Разработка светодиодного облучательного прибора для растениеводства

Целью данной работы является разработка светодиодного облучательного прибора для растениеводства. В данной работе проводились фотометрические измерения облучательных приборов, а также были проведены исследования влияния параметров излучения на морфогенез растений. Результаты данной работы будут применяться светотехническими компаниями в производстве облучательных установок для растений.

Введение ………………………………………………………………………………………………. 12
1 Обзор литературы по способам облучения растений ………………………….. 16
1.1 Механизм фотосинтеза …………………………………………………………………….. 17
1.2 Физиологическая роль различных хлоропластов в организме растения .. 19
1.2.1 Хлорофиллы………………………………………………………………………………….. 19
1.2.2 Каротиноиды и их функция в организме растения …………………………… 21
1.3 Физиологическая роль различных участков спектра актиничного света . 23
1.4 Влияние уровня облученности на процессы жизнедеятельности растений
…………………………………………………………………………………………………………….. 38
2 Патентный обзор ……………………………………………………………………………… 41
• Светодиодный светильник для растений H05B 33/00 (2019.02)………… 42
• Светодиодный фитооблучатель для выращивания томата F21K
99/00 (2019.02) ……………………………………………………………………………… 44
3 Методы исследования и проектирования …………………………………………… 46
3.1 Устройство исследовательской гидропонной установки ……………………… 46
3.2 Исследование влияния коротковолновой и длинноволновой
составляющей спектра ФАР, а также уровня облученности на
морфометрические показатели растений …………………………………………………. 48
3.3 Разработка светодиодного светильника для растениеводства ………………. 53
3.3.1 Расчет необходимого потока излучения ………………………………………….. 53
3.3.2 Выбор светодиодов ……………………………………………………………………….. 55
3.3.3 Фотометрические измерения излучателя …………………………………………. 60
3.3.4. Устройство излучательного прибора ……………………………………………… 68
Заключение …………………………………………………………………………………………… 73
4 Раздел ВКР «Концепция стартап-проекта» …………………………………………… 75
4.1 Описание услуги как результата ВКР ………………………………………………… 75
4.2 Основные качества продукта, решаемая продуктом проблема …………….. 77
4.3 Целевые сегменты потребителей создаваемого продукта ……………………. 80
4.4 Объем и ёмкость рынка …………………………………………………………………….. 80
4.5 Анализ современного состояния и перспектив отрасли ………………………. 81
4.6 Расчет стоимости продукта ……………………………………………………………….. 82
4.7 Конкурентные преимущества продукта и обзор технико-экономических
характеристик аналогов …………………………………………………………………………. 86
4.8 Бизнес-модель проекта ……………………………………………………………………… 90
4.9 Стратегия продвижения продукта на рынок ……………………………………….. 93
5 Социальная ответственность ……………………………………………………………….. 94
5.1 Правовые и организационные вопросы обеспечения безопасности ……… 94
5.2. Производственная безопасность ………………………………………………………. 97
5.2.1 Идентификация опасных и вредных факторов …………………………………. 97
5.2.2. Анализ вредных и опасных факторов, возникших на рабочем месте при
проведении исследований………………………………………………………………………. 99
5.3 Экологическая безопасность …………………………………………………………… 102
5.4. Безопасность в чрезвычайных ситуациях ………………………………………… 103
5.5. Выводы по главе ……………………………………………………………………………. 105
Список литературы ……………………………………………………………………………… 106
1 Review of the literature on methods of irradiation of plants ………………………. 112
1.1 The mechanism of photosynthesis ………………………………………………………. 112
1.2 The physiological role of various chloroplasts in the plant ……………………… 113
1.2.1 Chlorophylls …………………………………………………………………………………. 114
1.2.2 Carotenoids ………………………………………………………………………………….. 115
1.3 The physiological role of different parts of the light spectrum …………………. 116
1.4 Influence radiation intensity on growth of plant ……………………………………. 122
РЕФЕРАТ
Научно-исследовательская работа 124 с., 49 рис., 18 табл., 53 источника.
Ключевые слова: фотосинтетически активная радиация, морфогенез
растений, поток излучения, спектральный состав, светодиод, фотосинтез,
хлорофилл.
Объектом исследования является влияние спектрального состава и
интенсивности облучения на морфометрические параметры салата и
микрозелени.
Цель работы — является разработка эффективного светодиодного светового
прибора для освещения растений.

В процессе исследования проводились сбор, обработка и анализ
литературных данных о методиках исследования влияния спектрального
состава и интенсивности облучения на морфометрические характеристики
растений. Рассмотрены существующие облучательные установки,
применяемые для изучения влияния светодиодного излучения на растения. А
также производилась разработка исследовательской установки, методики
эксперимента по изучению влияния режимов облучения на растения и анализ
результатов, полученных с помощью исследовательской установки.
В результате исследования получены
Степень внедрения: Результаты данной работы будут применяться
светотехническими компаниями в производстве облучательных установок для
растений.
Область применения: оптимизация режимов облучения для тепличных
комплексов, домашние установки для растениеводства.
Экономическая значимость работы обусловлена оптимизацией
облучательных установок в тепличных комплексах, что позволит существенно
снизить энергозатраты на выращивание сельскохозяйственных культур, а
также повысить продуктивность их выращивания.
Определения, обозначения, сокращения, нормативные ссылки
ФАР – фотосинтетически активная радиация
PPFD – Photosynthetic Photon Flux Density
УФ – ультрафиолетовый
ИФ – инфракрасный
ФСА – фотосинтетический аппарат
ИИ – источник излучения
ФС I и ФС II – первая и вторая фотосистемы.
РЦ – реакционные центры.