෂණාත්මක දත්ත විශාල සංඛ්‍යාවක් මත පදනම්ව, ශාක කර්මාන්තශාලාවල ආලෝක ගුණාත්මකභාවය තෝරා ගැනීමේදී වැදගත් කරුණු කිහිපයක් සාකච්ඡා කරයි, ඒවාට ආලෝක ප්‍රභවයන් තෝරා ගැනීම, රතු, නිල් සහ කහ ආලෝකයේ බලපෑම් සහ වර්ණාවලි පරාස තෝරා ගැනීම ඇතුළත් වේ, ශාක කර්මාන්තශාලාවල ආලෝක ගුණාත්මකභාවය පිළිබඳ අවබෝධයක් ලබා දීම සඳහා. ගැලපුම් උපාය මාර්ගය තීරණය කිරීම යොමු කිරීම සඳහා භාවිතා කළ හැකි ප්‍රායෝගික විසඳුම් කිහිපයක් සපයයි.
ආලෝක ප්‍රභවය තෝරා ගැනීම

ශාක කර්මාන්තශාලා සාමාන්‍යයෙන් LED විදුලි පහන් භාවිතා කරයි. මෙයට හේතුව LED විදුලි පහන් ඉහළ දීප්තිමත් කාර්යක්ෂමතාව, අඩු බලශක්ති පරිභෝජනය, අඩු තාප උත්පාදනය, දිගු ආයු කාලය සහ වෙනස් කළ හැකි ආලෝක තීව්‍රතාවය සහ වර්ණාවලිය යන ලක්ෂණ ඇති බැවින්, ශාක වර්ධනයේ සහ ඵලදායී ද්‍රව්‍ය සමුච්චය කිරීමේ අවශ්‍යතා සපුරාලීමට පමණක් නොව, ශක්තිය ඉතිරි කර ගැනීමට, තාප උත්පාදනය සහ විදුලි පිරිවැය අඩු කිරීමට ද හැකිය. LED වර්ධන විදුලි පහන් සාමාන්‍ය අරමුණු සඳහා තනි චිප පුළුල් වර්ණාවලී LED විදුලි පහන්, තනි චිප ශාක විශේෂිත පුළුල් වර්ණාවලී LED විදුලි පහන් සහ බහු චිප ඒකාබද්ධ වෙනස් කළ හැකි වර්ණාවලී LED විදුලි පහන් ලෙස තවදුරටත් බෙදිය හැකිය. අවසාන ශාක විශේෂිත LED විදුලි පහන් වර්ග දෙකෙහි මිල සාමාන්‍යයෙන් සාමාන්‍ය LED ​​විදුලි පහන් වලට වඩා 5 ගුණයකට වඩා වැඩි බැවින්, විවිධ අරමුණු අනුව විවිධ ආලෝක ප්‍රභවයන් තෝරා ගත යුතුය. විශාල ශාක කර්මාන්තශාලා සඳහා, ඔවුන් වගා කරන ශාක වර්ග වෙළඳපල ඉල්ලුම සමඟ වෙනස් වේ. ඉදිකිරීම් පිරිවැය අඩු කිරීම සහ නිෂ්පාදන කාර්යක්ෂමතාවයට සැලකිය යුතු ලෙස බලපාන්නේ නැති කිරීම සඳහා, කතුවරයා ආලෝකකරණ ප්‍රභවය ලෙස සාමාන්‍ය ආලෝකකරණය සඳහා පුළුල් වර්ණාවලී LED චිප් භාවිතා කිරීම නිර්දේශ කරයි. කුඩා ශාක කර්මාන්තශාලා සඳහා, ශාක වර්ග සාපේක්ෂව ස්ථාවර නම්, ඉදිකිරීම් පිරිවැය සැලකිය යුතු ලෙස වැඩි නොකර ඉහළ නිෂ්පාදන කාර්යක්ෂමතාවයක් සහ ගුණාත්මක භාවයක් ලබා ගැනීම සඳහා, ශාක විශේෂිත හෝ සාමාන්‍ය ආලෝකකරණය සඳහා පුළුල් වර්ණාවලී LED චිප් ආලෝකකරණ ප්‍රභවයක් ලෙස භාවිතා කළ හැකිය. අනාගතයේදී මහා පරිමාණ නිෂ්පාදනය සඳහා හොඳම ආලෝක සූත්‍රය සැපයීම සඳහා, ශාක වර්ධනයට සහ ඵලදායී ද්‍රව්‍ය සමුච්චය කිරීමට ආලෝකයේ බලපෑම අධ්‍යයනය කිරීමට නම්, විශාල පරිමාණ නිෂ්පාදනය සඳහා පදනම සැපයීම සඳහා එක් එක් ශාකය සඳහා හොඳම ආලෝක සූත්‍රය ලබා ගැනීම සඳහා ආලෝක තීව්‍රතාවය, වර්ණාවලිය සහ ආලෝක කාලය වැනි සාධක වෙනස් කිරීමට වෙනස් කළ හැකි වර්ණාවලි LED ලාම්පු බහු-චිප් සංයෝජනයක් භාවිතා කළ හැකිය.

රතු සහ නිල් ආලෝකය

නිශ්චිත අත්හදා බැලීමේ ප්‍රතිඵල සම්බන්ධයෙන් ගත් කල, රතු ආලෝකයේ (R) අන්තර්ගතය නිල් ආලෝකයේ (B) අන්තර්ගතයට වඩා වැඩි වූ විට (සලාද කොළ R:B = 6:2 සහ 7:3; නිවිති R:B = 4:1; කරවිල බීජ පැල R:B = 7:3; පිපිඤ්ඤා බීජ පැල R:B = 7:3), අත්හදා බැලීමෙන් පෙන්නුම් කළේ ජෛව ස්කන්ධ අන්තර්ගතය (ගුවන් කොටසෙහි ශාක උස, උපරිම පත්‍ර ප්‍රදේශය, නැවුම් බර සහ වියළි බර ආදිය ඇතුළුව) වැඩි බවයි, නමුත් නිල් ආලෝක අන්තර්ගතය රතු ආලෝකයට වඩා වැඩි වූ විට ශාකවල කඳේ විෂ්කම්භය සහ ශක්තිමත් බීජ පැළ දර්ශකය විශාල විය. ජෛව රසායනික දර්ශක සඳහා, නිල් ආලෝකයට වඩා වැඩි රතු ආලෝකයේ අන්තර්ගතය සාමාන්‍යයෙන් ශාකවල ද්‍රාව්‍ය සීනි ප්‍රමාණය වැඩි කිරීමට ප්‍රයෝජනවත් වේ. කෙසේ වෙතත්, ශාකවල VC, ද්‍රාව්‍ය ප්‍රෝටීන්, ක්ලෝරෝෆිල් සහ කැරොටිනොයිඩ් සමුච්චය කිරීම සඳහා, රතු ආලෝකයට වඩා ඉහළ නිල් ආලෝක අන්තර්ගතයක් සහිත LED ආලෝකකරණය භාවිතා කිරීම වඩාත් වාසිදායක වන අතර, මෙම ආලෝකකරණ තත්ත්වය යටතේ මැලොන්ඩියල්ඩිහයිඩ් අන්තර්ගතය ද සාපේක්ෂව අඩුය.

ශාක කර්මාන්ත ශාලාව ප්‍රධාන වශයෙන් කොළ එළවළු වගා කිරීම සඳහා හෝ කාර්මික බීජ පැල වගා කිරීම සඳහා භාවිතා කරන බැවින්, අස්වැන්න වැඩි කිරීම සහ ගුණාත්මකභාවය සැලකිල්ලට ගැනීම යන පදනම යටතේ, නිල් ආලෝකයට වඩා වැඩි රතු ආලෝක අන්තර්ගතයක් සහිත LED චිප් ආලෝක ප්‍රභවයක් ලෙස භාවිතා කිරීම සුදුසු බව ඉහත ප්‍රතිඵලවලින් නිගමනය කළ හැකිය. වඩා හොඳ අනුපාතයක් වන්නේ R:B = 7:3 ය. එපමණක් නොව, රතු සහ නිල් ආලෝකයේ එවැනි අනුපාතයක් සියලු වර්ගවල කොළ එළවළු හෝ බීජ පැල සඳහා මූලික වශයෙන් අදාළ වන අතර, විවිධ ශාක සඳහා නිශ්චිත අවශ්‍යතා නොමැත.

රතු සහ නිල් තරංග ආයාම තේරීම

ප්‍රභාසංස්ලේෂණයේදී ආලෝක ශක්තිය ප්‍රධාන වශයෙන් අවශෝෂණය වන්නේ ක්ලෝරෝෆිල් a සහ ක්ලෝරෝෆිල් b හරහාය. පහත රූපයේ දැක්වෙන්නේ ක්ලෝරෝෆිල් a සහ ක්ලෝරෝෆිල් b හි අවශෝෂණ වර්ණාවලියයි, එහිදී හරිත වර්ණාවලි රේඛාව ක්ලෝරෝෆිල් a හි අවශෝෂණ වර්ණාවලිය වන අතර නිල් වර්ණාවලි රේඛාව ක්ලෝරෝෆිල් b හි අවශෝෂණ වර්ණාවලියයි. ක්ලෝරෝෆිල් a සහ ක්ලෝරෝෆිල් b යන දෙකටම අවශෝෂණ උච්ච දෙකක් ඇති බව රූපයෙන් දැකිය හැකිය, එකක් නිල් ආලෝක කලාපයේ සහ අනෙක රතු ආලෝක කලාපයේ. නමුත් ක්ලෝරෝෆිල් a සහ ක්ලෝරෝෆිල් b හි අවශෝෂණ උච්ච 2 තරමක් වෙනස් වේ. නිවැරදිව කිවහොත්, ක්ලෝරෝෆිල් a හි උච්ච තරංග ආයාම දෙක පිළිවෙලින් 430 nm සහ 662 nm වන අතර, ක්ලෝරෝෆිල් b හි උච්ච තරංග ආයාම දෙක පිළිවෙලින් 453 nm සහ 642 nm වේ. මෙම තරංග ආයාම අගයන් හතර විවිධ ශාක සමඟ වෙනස් නොවනු ඇත, එබැවින් ආලෝක ප්‍රභවයේ රතු සහ නිල් තරංග ආයාම තේරීම විවිධ ශාක විශේෂ සමඟ වෙනස් නොවේ.

ක්ලෝරෝෆිල් a සහ ක්ලෝරෝෆිල් b අවශෝෂණ වර්ණාවලිය

රතු සහ නිල් ආලෝකයට ක්ලෝරෝෆිල් a සහ ක්ලෝරෝෆිල් b යන උච්ච තරංග ආයාම දෙක ආවරණය කළ හැකි තාක් කල්, පුළුල් වර්ණාවලියක් සහිත සාමාන්‍ය LED ​​ආලෝකකරණයක් ශාක කර්මාන්ත ශාලාවේ ආලෝක ප්‍රභවය ලෙස භාවිතා කළ හැකිය, එනම් රතු ආලෝකයේ තරංග ආයාම පරාසය සාමාන්‍යයෙන් 620~680 nm වන අතර නිල් ආලෝකය තරංග ආයාම පරාසය 400 සිට 480 nm දක්වා වේ. කෙසේ වෙතත්, රතු සහ නිල් ආලෝකයේ තරංග ආයාම පරාසය ඉතා පුළුල් නොවිය යුතුය, මන්ද එය ආලෝක ශක්තිය නාස්ති කරනවා පමණක් නොව, වෙනත් බලපෑම් ද ඇති කළ හැකිය.

ශාක කර්මාන්ත ශාලාවේ ආලෝක ප්‍රභවය ලෙස රතු, කහ සහ නිල් චිප් වලින් සමන්විත LED ආලෝකයක් භාවිතා කරන්නේ නම්, රතු ආලෝකයේ උච්ච තරංග ආයාමය ක්ලෝරෝෆිල් a හි උච්ච තරංග ආයාමයට, එනම් 660 nm ට, නිල් ආලෝකයේ උච්ච තරංග ආයාමය ක්ලෝරෝෆිල් b හි උච්ච තරංග ආයාමයට, එනම් 450 nm ට සැකසිය යුතුය.

කහ සහ කොළ ආලෝකයේ කාර්යභාරය

රතු, කොළ සහ නිල් ආලෝකයේ අනුපාතය R:G:B=6:1:3 වන විට එය වඩාත් සුදුසු වේ. හරිත ආලෝක උච්ච තරංග ආයාමය තීරණය කිරීම සම්බන්ධයෙන්, එය ප්‍රධාන වශයෙන් ශාක වර්ධන ක්‍රියාවලියේදී නියාමන කාර්යභාරයක් ඉටු කරන බැවින්, එය 530 සහ 550 nm අතර පමණක් විය යුතුය.

සාරාංශය

මෙම ලිපියෙන් ශාක කර්මාන්තශාලාවල ආලෝක ගුණාත්මකභාවය තෝරා ගැනීමේ උපායමාර්ගය න්‍යායාත්මක හා ප්‍රායෝගික අංශ දෙකෙන්ම සාකච්ඡා කෙරේ, LED ආලෝක ප්‍රභවයේ රතු සහ නිල් ආලෝකයේ තරංග ආයාම පරාසය තෝරා ගැනීම සහ කහ සහ කොළ ආලෝකයේ කාර්යභාරය සහ අනුපාතය ඇතුළුව. ශාක වර්ධනයේ ක්‍රියාවලියේදී, ආලෝක තීව්‍රතාවය, ආලෝකයේ ගුණාත්මකභාවය සහ ආලෝක කාලය යන සාධක තුන අතර සාධාරණ ගැලපීම සහ පෝෂ්‍ය පදාර්ථ, උෂ්ණත්වය සහ ආර්ද්‍රතාවය සහ CO2 සාන්ද්‍රණය සමඟ ඒවායේ සම්බන්ධතාවය ද පුළුල් ලෙස සලකා බැලිය යුතුය. සැබෑ නිෂ්පාදනය සඳහා, ඔබ පුළුල් වර්ණාවලියක් භාවිතා කිරීමට අදහස් කරන්නේද නැතහොත් බහු-චිප් සංයෝජන සුසර කළ හැකි වර්ණාවලී LED ආලෝකයක් භාවිතා කිරීමට අදහස් කරන්නේද යන්න, තරංග ආයාම අනුපාතය මූලික සලකා බැලීම වේ, මන්ද ආලෝක ගුණාත්මක භාවයට අමතරව, ක්‍රියාත්මක වන විට වෙනත් සාධක තත්‍ය කාලීනව සකස් කළ හැකිය. එබැවින්, ශාක කර්මාන්තශාලා සැලසුම් අවධියේදී වඩාත්ම වැදගත් සලකා බැලීම ආලෝක ගුණාත්මකභාවය තෝරා ගැනීම විය යුතුය.

කර්තෘ: Yong Xu

ලිපි මූලාශ්‍රය: කෘෂිකාර්මික ඉංජිනේරු තාක්ෂණයේ Wechat ගිණුම (හරිතාගාර උද්‍යාන විද්‍යාව)

යොමුව: Yong Xu,ශාක කර්මාන්තශාලා වල සැහැල්ලු ගුණාත්මක තේරීමේ උපාය [J]. කෘෂිකාර්මික ඉංජිනේරු තාක්ෂණය, 2022, 42(4): 22-25.