Влияние света на накопление основных соединений в растениях
Исследования направлены на разработку методов управления продукционными процессами выращивания растений при светодиодном облучении. В работе изучены процессы накопления основных соединений в растениях при светодиодном облучении растений излучением разного спектрального состава и потока.
Введение ……………………………………………………………………………………………………… 14
1 Литературный обзор …………………………………………………………………………………. 16
1.1 Спектральный состав и свойства естественного света …………………………. 16
1.2 Фотосинтез …………………………………………………………………………………………. 17
1.3 Спектры поглощения основными пигментами …………………………………….. 19
1.3.1 Хлорофилл ……………………………………………………………………………………. 19
1.3.2 Фикобилин ……………………………………………………………………………………. 20
1.3.3 Каротиноид …………………………………………………………………………………… 20
1.4 Спектры отражения листьев растений …………………………………………………. 21
1.5 Вегетационные индексы (ВИ)……………………………………………………………… 24
1.5.1 Индекс «Зелености»……………………………………………………………………… 24
1.5.2 Индекс содержания каротиноидов ………………………………………………… 25
1.6 Теплицы для растений ………………………………………………………………………… 26
1.7 Светодиоды для облучения растений ………………………………………………….. 27
2 Методика измерения спектров отражения …………………………………………………. 29
2.1 Компоненты оборудования …………………………………………………………………. 29
3 Экспериментальные результаты ………………………………………………………………… 33
3.1 Разработка фитотрона для выращивания растений ………………………………. 33
3.2 Разработка системы освещения растений ……………………………………………. 36
3.2.1 Выбор светодиодов ………………………………………………………………………. 36
3.2.2 Комбинации светодиодов ……………………………………………………………… 37
3.3 Технология выращивания рассады ……………………………………………………… 42
3.4 Влияние спектрального состава светодиодного излучения на спектры
отражения рассады огурца …………………………………………………………………………… 43
3.4.1. Влияние сочетаний красного и белого светодиодного излучений на
спектры отражения рассады огурца ……………………………………………………………… 43
3.4.2. Влияние сочетаний синего и белого светодиодного излучений на
спектры отражения рассады огурца ……………………………………………………………… 48
4 Финансовый менеджмент, ресурсоэффективность и ресурсосбережение……. 54
5 Социальная ответственность …………………………………………………………………….. 74
Заключение и выводы ………………………………………………………………………………….. 87
Список использованных источников ……………………………………………………………. 88
Приложение А …………………………………………………………………………………………….. 92
Свет является основой выживания и размножения живых организмов на
земле так процесс фотосинтеза невозможен в отсутствии светового воздействия,
а качество и урожайность сельскохозяйственных культур напрямую зависит от
условий освещения. В природе свет солнца меняется в зависимости от
географической широты, времени года и погодных условий. Поэтому досветка
искусственными источниками излучения в современных системах
сельскохозяйственного производства (теплицы и парники) стала важным
средством повышения эффективности производства.
В настоящее время наиболее распространены в качестве искусственных
источников света в тепличных комплексах натриевые лампы высокого давления,
люминесцентные лампы, металл галогенные лампы, лампы накаливания и т.д.
Эти источники света имеют большие спектральные компоненты света в
инфракрасной и зеленой областях спектра. Однако красный и синий
спектральные компоненты, необходимые для фотосинтеза растений,
относительно малы. Это приводит к низким значениям коэффициента
использования энергии света для фотосинтетических процессов, высоким
энергопотреблением и высокими эксплуатационными расходами.
В последние годы быстро развивается светодиодная техника, которая
может обеспечить низкое энергопотребление, высокую светоотдачу источника
света, а также любой и легко регулируемый световой поток, высокое качество
света любой цветовой гаммы для удовлетворения различных физиологических
потребностей растениеводства. Поэтому LED (светодиод) считается наиболее
перспективным искусственным источником света в области сельского хозяйства
в 21 веке для повышения эффективности сельскохозяйственного производства и
с хорошими перспективами дальнейшего развития.
Рост и развитие растений – это комплексное проявление различных
физиологических и биохимических реакций в растениях, поэтому изменения в
физиологии и экологии растений влияют на рост растений. Для того чтобы в
полной мере использовать потенциальные возможности производства
сельскохозяйственной продукции, а также эффективно и качественно
выращивать растения, текущую физиологическую и экологическую
информацию о растениях можно эффективно использовать для контроля
развития растений и управления этим процессом.
Возможность управления продукционными процессами может быть
обеспечена только за счет применения при выращивании растений
светодиодного излучения. Для этого требуется знать характер и степень
изменения накопления различных продуктов в растении при варьировании
параметрами (спектр, поток) светового поля.
Цель работы – изучить процессы накопления основных соединений в
растениях при светодиодном облучении излучением разного спектрального
состава.
Задачи:
1. Разработать устройства для выращивания растений в контролируемых
условиях.
2. Разработать облучатели для выращивания растений.
3. Исследовать спектры отражения листьев растений при различных
условиях выращивания (при различных условиях облучения).
4. Оценить накопление основных соединений в растениях и состояние
роста растений путем расчета вегетационных индексов.
5. Сконструировать удобный для исследований фитотрон.
1.1 Спектральный состав и свойства естественного света
Спектральный состав солнечного света в основном находится в диапазоне
300 – 2000нм. Свет с диапазоном длин волн 400 – 700нм напрямую влияет на
фотосинтез растений и называется фотосинтетически активной радиацией (ФАР)
[1]. Для морфогенеза растений полезен свет в диапазоне длин волн от УФ до
800нм. В частности, ультрафиолетовый свет (длина волны < 380нм), синий свет
(400 – 500нм), красный свет (600 – 700нм) и дальний красный свет (700 – 800нм).
Влияние света на рост и развитие растений очень важно, синий (425 – 490нм)
свет и красный свет (610 – 700нм) оказывают наибольшее влияние на фотосинтез,
а синий (400 – 500нм) и фиолетовый (320 – 400нм) свет играют важную роль в
движении котиледонов и пластид. Свет с длиной волны 520 – 610нм (зелёный)
редко поглощается растениями. Свет с длиной волны более 800нм не может
использоваться непосредственно растениями и играет роль только в
регулировании температуры окружающей среды. Видно, что не весь свет
способствует фотосинтезу растений [2].
Хочешь уникальную работу?
Больше 3 000 экспертов уже готовы начать работу над твоим проектом!
4.7 (46 отзывов)
4.1 (20 отзывов)
4.7 (82 отзыва)
4.8 (40 отзывов)
4.9 (343 отзыва)
4.6 (71 отзыв)
5 (22 отзыва)
4.3 (248 отзывов)
4.2 (25 отзывов)
