Хөдөө аж ахуйн оймсын ашиглалтанд тохирох ямар лукс метр байдаг вэ?

Оймс дахь ургамлын өсөлтийн гэрлийн шаардлагыг ойлгох

Ургамлын өсөлт, хөгжилд гэрлийн үүрэг

Ургамал гэрлийг өсөлтөндөө ашиглагдах энерги болгон хувиргах үзэгдлийг фотосинтез гэнэ. Гэрлийн өөр өөр өнгүүд ургамлын өсөлтийн янз бүрийн шатанд нөлөөлдөг. Nature сэтгүүлд 2019 онд нийтлэгдсэн судалгаагаар 400-500 нанометрийн хоорондох хөх гэрэл нь навч, салбар өсөж хөгжихэд тусалдаг бол 600-700 нанометрийн улаан гэрэл цэцэг, жимс үүсэхийг дэмждэг. Дуслын талбайд ажилладаг хүмүүст зориулсан гэрлийн хүч чадал, өнгийн спектрийн зөв тэнцвэрийг хангах нь маш чухал. Хэрэв 400-700 нм долгионы урттай PAR туяа хангалтгүй байвал ургац муу гардаг. Зарим судалгааны мэдээллээр гэрлийн нөхцөл байдал муу үед ургацын хэмжээ бараг гуравны нэгээр буурч болно.

Хүн төвтэй ба ургамал төвтэй гэрэл хэмжих аргуудын ялгаа

Гэрлийн хүчийг lux метрээр хэмжихдээ бидний нүдний улаан шаргал спектрийн орчимд 550 нм-д хамгийн их мэдрэг болохуйц өнгөн гэрлийг хэмждэг. Гэсэн хэдий ч энд анхдагч асуудал гарч ирдэг: ургамал фотосинтез явуулахад шаардлагатай гэрлийн 43%-ийг ингэснээр алгасаж байна. Үүний үр дүнд та бидний хувьд сайн харагдаж байгаа гэрэл болон ургамлын хувьд тохиромжтой гэрэл хооронд том зөрүү үүсдэг. Жишээ нь, 10,000 люкс гэрэл бидний хувьд хангалттай гэрэлтэй мэт санагдаж болох ч, байцаа ургахын тулд квадрат метр тутамд секундэд 400-600 микромоль (μmol/m²/s) гэрлийн хүч шаардлагатай байдаг. Иймд гэрэл бидний нүдэнд хангалттай мэт санагдаж байсан ч ургамлын эрүүл хөгжилд жинхэнэ шаардлагатай хэмжээг хангахгүй байж болно.

Цэцэрлэгийн гэрэлтүүлгийн удирдлаганд зөвхөн Lux хэмжигдэхүүн хангалтгүй байхын шалтгаан

Люксийн хэмжилтүүд нь бодит ашиглагдаж буй гэрлийн хэмжээг хоногт хэдэн моль/м²-аар илэрхийлэх вэ? гэсэн зүйлийг PAR утга эсвэл өдрийн гэрлийн нийлбэр (DLI) -ийн талаар ямар ч мэдээлэл өгөхгүй байдаг. Ихэнх навчны ногоонуудад өдөрт ойролцоогоор 12-17 моль гэрэл хангалттай байдаг бол томат шиг цэцэглэх ургамлуудын хувьд 20-30 моль гэрэл шаардлагатай байдаг тул нөхцөл байдал өөрчлөгддөг. 2023 онд теплицүүд дээр хийсэн сүүлийн үеийн судалгаа гайхамшигтай зүйл гаргасан. Хэрэв хөгжүүлэгчид люксийн түвшнийг яг ижил байлган хадгалж байсан ч чийглэгийн спектрийн чанар, өдрийн турш гэрэлтүүлэх хугацаа зэрэг хүчин зүйлсийг тохиромжтойгоор тооцоолоогүй учраас бүтээгдэхүүний хэмжээ 22%-иар ялгаатай байсан. Энэ нь ургамалд юу хэрэгтэйгээс илүү хүнд харагддаг гэрлийг суурь болгосон устлан хэмжиж буй арга хэрхэн хязгаарлагдмал байдгийг харуулж байна.

Гэрлийн үндсэн метрик: Люксээс Фотосинтезийн идэвхтэй радиаци (PAR) хүртэл

Фотосинтезийн идэвхтэй радиацийг (PAR) тодорхойлох ба түүний ач холбогдол

Ургамлын фотосинтезийг хөдөлгөн ажиллуулдаг 400-700 нанометрийн гэрлийн долгионы мужийг Фотосинтезэд Идэвхитэй Гэрэл (PAR) гэж нэрлэдэг. Энэ нь хүмүүсийн нүдэнд хэр гэрэлтэй харагдахыг харуулдаг люксийн хэмжилтээс ялгаатай. Харин PAR-ийг квадрат метр тутамд секундэд ноогдох микромоль (μmol/m²/s) нэгжээр хэмждэг бөгөөд ургамал юуны гэрлийг ашиглаж чадахыг заана. Scientific Reports саяхан гаргасан судалгаанд өсгөвөрийн гэрлийг улаан гэрэл болон хөх гэрлийг 3:1 харьцаатай байлгах замаар тохируулахад сонирхолтой үр дүн гарсан. Ийм нөхцөлд өсгөсөн салад болон базилика өөрчлөлтгүй цагаан гэрэл доорх ургамлуудаас ойролцоогоор 18% илүү үр өгсөн. Энэ нь ургамалд өгч буй PAR спектрийг нарийвчлан тохируулах нь бэлчээрийн нэмэгдэлтэд бодитоор нөлөөлдөг гэдгийг харуулж байна.

Талбайн гэрэлжүүлгийн удирдлагын өдрийн гэрлийн интеграл (DLI) хэмжилт

DLI нь ургамал бүх өдрийн турш хэвийн фотосинтезийн цацраг (PAR) хэдийг авч байгааг хэмждэг бөгөөд ялгаатай тариан ургамлуудын шаардлагад гэрлийн нөхцлийг зохицуулахад маш чухал ач холбогдолтой. Залуу ургамлууд ерөнхийдөө өдөрт квадрат метр тутамд ойролцоогоор 8-12 моль гэрэл хүртэл сайн өсдөг, гэхдээ ургамал өсөх тусам энэ хэмжээ өөрчлөгддөг. Жишээлбэл, томатны хувьд зөв боловсорч үр жимс гаргахын тулд ихэвчлэн өдөрт 20-30 моль/м² шаарддаг. DLI-г бодит цагт ухаалаг сенсор ашиглан хянах нь тариачид энгийн асуудлуудтай тулгарахаас сэргийлдэг. Гэрэл хангалтгүй байвал ургамлын хөгжил удаашран, илүүдэл гэрэл нь цахилгааны хэмнэлтийг алдагдуулах төдийгүй ургамалд илүүдэл нөлөөллийн дараа гэмтэл учруулах боломжтой. Энэ тэнцвэрийг зөв тохируулах нь теплицэд үйлдвэрлэл явуулахад маш их ялгаа гаргадаг.

PPFD-г люкс болгон хөрвүүлэх: Хязгаарлалтууд ба практик ач холбогдол

Зарим тариачид цагаан LED-ийн хувьд (1 μmol/м²/с ≈ 54 люкс) ойролцоо хөрвүүлэлтийг хэрэглэдэг ч энэ арга олон сул талтай:

1. Люкс метр нь фотосинтезтэд бага хувь нэмрээ оруулдаг (500-600 нм) ногоон гэрлийг илүрхийлэн харуулдаг
2. Хэт улаан спектрийн долгионууд (700-750 нм) нь PAR-д орохгүй ч, салбарын уртсалт болон цэцэглэлтэд нөлөөлдөг
3. Нарны гэрэл болон хиймэл эх үүсвэрүүдийн спектрийн зөрүү нь PPFD:люкс харьцааг ±40%-иар өөрчлөх шалтгаан болдог

Салбарын шинжилгээ нь цайвар LED-ээс гарах 500 люкс нь цагаан LED-ээс ижил люксын унчитай харьцуулахад 72% илүү ашиглагдах PAR энергийг өгдөг бөгөөд эх үүсвэрүүдийн хооронд хийх хувиргалтын найдвартай бус байдлыг онцолсон

Гэрлийн хэмжилтийн нийтлэг нэр томьёог тодруулах: люкс, люмен, PAR

• Люкс : Хүний нүдэнд мэдрэгдэх гэрлийн нягтжилт нэг квадрат метр тутамд
• Лумен : Хүнд харагдах нийт гэрлийн гарцын хэмжээ
• PAR : Фотосинтезэд ашиглагдах фотонуудын (400-700 нм) квантын хэмжилт

Талбайн гэрэлтүүлгийн зөв хэмжих төхөөрөмжийг сонгох

PAR ба PPFD-ийг нарийвчлалтай хэмжихийн тулд квантын сенсорууд

Квантын сенсоруудыг ургамалд гэрэл хэрхэн нөлөөлөхийг илүү нарийвчлан хэмжихийн тулд 400-700 нм долгионы мужид зориулан үйлдвэрлэсэн байдаг. Эдгээр тусгай сенсорууд нь хүмүүсийн харагдацад үндэслэсэн ердийн люкс метртэй харьцуулахад ургацын өсөлд чухал ач холбогдолтой утга заана. Өнгөрсөн жилийн судалгаа нь мөн сайн үр дүн гаргасан байна — хэрэв фермерүүд зөвхөн люксын хэмжилтийг ашиглахын оронд квантын сенсороор удирдагдсан системийг ашигладаг бол ургац 18 хувиар илүү гарц өгсөн байдаг. Олон бүс нутагтай том теплицуудыг ажиллуулагчдын хувьд кабелиар холбогдсон квантын сенсорууд нь нарлаг ба сүүдэрлэг бүсийг зэрэг хянах боломжийг олгоно. Энэ нь бүх ургацын талбайд тогтмол гэрэлтүүлэгийг хангаж, ургамлын эрүүл мэнд болон үр өгөөжид ихээхэн нөлөө үзүүлдэг.

Ердийн цифрийн люкс метр vs Мэргэжлийн түвшний багаж

Ердийн гэрлийн түвшнийг шалгахад зориулсан суурь дижитал люкс метрүүд (<$100) хямд байдаг ч, спектрийн буруу тааралдах нь ургамлын өсөлтөнд тохирох нарийн тавилыг хязгаарладаг. Мэргэжлийн түвшний багажилтууд илүү нарийвчлал болон функциональ чанартай байдаг:

Люксны метр хэзээ үр дүнтэй ажиллах боломжтой ба ургац тарианы хувьд хэзээ алдаа гаргах вэ?

Люкс метрүүд нь өдрийн турш гэрлийн түвшин хэр зэрэг тогтвортой байгааг хянахад маш сайн ажилладаг бөгөөд сүүдэрлэг даавуу суурилуулах эсвэл нэмэлт гэрэл асаах цагийг шийдвэрлэхэд тусалдаг. Гэхдээ эдгээр төхөөрөмсүүд ургамлын хөгжилд чухал 700-оос 750 нанометр хүртэлх холын улаан спектр болон 315-400 нм-ийн хоорондох UV-A гэрлийн зарим хэсгийг илрүүлэхэд алдагддаг. Өнгөрсөн жилийн зарим судалгаа нь зөвхөн люксийн утгыг ашигладаг томатны тариаланчид 22 хувийн нарийн мэдээллийг алдаж, ургамал хамгийн сайн байдлаар өсөх боломжоосоо ангид үлдэж байгааг харуулсан. Тариалангийн амьдралын чухал үе шатуудад гарах шийдвэрүүд нарийн мэдээлэл дээр үндэслэсэн байхын тулд тариаланчид люкс метрээр хэмжсэн утгуудаа PAR хэмжилттэй зэрэгцүүлэн шалгах шаардлагатай.

Маргааны шинжилгээ: Люкс метрт зөвхөн тулгуурлан тариалангийн шийдвэр гаргах эрсдэл

Каннабис, орхид зэрэг ургамлуудад фотосинтезийн асуудал үүсгэх боломжтой тул луксийн хэмжилтийг л хамгийн ихээр тулгуурлах нь аюултай. Өнгөт ургамлын гэрлийн салбарт мөн өнгөрсөн жилд хийгдсэн судалгаагаар луксын метрийг л ашигладаг өсгөгчдийн ойролцоогоор гуравны нэг нь цэцэглэх үе шатанд чухал PPFD шаардлагыг хангахад хангалтгүй байсан байна. Илүү сайн арга бол хоёр аргыг хослуурах юм. Өсгөгчид өсгөлтийн бүс дэх гэрлийн тархалтыг шалгахдаа луксын метрийг ашиглаж болох боловч ургамал руу ирж буй спектрийн нарийвчлалыг хэмжихийн тулд квантын сенсоруудыг ашиглах ёстой. Энэ хольсон арга нь хураамжийн үр дүнд муугаар нөлөөлөхгүйгээр цахилгааны 19 хувийг хэмнэдэг.

Талбайн орчинд гэрлийг хэмжих зөв аргачлал

Луксын метр ашиглан байгалийн ба хиймэл гэрлийг үр дүнтэй хэмжих

Сайн ургалтанд зориулж оновчтой гэрлийн хэмжээг тогтоох нь маш чухал тул тариачид нар нарны гэрэл болон суурилуулсан нэмэлт гэрлийг шалгах шаардлагатай. Люкс метр нь ургамалд хангалтгүй гэрэл орж буй бүсийг зааж өгч чадах ч эдгээр хэмжилтийг лавлагаагүйгээр авч үзэх ёсгүй. Жишээ нь томатны ургамал үнэндээ фотосинтез идэвхитэй туяаны хувьд квадрат метр тутамд секундэд 200-400 микромоль шаарддаг. Зөвхөн люксын тоог үзэх нь энэ талаар нарийвчлалтай мэдээлэл өгөхгүй. Навчнууд өсөж буй хэсэгт болон гэрлийн багажны ойролцоо мэдрэгч суурилуулах нь гэрлийн тархалтын талаар нарийвчилсан дүгнэлт хийхэд маш их ач холбогдолтой. 2023 онд Хорткултурын Гэрлийн Бүлгийн судалгаагаар үзүүлснээр гэрлийг сайтар хянаж ажигладаг тариачид нар нь гэрлийг анхааралтай ажиглахгүй тариачдынхаас 15%-30% бага хураамж авдаг.

Гэрлийн хэмжилтийн оновчтой байршил, калибрлалт болон давтамж

Нарийн үнэн зөв үнэлгээ нь дараах гурван чухал хүчин зүйлд хамаарна:

1. Өндөр : Вертикально өсөх ургамлын хувьд долоо хоногт тохируулга хийх замаар сенсорыг давхар түвшинд байрлуулна
2. Хоёр талтай профиль : Нарны өнцгийн өөрчлөлттэй нийцүүлэн улирлаар чиглэлээ өөрчилж байрлуулна
3. Калибровка : ISO-гийн баталгаажсан лавлагаат төхөөрөмж ашиглан уншлагыг улирлаар шалгана

: 30°C-аас дээш температурын хэт утга нь люкс метрийн гаралтыг 5-12%-иар ивэж болох тул орчны нөхцөлд тохируулга хийх шаардлагатай. Фотосинтезийн үр ашгийг нөлөөлөх өдрийн гэрлийн нийлбэр (DLI) өөрчлөлтийг хянахын тулд өглөөний нар мананд гарах, өдрийн цаг, нар жарах үеийн хэмжилтийг хийх хэрэгтэй.

: Теплицт найдвартай өгөгдөл цуглуулах алхам алхмаар заавар

1. : Хэмжилтийн цэгийг торон байгууламжид зурах (50м² тутамд дор хаяж 1 сенсор)
2. : Хиймэл гэрэлтүүлэгийг асаахаас өмнө анхдагч байгалийн гэрлийг бүртгэх
3. : Шат ахих үе шатанд люксын утгыг квантын сенсоруудтай харьцуулан шалгах
4. : Дараалсан 48 цагийн туршид нийлбэр нөлөөллийг хянахад өгөгдөл бичих загварыг ашиглах
5. : Хэмжилтийн утга ургамлын эрчим хэмжээгээс ‰¥20%-иар давсан үед сүүдэрлэгч системийг идэвхжүүлнэ

Автомжуулсан, цацархай холбогдсон систем нь гар аргаар бүртгэхтэй харьцуулахад хүний ​​алдааг 64%-иар бууруулдаг (Хяналттай Орчны Ногоон Байгууламжийн Тайлан, 2023). Томоохимжийн үйл ажиллагааны үед гарын авах метрийн нарийвчлалыг тогтмол тууштай сенсоруудтай мэдээллийг үргэлж шалгана уу.

Хөдөө аж ахуйд зориулсан мэргэжлийн люкс метр сонгохдоо анхаарах гол онцлогууд

Талбайн гэрлийг нарийвчлалтай хянахад шаардлагатай үзүүлэлтүүд

±5% нарийвчлалтай, спектраль мэдрэг чанартай (400-700 нм) люкс метр сонгоно. IP65 чанарын ангилал бүхий загварууд чийгшил, тоосноос тэсвэртэй байдаг тул чийглэг орчинд тохиромжтой. Өглөөний эрт, оройн сүүдэрт бага өнцгөөр ирэх гэрлийг нарийвчлалтай хэмжихийн тулд косинусын засвар хийсэн байгаа эсэхийг шалгана уу.

Өгөгдлийн бүртгэлтэй люкс метр: Урт хугацааны тариалангийн төлөвлөлтөнд өгөх давуу тал

Өсөлтийн циклүүдийн туршид өдөр тутмын гэрлийн нийлбэрийн чиг хандлагыг шинжилэхэд зориулан 10,000 оноо бүхий өгөгдлийн регистртэй метрүүд ашигладаг. Бүртгэлд авсан PPFD-лукс хамаарлыг ашигладаг дулаан савангууд нь гарган авалтын урьдчилан таамаглалыг 18%-иар илүү сайжруулдаг байна.

Тасралтгүй гэрлийг хянах, шинжлэхэд өгөгдлийн бүртгэл

Цонхны булан, хажуугийн барилгаас үүсэх түр зуурын сүүдрээс хамгаалахын тулд 1 минутын интервалтай бичих төхөөрөмжийг сонгоно уу. Сүлжээнд холбогдсон төхөөрөмжүүд оптимал хэмжээнээс доош буух үед (жишээ нь, саладын хувьд 15,000-25,000 люкс, томатын хувьд 30,000-40,000 люкс) бодит цагт мэдээлэл илгээнэ.

Алслагдсан датчиктай луксын метр: Том масштабын хөдөө аж ахуйн нөхцөлд давуу тал

15 метр кабельтай салангид датчикууд том хэмжээний дулаан саван дахь олон цэгийн хяналтыг хялбаршуулдаг. Хоёр датчикаар зэрэг модны түрхэвч болон үндэсний бүсийн гэрэлтүүлгийг харьцуулах боломжийг олгодог бөгөөд энэ нь давхар босоо тариалалтын системд ялангуяа чухал.

Түгээмэл асуулт

Парник дахь гэрлийн нөхцөлд PAR-ийн ач холбогдол юу вэ?

Фотосинтез явагдахад ургамал ашигладаг гэрлийн спектрийг (400-700 нм) PAR (фотосинтезид идэвхтэй цацраг) илэрхийлдэг тул энэ нь хүний нүдэнд сонирхолтой байдлаар тооцогдох люксийн хэмжигдэхүүнээс илүү нарийвчлалтай хэмжигдэхүүн юм.

Ургамлын өсөлтөнд шаардлагатай гэрлийг хэмжихэд люкс метрийг ашиглаж болох уу?

Люкс метрүүд нь хүний нүдний мэдрэг чанар дээр үндэслэн гэрлийг хэмждэг тул ургамлын шаардлагатай гэрлийг хэмжихэд хязгаарлалттай байдаг. Ургамалд хамаарах гэрлийг нарийн тодорхой хэмжихийн тулд квантын сензорыг илүүд үздэг.

DLI гэж юу вэ, яагаад чухал вэ?

Өдрийн нийтлэг гэрлийн интеграл (DLI) нь өдөрт авсан нийтлэг PAR-ийн хэмжээг хэмждэг. Энэ нь өсгөгчдөд ургамлын шаардлагад нийцүүлэн гэрлийн нөхцлийг зохицуулах, өсөлтийг сайжруулах, энерги ашиглалтыг үр дүнтэй болгоход тусалдаг.

Яагаад люкс метр ногоон байгууламжид алдаатай мэдээлэл өгч болох вэ?

Люкс метрүүд нь ургамлын хөгжилд чухал ач холбогдолтой шаргал гэрэл болон цацрагийн нарийн хэсгүүдийг алгасаж, ургамлын хөгжилд чухал ач холбогдолтой шаргал гэрэл болон цацрагийн нарийн хэсгүүдийг алгасдаг тул нарийвчлал буурдаг.

Квантын мэдрэгчид томоохон теплицэд ямар ашиг оруулах вэ?

Квантын мэдрэгчид PAR болон PPFD-ийн нарийвчлалтай хэмжилтийг хангаж, томоохон теплицүүдийн янз бүрийн бүсэд гэрлийн нөхцлийг тогтвортой байлгахад тусалдаг бөгөөд иймд ургамлын эрүүл мэндийг сайжруулж, түүхий бодийн гарцыг нэмэгдүүлдэг.