दूसरा, प्रकाश गुणवत्ता विनियमन: यह पता लगाना कि पौधे प्रकाश संश्लेषण के माध्यम से एक दूसरे से कैसे "बात" करते हैं
पौधे प्रकाश को बहुत चुनिंदा तरीके से अवशोषित करते हैं, और उनकी प्रकाश संश्लेषक वर्णक प्रणाली एक बहुत ही सटीक स्पेक्ट्रोमीटर की तरह काम करती है। क्लोरोफिल ए/बी 660 एनएम लाल और 450 एनएम नीले रंग पर प्रकाश को अवशोषित करता है, जबकि कैरोटीनॉयड 480 एनएम नीले रंग पर अवशोषण में मदद करता है। एलईडी तकनीक अपनी प्राकृतिक वर्णक्रमीय चयनात्मकता के कारण पौधों की जरूरतों को सटीक रूप से पूरा कर सकती है।
1. विभिन्न प्रकार के प्रकाश के जैविक प्रभाव
जापान में मित्सुबिशी केमिकल के अनुभवजन्य शोध से पता चलता है कि 660 एनएम लाल रोशनी और 450 एनएम नीली रोशनी वाले एलईडी प्रकाश स्रोत को नियोजित करने से पारंपरिक फ्लोरोसेंट लैंप के सापेक्ष लेट्यूस की प्रकाश संश्लेषक दक्षता 37% तक बढ़ सकती है, जबकि विटामिन सी की मात्रा भी 22% बढ़ सकती है। नासा के अंतरिक्ष में पौधे उगाने के शोध से पता चला है कि लाल और नीली रोशनी का एक निश्चित मिश्रण गेंदे के रंध्र घनत्व को 40% तक बढ़ा सकता है, जो वाष्पोत्सर्जन को और अधिक कुशल बनाता है। प्रकाश की गुणवत्ता को नियंत्रित करने की इस तकनीक ने "प्रकाश सूत्र" के विचार को जन्म दिया है, जो आपको फसल के प्रकार और उसके विकास चरण के आधार पर स्पेक्ट्रम संयोजन को बदलने की सुविधा देता है। उदाहरण के लिए, टमाटर के पोषण विकास चरण के दौरान, तने और पत्तियों को बढ़ने में मदद करने के लिए 60% नीली रोशनी वाले स्पेक्ट्रम का उपयोग किया जाता है। प्रजनन विकास चरण के दौरान, पौधों को फूलने और फल देने में मदद करने के लिए 70% लाल रोशनी वाले स्पेक्ट्रम का उपयोग किया जाता है, जिसके परिणामस्वरूप हर साल प्रति पौधे 40 किलोग्राम से अधिक की उपज होती है।
2. गतिशील प्रकाश की गुणवत्ता को नियंत्रित करने की एक तकनीक
इंटरनेट ऑफ थिंग्स शेन्ज़ेन में एक ऊर्ध्वाधर फार्म में एक गतिशील प्रकाश व्यवस्था को नियंत्रित करता है जो वास्तविक समय के मौसम डेटा के आधार पर रोशनी की चमक को बदलता है। गीले मौसम में, पीपीएफडी मान (प्रकाश संश्लेषक फोटॉन फ्लक्स घनत्व) स्वचालित रूप से बढ़ जाना चाहिए ताकि यह सुनिश्चित हो सके कि फसलें लगातार विकसित हों। चीनी कृषि विज्ञान अकादमी "प्रकाश नियंत्रित बौना" तकनीक लेकर आई है जो स्ट्रॉबेरी पौधों की ऊंचाई को 35% तक कम करने और फलों के उत्पादन को 25% बढ़ाने के लिए स्पंदित नीली रोशनी का उपयोग करती है। यह किसी इमारत में पौधे उगाने का हरित तरीका है।
2,ऊर्जा दक्षता क्रांति: सौर तापीय अपशिष्ट से सटीक आपूर्ति तक
उच्च दबाव वाले सोडियम लैंप केवल 12% विद्युत ऊर्जा को प्रकाश संश्लेषक रूप से सक्रिय विकिरण में बदलते हैं, जबकि धातु हैलाइड लैंप बहुत अधिक दूर तक अवरक्त विकिरण बनाते हैं, जो पौधों को जला देता है। एलईडी प्रौद्योगिकी के विकास ने इस बात में बड़ा अंतर डाला है कि हम प्रकाश ऊर्जा का कितनी अच्छी तरह उपयोग कर सकते हैं।
1. फोटोइलेक्ट्रिक रूपांतरण कितनी अच्छी तरह काम करता है, इस दिशा में एक बड़ा कदम
फिलिप्स लाइटिंग की ग्रीनपावर श्रृंखला एलईडी 2.8 μ mol/J की फोटॉन फ्लक्स दक्षता प्रदान करती है, जो उच्च दबाव वाले सोडियम लैंप की तुलना में 233% अधिक है। चीनी विज्ञान अकादमी के सेमीकंडक्टर्स संस्थान ने एक गहरी लाल एलईडी चिप बनाई है जिसकी बाहरी क्वांटम दक्षता 85% से अधिक है। इससे संयंत्र उद्योगों के लिए ऊर्जा की लागत प्रति किलोग्राम उत्पाद 0.15 युआन तक कम हो जाती है। यह ऊर्जा दक्षता क्रांति सीधे तौर पर संयंत्र निर्माण को अधिक आर्थिक रूप से व्यवहार्य बनने में मदद करती है। उदाहरण के लिए, शेन्ज़ेन में एक ऊर्ध्वाधर खेत जिसमें एक बुद्धिमान डिमिंग एलईडी प्रणाली का उपयोग किया गया था, खुले मैदान में उगाने की तुलना में प्रति वर्ग मीटर 20 गुना अधिक फसल पैदा करता है। इसमें पानी और बिजली का केवल पांचवां हिस्सा ही इस्तेमाल होता था।
2. प्रकाश पर्यावरण के लिए स्मार्ट नियंत्रण प्रणाली
आधुनिक एलईडी प्लांट कारखाने वास्तविक समय में प्रकाश की तीव्रता, वर्णक्रमीय वितरण और CO₂ सामग्री जैसी चीजों पर नज़र रखने के लिए सेंसर नेटवर्क का उपयोग करते हैं। फिर वे अपनी प्रकाश रणनीति को तुरंत बदलने के लिए मशीन लर्निंग एल्गोरिदम का उपयोग करते हैं। उदाहरण के लिए, यदि पत्ती का तापमान बहुत अधिक है, तो सिस्टम स्वचालित रूप से लाल रोशनी की मात्रा कम कर देगा और सुदूर लाल रोशनी की मात्रा बढ़ा देगा। इससे रंध्र खुल जाएंगे और वाष्पोत्सर्जन बढ़ाकर पौधे को ठंडा कर दिया जाएगा। यह बंद लूप नियंत्रण तकनीक 99.7% समय पौधों के विकास के वातावरण को स्थिर रखती है, जो सामान्य ग्रीनहाउस से तीन गुना बेहतर है।
