RU2405307C1 - Способ определения энергоемкости потока оптического излучения в растениеводстве - Google Patents
Способ определения энергоемкости потока оптического излучения в растениеводстве Download PDFInfo
- Publication number
- RU2405307C1 RU2405307C1 RU2009126021/21A RU2009126021A RU2405307C1 RU 2405307 C1 RU2405307 C1 RU 2405307C1 RU 2009126021/21 A RU2009126021/21 A RU 2009126021/21A RU 2009126021 A RU2009126021 A RU 2009126021A RU 2405307 C1 RU2405307 C1 RU 2405307C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- energy
- par
- optical radiation
- radiation
- percentages
- Prior art date
Links
Landscapes
- Cultivation Of Plants (AREA)
- Investigating Or Analysing Biological Materials (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области сельского хозяйства. В способе задают нормативные для данного вида растений значения процентных долей энергии в отдельных спектральных диапазонах фотосинтетически активной радиации (ФАР). Выделяют из общего потока излучения диапазон ФАР, измеряют энергию потока в отдельных спектральных диапазонах ФАР. Вычисляют процентные доли энергии в отдельных спектральных диапазонах в отношении к энергии ФАР. Значение энергоемкости потока оптического излучения определяют по формуле: , где и - соответственно нормативные и измеренные процентные доли энергии потока излучения в i-м спектральном диапазоне. Способ позволяет повысить информативность при измерении величины, характеризующей энергетическую эффективность процесса облучения. 2 ил.
Description
Изобретение относится к сельскому хозяйству, к растениеводству в условиях сооружений защищенного грунта, в частности к светокультуре.
Известен способ определения энергоемкости потока оптического излучения в растениеводстве, включающий выделение из общего потока излучения диапазона фотосинтетически активной радиации (ФАР); измерение энергии в отдельных спектральных диапазонах; вычисление процентных долей энергии в отдельных спектральных диапазонах в отношении к энергии ФАР, величины которых принимают за энергетическую характеристику потока [А.с. СССР №1620062, МКИ A01G 31/00. Способ выращивания огурца / Тихомиров А.А., Золотухин И.Г., Лисовский Г.М., Сидько Ф.Я., Прикупец Л.Б. - №4650599/13; заявл. 17.02.89; опубл. 15.01.91. - Бюл. №2].
Недостатком данного способа является характеристика воздействующего на растения потока множеством коэффициентов (процентным составом излучения), что не позволяет произвести оптимизацию процесса облучения по единому критерию. Кроме того, для оценки энергетической эффективности процесса облучения дополнительно требуется задание нормативного для данного вида растений спектрального состава излучения.
Наиболее близким к изобретению является способ определения энергоемкости потока оптического излучения в растениеводстве, включающий задание нормативных для данного вида растений значений процентных долей энергии в отдельных спектральных диапазонах ФАР; выделение из общего потока излучения диапазона ФАР; измерение энергии потока в отдельных спектральных диапазонах ФАР; вычисление процентных долей энергии в отдельных спектральных диапазонах в отношении к энергии ФАР; определение значения коэффициента отклонения спектрального состава потока излучения от нормативного, величину которого принимают за энергетическую характеристику потока [Пат. 2053644 РФ, МПК6 A01G 9/24, A01G 31/02. Способ искусственного облучения растений в процессе выращивания / Ракутько С.А.; заявитель и патентообладатель Ракутько С.А. - №93008935/15; заявл. 17.02.93; опубл. 10.02.96].
Недостатком известного способа является его направленность на оценку потока оптического излучения с биологической точки зрения, учитывающей продуктивность растения при облучении их потоком данного спектрального состава. Однако повышение соответствия спектрального состава источников света нормативному по критерию минимума коэффициента отклонения спектра не равнозначно снижению энергоемкости процесса облучения.
Техническим результатом изобретения является повышение информативности при измерении величины, характеризующей энергетическую эффективность процесса облучения.
Способ определения энергоемкости потока оптического излучения заключается в следующем.
1 - задают нормативные для данного вида растений значения процентных долей энергии в отдельных спектральных диапазонах ФАР;
2 - выделяют из общего потока излучения диапазон ФАР;
3 - измеряют энергию потока в отдельных спектральных диапазонах ФАР;
4 - вычисляют процентные доли энергии в отдельных спектральных диапазонах в отношении к энергии ФАР;
5 - определяют значение энергоемкости потока оптического излучения по формуле:
где и - соответственно нормативные и измеренные процентные доли энергии потока излучения в i-м спектральном диапазоне.
Новые существенные признаки:
5 - определяют значение энергоемкости потока оптического излучения по формуле:
где и - соответственно нормативные и измеренные процентные доли энергии потока излучения в i-м спектральном диапазоне.
Перечисленные новые существенные признаки в совокупности с известными позволяют получить технический результат во всех случаях, на которые распространяется испрашиваемый объем правовой охраны.
На фиг.1 показана схема к определению энергоемкости потока оптического излучения при облучении растений. Позициями обозначены: 1 - облучательная установка, 2 - поле оптического излучения, 3 - облучаемые растения. Символами обозначены: Q1 - энергия, генерируемая облучательной установкой, Q2 - энергия, полезно воспринимаемая растениями, ε - энергоемкость потока оптического излучения.
На фиг.2 показано отображение результатов измерения энергоемкости потока оптического излучения в треугольных координатах. Точка А соответствует нормативным значениям спектрального состава потока излучения, точка В - измеренным значениям по рассмотренному численному примеру.
В основе изобретения лежат следующие положения.
В соответствии с общепринятым определением под энергоемкостью понимают величину потребления энергии и(или) топлива на основные и вспомогательные технологические процессы изготовления продукции, выполнение работ, оказание услуг на базе заданной технологической системы [ГОСТ Р 51387-1999. Энергосбережение. Нормативно-методическое обеспечение. Основные положения. Введ. 2000-07-01].
Численным выражением энергоемкости системы является показатель, представляющий собой отношение энергии, потребляемой системой (энергии на входе), к величине, характеризующей результат функционирования данной системы (энергии на выходе). В применении к потоку оптического облучения энергия на входе представляет собой энергию, генерируемую облучательной установкой для создания определенных параметров радиационного режима растений. Под энергией на выходе следует понимать энергию, которая может быть полезно воспринята растениями с учетом их требований к спектральным параметрам потока излучения. Формула для вычисления энергоемкости, отн. ед.:
где Q1 - энергия, генерируемая облучательной установкой, Вт;
Q2 - энергия, полезно воспринимаемая растениями, Вт.
Для создаваемого облучательной установкой поля оптического излучения величина энергоемкости является показателем энергетической эффективности передачи энергии потока оптического излучения облучаемому объекту (растениям).
В настоящее время в соответствии с действующими в отрасли методиками спектральный состав излучения характеризуют соотношением интенсивности излучения трех спектральных диапазонов ki, %: синего kсин (400..500 нм), зеленого kзел (500..600 нм) и красного kкр (600..700 нм) диапазона ФАР (400…700 нм). Продуктивность облучаемых растений повышается при приближении создаваемых спектральных параметров потока к нормативным значениям . Для некоторых светокультур найдены спектральные соотношения, обеспечивающие наилучшие результаты. Например: для огурца - , для томата - [Прикупец Л.Б. Оптимизация спектра излучения при выращивании овощей в условиях интенсивной светокультуры / Л.Б.Прикупец, А.А.Тихомиров // Светотехника. - 1992. - No 3. - C.5-7].
В единицу времени передаваемая при облучении растениям энергия, Вт, определяется по формуле:
где Е - облученность, Вт/м2,
S - площадь облучаемой поверхности, м2.
При отсутствии данных о требуемом спектральном составе излучения для растений под облученностью Е понимают создаваемую интегральную облученность Е0 как поверхностную плотность энергии всего диапазона длин волн, генерируемых облучательной установкой.
При известных спектральных характеристиках потока нормируемыми величинами становятся облученности в отдельных спектральных диапазонах:
где ki - доля потока в i-м спектральном диапазоне, отн. ед.
Как правило, реальный спектральный состав излучения отличен от нормативного, т.е. значения не равны . Отклонение реального спектра от нормативного приводит к потерям, что увеличивает энергоемкость процесса облучения. Природа этих потерь связана с необходимостью обеспечить требуемую облученность в наиболее «дефицитном» спектральном диапазоне, завысив ее в других диапазонах на некоторую величину kз, отн. ед. (коэффициент завышения):
При этом происходит завышение и общей энергии, потребляемой от облучательной установки:
Тогда, из определения энергоемкости, следует:
Таким образом, численно энергоемкость равна величине коэффициента завышения, определяемого по формуле (4).
Способ осуществляют следующим образом.
По результатам предварительных экспериментов или по литературным источникам задают нормативные для данного вида растений значения процентных долей энергии в отдельных спектральных диапазонах ФАР; выделяют из общего потока излучения диапазон ФАР; измеряют энергию потока в отдельных спектральных диапазонах ФАР; вычисляют процентные доли энергии в отдельных спектральных диапазонах в отношении к энергии ФАР; определяют значение энергоемкости потока оптического излучения по формуле:
где и - соответственно нормативные и измеренные процентные доли энергии потока излучения в i-м спектральном диапазоне.
Пример. Производится облучение культуры огурца. Способ ведут в следующей последовательности.
Задают нормативные для данного вида растения значения процентных долей энергии в отдельных спектральных диапазонах. Для огурца это .
Выделяют из общего потока излучения диапазон ФАР. Измеряют энергию в отдельных спектральных диапазонах потока ФАР. Вычисляют процентные доли энергии в отдельных спектральных диапазонах в отношении к энергии ФАР. Пусть процентные доли равны .
Определяют значение энергоемкости потока оптического излучения:
Найденное значение является мерой энергетической эффективности процесса облучения культуры огурца.
Claims (1)
- Способ определения энергоемкости потока оптического излучения в растениеводстве, заключающийся в том, что задают нормативные для данного вида растений значения процентных долей энергии в отдельных спектральных диапазонах фотосинтетически активной радиации (ФАР); выделяют из общего потока излучения диапазон ФАР; измеряют энергию потока в отдельных спектральных диапазонах ФАР; вычисляют процентные доли энергии в отдельных спектральных диапазонах в отношении к энергии ФАР, отличающийся тем, что значение энергоемкости потока оптического излучения определяют по формуле ,
где и - соответственно нормативные и измеренные процентные доли энергии потока излучения в i-м спектральном диапазоне.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2009126021/21A RU2405307C1 (ru) | 2009-07-06 | 2009-07-06 | Способ определения энергоемкости потока оптического излучения в растениеводстве |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2009126021/21A RU2405307C1 (ru) | 2009-07-06 | 2009-07-06 | Способ определения энергоемкости потока оптического излучения в растениеводстве |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2405307C1 true RU2405307C1 (ru) | 2010-12-10 |
Family
ID=46306145
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2009126021/21A RU2405307C1 (ru) | 2009-07-06 | 2009-07-06 | Способ определения энергоемкости потока оптического излучения в растениеводстве |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2405307C1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2645975C2 (ru) * | 2016-06-21 | 2018-02-28 | Государственное Бюджетное Научное Учреждение "Институт Агроинженерных И Экологических Проблем Сельскохозяйственного Производства" (Иаэп) | Способ энергоэкоаудита светокультуры |
-
2009
- 2009-07-06 RU RU2009126021/21A patent/RU2405307C1/ru not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
РАКУТЬКО С.А. Спектральные отклонения и энергоемкость процесса облучения растений. Известия СПб гос. аграрного ун-та. - СПб.: №10, 2008, с.156-160, реферат. * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2645975C2 (ru) * | 2016-06-21 | 2018-02-28 | Государственное Бюджетное Научное Учреждение "Институт Агроинженерных И Экологических Проблем Сельскохозяйственного Производства" (Иаэп) | Способ энергоэкоаудита светокультуры |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2654259C2 (ru) | Динамическая рецептура света для растениеводства | |
Snowden et al. | Sensitivity of seven diverse species to blue and green light: Interactions with photon flux | |
Avgoustaki et al. | Basil plants grown under intermittent light stress in a small-scale indoor environment: Introducing energy demand reduction intelligent technologies | |
Matorin et al. | Chlorophyll fluorimetry as a method for studying light absorption by photosynthetic pigments in marine algae | |
RU2405307C1 (ru) | Способ определения энергоемкости потока оптического излучения в растениеводстве | |
CN114521410B (zh) | 激光育苗方法及基于该方法的水稻培育方法 | |
Chen et al. | Alleviation of solar ultraviolet radiation (UVR)-induced photoinhibition in diatom Chaetoceros curvisetus by ocean acidification | |
Kulikova et al. | Efficiency of an alternative LED-based grow light system | |
Dutra et al. | Photochemical and productive performance of yellow passion fruit irrigated in the brazilian semiarid | |
CN104462747A (zh) | 评估人工照明对园林植物光合作用影响的光度学方法 | |
RU2387126C2 (ru) | Способ снижения энергоемкости при облучении растений | |
RU2406294C1 (ru) | Способ энергосберегающего регулирования радиационного режима при досвечивании растений | |
RU160900U1 (ru) | Анализатор качества спектра потока оптического излучения в светокультуре | |
RU2394265C1 (ru) | Способ регулирования радиационного режима при досвечивании растений | |
RU155561U1 (ru) | Лабораторный стенд для определения энергетической эффективности источников излучения для растений | |
Martirosyan et al. | Dynamic regulation of photosynthetic processes under variable spectral led irradiation of plants | |
CN111642343A (zh) | 一种促进水稻矮化、抗胁迫和增产的光照培养方法 | |
RU2554982C2 (ru) | Способ энергосберегающего импульсного облучения растений и устройство для его осуществления | |
Wongpattanakul et al. | Photosynthetic rates in mangroves | |
Nesterenko et al. | Chlorophyll fluorescence as an indicator of age-dependent changes in photosynthetic apparatus of wheat leaves | |
RU2688464C1 (ru) | Способ неразрушающей диагностики функционального состояния растений ex vitro и in vitro | |
Niangoran et al. | Optimal spectrum modeling calculation with light emitting diodes set based on relative quantum efficiency | |
RU2053644C1 (ru) | Способ искусственного облучения растений в процессе выращивания | |
RU2373671C1 (ru) | Способ снижения энергоемкости электрического питания газоразрядных ламп при облучении растений | |
Mutschlechner et al. | Illuminating Life Sciences: A Biophysical Guide to the Use of Chromatic and White Light Sources in Photobiology |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20110707 |