Qore: Jing Zhao, Zengchan Zhou, Yunlong Bu, iwm. Xigasho Media: Farsamada Injineerka Beeraha (horticulture)

Warshada warshadu waxay isku daraysaa warshadaha casriga ah, tignoolajiyada bayoolajiga, hydroponics-ka nafaqada iyo tignoolajiyada macluumaadka si loo hirgaliyo xakamaynta saxda ah ee arrimaha deegaanka ee xarunta. Waxay si buuxda u xiran tahay, waxay leedahay shuruudo hoose oo ku saabsan deegaanka ku xeeran, waxay soo koobtaa xilliga goosashada dhirta, waxay badbaadisaa biyaha iyo bacriminta, iyo faa'iidooyinka wax soo saarka aan cayayaanka ahayn iyo dheecaanka qashinka ah, waxtarka isticmaalka dhulku waa 40 ilaa 108 jeer taas. wax soo saarka garoonka furan. Waxaa ka mid ah, isha iftiinka macmalka ah ee caqliga leh iyo nidaaminta deegaanka iftiinka ayaa door muhiim ah ka ciyaara waxtarkeeda wax soo saar.

Maadaama ay tahay arrin muhiim ah oo deegaanka ah, iftiinku wuxuu door muhiim ah ka ciyaaraa nidaaminta koritaanka dhirta iyo dheef-shiid kiimikaadka alaabta. "Mid ka mid ah sifooyinka ugu muhiimsan ee warshadda dhirta ayaa ah isha iftiinka macmalka ah ee buuxa iyo xaqiijinta nidaaminta caqliga leh ee deegaanka iftiinka" waxay noqotay mid guud oo la isku raacsan yahay ee warshadaha.

Baahida dhirta ee iftiinka

Iftiinku waa isha kaliya ee tamarta ee photosynthesis dhirta. Iftiinka iftiinka, tayada iftiinka (spectrum) iyo isbeddelka iftiinka ee xilliyada qaarkood ayaa saameyn weyn ku leh koritaanka iyo horumarinta dalagyada, kuwaas oo iftiinka iftiinka uu saameyn weyn ku yeesho photosynthesis dhirta.

■ Xoogga iftiinka

Xoogga iftiinka ayaa bedeli kara qaab-dhismeedka dalagyada, sida ubaxa, dhererka internode, dhumucda jirida, iyo cabbirka caleenta iyo dhumucda. Shuruudaha dhirta ee iftiinka iftiinka waxaa loo qaybin karaa iftiin-jacayl, iftiin dhexdhexaad ah, iyo dhir-dulqaad yar. Khudaartu inta badan waa dhirta iftiinka-jecel, dhibcahooda magdhawga iftiinka iyo dhibcaha iftiinka iftiinka ayaa aad u sarreeya. Warshadaha warshadda nalka macmalka ah, shuruudaha khuseeya dalagyada ee xoojinta iftiinka ayaa ah aasaas muhiim ah oo lagu dooranayo ilaha iftiinka macmalka ah. Fahamka shuruudaha iftiinka ee dhirta kala duwan ayaa muhiim u ah naqshadeynta ilaha iftiinka macmalka ah, Aad ayey lagama maarmaan u tahay in la hagaajiyo waxqabadka wax soo saarka ee nidaamka.

■ Tayada iftiinka

Qaybinta tayada iftiinka (spectral) waxay sidoo kale saameyn muhiim ah ku leedahay photosynthesis dhirta iyo morphogenesis (Jaantus 1). Iftiinku waa qayb ka mid ah shucaaca, shucaacana waa hirarka korantada. Mowjadaha Electromagnetic waxay leeyihiin sifooyin mawjad iyo astaamo quantum (qayb). Tirada iftiinka waxaa loo yaqaan 'photon' ee beerta beerta. Shucaaca leh dhererka hirarka 300 ~ 800nm ​​waxaa loo yaqaan shucaaca physiologically firfircoon ee dhirta; iyo shucaaca leh hirar dhererkiisu yahay 400 ~ 700nm waxaa loo yaqaan shucaaca sawir-qaadista (PAR) ee dhirta.

Chlorophyll iyo carotene waa labada midab ee ugu muhiimsan ee photosynthesis ee dhirta. Jaantuska 2 waxa uu muujinayaa nuugista spectrum ee midab kasta oo sawir-qaade ah, kaas oo nuugista chlorophyll ay ku urursan tahay xargaha cas iyo buluugga ah. Nidaamka nalka wuxuu ku salaysan yahay baahida spectral ee dalagyada si ay si macmal ah u buuxiyaan iftiinka, si kor loogu qaado photosynthesis ee dhirta.

■ xilliga sawirka
Xidhiidhka ka dhexeeya photosynthesis iyo photomorphogenesis ee dhirta iyo dhererka maalinta (ama wakhtiga sawir-qaadista) waxaa loo yaqaan 'photoperiodity of dhirta'. Sawir-qaadashada waxay si dhow ula xiriirtaa saacadaha iftiinka, taas oo loola jeedo wakhtiga dalaggu uu iftiimiyo iftiinka. Dalagyada kala duwani waxay u baahan yihiin tiro saacado ah oo iftiin ah si ay u dhammaystiraan xilliga sawir-qaadista si ay u ubaxaan oo ay midho u dhalaan. Marka loo eego noocyada kala duwan ee photoperiods, waxaa loo qaybin karaa dalagyada maalinlaha ah, sida kaabajka, iwm, kuwaas oo u baahan in ka badan saacadaha iftiinka 12-14h ee marxalad gaar ah oo koritaan ah; dalagyada maalin-gaaban, sida basasha, digirta, iwm, waxay u baahan yihiin wax ka yar saacadaha iftiinka 12-14; dalagyada qorraxda dhexdhexaadka ah, sida qajaarka, yaanyada, basbaaska, iwm., waxay ubaxi karaan oo ay midho ka soo saari karaan iftiinka qorraxda ka yar ama ka yar.
Saddexda walxood ee deegaanka ka mid ah, xoogga iftiinka ayaa saldhig muhiim ah u ah xulashada ilaha iftiinka macmalka ah. Waqtigan xaadirka ah, waxaa jira siyaabo badan oo lagu muujiyo xoogga iftiinka, oo ay ku jiraan saddexda soo socda.
(1) Iftiinka waxaa loola jeedaa cufnaanta dusha sare ee qulqulka iftiinka (iftiinka iftiinka halkii unug) ee laga helay diyaaradda iftiimisay, gudaha lux (lx).

(2) Shucaaca sawir-samaynta firfircoon, PAR, Cutub: W/m².

(3) Cufnaanta sawir-qaadista wax ku oolka leh ee loo yaqaan 'photon flux PPFD' ama PPF' waa tirada shucaaca sawir-qaadista waxtarka leh ee gaadha ama mara wakhtiga halbeegga iyo unugga, unugga: μmol/(m²·s) si toos ah ula xidhiidha photosynthesis. Sidoo kale waa tusaha xoogga iftiinka ee inta badan loo isticmaalo goobta wax soo saarka dhirta.

Falanqaynta isha iftiinka ee nidaamka iftiinka dheeriga ah ee caadiga ah
Kabka iftiinka macmalka ah waa in la kordhiyo xoogga iftiinka aagga bartilmaameedka ama la kordhiyo waqtiga iftiinka iyadoo lagu rakibayo nidaamka nalka kabka si loo buuxiyo baahida iftiinka dhirta. Guud ahaan, nidaamka iftiinka dheeriga ah waxaa ka mid ah qalabka iftiinka dheeriga ah, wareegyada iyo nidaamka xakamayntiisa. Ilaha iftiinka ee dheeriga ah waxaa ka mid ah dhowr nooc oo caan ah sida nalalka shidan, nalalka fluorescent, nalalka halide birta ah, nalalka sodium-cadaadiska ah iyo LEDs. Sababtoo ah waxtarka korantada iyo iftiinka hooseeya ee nalalka iftiinka, waxtarka tamarta photoynthetic hooseeya iyo cilladaha kale, ayaa laga saaray suuqa, markaa maqaalkani ma samaynayo falanqayn faahfaahsan.

■ Iftiinka fluorescent
Nalalka fluorescent waxay ka tirsan yihiin nooca nalalka soo daaya gaaska cadaadiska hooseeya. Tuubada dhalada waxaa ka buuxa uumiga meerkuri ama gaas aan shaqaynayn, gidaarka gudaha ee tuubada waxa lagu dahaadhay budada fluorescent. Midabka iftiinka wuxuu ku kala duwan yahay walxaha fluorescent ee ku dahaaran tuubada. Laambadaha Fluorescent waxay leeyihiin waxqabad muuqaal wanaagsan, hufnaan iftiin sare leh, awood hoose, cimri dheer (12000h) marka la barbar dhigo nalalka shidan, iyo qiimo jaban. Sababtoo ah nalka fluorescent laftiisa ayaa sii deynaya kulayl yar, waxay u dhowaan kartaa dhirta iftiinka waxayna ku haboon tahay beerashada saddex-geesoodka ah. Si kastaba ha ahaatee, qaabka muuqaalka ee nalka fluorescent waa mid aan macquul ahayn. Habka ugu caansan adduunka waa in lagu daro muraayadaha si loo kordhiyo qaybaha isha iftiinka ee waxtarka leh ee dalagyada aagga beerashada. Shirkadda Japanese adv-agri ayaa sidoo kale soo saartay nooc cusub oo ah ilo iftiin dheeri ah HEFL. HEFL dhab ahaantii waxay ka tirsan tahay qaybta nalalka dhaadheer. Waa ereyga guud ee qabow cathode fluorescent lamp (CCFL) iyo nalalka fluorescent electrode dibadda (EEFL), waana nalka fluorescent electrode isku dhafan. Tuubada HEFL aad bay u dhuuban tahay, dhexroorkeeduna waa ilaa 4mm oo keliya, dhererkana waxa lagu hagaajin karaa 450mm ilaa 1200mm iyadoo loo eegayo baahida beerista. Waa nooca la wanaajiyey ee nalka fluorescent ee caadiga ah.

■ Biraha laambada
Nalalka halide birta ah waa laambad dareere sare leh oo kicin karta walxo kala duwan si ay u soo saaraan mawjadaha kala duwan iyaga oo ku daraya halides bir ah oo kala duwan (tin bromide, sodium iodide, iwm.) ee tuubada dheecaanka iyada oo ku saleysan nalka meerkuri ee cadaadiska sarreeya. Nalalka Halogen waxay leeyihiin hufnaan sare oo iftiin leh, awood sare, midab iftiin wanaagsan, nolol dheer, iyo muuqaal weyn. Si kastaba ha ahaatee, sababtoo ah waxtarka iftiinka ayaa ka hooseeya kan nalalka sodium-ka ee cadaadiska sarreeya, iyo cimrigaagu waa ka gaaban yahay nalalka sodium-ka sarreeya, hadda waxaa loo isticmaalaa oo kaliya dhowr warshadood oo warshad ah.

■ Cadaadis sare oo soodhiyam ah
Nalalka soodhiyamka cadaadiska sarreeya waxay ka tirsan yihiin nooca nalalka gaaska cadaadiska sarreeya. Nalalka sodium-ka-sare waa nalka waxtarka sarreeya kaas oo uumiga sodium-ka-sare uu ka buuxsamo tuubada dheecaanka, iyo qadar yar oo ah xenon (Xe) iyo halide birta meerkuri ayaa lagu daray. Sababtoo ah nalalka soodhiyamka cadaadiska sarreeya waxay leeyihiin waxtarka beddelka elektro-optical-ka oo sarreeya oo leh kharashyo wax soo saar hooseeya, nalalka soodhiyamka cadaadiska sarreeya ayaa hadda ah kuwa ugu badan ee loo isticmaalo adeegsiga iftiinka dheeriga ah ee tas-hiilaadka beeraha. Si kastaba ha ahaatee, sababtoo ah cilladaha waxtarka photosynthetic hooseeya ee muuqaalkooda, waxay leeyihiin cilladaha waxtarka tamarta hooseeya. Dhanka kale, qaybaha spectral-ka ee ay soo saaraan nalalka sodium-ka ee cadaadiska sarreeya ayaa inta badan ku urursan qaybta iftiinka jaalaha-orange, taas oo ka maqan muraayadaha casaanka iyo buluugga ah ee lagama maarmaanka u ah koritaanka dhirta.

■ Diode iftiin leh
Jiilka cusub ee ilaha iftiinka, diode-yada iftiinka-bixiya (LEDs) waxay leeyihiin faa'iidooyin badan sida waxtarka beddelka elektro-optical-ka sare, spectrum la hagaajin karo, iyo waxtarka sare ee sawir-qaadista. LED waxay soo saari kartaa iftiinka monochromatic ee looga baahan yahay koritaanka dhirta. Marka la barbardhigo nalalka dhaadheer ee caadiga ah iyo ilo kale oo dheeri ah, LED waxay leedahay faa'iidooyinka badbaadinta tamarta, ilaalinta deegaanka, nolosha dheer, iftiinka monochromatic, isha iftiinka qabow iyo wixii la mid ah. Iyada oo la sii wanaajinayo waxtarka elektiroonigga ah ee LED-yada iyo dhimista kharashyada ay keento saamaynta miisaanka, nidaamyada nalka LED-ku waxay noqon doonaan qalabka caadiga ah ee lagu kabo iftiinka xarumaha beeraha. Natiijo ahaan, nalalka koraan ee LED ayaa lagu dabaqay in ka badan 99.9% warshadaha dhirta.

Marka la barbardhigo, sifooyinka ilaha iftiinka dheeriga ah ee kala duwan ayaa si cad loo fahmi karaa, sida ku cad shaxda 1.

Qalabka nalalka mobilada
Xoogga iftiinka ayaa si dhow ula xiriira koritaanka dalagyada. Beerashada saddex-geesoodka ah ayaa inta badan loo adeegsadaa warshadaha dhirta. Si kastaba ha ahaatee, iyadoo ay ugu wacan tahay xaddidaadda qaab dhismeedka saqafka beerashada, sinnaan la'aanta u qaybinta iftiinka iyo heerkulka inta u dhaxaysa xayndaabyada waxay saameyn doontaa wax-soo-saarka dalagyada iyo xilliga goosashada lama wada socon doono. Shirkad ku taal magaalada Beijing ayaa si guul leh u soo saartay qalab kor u qaadis nalka kabka ah (HPS nalka iyo LED koraan qalabka iftiinka) sanadkii 2010. Mabda'a ayaa ah in la rogo shafka wadista iyo winder-ka ay ku go'an tahay iyada oo ruxaysa gacanta si ay u rogto gariiradda yar yar ee filimka. si loo gaaro ujeedada ka-noqoshada iyo furidda xadhigga siliga. Xadhkaha siliga iftiinka iftiinka wuxuu ku xiran yahay giraangiraha wiishka iyada oo loo marayo qaybo badan oo giraangireed ah, si loo gaaro saameynta hagaajinta dhererka iftiinka koritaanka. 2017, shirkadda kor ku xusan waxay naqshadaysay oo samaysay qalab cusub oo kabka iftiinka mobaylka, kaas oo si toos ah u hagaajin kara dhererka kabka iftiinka wakhtiga dhabta ah iyadoo loo eegayo baahida koritaanka dalagga. Qalabka hagaajinta ayaa hadda lagu rakibay 3-lakab ee ilayska kor u qaadida nooca saddex-geesoodka beerashada. Lakabka sare ee qalabku waa heerka iftiinka iftiinka ugu fiican, sidaas darteed waxaa lagu qalabeeyaa nalalka sodium-ka ee cadaadiska sare; lakabka dhexe iyo lakabka hoose waxay ku qalabaysan yihiin nalalka koritaanka LED iyo nidaamka hagaajinta kor u qaadista. Waxay si toos ah u hagaajin kartaa dhererka iftiinka koritaanka si ay u bixiso jawi iftiin ku habboon dalagyada.

Marka la barbar dhigo aaladda kabka iftiinka mobaylka ee loogu talagalay beerashada saddex-geesoodka ah, Nederlaan waxay soo saartay nalka kabka nalka LED toosan oo socon kara. Si looga fogaado saameynta hooska iftiinka koritaanka ee koritaanka dhirta qorraxda, nidaamka iftiinka koraan waxaa lagu riixi karaa labada dhinac ee xajinta iyada oo loo marayo slide telescopic ee jihada toosan, si qorraxdu si buuxda u noqoto. shucaac on dhirta; maalmaha daruuraha iyo roobka leh ee aan qorraxdu lahayn, Ku riix nidaamka iftiinka koraya badhtamaha xargaha si aad iftiinka nidaamka iftiinka uga dhigto mid si siman u buuxiya dhirta; u dhaqaaji habka iftiinka koritaanka si siman iyada oo loo marayo duleelka xajinta, ka fogow kala diris badan iyo ka saarida nidaamka iftiinka korriinka, oo hoos u dhig xoogga shaqada ee shaqaalaha, sidaas darteed si wax ku ool ah u wanaajinaya hufnaanta shaqada.

Fikradaha naqshadeynta nidaamka iftiinka caadiga ah ee koraan
Ma adka in laga arko naqshadda aaladda dheeriga ah ee nalka mobilada in naqshadeynta nidaamka nalka dheeriga ah ee warshadda warshadda ay caadi ahaan qaadato xoogga iftiinka, tayada iftiinka iyo xaddidaadaha xilliyada koritaanka dalagyada kala duwan oo ah nuxurka naqshadeynta. , ku tiirsanaanta nidaamka xakamaynta caqliga leh si loo hirgeliyo, gaarista yoolka ugu dambeeya ee badbaadinta tamarta iyo wax-soo-saarka sare.

Waqtigan xaadirka ah, naqshadeynta iyo dhismaha iftiinka dheeriga ah ee khudaarta caleenta ah ayaa si tartiib tartiib ah u qaangaaray. Tusaale ahaan, khudaarta caleenta leh waxaa loo qaybin karaa afar marxaladood: marxaladda abuurka, korriinka dhexe, korriinka dambe, iyo heerka dhammaadka; Khudaarta-miraha waxa loo qaybin karaa marxaladda abuurka, heerka koritaanka daaqsinka, heerka ubaxa, iyo heerka goosashada. Laga soo bilaabo sifooyinka xoogga iftiinka dheeriga ah, iftiinka iftiinka marxaladda abuurka waa inuu yara hooseeyo, 60 ~ 200 μmol / (m²·s), ka dibna si tartiib tartiib ah u kordho. Khudaarta caleenta leh waxay gaari kartaa ilaa 100 ~ 200 μmol/(m²·s), iyo khudaarta miraha waxay gaari karaan 300 ~ 500 μmol/(m²·s) si loo hubiyo in iftiinka iftiinka iftiinka dhirta xilli kasta oo koritaan ah uu buuxiyo baahiyaha waxsoosaar sare; Marka la eego tayada iftiinka, saamiga casaanka iyo buluugga ayaa aad muhiim u ah. Si loo kordhiyo tayada geedo loogana hortago koritaanka xad-dhaafka ah ee marxaladda seedling, saamiga casaanka iyo buluugga ayaa guud ahaan lagu dejiyaa heer hoose [(1 ~ 2): 1], ka dibna si tartiib tartiib ah loo yareeyo si loo daboolo baahiyaha dhirta. qaab-dhismeedka iftiinka. Saamiga casaanka iyo buluugga iyo khudaarta caleenta leh waxaa lagu dejin karaa (3 ~ 6):1. Xilliga sawir-qaadista, oo la mid ah xoogga iftiinka, waa inay muujisaa isbeddelka sii kordhaya ee kordhinta xilliga koritaanka, si khudaarta caleenta ah ay u helaan waqti badan oo sawir-qaadis ah oo loogu talagalay photosynthesis. Naqshad kabka iftiinka ee miraha iyo khudaarta ayaa noqon doona mid aad u dhib badan. Shuruucda aasaasiga ah ee aan kor ku soo xusnay ka sokow, waa in aan diiradda saarno goobta sawir-qaadista ee xilliga ubaxa, waana in la hormariyaa ubaxa iyo miraha khudradda, si aysan dib ugu dhicin.

Waxaa habboon in la sheego in caanaha nalka ay ku jiraan daaweynta dhammaadka ee goobaha iftiinka iftiinka. Tusaale ahaan, kabitaanka iftiinka joogtada ah wuxuu si weyn u wanaajin karaa dhalidda iyo tayada geedo khudradda caleenta leh ee hydroponic, ama isticmaal daaweynta UV si aad u wanaajiso sprouts iyo khudaarta caleenta leh (gaar ahaan caleemaha guduudan iyo salad caleen cas) tayada nafaqada.

Marka lagu daro hagaajinta kabka iftiinka ee dalagga la doortay, nidaamka xakamaynta isha iftiinka ee qaar ka mid ah warshadaha dhirta iftiinka macmalka ah ayaa sidoo kale si degdeg ah u horumaray sannadihii ugu dambeeyay. Nidaamka xakamaynta guud ahaan wuxuu ku salaysan yahay qaabka B/S. Xakamaynta fog iyo xakamaynta tooska ah ee arrimaha deegaanka sida heerkulka, qoyaanka, iftiinka, iyo xoojinta CO2 inta lagu jiro koritaanka dalagyada waxaa lagu xaqiiqsadaa iyada oo loo marayo WIFI, isla mar ahaantaana, habka wax soo saarka ee aan xaddidnayn xaaladaha dibadda ayaa la xaqiijiyay. Nidaamka iftiinka dheeriga ah ee caqliga leh wuxuu u adeegsadaa iftiinka iftiinka iftiinka, oo lagu daro nidaamka xakamaynta fogaanta, wuxuu dabooli karaa baahida iftiinka dhererka dhererka dhirta, wuxuu si gaar ah ugu habboon yahay deegaanka beerashada dhirta ee iftiinka lagu xakameeyo, wuxuuna si fiican u dabooli karaa baahida suuqa. .

Gabagabadii
Warshadaha dhirta waxaa loo arkaa inay yihiin hab muhiim ah oo lagu xalliyo kheyraadka adduunka, dhibaatooyinka dadka iyo deegaanka qarniga 21aad, iyo hab muhiim ah oo lagu gaaro isku filnaansho cunto mustaqbalka mashaariicda farsamada sare. Nooca cusub ee habka wax soo saarka beeraha, warshadaha dhirta ayaa weli ku jira heerka waxbarashada iyo koritaanka, waxaana loo baahan yahay fiiro gaar ah iyo cilmi baaris. Maqaalkani waxa uu qeexayaa sifooyinka iyo faa'iidooyinka hababka nalalka dheeriga ah ee caadiga ah ee warshadaha dhirta, oo soo bandhigaya fikradaha naqshadeynta hababka nalalka dheeriga ah ee dalagga caadiga ah. Ma adka in la helo marka la barbardhigo, si loola tacaalo iftiinka hooseeya ee ay sababto cimilo daran sida daruuro joogto ah iyo ceeryaamo iyo in la hubiyo wax soo saarka sare oo xasilloon ee dalagyada xarunta, LED Grow Isha iftiinka qalabka ayaa ah midka ugu badan ee la socda horumarka hadda jira. isbeddellada.

Jihada horumarinta mustaqbalka ee warshadaha dhirta waa in ay diiradda saaraan saxan cusub oo-saxsan, qiime jaban dareemayaal, meel fog la koontarooli karo, nidaamka qalabka iftiinka spectrum la hagaajin karo iyo hababka xakamaynta khabiirada. Isla mar ahaantaana, warshadaha mustaqbalka ee warshaduhu waxay sii wadi doonaan horumarinta xagga qiimaha jaban, caqli-gal, iyo is-qabsi. Isticmaalka iyo faafinta ilaha iftiinka LED-ku waxay bixiyaan dammaanad ilaalinta deegaanka saxda ah ee warshadaha dhirta. Nidaaminta deegaanka iftiinka LED waa nidaam adag oo ku lug leh nidaaminta tayada iftiinka, iftiinka iftiinka, iyo xilliga sawir-qaadista. Khubarada khusaysa iyo aqoonyahanadu waxay u baahan yihiin inay sameeyaan cilmi-baaris qoto dheer, kor u qaadida nalalka dheeriga ah ee LED ee warshadaha iftiinka macmalka ah.