Lighting instalations for plants lightculture with additional impulsive radiation

Abstract

Представлено результати досліджень умов опромінення рослин у закритому ґрунті, наведено блок-схему установки для вимірювання енергетичних параметрів імпульсних джерел світла, підібрано енергоощадні опромінювачі, спроектовано та апробовано опромінювальну установку світлоімпульсного опромінення рослин з використанням світлодіодних джерел світла. Експериментальні дослідження проведено з використанням міні-теплиць типу «Флора». В якості рослин використано відбірне насіння перцю типу Claudiо. Ріст рослин відбувався як при постійному опроміненні, так і при додатковому імпульсному. Для постійного опромінення використано енергоощадні компактні люмінесцентні лампи типу Оsram Duluxstar 18W/840, а також світлодіодні джерела світла, зібрані у вигляді матриць 0,3 м х 0,3 м. Світлодіодна матриця складалася зі 192 червоних СД типу MTK2-10R02WC-20cd та 97 синіх СД типу MTK2-5B02WC-2cd з кутом свічення 20º. Для бокового опромінення використовували стрічки з синіми та червоними світлодіодами. Для імпульсного опромінення також використали п’ять світлодіодних матриць розмірами 0,3 м х 0,3 м. Перша складалася з 288 світлодіодів типу МТК2 − 4,8 білого свічення, друга – з 192 червоних світлодіодів типу MTK2-10R02WC-20cd та 97 синіх світлодіодів типу MTK2-5B02WC-2cd, третя – з 5 десятиватних світлодіодів білого, четверта – з 5 десятиватних світлодіодів синього, а п’ята – з 5 десятиватних світлодіодів червоного кольору свічення. Проводилися вимірювання параметрів росту і розвитку рослини, а саме: сирої та сухої маси надземної частини та листків, індексу росту, площі листкової поверхні, чистої продуктивності фотосинтезу та пігментного складу (хлорофілу a, хлорофілу b і основних каротиноїдів) при 16-ти годинному світловому режимі й постійній температурі середовища, наведені їх порівняльні характеристики при різних умовах опромінення. За результатами оцінювання використання рослинами енергії оптичного випромінювання показано, що більшу частину енергії рослини використовують на фотосинтезні процеси, а меншу − на сприйняття тепла та нерегульовані процеси. Показано, що додаткове імпульсне опромінення призводить до зростання морфометричних показників рослин та концентрації хлорофілів a та b і каротиноїдів.

Results of research of plants radiation conditions in enclosed soil are presented in the paper, block diagram of instalation for measuring of energetic parameters of impulsive light sources (luminary) is shown, energysaving illuminators are chosen. Experimental researches were held with the usage of minigreenhouses type of «Flora». Selective pepper seeds «Claudio» were used as plants. Plants were growing either with constant irradiation or with additional impulsive one. Measurements of plants growth parameters are conducted. According to the results of using of energy of optical measurements it is shown that plants use the larger part of energy for photosynthesis process, the smaller part − for warmth (heat) perception and unregulated process. It is shown that additional impulsive radiation leads to the increase of plants morphometric indices and concentration of chlorophylla a and b and carotenoids.