Selelekela

Leseli le bapala karolo ea bohlokoa ts'ebetsong ea kholo ea limela. Ke manyolo a molemo ka ho fetisisa a ho khothaletsa ho monngoa ha chlorophyll ea limela le ho monngoa ha litšobotsi tse fapaneng tsa kholo ea limela tse kang carotene. Leha ho le joalo, ntlha ea bohlokoa e khethollang kholo ea limela ke ntlha e felletseng, eseng feela e amanang le leseli, empa hape e ke ke ea aroloa ho tsoa ho sebopeho sa metsi, mobu le manyolo, maemo a tikoloho ea kholo le taolo e felletseng ea tekheniki.

Lilemong tse peli kapa tse tharo tse fetileng, ho bile le litlaleho tse sa feleng mabapi le ts'ebeliso ea theknoloji ea mabone a semiconductor mabapi le lifeme tsa limela tse mahlakore a mararo kapa kholo ea limela. Empa kamora ho e bala ka hloko, kamehla ho ba le maikutlo a sa phutholohang. Ka kakaretso, ha ho na kutloisiso ea 'nete ea hore na leseli le lokela ho bapala karolo efe kholong ea limela.

Taba ea pele, ha re utloisiseng sephara sa letsatsi, joalo ka ha ho bontšitsoe ho Setšoantšo sa 1. Ho ka bonoa hore sephara sa letsatsi ke sephara se tsoelang pele, moo sephara se seputsoa le se setala se matla ho feta sephara se sefubelu, 'me sephara sa khanya e bonahalang se tloha ho 380 ho isa ho 780 nm. Kholo ea lintho tse phelang tlhahong e amana le matla a sephara. Mohlala, limela tse ngata sebakeng se haufi le equator li hola ka potlako haholo, 'me ka nako e ts'oanang, boholo ba kholo ea tsona bo boholo. Empa matla a phahameng a mahlaseli a letsatsi ha se kamehla a leng betere, 'me ho na le tekanyo e itseng ea khetho bakeng sa kholo ea liphoofolo le limela.

Setšoantšo sa 1, Litšobotsi tsa sekala sa letsatsi le sekala sa lona sa khanya se bonahalang

Sa bobedi, setshwantsho sa bobedi sa dielemente tsa bohlokwa tsa ho monya ha dimela se bontshwa ho Setshwantsho sa 2.

Setšoantšo sa 2, Li-spectra tsa ho monya li-auxin tse 'maloa kholong ea limela

Ho ka bonoa ho tsoa ho Setšoantšo sa 2 hore li-spectra tsa ho monya leseli tsa li-auxin tse 'maloa tsa bohlokoa tse amang kholo ea limela li fapane haholo. Ka hona, ts'ebeliso ea mabone a kholo ea limela a LED ha se taba e bonolo, empa e reretsoe haholo. Mona ho hlokahala ho hlahisa likhopolo tsa likarolo tse peli tsa bohlokoa ka ho fetisisa tsa kholo ea limela tse entsoeng ka photosynthesis.

• Chlorophyll

Chlorophyll ke e 'ngoe ea mebala ea bohlokoa ka ho fetisisa e amanang le photosynthesis. E teng linthong tsohle tse phelang tse ka hlahisang photosynthesis, ho kenyeletsoa limela tse tala, algae ea prokaryotic blue-green (cyanobacteria) le algae ea eukaryotic. Chlorophyll e monya matla a tsoang khanyeng, e ntan'o sebelisoa ho fetola carbon dioxide hore e be lik'habohaedreite.

Chlorophyll a e monya haholo khanya e khubelu, 'me chlorophyll b e monya haholo khanya e putsoa-violet, haholo-holo ho khetholla limela tsa moriti ho limela tsa letsatsi. Karolelano ea chlorophyll b ho chlorophyll a ea limela tsa moriti e nyane, kahoo limela tsa moriti li ka sebelisa khanya e putsoa ka matla 'me tsa ikamahanya le ho hola moriting. Chlorophyll a e putsoa-botala, 'me chlorophyll b e mosehla-botala. Ho na le ho monya ho matla ho habeli ha chlorophyll a le chlorophyll b, e 'ngoe sebakeng se sefubelu se nang le bolelele ba 630-680 nm, 'me e 'ngoe sebakeng se seputsoa-violet se nang le bolelele ba 400-460 nm.

• Li-carotenoid

Li-carotenoid ke lentsoe le akaretsang la sehlopha sa mebala ea bohlokoa ea tlhaho, e atisang ho fumanoa ka mebala e mosehla, lamunu-bofubelu kapa e khubelu liphoofolong, limela tse phahameng, li-fungus le bolele. Ho fihlela joale, ho fumanoe li-carotenoid tsa tlhaho tse fetang 600.

Ho monya ha di-carotenoids ka lesedi ho akaretsa sebaka sa OD303 ~ 505 nm, e leng se fanang ka mmala wa dijo mme se ama dijo tseo mmele o di jang. Dimeleng, dimeleng le dikokwana-hlokong, mmala wa tsona o kwahetswe ke chlorophyll mme ha o hlahe. Diseleng tsa dimela, di-carotenoid tse hlahiswang ha di monye le ho fetisetsa matla feela ho thusa photosynthesis, empa hape di na le mosebetsi wa ho sireletsa disele hore di se ke tsa senngwa ke dimolek'hule tsa oksijene tse nang le elektrone e le nngwe tse hlasimolohileng.

Ho se utloisisane ho itseng ha maikutlo

Ho sa tsotelehe phello ea ho boloka matla, khetho ea leseli le ho hokahana ha leseli, mabone a semiconductor a bontšitse melemo e meholo. Leha ho le joalo, ho tsoa nts'etsopele e potlakileng ea lilemo tse peli tse fetileng, re boetse re bone ho se utloisisane ho hongata moralong le ts'ebelisong ea leseli, tse bonahalang haholo-holo likarolong tse latelang.

①Ha feela di-chip tse kgubedu le tse putswa tsa bolelele bo itseng ba leqhubu di kopantswe ka karolelano e itseng, di ka sebediswa temong ya dimela, mohlala, karolelano ya bofubedu le boputswa ke 4:1, 6:1, 9:1 jj.

②Ha feela e le lesedi le lesweu, e ka nka sebaka sa lesedi la letsatsi, jwalo ka phaephe ya mabone a masweu a mararo a mantlha e sebediswang haholo Japane, jj. Tshebediso ya di-spectrum tsena e na le phello e itseng kgolong ya dimela, empa phello ha e ntle jwalo ka mohlodi wa lesedi o entsweng ke LED.

③Ha feela PPFD (leseli la quantum flux density), e leng paramethara ea bohlokoa ea khanya, e fihla ho index e itseng, mohlala, PPFD e feta 200 μmol·m-2·s-1. Leha ho le joalo, ha u sebelisa sesupo sena, u tlameha ho ela hloko hore na ke semela sa moriti kapa semela sa letsatsi. U hloka ho botsa kapa ho fumana ntlha ea ho tlala ha leseli la limela tsena, e boetse e bitsoa ntlha ea ho tlala leseli. Litšebelisong tsa 'nete, lipeo hangata lia chesoa kapa lia omella. Ka hona, moralo oa paramethara ena o tlameha ho etsoa ho latela mofuta oa limela, tikoloho ea kholo le maemo.

Mabapi le ntlha ya pele, jwalo ka ha ho hlahisitswe selelekeleng, palo e hlokahalang bakeng sa kgolo ya dimela e lokela ho ba palo e tswelang pele e nang le bophara bo itseng ba kabo. Ho hlakile hore ha ho a lokela ho sebedisa mohlodi wa lesedi o entsweng ka di-chip tse pedi tse ikgethang tsa bolelele ba leqhubu tse kgubedu le tse putswa tse nang le palo e nyane haholo (jwalo ka ha ho bontshitswe ho Setshwantsho sa 3(a)). Ditekong, ho ile ha fumanwa hore dimela di atisa ho ba mosehla, dikutu tsa mahlaku di bobebe haholo, mme dikutu tsa mahlaku di tshesane haholo.

Bakeng sa lipeipi tse khanyang tse nang le mebala e meraro ea mantlha e sebelisoang haholo lilemong tse fetileng, leha bosweu bo etsoa, ​​li-spectra tse khubelu, tse tala le tse putsoa lia aroloa (joalokaha ho bontšitsoe ho Setšoantšo sa 3(b)), 'me bophara ba spectra bo bonyenyane haholo. Matla a spectral a karolo e latelang e tsoelang pele a fokola haholo, 'me matla a ntse a le maholo ha a bapisoa le li-LED, ka makhetlo a 1.5 ho isa ho a 3 ho feta tšebeliso ea matla. Ka hona, phello ea tšebeliso ha e ntle joaloka mabone a LED.

Setšoantšo sa 3, Leseli la limela la LED le khubelu le leputsoa le nang le mabone a fluorescent a mebala e meraro e meholo

PPFD ke letsoalo la quantum flux, le bolelang letsoalo la mahlaseli a sebetsang hantle a khanya ho photosynthesis, le emelang palo yohle ya ketsahalo ya quanta ya lesedi hodima dikutu tsa lekhasi la dimela ka tekanyo ya maqhubu a 400 ho isa ho 700 nm ka nako ya yuniti le sebaka sa yuniti. Yuniti ya yona ke μE·m-2·s-1 (μmol·m-2·s-1). Mahlasedi a sebetsang ka photosynthesis (PAR) a bolela mahlasedi a letsatsi kaofela a nang le bolelele ba maqhubu a pakeng tsa 400 le 700 nm. A ka hlahiswa ka quanta e bobebe kapa ka matla a kganyang.

Nakong e fetileng, matla a khanya a neng a bonahatsoa ke illuminator e ne e le khanya, empa mefuta e fapaneng ea kholo ea limela e fetoha ka lebaka la bophahamo ba khanya e tsoang semeleng, tšireletso ea khanya le hore na khanya e ka feta makhasing. Ka hona, ha ho nepahale ho sebelisa par e le sesupo sa matla a khanya thutong ea photosynthesis.

Ka kakaretso, mokhoa oa photosynthesis o ka qalisoa ha PPFD ea semela se ratang letsatsi e le kholo ho feta 50 μmol·m-2·s-1, ha PPFD ea semela se nang le moriti e hloka feela 20 μmol·m-2·s-1. Ka hona, ha u reka mabone a LED a holisang, u ka khetha palo ea mabone a LED a holisang ho latela boleng bona ba referense le mofuta oa limela tseo u li jalang. Mohlala, haeba PPFD ea leseli le le leng la LED e le 20 μmol·m-2·s-1, ho hlokahala mabone a fetang 3 a limela tsa LED ho holisa limela tse ratang letsatsi.

Litharollo tse 'maloa tsa moralo oa mabone a semiconductor

Mabone a semiconductor a sebediswa bakeng sa kgolo kapa ho lema dimela, mme ho na le mekgwa e mmedi ya motheo ya ditshupiso.

• Hona jwale, mohlala wa ho lema ka tlung o chesa haholo Chaena. Mohlala ona o na le dibopeho tse mmalwa:

①Karolo ea mabone a LED ke ho fana ka mabone a felletseng a limela, 'me sistimi ea mabone ea hlokahala ho fana ka matla ohle a mabone,' me litšenyehelo tsa tlhahiso li phahame haholo;
②Moralo oa mabone a LED a holisang o hloka ho nahana ka ho tsoela pele le botšepehi ba spectrum;
③Hoa hlokahala ho laola nako ea mabone le matla a mabone ka katleho, joalo ka ho tlohela limela hore li phomole lihora tse 'maloa, matla a mahlaseli ha aa lekana kapa a matla haholo, jj.;
④Tshebetso yohle e hloka ho etsisa maemo a hlokahalang ke tikoloho e ntle ka ho fetisisa ya kgolo ya dimela kantle, jwalo ka mongobo, mocheso le bongata ba CO2.

• Mokhoa oa ho lema kantle o nang le motheo o motle oa ho lema sethopo sa limela se futhumetseng kantle. Litšobotsi tsa mohlala ona ke:

①Karolo ea mabone a LED ke ho tlatsetsa leseli. E 'ngoe ke ho eketsa matla a leseli libakeng tse putsoa le tse khubelu tlas'a mahlaseli a letsatsi motšehare ho khothaletsa photosynthesis ea limela, 'me e 'ngoe ke ho buseletsa ha ho se na khanya ea letsatsi bosiu ho khothaletsa sekhahla sa kholo ea limela.
②Leseli le tlatsetsang le hloka ho nahana ka hore na semela se boemong bofe ba kgolo, jwalo ka nako ya ho mela ha dipeo kapa nako ya ho thunya le ho beha ditholwana.

Ka hona, moralo oa mabone a limela tsa LED o lokela ho ba le mekhoa e 'meli ea mantlha ea moralo, e leng, mabone a lihora tse 24 (a ka tlung) le mabone a tlatsetsang kholo ea limela (a kantle). Bakeng sa temo ea limela tsa ka tlung, moralo oa mabone a limela tsa LED o hloka ho nahana ka lintlha tse tharo, joalo ka ha ho bontšitsoe ho Setšoantšo sa 4. Ha ho khonehe ho paka li-chip ka mebala e meraro ea mantlha ka tekanyo e itseng.

Setšoantšo sa 4, Khopolo ea moralo oa ho sebelisa mabone a ka tlung a LED bakeng sa mabone a lihora tse 24

Mohlala, bakeng sa spectrum sethaleng sa tlhokomelo ea bana, ha ho nahanoa hore e hloka ho matlafatsa kholo ea metso le likutu, ho matlafatsa makala a makhasi, le mohloli oa leseli o sebelisoa ka tlung, spectrum e ka etsoa joalo ka ha ho bontšitsoe ho Setšoantšo sa 5.

Setšoantšo sa 5, Meaho ea Spectral e loketseng nako ea tlhokomelo ea bana ea LED ka tlung

Bakeng sa moralo oa mofuta oa bobeli oa khanya ea LED, e reretsoe haholo-holo tharollo ea moralo oa khanya e tlatsetsang ho khothaletsa ho lema botlaaseng ba ntloana ea limela e ka ntle. Khopolo ea moralo e bontšitsoe ho Setšoantšo sa 6.

Setšoantšo sa 6, Mehopolo ea moralo oa mabone a kantle a holisang 

Mongoli o fana ka maikutlo a hore lik'hamphani tse ngata tsa ho lema li sebelise khetho ea bobeli ea ho sebelisa mabone a LED ho khothaletsa kholo ea limela.

Taba ea pele, temo ea kantle ea Chaena ea greenhouse e na le lilemo tse mashome e ngata le boiphihlelo bo bongata, ka boroa le leboea. E na le motheo o motle oa theknoloji ea temo ea greenhouse 'me e fana ka palo e kholo ea litholoana le meroho e foreshe 'marakeng bakeng sa metse e potolohileng. Haholo-holo lefapheng la mobu le metsi le ho lema manyolo, ho entsoe liphetho tse ngata tsa lipatlisiso.

Taba ea bobeli, mofuta ona oa tharollo ea leseli e tlatsetsang o ka fokotsa haholo tšebeliso ea matla a sa hlokahaleng, 'me ka nako e ts'oanang o ka eketsa chai ea litholoana le meroho ka katleho. Ho feta moo, sebaka se seholo sa jeokrafi sa Chaena se loketse haholo ho khothaletsoa.

Jwalo ka dipatlisiso tsa mahlale tsa mabone a dimela tsa LED, e boetse e fana ka motheo o pharaletseng wa teko bakeng sa yona. Setshwantsho sa 7 ke mofuta wa mabone a LED a holang a ntshetswang pele ke sehlopha sena sa bafuputsi, a loketseng ho hodiswa matlong a dijalo, mme mahlakore a ona a bontshwa ho Setshwantsho sa 8.

Setšoantšo sa 7, Mofuta oa leseli la LED le holisang

Setšoantšo sa 8, mofuta oa khanya ea LED e holisang

Ho ya ka mehopolo ya moralo e ka hodimo, sehlopha sa dipatlisiso se entse letoto la diteko, mme diphetho tsa diteko di bohlokwa haholo. Mohlala, bakeng sa mabone a ho hodisa nakong ya tlhokomelo ya dimela, lebone la pele le sebedisitsweng ke lebone la fluorescent le nang le matla a 32 W le potoloho ya tlhokomelo ya dimela ya matsatsi a 40. Re fana ka lebone la LED la 12 W, le kgutsufatsang potoloho ya dimela ho matsatsi a 30, le fokotsang ka katleho tshusumetso ya mocheso wa mabone sebakeng sa ho lokisa dimela, mme le boloka tshebediso ya matla ya sehatsetsi. Botenya, bolelele le mmala wa dimela di betere ho feta tharollo ya pele ya ho hodisa dimela. Bakeng sa dimela tsa meroho e tlwaelehileng, diqeto tse ntle tsa netefatso le tsona di fumanwe, tse akaretswang tafoleng e latelang.

Har'a tsona, sehlopha sa mabone a tlatsetsang sa PPFD: 70-80 μmol·m-2·s-1, le karolelano ea bofubelu-boputsoa: 0.6-0.7. Boleng ba PPFD motšehare ba sehlopha sa tlhaho e ne e le 40~800 μmol·m-2·s-1, 'me karolelano ea bofubelu ho boputsoa e ne e le 0.6~1.2. Ho ka bonoa hore matšoao a ka holimo a betere ho feta a lipeo tse holisitsoeng ka tlhaho.

Qetello

Sengoloa sena se hlahisa dintlafatso tsa moraorao mabapi le tshebediso ya mabone a LED a hodisang temong ya dimela, mme se totobatsa ho se utlwisisehe ho itseng mabapi le tshebediso ya mabone a LED a hodisa temong ya dimela. Qetellong, mehopolo ya botekgeniki le merero ya ntshetsopele ya mabone a LED a hodisang a sebediswang bakeng sa temo ya dimela e a hlahiswa. Ho lokela ho hlaloswa hore ho boetse ho na le dintlha tse ding tse hlokang ho nahanelwa mabapi le ho kenngwa le tshebediso ya lesedi, jwalo ka sebaka se pakeng tsa lesedi le semela, sebaka sa mahlasedi a lebone, le mokhoa wa ho sebedisa lesedi ka metsi a tlwaelehileng, manyolo le mobu.

Mongoli: Yi Wang et al. Mohloli: CNKI