Повышение эффективности облучения меристемных растений с использованием светодиодных установок

• Автор: Валеев, Руслан Альфредович
• Шифр специальности: 05.20.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2014
• Место защиты: Ижевск
• Количество страниц: 149 с. : ил.

Оглавление
ВВЕДЕНИЕ

1 .АНАЛИЗ ТЕХНОЛОГИИ ВЫРАЩИВАНИЯ МЕРИСТЕМНЫХ РАСТЕНИЙ И

ИСТОЧНИКОВ ОПТИЧЕСКОГО ИЗЛУЧЕНИЯ

ПТенденция производства и потребления культуры малины

1.1.2 Существующие технологии микроклонального размножения

1.1.3 Влияние светового излучения на морфогенез растений в культуре меристемных растений

1.1.4 Существующие учения о фотосинтезе

1.1.5 Фотосинтетическая активная радиация, спектры, и их влияния на растения

1.2 Энергетические свойства светодиодов

1.3 Существующие облучательные установки
Выводы и задачи исследований
2.РАЗРАБОТКА МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ ПО ОПРЕДЕЛЕНИЮ ЭФФЕКТИВНОГО СПЕКТРАЛЬНОГО СОСТАВА ИЗЛУЧЕНИЯ МЕРИСТЕМНОЙ МАЛИНЫ СОРТА «ГУСАР»
2.1 Фотобиологическое действие оптического излучения
2.2 Моделирование процессов воздействия энергии оптического излучения на растения защищенного грунта по критерию минимума приведенных затрат
2.3 Необходимость эксэргетического анализа преобразований энергии в
сельскохозяйственном производстве
Выводы
3 ОБОСНОВАНИЕ И РАЗРАБОТКА ТЕХНИЧЕСКИХ СРЕДСТВ НА СВЕТОДИОДНУЮ СИСТЕМУ ОБЛУЧЕНИЯ МЕРИСТЕМНОЙ МАЛИНЫ
3.1 Влияние температуры на характеристики светодиодов
3.1.1 Влияние температуры р-п перехода на световой поток
3.2 Актуальность применения программируемых логических контроллеров при автоматизации технологических процессов
3.3 Возможность применения светодиодов для облучения растений
3.4 Разработка светодиодной системы облучения для меристемных растений.
3.5 Обоснование предлагаемой методики облучения для меристемных растений
3.6 Разработка алгоритма управления спектрального состава и уровня
освещенности светодиодной облучательной установки
Выводы
4.РЕЗУЛЬТАТЫ ЛАБОРАТОРНЫХ И ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ ИСПЫТАНИЙ
4.1. Лабораторные эксперименты 2010 года
4.2. Лабораторные эксперименты 2011-2013 года
Выводы
5.ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ЭФФЕКТИВНОСТИ ПРИМЕНЕНИЯ ОБЛУЧАТЕЛЬНЫХ УСТАНОВОК ДЛЯ МЕРИСТЕМНЫХ
РАСТЕНИЙ МАЛИНЫ
Выводы
Общие выводы по работе
Литература
Список иллюстрированного материала
Список иллюстрированного материала
ПРИЛОЖЕНИЕ
ПРИЛОЖЕНИЕ
ПРИЛОЖЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ
Главное предназначение системы производства посадочного материала -это создание долголетних, ежегодно плодоносящих, удобных в эксплуатации, быстро окупающихся и стабильно приносящих прибыль, адаптированных к местным природно-климатическим и рыночным условиям, насаждений плодово-ягодных культур. Потребность садоводства России в посадочном материале, который отвечает современным стандартам, в последние 10... 15 лет не удовлетворяется, что объясняется неблагоприятными экологическими факторами среды, а также жесткими экономическими реформами [7]. Кроме того, в последнее время возросла потребность в оздоровленном посадочном материале, что связано с широким распространением вирусных, фитоплазменных и грибных заболеваний. В полевых условиях не существует эффективных приемов массового оздоровления многолетних растений. Это ставит задачи получения оздоровленного посадочного материала плодовых и ягодных культур в достаточном количестве, что связано с высокими технологиями оздоровления и тестирования. В настоящее время в ряде стран Европы и Америки уже невозможно представить систему производства оздоровленного посадочного материала без использования методов культуры изолированных тканей [3].
Технологии клонального микроразмиожения in vitro на лабораторном уровне разработаны в мире более чем для 2400 видов растений, в числе которых и культура малины. Однако лабораторий, использующих эти технологии, относительно немного. Это связано с тем, что не все, разработанные в сугубо лабораторных условиях методики, применимы непосредственно в производстве. Часто требуется решение отдельных задач для конкретных видов растений. Немаловажным является и вопрос экономической эффективности.
Малина - скороплодная и урожайная культура, ее плоды обладают уникальными питательными и лечебно-диетическими свойствами. Малина меньше других ягодных культур накапливает в плодах наиболее опасные экотоксиканты

Известно, что спектральная эффективность действия излучения ФАР зависит от ее интенсивности. Однако при росте интенсивности до 100... 150 Вт/м2 и выше при неизменном спектре излучателя усиливается действие синих лучей и ослабляется действие красных. Исследования на ценозах показывают, что у растений разных видов различны требования к оптимальному сочетанию спектральных и энергетических характеристик светового режима. Критерием оценки оптимального сочетания стала реакция растений на долю красного света в спектре. Это позволило разделить растения на три группы. Растения первой группы, например, огурец, могут погибнуть при длительном воздействии интенсивного красного света. Растения второй группы, например, томат, дают максимальный урожай. Растениям третьей группы нужны лучи белого света [51].
Каким должно быть соотношение ФАР/ИКР для обеспечения максимальной продуктивности растений. В пределах 20...50% от общего излучения инфракрасной радиации (ИКР) не влияет существенно на урожай, но сильно изменяет сроки вегетации. 50...60% ИКР повышают выход урожая при минимальных сроках вегетации. Превышение доли ИКР выше 60% снижает урожайность, а снижение ниже 20% сильно удлиняет сроки вегетации. С ростом уровня облученности ФАР рекомендуется снижать долю ИКР. Ближнее ИК излучение (750... 1200 нм) слабо поглощается водой и тканями листа. Излучение 1200... 1600 нм сильно поглощается водой, а следовательно, и тканями листа. Люкс=1 Вт на длине волны 550 нм. Большим недостатком люксов является их привязка к зеленому диапазону 550 нм, к меньшим физиологическим значением (рисунок 1.6).
Рисунок 1.6 Относительная спектральная эффективность фотосинтеза зеленого листа