Манбаи аслӣ: Хоученг Лю. Ҳолати рушд ва тамоюли саноати равшании растаниҳои LED [J]. Маҷаллаи муҳандисии равшанӣ, 2018, 29 (04): 8-9.
Манбаи мақола: Маводи он вақте ки чуқур аст

Рӯшноӣ омили асосии экологӣ дар рушд ва инкишофи растанӣ мебошад. Рӯшноӣ на танҳо тавассути фотосинтез барои афзоиши растанӣ энергия медиҳад, балки инчунин танзимгари муҳими рушд ва инкишофи растанӣ мебошад. Нури иловагии сунъӣ ё нурпошии пурраи сунъии нур метавонад афзоиши растаниро афзоиш диҳад, ҳосилро афзоиш диҳад, шакли маҳсулотро беҳтар созад, рангро беҳтар созад, ҷузъҳои функсионалиро беҳтар созад ва пайдоиши бемориҳо ва ҳашароти зараррасонро кам кунад. Имрӯз ман бо шумо вазъи рушд ва тамоюли саноати равшании растаниро нақл мекунам.
Технологияи манбаи нури сунъӣ дар соҳаи равшанкунии растаниҳо торафт васеътар истифода мешавад. LED дорои бартариҳои зиёд, аз қабили самаранокии баланди рӯшноӣ, истеҳсоли ками гармӣ, андозаи хурд, мӯҳлати хизмати дароз ва бисёр бартариҳои дигар мебошад. Он дар соҳаи равшанкунии парвариш бартариҳои возеҳ дорад. Саноати равшанкунии парвариш тадриҷан дастгоҳҳои равшанкунии LED-ро барои парвариши растаниҳо қабул хоҳад кард.

A. Вазъи рушди саноати рӯшноии парвариши LED 

Бастаи 1.LED барои равшании парвариш

Дар соҳаи бастабандии LED-и равшании парваришӣ, намудҳои зиёди дастгоҳҳои бастабандӣ мавҷуданд ва системаи ягонаи стандартии андозагирӣ ва арзёбӣ вуҷуд надорад. Аз ин рӯ, дар муқоиса бо маҳсулоти ватанӣ, истеҳсолкунандагони хориҷӣ асосан ба самтҳои баландқувват, коб ва модулӣ тамаркуз мекунанд, бо назардошти силсилаи равшании сафеди парвариш, бо назардошти хусусиятҳои афзоиши растанӣ ва муҳити равшании инсонӣ, бартариҳои техникии бештар дар эътимоднокӣ, самаранокии рӯшноӣ ва хусусиятҳои радиатсияи фотосинтетикии растаниҳои гуногун дар давраҳои гуногуни афзоиш, аз ҷумла намудҳои гуногуни нерӯгоҳҳои баландқувват, миёнақувват ва камқуввати маҳсулотҳои андозаҳои гуногун, барои қонеъ кардани ниёзҳои растаниҳои гуногун дар муҳитҳои гуногуни афзоиш, ба умеди ноил шудан ба ҳадафи ба ҳадди аксар расонидани афзоиши растанӣ ва сарфаи энергия мебошанд.

Шумораи зиёди патентҳои асосӣ барои вафли эпитаксиалии чипҳо то ҳол дар дасти ширкатҳои пешбари аввал, ба монанди Nichia ва American Career-и Ҷопон, қарор доранд. Истеҳсолкунандагони чипҳои ватанӣ то ҳол маҳсулоти патентӣ бо рақобатпазирии бозор надоранд. Дар айни замон, бисёр ширкатҳо инчунин технологияҳои навро дар соҳаи бастабандии чипҳои равшании парваришӣ таҳия мекунанд. Масалан, технологияи чипҳои плёнкаи тунуки Osram имкон медиҳад, ки чипҳо ба ҳам наздик бастабандӣ карда шаванд, то сатҳи равшании масоҳати калон эҷод карда шавад. Бар асоси ин технология, системаи равшании баландсифати LED бо дарозии мавҷи 660 нм метавонад 40% истеъмоли энергияро дар майдони кишт кам кунад.

2. Спектр ва дастгоҳҳои равшаниро афзоиш диҳед
Спектри равшании растанӣ мураккабтар ва гуногунрангтар аст. Растаниҳои гуногун дар спектрҳои зарурӣ дар давраҳои гуногуни афзоиш ва ҳатто дар муҳитҳои гуногуни афзоиш фарқиятҳои калон доранд. Барои қонеъ кардани ин ниёзҳои гуногун, айни замон дар саноат схемаҳои зерин мавҷуданд: ①Схемаҳои гуногуни якҷоякунии нури монохроматӣ. Се спектри аз ҳама самаранок барои фотосинтези растанӣ асосан спектр бо қуллаҳо дар 450 нм ва 660 нм, банди 730 нм барои ба вуҷуд овардани гулкунии растанӣ, илова бар нури сабзи 525 нм ва банди ултрабунафш дар зери 380 нм мебошанд. Ин намуди спектрҳоро мувофиқи ниёзҳои гуногуни растанӣ якҷоя кунед, то спектри мувофиқтаринро ташкил диҳед. ②Схемаи пурраи спектр барои ноил шудан ба фарогирии пурраи спектри талаботи растанӣ. Ин намуди спектр, ки ба чипи SUNLIKE, ки аз ҷониби Seoul Semiconductor ва Samsung намояндагӣ мешавад, мувофиқат мекунад, шояд самараноктарин набошад, аммо он барои ҳамаи растаниҳо мувофиқ аст ва арзиши он нисбат ба ҳалли якҷоякунии нури монохроматӣ хеле пасттар аст. ③Барои беҳтар кардани самаранокии спектр, нури сафеди пурраи спектрро ҳамчун манбаи асосӣ ва нури сурхи 660 нм-ро ҳамчун схемаи якҷоя истифода баред. Ин схема аз ҷиҳати иқтисодӣ ва амалӣтар аст.

Дастгоҳҳои бастабандии рӯшноии растанӣ барои микросхемаҳои LED (дарозии асосии мавҷҳо 450 нм, 660 нм, 730 нм) аз ҷониби бисёр ширкатҳои ватанӣ ва хориҷӣ фаро гирифта шудаанд, дар ҳоле ки маҳсулоти ватанӣ гуногунтар ва хусусиятҳои бештар доранд ва маҳсулоти истеҳсолкунандагони хориҷӣ стандартизатсияшудатаранд. Дар айни замон, аз ҷиҳати ҷараёни фотонҳои фотосинтетикӣ, самаранокии рӯшноӣ ва ғайра, байни истеҳсолкунандагони бастабандии ватанӣ ва хориҷӣ фарқияти калон вуҷуд дорад. Барои дастгоҳҳои бастабандии рӯшноии монохроматии рӯшноии растанӣ, илова бар маҳсулоте, ки бандҳои асосии дарозии мавҷҳои 450 нм, 660 нм ва 730 нм доранд, бисёр истеҳсолкунандагон инчунин маҳсулоти навро дар дигар бандҳои мавҷҳо таҳия мекунанд, то фарогирии пурраи дарозии мавҷи радиатсияи фаъоли фотосинтетикӣ (PAR) (450-730 нм)-ро таъмин кунанд.

Чароғҳои афзоиши растании монохроматии LED барои афзоиши ҳамаи растаниҳо мувофиқ нестанд. Аз ин рӯ, бартариҳои LED-ҳои пурраспектр таъкид карда мешаванд. Спектри пурра аввал бояд фарогирии пурраи спектри нури намоёнро (400-700 нм) таъмин кунад ва самаранокии ин ду бандро афзоиш диҳад: нури кабуд-сабз (470-510 нм), нури сурхи тира (660-700 нм). Барои ноил шудан ба спектри "пурра" LED-и оддии кабуд ё LED-и ултрабунафшро бо фосфор истифода баред ва самаранокии фотосинтезии он баланд ва пасти худро дорад. Аксари истеҳсолкунандагони дастгоҳҳои бастабандии сафеди LED-и равшании растанӣ барои ноил шудан ба спектри пурра аз чипи кабуд + фосфорҳо истифода мебаранд. Илова бар ҳолати бастабандии нури монохроматӣ ва нури кабуд ё чипи ултрабунафш бо фосфор барои амалӣ кардани нури сафед, дастгоҳҳои бастабандии равшании растанӣ инчунин ҳолати бастабандии мураккаб доранд, ки аз ду ё зиёда чипҳои мавҷ, ба монанди сурхи даҳ кабуд/ултрабунафш, RGB, RGBW истифода мебарад. Ин ҳолати бастабандӣ дар хиракунӣ бартариҳои калон дорад.

Аз нигоҳи маҳсулоти LED-и бо дарозии мавҷҳои танг, аксари таъминкунандагони бастабандӣ метавонанд ба мизоҷон маҳсулоти гуногуни дарозии мавҷро дар диапазони 365-740 нм пешниҳод кунанд. Дар мавриди спектри равшании растанӣ, ки аз ҷониби фосфорҳо табдил дода мешавад, аксари истеҳсолкунандагони бастабандӣ спектрҳои гуногун барои интихоби муштариён доранд. Дар муқоиса бо соли 2016, суръати афзоиши фурӯши он дар соли 2017 ба таври назаррас афзоиш ёфтааст. Дар байни онҳо, суръати афзоиши манбаи рӯшноии LED-и 660 нм дар 20%-50% мутамарказ шудааст ва суръати афзоиши фурӯши манбаи рӯшноии LED-и растанӣ, ки ба фосфор табдил дода шудааст, ба 50%-200% мерасад, яъне фурӯши манбаъҳои рӯшноии LED-и растанӣ, ки ба фосфор табдил дода шудаанд, босуръаттар афзоиш меёбад.

Ҳамаи ширкатҳои бастабандӣ метавонанд маҳсулоти бастабандии умумии 0,2-0,9 Вт ва 1-3 Вт пешниҳод кунанд. Ин манбаъҳои рӯшноӣ ба истеҳсолкунандагони рӯшноӣ имкон медиҳанд, ки дар тарҳрезии рӯшноӣ чандирии хуб дошта бошанд. Ғайр аз ин, баъзе истеҳсолкунандагон инчунин маҳсулоти бастабандии муттаҳидшудаи дорои қувваи баландтарро пешниҳод мекунанд. Дар айни замон, беш аз 80% интиқоли аксари истеҳсолкунандагон 0,2-0,9 Вт ё 1-3 Вт мебошанд. Дар байни онҳо, интиқоли ширкатҳои пешбари байналмилалии бастабандӣ дар 1-3 Вт мутамарказ шудааст, дар ҳоле ки интиқоли ширкатҳои хурду миёна дар 0,2-0,9 Вт мутамарказ шудааст.

3. Соҳаҳои татбиқи равшании парвариши растанӣ

Аз рӯи соҳаи татбиқ, чароғҳои парвариши растанӣ асосан дар равшании гармхонаҳо, равшании пурраи сунъӣ дар корхонаҳои растанӣ, парвариши бофтаи растанӣ, равшании майдонҳои кишоварзии беруна, шинондани сабзавот ва гулҳои хонагӣ ва таҳқиқоти лабораторӣ истифода мешаванд.

①Дар гармхонаҳои офтобӣ ва гармхонаҳои бисёрпаҳноӣ, таносуби нури сунъӣ барои равшании иловагӣ то ҳол паст аст ва чароғҳои галогении металлӣ ва чароғҳои натрийи фишори баланд асоситарин мебошанд. Суръати воридшавии системаҳои равшании парвариши LED нисбатан паст аст, аммо суръати афзоиш бо коҳиши хароҷот суръат мегирад. Сабаби асосӣ дар он аст, ки корбарон таҷрибаи тӯлонии истифодаи чароғҳои галогении металлӣ ва чароғҳои натрийи фишори баланд доранд ва истифодаи чароғҳои галогении металлӣ ва чароғҳои натрийи фишори баланд метавонад тақрибан аз 6% то 8% энергияи гармиро барои гармхона таъмин кунад ва дар айни замон аз сӯхтани растаниҳо пешгирӣ кунад. Системаи равшании парвариши LED дастурҳои мушаххас ва муассир ва дастгирии маълумотро пешниҳод накард, ки истифодаи онро дар гармхонаҳои рӯзона ва бисёрпаҳноӣ ба таъхир андохт. Дар айни замон, барномаҳои намоишии хурдҳаҷм ҳанӯз ҳам асоси асосӣ мебошанд. Азбаски LED манбаи нури хунук аст, он метавонад ба соябони растаниҳо нисбатан наздик бошад, ки боиси таъсири камтар ба ҳарорат мегардад. Дар гармхонаҳои рӯзона ва бисёрпаҳноӣ, равшании парвариши LED бештар дар парвариши байни растаниҳо истифода мешавад.

②Татбиқи саҳроҳои кишоварзии беруна. Воридшавӣ ва истифодаи равшании растанӣ дар кишоварзии иншоот нисбатан суст буд, дар ҳоле ки истифодаи системаҳои равшании растании LED (назорати фотопериодӣ) барои зироатҳои рӯзи дарози берунӣ бо арзиши баланди иқтисодӣ (масалан, меваи аждаҳо) рушди босуръат ба даст овардааст.

③Корхонаҳои растанӣ. Дар айни замон, системаи равшании растанӣ зудтарин ва васеъ истифодашавандатарин корхонаи растаниҳои рӯшноии сунъӣ мебошад, ки аз рӯи категория ба корхонаҳои растаниҳои бисёрқабатаи марказонидашуда ва сайёри тақсимшуда тақсим мешавад. Рушди корхонаҳои растаниҳои рӯшноии сунъӣ дар Чин хеле босуръат аст. Мақоми асосии сармоягузории корхонаи растаниҳои рӯшноии бисёрқабатаи марказонидашуда ширкатҳои анъанавии кишоварзӣ нестанд, балки ширкатҳои бештар ба маҳсулоти нимноқилӣ ва электронии истеъмолӣ, ба монанди Zhongke San'an, Foxconn, Panasonic Suzhou, Jingdong, инчунин COFCO ва Xi Cui ва дигар ширкатҳои нави муосири кишоварзӣ машғуланд. Дар корхонаҳои растаниҳои тақсимшуда ва сайёр, контейнерҳои боркашонӣ (контейнерҳои нав ё барқарорсозии контейнерҳои дасти дуюм) то ҳол ҳамчун интиқолдиҳандаҳои стандартӣ истифода мешаванд. Системаҳои равшании растании ҳама растаниҳои сунъӣ асосан аз системаҳои равшании массиви хаттӣ ё ҳамвор истифода мебаранд ва шумораи навъҳои шинондашуда афзоиш меёбад. Манбаъҳои гуногуни рӯшноии формулаи таҷрибавии LED ба таври васеъ ва васеъ истифода мешаванд. Маҳсулоти дар бозор мавҷудбуда асосан сабзавоти барги сабз мебошанд.

④Шинондани растаниҳои хонагӣ. Чароғҳои LED метавонанд дар чароғҳои мизи растаниҳои хонагӣ, рафҳои шинондани растаниҳои хонагӣ, мошинҳои парвариши сабзавоти хонагӣ ва ғайра истифода шаванд.

⑤Парвариши растаниҳои шифобахш. Парвариши растаниҳои шифобахш растаниҳоеро ба монанди Anoectochilus ва Lithospermum дар бар мегирад. Маҳсулот дар ин бозорҳо арзиши баланди иқтисодӣ доранд ва айни замон соҳаест, ки истифодаи бештари равшанкунии растаниҳоро дар бар мегирад. Илова бар ин, қонунигардонии парвариши каннабис дар Амрикои Шимолӣ ва қисматҳои Аврупо истифодаи равшанкунии парвариши LED-ро дар соҳаи парвариши каннабис мусоидат кардааст.

⑥Чароғҳои гулкунӣ. Ҳамчун воситаи муҳим барои танзими вақти гулкунии гулҳо дар соҳаи боғдории гул, аввалин истифодаи чароғҳои гулкунӣ чароғҳои тафсон ва баъдан чароғҳои флуоресцентии каммасрафи энергия буданд. Бо рушди саноати LED, чароғҳои равшании гулкунии навъи LED тадриҷан ҷои чароғҳои анъанавиро гирифтанд.

⑦Куртаи бофтаи растанӣ. Манбаъҳои анъанавии рӯшноӣ барои парвариши бофта асосан лампаҳои сафеди флуоресцентӣ мебошанд, ки самаранокии пасти рӯшноӣ ва истеҳсоли гармии зиёд доранд. LED-ҳо барои парвариши бофтаи растанӣ бо сабаби хусусиятҳои барҷастаи худ, ба монанди истеъмоли ками энергия, истеҳсоли гармии кам ва мӯҳлати хизмати дароз, мувофиқтаранд. Дар айни замон, лампаҳои сафеди LED тадриҷан лампаҳои сафеди флуоресцентиро иваз мекунанд.

4. Тақсимоти минтақавии ширкатҳои равшанидиҳандаи парвариш

Тибқи омор, айни замон дар кишвари ман зиёда аз 300 ширкати равшании парвариш мавҷуданд ва ширкатҳои равшании парвариш дар минтақаи делтаи дарёи Перл беш аз 50% -ро ташкил медиҳанд ва онҳо аллакай дар мавқеи муҳим қарор доранд. Ширкатҳои равшании парвариш дар делтаи дарёи Янцзӣ тақрибан 30% -ро ташкил медиҳанд ва он то ҳол як минтақаи муҳими истеҳсоли маҳсулоти равшании парвариш мебошад. Ширкатҳои анъанавии чароғҳои парвариш асосан дар делтаи дарёи Янцзӣ, делтаи дарёи Перлӣ ва соҳили Бохай паҳн шудаанд, ки аз ин шумора делтаи дарёи Янцзӣ 53% ва делтаи дарёи Перлӣ ва соҳили Бохай мутаносибан 24% ва 22% -ро ташкил медиҳанд. Минтақаҳои асосии паҳнкунии истеҳсолкунандагони равшании парвариши LED делтаи дарёи Перлӣ (62%), делтаи дарёи Янцзӣ (20%) ва соҳили Бохай (12%) мебошанд.

B. Тамоюли рушди саноати рӯшноии LED

1. Тахассус

Равшании парвариши LED дорои хусусиятҳои шиддати спектр ва рӯшноии танзимшаванда, истеҳсоли гармии кам ва кори хуби обногузар мебошад, аз ин рӯ он барои равшании парвариш дар саҳнаҳои гуногун мувофиқ аст. Дар айни замон, тағйирот дар муҳити табиӣ ва талоши одамон ба сифати хӯрокворӣ рушди босуръати кишоварзии иншоот ва корхонаҳои парваришро таъмин намуда, саноати равшании парвариши LED-ро ба давраи рушди босуръат оварда расонд. Дар оянда, равшании парвариши LED дар баланд бардоштани самаранокии истеҳсоли кишоварзӣ, беҳтар кардани бехатарии хӯрокворӣ ва беҳтар кардани сифати меваю сабзавот нақши муҳим хоҳад дошт. Манбаи рӯшноии LED барои равшании парвариш бо тахассуси тадриҷии соҳа минбаъд рушд хоҳад кард ва ба самти мақсадноктар ҳаракат хоҳад кард.

2. Самаранокии баланд

Беҳтар кардани самаранокии рӯшноӣ ва энергия калиди коҳиши назарраси хароҷоти амалиётии равшанкунии растаниҳо мебошад. Истифодаи LED-ҳо барои иваз кардани чароғҳои анъанавӣ ва беҳсозии динамикӣ ва танзими муҳити рӯшноӣ мувофиқи талаботи формулаи рӯшноии растаниҳо аз марҳилаи ниҳолшинонӣ то марҳилаи ҷамъоварӣ тамоюлҳои ногузири кишоварзии тозашуда дар оянда мебошанд. Аз ҷиҳати беҳтар кардани ҳосил, онро метавон дар марҳилаҳо ва минтақаҳо якҷоя бо формулаи рӯшноӣ мувофиқи хусусиятҳои рушди растаниҳо парвариш кард, то самаранокии истеҳсолот ва ҳосилро дар ҳар марҳила беҳтар созад. Аз ҷиҳати беҳтар кардани сифат, танзими ғизо ва танзими рӯшноӣ метавонад барои зиёд кардани миқдори маводи ғизоӣ ва дигар компонентҳои функсионалии нигоҳубини саломатӣ истифода шавад.

Тибқи ҳисобҳо, талаботи кунунии миллӣ ба ниҳолҳои сабзавот 680 миллиард долларро ташкил медиҳад, дар ҳоле ки иқтидори истеҳсоли ниҳолҳои завод камтар аз 10% аст. Саноати ниҳолҳо талаботи экологӣ баландтар дорад. Мавсими истеҳсолот асосан зимистон ва баҳор аст. Нури табиӣ заиф аст ва нури иловагии сунъӣ лозим аст. Равшании парвариши растанӣ вуруд ва баромади нисбатан баланд ва дараҷаи баланди қабули вуруд дорад. LED бартариҳои беназир дорад, зеро мева ва сабзавот (помидор, бодиринг, харбуза ва ғайра) бояд пайванд карда шаванд ва спектри мушаххаси иловагии нур дар шароити намӣ баланд метавонад шифоёбии ниҳолҳои пайвандшударо мусоидат кунад. Нури иловагии шинондани сабзавот дар гармхона метавонад норасоии нури табииро ҷуброн кунад, самаранокии фотосинтези растаниро беҳтар созад, гулкунӣ ва мевадиҳиро афзоиш диҳад, ҳосилро афзоиш диҳад ва сифати маҳсулотро беҳтар созад. Равшании парвариши LED дар ниҳолҳои сабзавот ва истеҳсоли гармхона имкониятҳои васеъ дорад.

3. Ақлӣ

Равшании парвариши растанӣ ба назорати воқеии сифат ва миқдори рӯшноӣ ниёзи зиёд дорад. Бо такмили технологияи идоракунии интеллектуалӣ ва истифодаи Интернети ашё, гуногунии спектрҳои монохроматӣ ва системаҳои идоракунии интеллектуалӣ метавонанд назорати вақт ва назорати рӯшноиро амалӣ кунанд ва мувофиқи вазъи афзоиши растаниҳо, танзими саривақтии сифат ва баромади рӯшноӣ бешубҳа ба тамоюли асосии рушди ояндаи технологияи равшании парвариши растанӣ табдил хоҳад ёфт.