Розробка екологічного пристрою освітлення для скорочення часу зростання сільськогосподарських рослин у теплицях

Автор(и)

  • Анна Можайко Санкт-Петербурзький політехнічний університет Петра Великого , Російська Федерація
  • Вадим Давидов Санкт-Петербурзький політехнічний університет Петра Великого , Російська Федерація
  • Василій Рудь Всеросійський науково-дослідний інститут фітопатології, Російська Федерація

DOI:

https://doi.org/10.20535/EHS.2021.233013

Ключові слова:

фитолампа, искусственное освещение, светодиод, регулируемый спектральный состав

Анотація

Применение светодиодов перспективно в лампах для эффективного роста растений. Фитолампы предназначены для создания искусственного освещения сельскохозяйственных культур, чтобы обеспечить лучший рост и влиять на морфологию растений, а также на различные физиологические процессы, такие как цветение и эффективность фотосинтеза. Данная работа посвящена созданию умной светодиодной фитолампы с возможностью регулирования спектрального состава излучения в зависимости от стадии роста и вида растения и реализации записи программ освещения с целью ускорения развития культур. Был проведен ряд экспериментов, связанных с исследованием влияния различных параметров излучения на характеристики роста семян базилика сорта «Карамельный», мелиссы сорта «Лимонная», томатов сорта «Балконное чудо», огурцов сорта «Гармонист F1», с выявлением оптимальных параметров излучения, способствующих ускорению роста выбранных модельных растений. Для культур была измерена энергия прорастания семян и всхожесть. Также в ходе проведения исследований был произведен контроль таких параметров как средняя и максимальная длина гипокотиля, появление (отсутствие) первого зеленого листа, средняя и максимальная длина корня. На основании полученных данных по выращиванию некоторых культур было выявлено, что для повышения роста растений необходимы два вида светодиодов в различных соотношениях плотности фотосинтетического потока фотонов на разных стадиях развития – синие 440 нм и красные 660 нм. Была разработана светодиодная лампа с регулируемым составом излучения, которая содержит 16 синих светодиодов 440 нм и 16 красных 660 нм. В лампе была реализована возможность изменения спектрального состава излучения на разных этапах роста, благодаря чему, в соответствии с полученными данными развития культур, можно изменять параметры света.Применение светодиодов перспективно в лампах для эффективного роста растений. Фитолампы предназначены для создания искусственного освещения сельскохозяйственных культур, чтобы обеспечить лучший рост и влиять на морфологию растений, а также на различные физиологические процессы, такие как цветение и эффективность фотосинтеза. Данная работа посвящена созданию умной светодиодной фитолампы с возможностью регулирования спектрального состава излучения в зависимости от стадии роста и вида растения и реализации записи программ освещения с целью ускорения развития культур. Был проведен ряд экспериментов, связанных с исследованием влияния различных параметров излучения на характеристики роста семян базилика сорта «Карамельный», мелиссы сорта «Лимонная», томатов сорта «Балконное чудо», огурцов сорта «Гармонист F1», с выявлением оптимальных параметров излучения, способствующих ускорению роста выбранных модельных растений. Для культур была измерена энергия прорастания семян и всхожесть. Также в ходе проведения исследований был произведен контроль таких параметров как средняя и максимальная длина гипокотиля, появление (отсутствие) первого зеленого листа, средняя и максимальная длина корня. На основании полученных данных по выращиванию некоторых культур было выявлено, что для повышения роста растений необходимы два вида светодиодов в различных соотношениях плотности фотосинтетического потока фотонов на разных стадиях развития – синие 440 нм и красные 660 нм. Была разработана светодиодная лампа с регулируемым составом излучения, которая содержит 16 синих светодиодов 440 нм и 16 красных 660 нм. В лампе была реализована возможность изменения спектрального состава излучения на разных этапах роста, благодаря чему, в соответствии с полученными данными развития культур, можно изменять параметры света.

Посилання

  1. V. Yushkova, G. Kostin, R. Davydov, V. Dudkin, and L. Valiullin, The development of small and medium-sized businesses, as the basis for a balanced development of agriculture in Russia, IOP Conference Series: Earth and Environmental Science, Vol. 390, No. 1, 012016, 2019, doi: 10.1088/1755-1315/390/1/012016.
  2. A. Moroz, A. Cheremisin, A. Meshalkin, and N. Semenova, On the possibility of growing vegetables and fruits on the lunar base, IOP Conference Series: Earth and Environmental Science, Vol. 578, No. 1, 012006, 2020, doi: 10.1088/1755-1315/578/1/012006.
  3. M. Lazzarin, M. Meisenburg, D. Meijer, W. van Ieperen, L.F.M. Marcelis, I.F. Kappers, A.R.van der Krol, J.J.A. van Loon, M. Dicke, LEDs Make It Resilient: Effects on Plant Growth and Defense, Trends in Plant Science, Vol. 26, No. 5, pp. 496-508, 2021, doi: 10.1016/j.tplants.2020.11.013.
  4. E.S.P. Yap, A. Uthairatanakij, N. Laohakunjit, P. Jitareerat, A. Vaswani, A. A. Magana, J. Morre, C. S. Maier, Plant growth and metabolic changes in ‘Super Hot’ chili fruit (Capsicum annuum) exposed to supplemental LED lights, Plant Science, Vol. 305, 110826, 2021, doi: 10.1016/j.plantsci.2021.110826.

##submission.downloads##

Опубліковано

2021-05-20

Як цитувати

Можайко, А., Давидов, В., & Рудь, В. (2021). Розробка екологічного пристрою освітлення для скорочення часу зростання сільськогосподарських рослин у теплицях. Матеріали міжнародної науково-практичної конференції "Екологія. Людина. Суспільство", 231–233. https://doi.org/10.20535/EHS.2021.233013