350 руб
Журнал «Электромагнитные волны и электронные системы» №7 за 2017 г.
Статья в номере:
Моделирование и разработка светодиодного адаптивного осветителя для растений
Тип статьи: научная статья
УДК: 621.389
Ключевые слова: светодиодный твердотельный спектр излучения спектр поглощения адаптивный светильник.
Авторы:

С.И. Супельняк – аспирант, кафедра ЭИУ4-КФ, Калужский филиал МГТУ им. Н.Э. Баумана E-mail: supelnyak@gmail.com

В.Г. Косушкин – д.т.н., профессор, кафедра ЭИУ4-КФ, Калужский филиал МГТУ им. Н.Э. Баумана E-mail: kosushkin@gmail.com

С.А. Адарчин – к.т.н., доцент, кафедра ЭИУ4-КФ, Калужский филиал МГТУ им. Н.Э. Баумана E-mail: adarchin@rambler.ru

Аннотация:

Исследован синергетический эффект светодиодов различного спектрального качества и разработан адаптивный светодиодный светильник для растений. Обсужден прототип адаптивного твердотельного светильника, который разработан для замещения используемых в теплицах дуговых натриевых трубчатых ламп (ДНаТ). Измерен спектр поглощения листа в зависимости от возраста растения на нескольких стадиях вегетативного роста с использованием спектрофотометра. По результатам измерений выполнено численное моделирование и оптимизация спектра освещения растений. В устройстве использовано шесть типов светодиодов с пиками излучения 440, 460, 530, 590, 630 и 660 нм, создающих поток фотонов адаптивного светодиодного светильника величиной 218,45 мкмоль/с. Проведены испытания адаптивного светодиодного светильника  при выращивании огурцов гибрида «Кураж F1», которые для сравнения выращивались и под освещением ДНаТ (Рефлакс, Россия), при следующих условиях: температура день/ночь 35°C, влажность 80%, 14-часовой фотопериод. Показано, что спектр излучения адаптивного светодиодного светильника обеспечивает возможность эффективного управления ростом растения в теплице.

Страницы: 21-27
Список источников
  1. Донцов В.М., Терехов К.Ю., Фокин М.А. Управление спектром облучения растений в теплицах // ИНТОП- 2012. С. 1−5.
  2. Фокин А.А., Попов А.Н. Установка для эксперименталь- ного исследования влияния параметров светового излу- чения на растения // Вестник МичГАУ. 2012. № 2. С. 117−121.
  3. Степанчук Г.В., Ключка Е.П. Энергосберегающие принципы для создания светового режима, повышающие  продуктивность фотосинтеза растений защищенного грунта // Научный журнал КубГАУ. 2011. № 67. URL = http://cyberleninka.ru/article/n/energosberegayuschie-printsipy-dlya-sozdaniya-svetovogo-rezhima-povyshayuschieproduktivnost-fotosinteza-rasteniy-zaschischennogo (дата обращения: 06.12.2016).
  4. Morrow R.C. LED lighting in horticulture // HortScience. 2008. Т. 43. № 7. С. 1947−1950.
  5. Singh D. et al. LEDs for energy efficient greenhouse lighting // Renewable and Sustainable Energy Reviews. 2015. Т. 49. С. 139−147. DOI: 10.1016/j.rser.2015.04.117.
  6. Urbonavičiūtė A. et al. Photophysiological Investigations Using Light Emitting Diode Illumination // RURAL DEVELOPMENT 2009. 2009. С. 414.
  7. Olle M., Viršile A. The effects of light-emitting diode lighting on greenhouse plant growth and quality // Agricultural and food science. 2013. Т. 22. № 2. С. 223−234.
  8. Tennessen D.J., Bula R.J., Sharkey T.D. Efficiency of photosynthesis in continuous and pulsed light emitting diode irradiation // Photosynthesis research. 1995. Т. 44. № 3. С. 261−269. DOI: 10.1007/BF00048599.
  9. Avercheva O.V. et al. Growth and photosynthesis of Chinese cabbage plants grown under light-emitting diode-based light source // Russian Journal of Plant Physiology. 2009. Т. 56. № 1. С. 14−21. DOI: 10.1134/S1021443709010038.
  10. Lichtenthaler H.K. Chlorophylls and carotenoids: pigments of photosynthetic biomembranes // Methods in enzymology. 1987. Т. 148. С. 350−382.
  11. Alkema J., Seager S.L. The chemical pigments of plants / J. Chem. Educ. 1982. Т. 59. № 3. С. 183. DOI: 10.1021/ed059p183.
  12. Кутателадзе С.С. Теплопередача и гидродинамическое сопротивление: Справочное пособие. М.: Энергоатомиздат. 1990. 367 с.
  13. Найвельт Г.С., Мазель К.Б., Хусаинов Ч.И. и др. Источники питания радиоэлектронной аппаратуры: Справочник. М.: Радио и связь. 1985. 567 с.
  14. Исаченко В.П., Осипова В.А., Сукомел А.С. Теплопередача: Учебник для вузов. М.: Энергоиздат. 1981. 416 с.
  15. Супельняк С.И., Адарчин С.А., Стрельченко С.С., Косушкин В.Г. Разработка методики определения спектра поглощения биологических систем на примере растений // Инженерный журнал: наука и инновации. Электронное научно-технич. издание. 2014. URL = http://engjournal.ru/catalog/bio/hidden/1290.html (дата обращения: 06.12.2016). DOI: 10.18698/2308-60332014-12-1290.
Дата поступления: 16 августа 2017 г.