|
DOI: 10.14489/hb.2024.03.pp.046-052
Кузнецов Е. А., Калабкин А. А., Ивлиев С. Н., Ашрятов А. А., Калабкин В. А., Мусатов А.С.
РАЗРАБОТКА И ИССЛЕДОВАНИЕ СВЕТОДИОДНОГО ФИТООБЛУЧАТЕЛЯ
(c. 46-52)
Аннотация. С развитием и популяризацией методов выращивания растений в контролируемых условиях, таких как вертикальные фермы и тепличные комплексы, возникает потребность в оптимизации фитоосвещения. Данная статья посвящена разработке и исследованию светодиодного фитооблучателя, предназначенного для эффективного процесса выращивания растений в теплицах. В ходе исследования был разработан прототип фитооблучателя с потребляемой мощностью 8,8 Вт, обладающий фотосинтетическим потоком фотонов 16,2 мкмоль/с и фотосинтетической эффективностью 1,84 мкмоль/Дж. Кривая силы света облучателя соответствует косинусному типу. Спектральное распределение излучения содержит две выраженные области (максимума), соответствующие 440 нм и 642 нм, что способствует вегетативному росту растений, быстрому приросту зеленой массы, а также замедляет процессы цветения. Таким образом, разработанный фитооблучатель возможно использовать для эффективного процесса выращивания растений в теплицах, обеспечивая оптимальные условия освещения и способствуя повышению урожайности и качества сельскохозяйственных культур.
Ключевые слова: светодиодный фитооблучатель; мощность; энергетический поток излучения; спектральное распределение излучения; кривая силы света; фотосинтетический поток фотонов.
Kuznetsov E. A., Kalabkin A. A., Ivliev S. N., Ashryatov A. A., Kalabkin V. A., Musatov A. S.
DEVELOPMENT AND RESEARCH OF LED PHYTOIRADITATOR
(pp. 46-52)
Abstract. With the development and popularization of methods for growing plants in controlled conditions, such as vertical farms and greenhouse complexes, there is a need to optimize phyto-lighting. This article is devoted to the development and research of an LED phyto-irradiator designed for the efficient process of growing plants in greenhouses. In the course of the study, a prototype phytoirradiator was developed with a power consumption of 8.8 W, with a photosynthetic photon flux of 16.2 µmol/s and a photosynthetic efficiency of 1.84 µmol/J. The light intensity curve of the irradiator corresponds to the cosine type. The spectral distribution of radiation contains two pronounced regions (maxima) corresponding to 440 nm and 642 nm, which promotes vegetative growth of plants, rapid growth of green mass, and also slows down flowering processes. Thus, the developed phytoirradiator can be used for an efficient process of growing plants in greenhouses, providing optimal lighting conditions and helping to increase the yield and quality of crops.
Keywords: LED phytoirradiator; Power; Energy flux of radiation; Spectral distribution of radiation; Luminous intensity curve; Photosynthetic photon flux.
Е. А. Кузнецов, А. А. Калабкин, С. Н. Ивлиев, А. А. Ашрятов, В. А. Калабкин, А. С. Мусатов (Национальный исследовательский Мордовский государственный университет им. Н. П. Огарева, Саранск, Россия) E-mail:
Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра.
E. A. Kuznetsov, A. A. Kalabkin, S. N. Ivliev, A. A. Ashryatov, V. A. Kalabkin, A. S. Musatov (National Research Mordovian State University named after N. P. Ogarev, Saransk, Russia) E-mail:
Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра.
1. Евсеев Е. А., Васильев С. И. Обзор и анализ способов и устройств для досвечивания овощных культур, выращиваемых в защищенном грунте // Электро-оборудование и электротехнологии в сельском хозяйстве. 2022. С. 7–12.
2. Заплетина А. В., Дебрин А. С., Рожкова С. П. Исследование влияния светодиодного фитосветильника на рост микрозелени // Ресурсосберегающие технологии в агропромышленном комплексе России. 2022. С. 62–66.
3. Заплетина А. В., Дебрин А. С. Технико-экономическое обоснование применения светодиодного фитосветильника в теплице // Наука и образование: опыт, проблемы, перспективы развития. 2022. С. 166–169.
4. Дыбов Р. С. Энергосберегающий фитосветильник // Достижения науки и технологий-ДНиТ-2021. 2021. С. 98–101.
5. Справочная книга по светотехнике / Под. ред. Ю. Б. Айзенберга, Г. В. Бооса. 4-е изд. перераб. и доп. М.: Группа компаний Море, 2019. 892 с., ил.
6. Богомолов С. С., Вендин С. В. Влияние излучения светодиодов узкополосного спектра на рост растений // Матер. XXV Междунар. науч.-произв. конф. «Роль науки в удвоении валового регионального продукта». 2021. С. 69.
7. Мерзлякова В. М., Русских И. Т., Стрелкова Е. И. Определение спектральных характеристик фитосветильников // Аграрная наука – сельскохозяйственному производству. 2019. С. 262–268.
8. ГОСТ Р 57671–2017. Приборы облучательные со светодиодными источниками света для теплиц. Общие технические условия: дата введения 01.12.2017. М.: Стандартинформ, 2017. 7 с.
9. ГОСТ Р 58461–2019. Освещение растений в сооружениях защищенного грунта. Термины и определения: дата введения 01.01.2020. М.: Стандартинформ, 2019. 20 с.
10. Система трехмерного моделирования КОМПАС-3D // АСКОН: сайт. URL: https://ascon.ru/products/7/review/ (дата обращения: 02.09.2023).
11. Software for Design and Analysis of Illumination and Optical Systems // Lambda Research Corporation: сайт. URL: https://lambdares.com/tracepro/ (дата обращения: 02.09.2023).
12. Байнева И. И., Комаров Н. С. Исследование оптики для светодиодных световых приборов и методов ее компьютерного моделирования // Справочник. Инженерный журнал с приложением. 2020. № 6. С. 27–31.
13. Научная деятельность института // Национальный исследовательский Мордовский государственный университет: сайт. URL: https://mrsu.ru/ru/university/institute/ielis/activity/sec/nauchnaya-deyatelnost/ (дата обращения: 02.09.2023).
14. ГОСТ Р 55702–2020. Источники света электрические. Методы измерений электрических и световых параметров: дата введения 01.03.2021. М.: Стандартинформ, 2020. 31 с.
15. Микаева С. А., Железникова О. Е., Синицына Л. В. Комплекс современного исследовательского оборудования для световых измерений // Автоматизация и современные технологии. 2012. № 12. С. 33–36.
16. Full Spectrum – 1 // AliExpress: сайт. URL: https://aliexpress.ru/item/32892034801.html?spm=a2g2w.cart.cart_split.2.7a534aa60ecuVi&sku_id=12000016748398907&_ga=2.76734165.1319715285.1692962545-606704142.1617361533 (дата обращения: 02.09.2023).
17. Корпус светодиодного прожектора мощностью 30 ватт, FLH30 // светодиодный интернет-магазин ТАУРЭЙ: сайт. URL: https://www.tauray.ru/catalog/flh30.html (дата обращения: 02.09.2023).
18. Освещение для растений – российское производство // НЕОН-ЭК. Электронные компоненты: сайт. URL: https://e-neon.ru/teh--informacija/stati-i-obzori/osveshhenie-dlja-rastenij-rossijskoe-proizvodstvo (дата обращения: 02.09.2023).
19. Что такое jmol/j, umol/m2/s, DLI и что важнее для растения?! // Brand HUB. Магазин умных вещей: сайт. URL: https://brandhub.su/blog/sovety-pokupatelyam/chto-takoe-jmol-j-umol-m2-s-dli-i-chto-vazhnee-dlya-rasteniya-/ (дата обращения: 02.09.2023).
1. Evseev E. A., Vasil'ev S. I. (2002). Review and analysis of methods and devices for supplementary lighting of vegetable crops grown in protected soil. Electrical equipment and electrical technologies in agriculture, 7 – 12. [in Russian language]
2. Zapletina A. V., Debrin A. S., Rozhkova S. P. (2022). Study of the influence of LED phytolight on the growth of microgreens. Resource-saving technologies in the Russian agroindustrial complex, 62 – 66. [in Russian language]
3. Zapletina A. V., Debrin A. S. (2022). Feasibility study of the use of LED phytolight in a greenhouse. Science and education: experience, problems, development prospects, 166 – 169. [in Russian language]
4. Dybov R. S. (2021). Energy-saving phytolight. Achievements of science and technology-DNiT-2021, 98 – 101. [in Russian language]
5. Ayzenberg Yu. B., Boos G. V. (Eds.) (2019). Handbook on lighting engineering. 4th ed. Moscow: Gruppa kompaniy More. [in Russian language]
6. Bogomolov S. S., Vendin S. V. (2021). Effect of narrowband spectrum LED radiation on plant growth. Materials of the XXV International Scientific and Production Conference “The Role of Science in Doubling the Gross Regional Product.” [in Russian language]
7. Merzlyakova V. M., Russkih I. T., Strelkova E. I. (2019). Determination of spectral characteristics of phytolights. Agricultural science-agricultural production, 262 – 268. [in Russian language]
8. Irradiation devices with LED light sources for greenhouses. General technical conditions. (2017). Ru Standard No. GOST R 57671–2017. Moscow: Standartinform. [in Russian language]
9. Lighting of plants in protected ground structures. Terms and Definitions. (2019). Ru Standard No. GOST R 58461–2019. Moscow: Standartinform. [in Russian language]
10. Three-dimensional modeling system KOMPAS-3D. ASCON: website. Retrieved from https://ascon.ru/products/7/review/ (Accessed: 02.09.2023). [in Russian language]
11. Software for Design and Analysis of Illumination and Optical Systems. Lambda Research Corporation: website. Retrieved from https://lambdares.com/tracepro/ (Accessed: 02.09.2023).
12. Bayneva I. I., Komarov N. S. (2020). Study of optics for led light devices and methods of its computer modeling. Spravochnik. Inzhenerniy zhurnal s prilozheniem, (6), 27 – 31. DOI: 10.14489/hb.2020.06.pp.027-031
13. Scientific activities of the institute. National Research Mordovian State University: website. Retrieved from https://mrsu.ru/ru/university/institute/ielis/activity/sec/nauchnaya-deyatelnost/ (Accessed: 02.09.2023). [in Russian language]
14. Light sources are electric. Methods for measuring electrical and light parameters. (2020). Ru Standard No. GOST R 55702–2020. Moscow: Standartinform. [in Russian language]
15. Mikaeva S. A., Zheleznikova O. E., Sinitsyna L. V. (2012). Complex of modern research equipment for light measurements. Avtomatizatsiya i sovremennye tekhnologii, (12), 33 – 36. [in Russian language]
16. Full Spectrum – 1. AliExpress: website. Retrieved from https://aliexpress.ru/item/32892034801.html?spm=a2g2w.cart.cart_split.2.7a534aa60ecuVi&sku_id=12000016748398907&_ga=2.76734165.1319715285.1692962545-606704142.1617361533 (Accessed: 02.09.2023). [in Russian language]
17. Tew 30 watt, FLH30. LED online store TAURAY: website. Retrieved from https://www.tauray.ru/catalog/flh30.html (Accessed: 02.09.2023). [in Russian language]
18. Lighting for plants - Russian production. NEON-EC. Electronic components: website. Retrieved from https://e-neon.ru/teh--informacija/stati-i-obzori/osveshhenie-dlja-rastenij-rossijskoe-proizvodstvo (Accessed: 02.09.2023). [in Russian language]
19. What is jmol/j, umol/m2/s, DLI and what is more important for a plant?! Brand HUB. Smart things store: website. Retrieved from https://brandhub.su/blog/sovety-pokupa-telyam/chto-takoe-jmol-j-umol-m2-s-dli-i-chto-vazhnee-dlya-rasteniya-/ (Accessed: 02.09.2023). [in Russian language]
Статью можно приобрести в электронном виде (PDF формат).
Стоимость статьи 500 руб. (в том числе НДС 20%). После оформления заказа, в течение нескольких дней, на указанный вами e-mail придут счет и квитанция для оплаты в банке.
После поступления денег на счет издательства, вам будет выслан электронный вариант статьи.
Для заказа скопируйте doi статьи:
10.14489/hb.2024.03.pp.046-052
и заполните форму
Отправляя форму вы даете согласие на обработку персональных данных.
.
This article is available in electronic format (PDF).
The cost of a single article is 500 rubles. (including VAT 20%). After you place an order within a few days, you will receive following documents to your specified e-mail: account on payment and receipt to pay in the bank.
After depositing your payment on our bank account we send you file of the article by e-mail.
To order articles please copy the article doi:
10.14489/hb.2024.03.pp.046-052
and fill out the form
.
|
Current Issue
Разработка концепции и создание сайта - ООО «Издательский дом «СПЕКТР»