Hordhac

Iftiinku wuxuu door muhiim ah ka ciyaaraa geedi socodka koritaanka dhirta. Waa bacriminta ugu fiican ee kor u qaadaysa nuugista chlorophyll-ka dhirta iyo nuugista sifooyinka kala duwan ee koritaanka dhirta sida carotene. Si kastaba ha ahaatee, qodobka go'aaminaya koritaanka dhirtu waa arrin dhammaystiran, oo aan la xiriirin iftiinka oo keliya, laakiin sidoo kale aan laga sooci karin habaynta biyaha, carrada iyo bacriminta, xaaladaha deegaanka koritaanka iyo xakamaynta farsamo ee dhammaystiran.

Labadii ama saddexdii sano ee la soo dhaafay, waxaa jiray warbixino aan dhammaad lahayn oo ku saabsan adeegsiga tignoolajiyada iftiinka semiconductor-ka ee ku saabsan warshadaha dhirta saddex-geesoodka ah ama koritaanka dhirta. Laakiin ka dib marka si taxaddar leh loo akhriyo, had iyo jeer waxaa jira dareen aan fiicnayn. Guud ahaan, ma jiro faham dhab ah oo ku saabsan doorka ay iftiinku ka ciyaari karo koritaanka dhirta.

Marka hore, aan fahamno muuqaalka qorraxda, sida ku cad Jaantuska 1aad. Waxaa la arki karaa in muuqaalka qorraxdu uu yahay muuqaal joogto ah, kaas oo muuqaalka buluugga iyo cagaarku ay ka xoog badan yihiin muuqaalka cas, iftiinka muuqdana uu u dhexeeyo 380 ilaa 780 nm. Kobaca noolaha ee dabiiciga ah wuxuu la xiriiraa xoogga muuqaalka. Tusaale ahaan, inta badan dhirta ku taal aagga u dhow dhulbaraha ayaa si aad ah u kora, isla markaana cabbirka koritaankoodu waa mid aad u weyn. Laakiin xoogga sare ee shucaaca qorraxda had iyo jeer ma aha mid ka wanaagsan, waxaana jira heer gaar ah oo xulasho ah oo loogu talagalay koritaanka xayawaanka iyo dhirta.

Jaantuska 1aad, Astaamaha muuqaalka qorraxda iyo iftiinka muuqda

Marka labaad, jaantuska labaad ee dhowr walxood oo muhiim ah oo nuugista dhirta ah ayaa lagu muujiyay Jaantuska 2.

Jaantuska 2, nuugista noocyada kala duwan ee auxins-ka koritaanka dhirta

Waxaa laga arki karaa Jaantuska 2aad in muuqaalka nuugista iftiinka ee dhowr auxins muhiim ah oo saameeya koritaanka dhirta ay aad u kala duwan yihiin. Sidaa darteed, adeegsiga nalalka koritaanka dhirta ee LED-ka ma aha arrin fudud, laakiin waa mid aad loo beegsanayo. Halkan waxaa lagama maarmaan ah in la soo bandhigo fikradaha labada curiye ee ugu muhiimsan koritaanka dhirta ee sawir-qaadashada.

• Klorofil

Chlorophyll waa mid ka mid ah midabyada ugu muhiimsan ee la xiriira sawir-qaadista. Waxay ku jirtaa dhammaan noolaha abuuri kara sawir-qaadista, oo ay ku jiraan dhirta cagaaran, algae buluug-cagaaran oo prokaryotic ah (cyanobacteria) iyo algae eukaryotic ah. Chlorophyll waxay nuugtaa tamarta iftiinka, taas oo markaa loo isticmaalo in lagu beddelo kaarboon laba ogsaydh.

Chlorophyll a waxay inta badan nuugtaa iftiinka cas, chlorophyll b-na waxay inta badan nuugtaa iftiinka buluug-violet, inta badan si loo kala saaro dhirta hadhka leh iyo dhirta qorraxda. Saamiga chlorophyll b iyo chlorophyll a ee dhirta hadhka leh waa yar yahay, sidaa darteed dhirta hadhka leh waxay si xooggan u isticmaali karaan iftiinka buluugga ah waxayna la qabsan karaan koritaanka hadhka. Chlorophyll a waa buluug-cagaar, chlorophyll b-na waa jaalle-cagaar. Waxaa jira laba nuugis oo xooggan oo chlorophyll a iyo chlorophyll b ah, mid gobolka cas oo leh hirar dhererkoodu yahay 630-680 nm, kan kalena gobolka buluug-violet oo leh hirar dhererkoodu yahay 400-460 nm.

• Kaartooniyooid

Carotenoids waa erey guud oo loogu talagalay nooc ka mid ah midabyada dabiiciga ah ee muhiimka ah, kuwaas oo inta badan laga helo midabyada jaalaha ah, casaan-cas ama casaanka ah ee xayawaanka, dhirta sare, fangaska, iyo algae. Ilaa hadda, in ka badan 600 oo carotenoids dabiici ah ayaa la helay.

Nuugista iftiinka ee carotenoids waxay daboolaysaa heerka OD303~505 nm, kaas oo bixiya midabka cuntada isla markaana saameeya qaadashada cuntada ee jirka. Algae, dhirta, iyo noolaha yaryar, midabkeeda waxaa daboolay chlorophyll mana muuqan karo. Unugyada dhirta, carotenoids-ku ma soo saaraan oo keliya nuugista iyo wareejinta tamarta si ay u caawiyaan sawir-qaadista, laakiin sidoo kale waxay leeyihiin shaqada ilaalinta unugyada inay burburiyaan molecules-ka oksijiinta ee hal-electron ku xiran.

Qaar ka mid ah faham la'aanta fikradaha

Iyadoo aan loo eegin saameynta badbaadinta tamarta, xulashada iftiinka iyo isku-dubaridka iftiinka, nalalka semiconductor-ka ayaa muujiyay faa'iidooyin waaweyn. Si kastaba ha ahaatee, laga soo bilaabo horumarka degdegga ah ee labadii sano ee la soo dhaafay, waxaan sidoo kale aragnay is-faham la'aan badan oo ku saabsan naqshadeynta iyo adeegsiga iftiinka, kuwaas oo inta badan ka muuqda dhinacyada soo socda.

①Ilaa inta jajabyada cas iyo buluugga ah ee hirarka qaarkood la isku daro saami gaar ah, waxaa loo isticmaali karaa beerista dhirta, tusaale ahaan, saamiga casaanka iyo buluugga waa 4:1, 6:1, 9:1 iwm.

②Ilaa inta ay iftiin cad tahay, waxay beddeli kartaa iftiinka qorraxda, sida tuubada iftiinka cad ee saddexda-geesoodka ah ee si weyn looga isticmaalo Japan, iwm. Isticmaalka noocyadan kala duwan waxay saameyn gaar ah ku leedahay koritaanka dhirta, laakiin saameyntu ma fiicna sida isha iftiinka ee ay samaysay LED-ku.

③Ilaa iyo inta PPFD (cufnaanta qulqulka iftiinka quantum), oo ah halbeeg muhiim ah oo iftiimin ah, ay gaarto tusmo gaar ah, tusaale ahaan, PPFD waxay ka weyn tahay 200 μmol·m-2·s-1. Si kastaba ha ahaatee, marka aad isticmaaleyso tilmaamahan, waa inaad fiiro gaar ah u yeelatid inay tahay geed hoos ah ama geed qorrax leh. Waxaad u baahan tahay inaad weydiiso ama aad hesho barta dheregta magdhowga iftiinka ee dhirtan, taas oo sidoo kale loo yaqaan barta magdhowga iftiinka. Codsiyada dhabta ah, geedo yaryar badanaa waa la gubaa ama way engegaan. Sidaa darteed, naqshadeynta halbeeggan waa in loo qaabeeyaa iyadoo loo eegayo noocyada dhirta, deegaanka koritaanka iyo xaaladaha.

Marka laga hadlayo dhinaca koowaad, sida lagu soo bandhigay hordhaca, muuqaalka loo baahan yahay koritaanka dhirta waa inuu ahaadaa muuqaal joogto ah oo leh ballac qaybin gaar ah. Waa wax aan habboonayn in la isticmaalo ilo iftiin ah oo ka samaysan laba jajab oo mowjado gaar ah oo casaan iyo buluug ah oo leh muuqaal aad u cidhiidhi ah (sida lagu muujiyey Jaantuska 3(a)). Tijaabooyinka, waxaa la ogaaday in dhirtu ay u janjeerto inay huruud noqoto, jirridaha caleentu aad bay u fudud yihiin, jirridaha caleentuna aad bay u khafiifsan yihiin.

Tuubooyinka fluorescent-ka leh saddex midab oo asaasi ah oo badanaa la isticmaalo sanadihii hore, inkastoo caddaanka la sameeyay, spectra-ka casaanka, cagaarka, iyo buluugga ah waa la kala saaraa (sida ku cad Jaantuska 3(b)), ballaca spectra-kuna aad buu u cidhiidhi yahay. Xoogga spectra-ka ee qaybta soo socota ee joogtada ah waa mid daciif ah, awoodduna wali way weyn tahay marka la barbar dhigo LED-yada, 1.5 ilaa 3 jeer isticmaalka tamarta. Sidaa darteed, saameynta isticmaalka ma fiicna sida nalalka LED-ka.

Jaantuska 3, Nalalka warshadda LED ee casaanka iyo buluugga ah iyo iftiinka iftiinka ee saddex-midab leh oo midabkiisu yahay saddex-midab

PPFD waa cufnaanta qulqulka iftiinka, kaas oo tilmaamaya cufnaanta qulqulka iftiinka shucaaca ee waxtarka leh ee iftiinka ee sawir-qaadista, kaas oo matalaya tirada guud ee dhacdada tirada iftiinka ee jirridda caleenta dhirta ee dhererka hirarka ee 400 ilaa 700 nm halkii cutub iyo aagga cutubka. Cutubkiisu waa μE·m-2·s-1 (μmol·m-2·s-1). Shucaaca firfircoon ee sawir-qaadista (PAR) wuxuu tilmaamayaa guud ahaan shucaaca qorraxda oo leh hirarka hirarka ee u dhexeeya 400 ilaa 700 nm. Waxaa lagu muujin karaa iyadoo la adeegsanayo tirada iftiinka ama tamarta iftiinka.

Waagii hore, xoogga iftiinka ee uu iftiimiyo qalabka iftiimiya iftiinka wuxuu ahaa dhalaalka, laakiin kala duwanaanshaha koritaanka dhirta ayaa isbeddela sababtoo ah dhererka qalabka iftiinka ee ka imanaya geedka, daboolida iftiinka iyo in iftiinku uu dhex mari karo caleenta. Sidaa darteed, sax ma aha in loo isticmaalo para sida tilmaame xoogga iftiinka marka la baranayo sawir-qaadista.

Guud ahaan, habka sawir-qaadista waxaa la bilaabi karaa marka PPFD-ga geedka jecel qorraxda uu ka weyn yahay 50 μmol·m-2·s-1, halka PPFD-ga geedka hadhka leh uu u baahan yahay oo keliya 20 μmol·m-2·s-1. Sidaa darteed, marka aad iibsanayso nalalka koritaanka LED-ka, waxaad dooran kartaa tirada nalalka koritaanka LED-ka iyadoo lagu saleynayo qiimahan tixraaca iyo nooca dhirta aad beerato. Tusaale ahaan, haddii PPFD-ga iftiinka LED-ka ee hal-lugood uu yahay 20 μmol·m-2·s-1, in ka badan 3 nalalka dhirta LED-ka ayaa loo baahan yahay si loo beero dhirta jecel qorraxda.

Xalalka naqshadeynta dhowr ah ee nalalka semiconductor-ka

Iftiinka Semiconductor-ka waxaa loo isticmaalaa koritaanka ama beerista dhirta, waxaana jira laba hab oo tixraac oo aasaasi ah.

• Waqtigan xaadirka ah, qaabka beerista gudaha ee gudaha ayaa aad ugu kulul Shiinaha. Qaabkani wuxuu leeyahay astaamo dhowr ah:

①Doorka nalalka LED-ka waa inuu bixiyo nalalka dhirta oo dhan, nidaamka nalalkana waxaa looga baahan yahay inuu bixiyo dhammaan tamarta nalalka, kharashka wax soo saarkuna waa mid aad u sarreeya;
② Naqshadeynta nalalka koritaanka LED waxay u baahan tahay inay tixgeliso joogtaynta iyo hufnaanta muuqaalka;
③Waa lagama maarmaan in si wax ku ool ah loo xakameeyo waqtiga iftiinka iyo xoogga iftiinka, sida in dhirta la siiyo nasasho dhowr saacadood ah, xoogga shucaacu ma aha mid ku filan ama aad u xoog badan, iwm.;
④Hawsha oo dhan waxay u baahan tahay inay ku dayato xaaladaha looga baahan yahay jawiga koritaanka ugu habboon ee dhirta ee bannaanka, sida qoyaanka, heerkulka iyo uruurinta CO2.

• Habka beerista bannaanka oo leh saldhig beerista aqalka dhirta lagu koriyo oo wanaagsan. Astaamaha qaabkan waa:

①Doorka nalalka LED-ka waa inuu kabo iftiinka. Mid waa inuu kor u qaado xoogga iftiinka meelaha buluugga iyo casaanka ah ee iftiinka qorraxda ku jira maalintii si loo dhiirrigeliyo sawir-qaadista dhirta, tan kalena waa inuu magdhabo marka aysan jirin iftiin qorraxdu habeenkii si loo horumariyo heerka koritaanka dhirta.
② Iftiinka dheeraadka ah wuxuu u baahan yahay inuu tixgeliyo marxaladda koritaanka ee geedku ku jiro, sida xilliga abuurka ama xilliga ubaxa iyo midhihiisa.

Sidaa darteed, naqshadeynta nalalka koritaanka dhirta ee LED waa inay marka hore lahaadaan laba qaab oo naqshadeed oo aasaasi ah, kuwaas oo kala ah, nalalka 24-saacadood ah (gudaha) iyo nalalka kabista koritaanka dhirta (dibadda). Beerista dhirta gudaha, naqshadeynta nalalka koritaanka LED waxay u baahan tahay inay tixgeliso saddex dhinac, sida ku cad Jaantuska 4. Suurtagal ma aha in lagu xidho jajabyada leh saddex midab oo aasaasi ah saami gaar ah.

Jaantuska 4, Fikradda naqshadeynta ee isticmaalka nalalka kor u qaada dhirta LED-ka gudaha ee loogu talagalay nalalka 24-ka saacadood ah

Tusaale ahaan, muuqaalka muuqaalka ee marxaladda xanaanada, marka la eego inay u baahan tahay inay xoojiso koritaanka xididdada iyo jirridaha, xoojiso laanta caleenta, iyo in isha iftiinka loo isticmaalo gudaha, muuqaalka muuqaalka waxaa loo qaabeyn karaa sida ku cad Jaantuska 5.

Jaantuska 5, Qaab-dhismeedka muuqaalka ee ku habboon xilliga xanaanada gudaha ee LED

Naqshadeynta nooca labaad ee iftiinka koritaanka LED-ka, waxaa inta badan loogu talagalay xalka naqshadeynta ee lagu kabo iftiinka si kor loogu qaado beerista saldhigga aqalka dhirta lagu koriyo ee bannaanka. Fikradda naqshadeynta waxaa lagu muujiyay Jaantuska 6.

Jaantuska 6, Fikradaha naqshadeynta nalalka koritaanka bannaanka 

Qoraagu wuxuu soo jeedinayaa in shirkado badan oo beeraley ah ay qaataan ikhtiyaarka labaad ee ah inay isticmaalaan nalalka LED-ka si kor loogu qaado koritaanka dhirta.

Marka hore, beerista aqalka dhirta lagu koriyo ee Shiinaha ee bannaanka ah waxay leedahay tobanaan sano oo waayo-aragnimo badan iyo khibrad ballaaran, labadaba koonfurta iyo waqooyiga. Waxay leedahay aasaas wanaagsan oo tignoolajiyada beerista aqalka dhirta lagu koriyo ah waxayna suuqa siisaa tiro badan oo miro iyo khudaar cusub ah magaalooyinka ku hareeraysan. Gaar ahaan beeraha carrada iyo biyaha iyo bacriminta, natiijooyin cilmi baaris oo qani ah ayaa la sameeyay.

Marka labaad, noocan xalka iftiinka dheeraadka ah wuxuu si weyn u yareyn karaa isticmaalka aan loo baahnayn ee tamarta, isla markaana wuxuu si wax ku ool ah u kordhin karaa wax soo saarka miraha iyo khudaarta. Intaa waxaa dheer, dhulka ballaaran ee Shiinaha waa mid aad ugu habboon kor u qaadista.

Sida cilmi-baarista sayniska ee nalalka warshadaha LED-ka, waxay sidoo kale bixisaa saldhig tijaabo oo ballaaran. Jaantuska 7 waa nooc ka mid ah nalalka koritaanka LED-ka oo ay sameeyeen kooxdan cilmi-baarista, kaas oo ku habboon in lagu beero aqalka dhirta lagu koriyo, muuqaalkiisana waxaa lagu muujiyay Jaantuska 8.

Jaantuska 7, Nooc ka mid ah iftiinka koritaanka LED-ka

Jaantuska 8, muuqaalka nooc ka mid ah iftiinka koritaanka LED-ka

Sida laga soo xigtay fikradaha naqshadeynta ee kor ku xusan, kooxda cilmi-baaristu waxay sameeyeen taxane tijaabo ah, natiijooyinka tijaabada ahna aad bay muhiim u yihiin. Tusaale ahaan, iftiinka koritaanka inta lagu jiro xanaanada, laambadda asalka ah ee la isticmaalay waa laambad fluorescent ah oo leh awood 32 W iyo wareegga xanaanada oo ah 40 maalmood. Waxaan bixinaa nal LED ah oo 12 W ah, kaas oo soo gaabinaya wareegga geedo-geedeedka ilaa 30 maalmood, si wax ku ool ah u yareeya saameynta heerkulka laambadda ee aqoon-is-weydaarsiga geedo-geedeedka, wuxuuna badbaadiyaa isticmaalka korontada ee qaboojiyaha hawada. Dhumucda, dhererka iyo midabka geedo-geedeedka ayaa ka wanaagsan xalka kor u qaadista geedo-geedeedka asalka ah. Geedaha khudaarta caadiga ah, waxaa sidoo kale la helay gunaanad xaqiijin wanaagsan, kuwaas oo lagu soo koobay jadwalka soo socda.

Waxaa ka mid ah kooxda iftiinka dheeraadka ah ee PPFD: 70-80 μmol·m-2·s-1, iyo saamiga casaanka-buluugga: 0.6-0.7. Kala duwanaanshaha qiimaha PPFD maalintii ee kooxda dabiiciga ah wuxuu ahaa 40~800 μmol·m-2·s-1, saamiga casaanka iyo buluuggana wuxuu ahaa 0.6~1.2. Waxaa la arki karaa in tilmaamayaasha kor ku xusan ay ka fiican yihiin kuwa geedo si dabiici ah loo beeray.

Gunaanad

Maqaalkani wuxuu soo bandhigayaa horumarkii ugu dambeeyay ee ku saabsan isticmaalka nalalka koritaanka LED ee beerista dhirta, wuxuuna tilmaamayaa qaar ka mid ah isfaham la'aanta ku jirta isticmaalka nalalka koritaanka LED ee beerista dhirta. Ugu dambeyntii, fikradaha farsamada iyo qorshayaasha horumarinta nalalka koritaanka LED ee loo isticmaalo beerista dhirta ayaa la soo bandhigay. Waa in la tilmaamaa in sidoo kale ay jiraan arrimo u baahan in la tixgeliyo rakibidda iyo isticmaalka iftiinka, sida masaafada u dhaxaysa iftiinka iyo geedka, kala duwanaanshaha shucaaca ee laambadda, iyo sida loogu dabaqo iftiinka biyaha caadiga ah, bacriminta, iyo ciidda.

Qore: Yi Wang et al. Xigasho: CNKI