ОБЛУЧАТЕЛЬ ДЛЯ РАСТЕНИЕВОДСТВА

Полезная модель относится к области разработки облучателей для растениеводства, включающих матрицу светодиодов синего и красного цветов свечения, и может быть использована в биотехнологических комплексах, теплицах, а также для выращивания рассады овощных культур и цветов в комнатных условиях.
Технической задачей, решаемой данным предложением, является увеличение плотности потока фотонов и связанное с этим увеличение коэффициента размножения эксплантов при выращивании in vitro, увеличение массы растений.
Известны облучатели для растениеводства, включающие матрицу светодиодов с максимумом в спектре излучения в синей области спектра (400-500 нм) и светодиодов с максимумом в красной области спектра (660-690 нм). Плотность потока фотонов, излучаемых светодиодами с синим цветом свечения, не превышала 8-9%. Плотность потока фотонов, излучаемых светодиодами в известных облучателях, может быть увеличена путем увеличения тока.
/G.D.Goins et al. Salad crop production under different wavelengths of red light emitting diods (LEDs). International conference on environmental systems, 2001-01-2422/.
Известен облучатель для освещения конвейерного посева растений с панелями светодиодов красного (660 нм) и синего (470 нм) цветов свечения. Облучатель оснащен блоком управления, который позволяет раздельно включать системы светодиодов с красным или синим цветом свечения, а также регулировать рабочие токи от 10 до 35 мА. Соотношение плотности потока фотонов светодиодов с красным и синим цветом свечения составляло 9:1 и 4:1. Плотность потока фотонов, излучаемых светодиодами, увеличивается путем увеличения тока.
/А.Н.Ерохин, Ю.А.Беркович, С.О.Смолянина, Ю.Г.Паниткин. Разработка и испытание цилиндрического светильника для салатной космической оранжереи, построенного на основе светоизлучающих диодов. Четвертый международный аэрокосмический конгресс. Москва, 2003, С.426/.
Наиболее близкой по технической сущности является осветительная установка для выращивания молодых растений in vitro в культивационных камерах, включающая облучатели с матрицей светодиодов, излучающих в синей и красной областях спектра, и
блок управления. На потолке камеры установлено большое количество съемных облучателей для одновременного выращивания растений. Плотность потока фотонов, излучаемых светодиодами, может быть увеличена путем увеличения тока.
7
/Патент США №6474838 В2, Мкл. F 21 V 9/02, опубликован в 2002 г./
Однако при увеличении тока увеличивается температура на поверхности кристаллов и в области p-n-переходов светодиодов, что приводит к уменьшению срока службы и светового выхода светодиодов.
Техническим результатом изобретения является увеличение плотности потока фотонов, поглощаемых листовой поверхностью растений, и связанное с этим увеличение коэффициента размножения эксплантов при выращивании in vitro, массы растений без увеличения тока.
Технический результат достигается тем, что в облучателе для растениеводства, содержащем корпус, матрицу светодиодов, максимумы в спектре излучения которых лежат в области 450-480 и 660-690 нм, блок управления рабочими токами светодиодов с синим и красным цветом свечения согласно данному предложению матрица включает светодиоды, имеющие угол излучения, не превышающий 30°, предпочтительно, 7-20°.
Сущность полезной модели заключается в том, что при выращивании небольших растений, в частности, in vitro в культивационных камерах, под облучателями со светодиодами с большим углом излучения значительная часть излучения рассеивается за пределами листовой поверхности или поверхности культурального сосуда.
При угле излучения более 30° увеличивается доля рассеянной энергии светодиодов, уменьшается плотность потока фотонов, поглощаемых листовой поверхностью растений. В том случае, если угол излучения светодиодов менее 7°, возможно неравномерное облучение поверхности листьев.
Пример 1.
max
-2
-1
Экспланты ежевики сорта Тэйбери выращивали при облучении светодиодами У-345С-1 с максимумом в спектре излучения λ=450 нм и углом излучения равном 20±5°. При прямом токе 340 мА и напряжении 3,5 В облученность, измеренная на расстоянии 14 см от светодиода квантометром фирмы Spectrum Technologies, равна 360 мкмолей.м.сек. Излучение светодиода практически отсутствовало за пределами культурального сосуда.
mах
-2
-1
Облученность культурального сосуда с эксплантами, находящегося на расстоянии 14 см от светодиода У-345С-2 с максимумом в спектре излучения λ=450 нм и углом излучения равном 50±5°, при прямом токе 340 мА и напряжении 3,5 В равна 33 мкмолям.м.сек. Такая же облученность при применении светодиода У-345С-1 достигается при прямом токе равном 40 мА, в 8,5 раза меньшем.
-3
-3
-3
Экспланты ежевики выращивали в разбавленной в 2 раза по минеральным компонентам среде Мурасиге Скуга с добавлением сахарозы 15 г.дм, агар-агара 7 г.дм и 6-бензиламинопурина в концентрации 1 мг.дм. РН среды - 5,5-5,7. Коэффициент размножения был равен 3.
Светодиод У-345С-1 применялся в связи с тем, что излучение в синей области спектра стимулирует увеличение коэффициента размножения эксплантов ежевики сорта Тэйбери более эффективно, чем излучение в красной области спектра.
Полезная модель представлена на рисунке, где 1 - светодиод, 2 - монтажная колодка, 3 - источник питания постоянного тока типа Б5-43 или БПС 3,8-0,33, 4 - питательная среда, 5 - культуральный сосуд, 6 - термоусадочный полиэтилен, 7 - штатив.
Пример 2.
Проращивание пшеницы проводили гидропонным способом путем замачивания обеззараженного зерна на 8 часов, проращивания в течение суток в кювете при периодическом орошении (3-5 раз в сутки). Температура в помещении - 18-22°С, влажность - 70-75%.
-2
-1
-2
-1
Устанавливают кювету с проращенным зерном под облучателем, оснащенным матрицей с пятьюдесятью светодиодами типа КИПД 123Н1-Г с максимумом в спектре излучения в области 470 нм и двумястами светодиодами типа КИПД 123Л1-К с максимумом в спектре излучения в области 660 нм. Угол излучения у светодиодов с синим и красным цветом свечения равен 23°. Прямые токи на светодиодах устанавливают такими, чтобы величина плотности потока фотонов была равна 300 мкмолям.м.сек, при этом плотность потока фотонов в синей области спектра составляла 30 мкмолей.м.сек. Продолжительность облучения составляла 16 часов в сутки.
В процессе выращивания зерно орошают три раза в сутки питательным раствором. Высота ростков увеличивалась на 4-5 см в сутки.
Таким образом, плотность потока фотонов увеличивается под облучателями с матрицей светодиодов, угол излучения которых не превышает 30°. При этом увеличивается коэффициент размножения при выращивании эксплантов in vitro, увеличивается масса растений.