Добавить материал и получить бесплатное свидетельство о публикации в СМИ
Эл. №ФС77-60625 от 20.01.2015
Свидетельство о публикации

Автоматическая выдача свидетельства о публикации в официальном СМИ сразу после добавления материала на сайт - Бесплатно

Добавить свой материал

За каждый опубликованный материал Вы получите бесплатное свидетельство о публикации от проекта «Инфоурок»

(Свидетельство о регистрации СМИ: Эл №ФС77-60625 от 20.01.2015)

Инфоурок / Биология / Научные работы / Научно-исследовательская работа по теме "Светодиодные фито светильники - будущее растений"
ВНИМАНИЮ ВСЕХ УЧИТЕЛЕЙ: согласно Федеральному закону № 313-ФЗ все педагоги должны пройти обучение навыкам оказания первой помощи.

Дистанционный курс "Оказание первой помощи детям и взрослым" от проекта "Инфоурок" даёт Вам возможность привести свои знания в соответствие с требованиями закона и получить удостоверение о повышении квалификации установленного образца (180 часов). Начало обучения новой группы: 28 июня.

Подать заявку на курс
  • Биология

Научно-исследовательская работа по теме "Светодиодные фито светильники - будущее растений"

Выберите документ из архива для просмотра:

Выбранный для просмотра документ содержание научной работы.docx

библиотека
материалов










XXV 11 Cтавропольская краевая открытая научная конференция школьников









Секция: Естественные науки

Название работы: «Светодиодные фитосветильники – будущее растений»








Автор работы: Зуева Светлана Юрьевна

Место выполнения работы: г. Невинномысск,

МБОУ СОШ № 20, 5 «б» класс

Научный руководитель: Мирзоева Елена Анатольевна,

учитель биологии МБОУ СОШ № 20










г. Невинномысск 2016





Оглавление

Введение ……………………………………………………………………..…………… 3

Глава 1. Роль света в жизни растения. Достоинства и недостатки существующих фитоламп …………..………………………………………………………………..............……………….4

1.1. Влияние спектра на процесс фотосинтеза……….…………………………..……...4

1.2. Влияние света на процессы фотоморфогенеза ....…………………………...…..…4

1.3 Фитолампы ………………………………………………………………………..…...5

Глава 2. Разработка и тестирование светодиодного фитосветильника с повышенным уровнем ФАР и усовершенствованной конструкцией ………………………………….…….6

2.1. Разработка конструкции и сборка фитосветильника на основании анализа ранее собранной информации …...…………………………………………………………………….6

2.2. Тестирование светильника на ФАР ...…………………………………...….……….7

Глава 3. Выращивание растений посредством светодиодного фитосветильника …..8

Заключение …………………………………………………………...………….….….....9

Список использованных источников и литературы ……….…………………….…..10

Приложения ……………………………………………………...……………………...11



















Введение

Cвет — источник жизни и энергии для всех живых организмов. Для растений он катализатор всех жизненных процессов на всех этапах их роста и цветения. Я очень люблю свежие овощи, но зимой из-за нехватки солнечного света свежие овощи напоминают больше пластмассу. Актуальность исследования. Зимой растения страдают от недостатка солнечного света. Только с использованием дополнительного освещения можно вырастить вкусные и полезные овощи в это время. Проблема: Фитолампы призванные, до недавнего времени, заменять солнечный свет только частично излучают нужный для растений спектр и имеют ряд недостатков (10).

Поэтому внедрение светодиодных фитосветильников, позволяющих полностью подобрать необходимый спектр сегодня актуальная задача. Цель исследования - создание и применение светодиодного фитосветильника со спектром светоизлучения максимально приближенным к необходимому для роста и развития растений. Задачи:

- изучить влияние спектра светового излучения на рост и развитие растений;

- провести теоретический анализ характеристик уже существующих фитоламп;

- разработать конструкцию и собрать светодиодный фитосветильник на основании анализа ранее собранной информации;

- отправить получившийся светильник в испытательную лабораторию для замера его характеристик спектрофотометром;

- вырастить вкусные огурцы и помидоры;

- популяризировать применение современных светотехнических технологий для выращивания вкусных и полезных овощей;

Объект исследования: овощные культуры. Предмет исследования: влияние светодиодного фитосветильника. Гипотеза: Для выращивания вкусных и полезных растений в холодное время года необходимо правильное освещение, а не огромное количество химических добавок и стимуляторов роста.

Для решения поставленных задач и проверки гипотезы были использованы методы:

- анализ, наблюдение, лабораторное тестирование, эксперимент, качественный анализ результатов работы.

Теоретическим основанием исследования являются научные труды Климента Аркадьевича Тимирязева. Ключевые исследования ученого по физиологии растений посвящены изучению фотосинтеза. К. А. Тимирязев исследовал зависимость фотосинтеза от интенсивности света и его спектрального состава (2).



Глава 1. Роль света в жизни растения. Достоинства и недостатки существующих фитоламп.

1.1. Влияние спектра на процесс фотосинтеза

Все знают, что для жизни растений нужен солнечный свет, но никто, кроме детей и ученых, не спрашивает: «Зачем?» А ведь без него невозможна выработка растениями углеводов, которые необходимы для их роста и создания массы. Углеводы вырабатываются из двуокиси углерода и воды в процессе фотосинтеза. А для фотосинтеза, в свое время, необходима световая энергия, которая поглощается через ассимиляционный пигмент – хлорофилл, который содержится в листьях. Интенсивность фотосинтеза зависит от интенсивности света, содержания двуокиси углерода и обеспечения водой, а также от окружающей температуры (3). Но какой свет нужен для фотосинтеза? Ответ на этот вопрос кажется очевидным - растениям нужен солнечный свет, а если это искусственный свет, то, наверное, спектр излучения "хорошей" лампы должен быть как можно ближе к солнечному.

Лучевая энергия солнца, которая доходит до поверхности земли, состоит из ультрафиолетового излучения (длина волны короче 380 нм), видимого света (от 380 нм до 780 нм) и инфракрасного, т.е. теплового излучения (длина волны больше 780 нм). Пик солнечного света лежит в голубой части спектра при 475 нм (7).

Глаз человека не воспринимает ни ультрафиолетовые, ни инфракрасные волны, а из видимого спектра наиболее чувствителен к желто-зеленому (555 нм) свету. Красный свет (650 нм) человеческий глаз чувствует в 10 раз хуже, т.е. нужно в 10 раз больше красного света, чем зеленого, чтобы человек воспринял оба света как равные по интенсивности (9).

А к какому свету более всего чувствителен "глаз" растения, т.е. хлорофилл и другие пигменты, улавливающие свет для фотосинтеза? К.А. Тимирязев доказал, что наиболее активно фотосинтез идет под действием оранжево - красного света (610-700 нм) с максимумом в красной зоне (660-675 нм). Второй пик активности находится в сине-фиолетовой части спектра (400-510 нм) (2). Рост растений обеспечивается фотосинтезом, значит, растениям в первую очередь требуется свет, обогащенный теми длинами волн, которые нужны для фотосинтеза (Приложение 1, рис.1). Вывод: в процессе фотосинтеза растения желто-зеленая составляющая дневного света практически бесполезна, а нужен ему свет (а значит и энергия) из красной (660 нм) и синей (460 нм) областей спектра дневного света.

1.2. Влияние света на процессы фотоморфогенеза

Кроме фотосинтеза в растении происходят еще и процессы фотоморфогенеза. Фотоморфогенез - это процессы, происходящие в растении под влиянием света различного спектрального состава и интенсивности. В этих процессах свет выступает не как первичный источник энергии, а как сигнальное средство. Для фотоморфогенеза необходимы такие пигменты как фитохром и криптохром. Фитохром может принимать две формы с разными свойствами под воздействием красного света (660 нм) и дальнего красного света (730 нм). Красный свет стимулирует рост растения, а дальний красный останавливает. Это свойство обеспечивает слежение за временем суток (утро-вечер), управляя периодичностью жизнедеятельности растения. Криптохром реагирует на синий свет в диапазоне от 400 до 500 нм.  Синий цвет регулирует ширину устьиц листьев, управляет движением листьев за солнцем, стимулирует деление клеток, но тормозит их удлинение (5). Вывод: в процессах фотоморфогенеза задействованы красные (660нм и 730нм) и синие (400-500нм) части спектра дневного света.

1.3 Фитолампы

Как правило, вопрос о спектре излучения, который усваивается растениями, возникает, когда мы хотим их освещать искусственно.

Используемый растениями спектральный диапазон световых волн называется фотосинтетической активной радиацией (ФАР) или плотность потока фотонов (ППФ).

Показатель фотосинтетически активного излучения является основной мерой оценки пригодности источника света в процессах роста растения. Чем выше такой показатель на Ватт электрической мощности источника света, тем более он эффективен для роста растений (7).

Прежде чем провести сравнительный анализ существующих фитоламп, необходимо точно обозначить какие именно волны относятся к фотосинтетической активной радиации (Приложение 1, табл.1). Сегодня существует несколько основных искусственных источников света для растений это: ртутные, натриевые, галогеновые и светодиодные светильники, последние появились совсем недавно.

Ртутные лампы относятся к одному из самых старых поколений газоразрядных ламп, поэтому у ртутных фитоламп гораздо больше недостатков, чем достоинств. Уровень ФАР у этих ламп очень низкий, даже со специальным покрытием они дают слишком большое ультрафиолетовое излучение в следствии чего урожай облучается. Кроме того, при нарушении целостности ртуть из ламп может попасть на растения и в почву.

Натриевые лампы. У этих ламп уровень ФАР достаточно высокий, но он смещен исключительно в красно-оранжевую часть спектра, из-за отсутствия синего спектра под ними растения растут медленней и вытягиваются. Так же эти лампы дорогие в эксплуатации.

Галогеновые лампы. В сравнении с вышеописанными лампами, у галогеновых наиболее подходящий спектр, т.е. достаточно высокий уровень ФАР. Но у этих источников света очень большое выделение тепла, возможно получение растениями ожогов, кроме того они очень боятся воды, даже от одной капли взрываются, а стоят они дорого.

Светодиодные светильники. Этот тип светильников появился сравнительно недавно, но уже сегодня налицо ряд их преимуществ. Во - первых потребление электроэнергии у них значительно меньше, чем у описанных выше. Во-вторых, они позволяют подобрать исключительно полезный для растений спектр причем в полном объеме. Но не смотря на их огромный потенциал и у этих светильников, представленных сегодня на рынке есть свои недостатки. Первый недостаток – это цена, брендовые светильники с правильно подобранным спектром и высокой ФАР очень дорого стоят, а в их более дешевых китайских аналогах при подборе спектра светодиодов производители не утруждаются в учете законов фотосинтеза и морфогенеза, поэтому зачастую из-за неправильно подобранного свечения получается обратный эффект при выращивании растений. Второй недостаток – светодиодам необходимо постоянное охлаждение, производители решают эту проблему при помощи установки в корпус охлаждающих кулеров, которые часто выходят из строя и влекут поломку светильников из-за перегрева (6).

Вывод: Наиболее эффективными фито светильниками по уровню ФАР, энергопотреблению и безопасности являются светодиодные, но существующие сегодня образцы имеют очень высокую стоимость и недочеты в конструктивном решении.

Глава 2. Разработка и тестирование светодиодного фитосветильника с повышенным уровнем ФАР и усовершенствованной конструкцией.

2.1. Разработка конструкции и сборка фитосветильника на основании анализа ранее собранной информации.

Изучив материалы по теме исследования, я решила собрать свой фитосветильник, для этого я определила: 1. Какие длины волн из спектра дневного света должны быть в моем светильнике (Приложение 2, табл.1); 2. Какое процентное соотношение цветов будет максимально благоприятно влиять на рост и развитие растений (Приложение 2, табл.2).

Когда определены световые характеристики светильника, возникает вопрос, а каким же образом в одном источнике света можно собрать этот оптимальный световой состав? На этот вопрос мне ответила моя мама, член научно технического совета ЦНТИ Ставропольского края при Министерстве энергетики РФ, которая работает в сфере светодиодных технологий, она помогла мне рассчитать состав светодиодных плат (линеек) с подбором светодиодов, отвечающих определённым мною ранее световым характеристикам, а также составила техническое задание (Приложение 3) и отправила запрос на производство этих линеек на завод в Китае «Lux Optoelectronics», с которым уже несколько лет работает ее компания по договору (Приложение 4). Завод выставил счет (Proforma Invoice) (Приложение 5), после оплаты линейки были изготовлены и отправлены нам (Приложение 6).

Через 2 месяца пришла первая партия фитолинеек, выполненных по нашему заказу. Но чтобы фитолинейки заработали необходимо было подобрать источники питания светодиодов и определить схему подключения линеек, опираясь на характеристики источников питания, линеек и закон Ома для участка цепи. И опять моя мама мне помогла с этим. Мы с ней на заводе «Аргос-электрон» (г. Санкт-Петербург) (Приложение 7, рис.1) подобрали и заказали подходящие источники питания для подключения светильников (Приложение 7, рис.2). Теперь, когда линейки светят, встал вопрос о корпусе для нашего светильника. Естественно, мы знали, что светодиоды нуждаются в охлаждении, но решать эту проблему при помощи кулеров, как делают другие производители мы не хотели из-за их частого выхода из строя, поэтому мама предложила воспользоваться профилем на алюминиевой основе, который ее компания применяет для производства цеховых светодиодных прожекторов. По мощности светильников мы подобрали подходящий профиль, крепления и заглушки. Когда все было собрано воедино получился мой собственный первый 30Вт фитосветильник (Приложение 8, рис.1), с прекрасным теплоотводом, стильным дизайном и маленьким энергопотреблением, причем это те характеристики, в которых я могла быть уверена без обращения в специальную лабораторию, так как мы с мамой сами сняли замеры по теплоотводу при помощи мультиметра (Приложение 8, рис.2), а вот анализ ФАР без специальных условий и спектрофотометра мы провести не смогли.

Вывод: Оптимальный спектральный состав светового потока, отсутствие опасных веществ, низкое энергопотребление, работу при невысоком напряжении, выделение сравнительно небольшого количества тепла, долгий срок эксплуатации, высокую устойчивость к механическому воздействию позволяет объединить в себе только светильник на светодиодных источниках света.

2.2. Тестирование светильника на ФАР

Для тестирования на ФАР светильник был отправлен в испытательную лабораторию в г. Москва. Замеры снимались с нескольких точек (Приложение 9).

Проанализировав результаты тестирования мне стало понятно, что светильник отличный с достаточно высоким уровнем ФАР. Максимальные значения у светильника при высоте подвеса 30 см от поверхности растений, так же видно, что при отклонении от центра светильника происходит небольшое смещение в синюю часть спектра, но процентное соотношение остается в пределах ранее определенной нормы.

Вывод: Мой светодиодный фитосветильник имеет высокий уровень ФАР, процентное соотношение спектрального состава практически полностью соответствует желаемому, оптимальная высота установки светильника 30см от поверхности растений.

Глава 3. Выращивание растений посредством светодиодного фитосветильника.

14.09.2015 г. была высажена пробная партия огурцов и помидор под моими фитосветильниками (Приложение 10, рис.1). С пятого дня после посадки активно начали появляться всходы и 5.11.2015 у меня была готова рассада для пикировки (Приложение 10, рис.2). 10.12.2015 на помидорах появилась завязь, а огурцы стали активно плодоносить (Приложение 10, рис.3). 05.01.2016 г. начали созревать томаты (Приложение 11, рис.1). 18.01.2016 г. мы сделали салат не только из своих огурцов, но и из своих томатов (Приложение 11, рис.2). Я лично пробовала выращенные нами овощи под нашими фитосветильниками и хочу сказать, что этого вкуса мне как раз и не хватало мои овощи превосходны. Вывод: под моим светодиодным фитосветильником даже зимой можно вырастить сильные здоровые растения с прекрасными вкусовыми качествами.






















Заключение

Проведя свое исследование, я узнала, что в процессах фотосинтеза и фотоморфогенеза растения желто-зеленая составляющая дневного света практически бесполезна, а нужен свет (а значит и энергия) из красной (660 нм) и синей (460 нм) областей спектра дневного света. Наиболее эффективными фито светильниками по уровню ФАР, энергопотреблению и безопасности являются светодиодные, их преимущества - оптимальный спектральный состав светового потока, отсутствие опасных веществ, низкое энергопотребление, работа при невысоком напряжении, выделение сравнительно небольшого количества тепла, долгий срок эксплуатации, высокая устойчивость к механическому воздействию.

Тестирование моего фитосветильника показало, что он имеет высокий уровень ФАР, рекомендуемая высота установки светильника 30см от поверхности растений.

Экспериментальное выращивание овощей под моим светильником доказало, что даже зимой можно вырастить сильные здоровые растения с прекрасными вкусовыми качествами и высокой урожайностью.

В результате работы мной была достигнута цель исследования – был создан и применен на практике светодиодный фитосветильник со спектром светоизлучения максимально приближенным к необходимому для роста и развития растений; и подтверждена гипотеза, что для выращивания вкусных и полезных растений в холодное время года необходимо правильное освещение, а не огромное количество химических добавок и стимуляторов роста.

Вывод: Вырастить здоровые и вкусные растения зимой возможно без химии и стимуляторов, для этого нужен разработанный и собранный нами светодиодный фитосветильник.

Практическая значимость исследования. Теоретическая и практическая части исследования могут быть использованы на практике агрономами в тепличных хозяйствах.

Разработанный нами светодиодный фитосветильник рекомендуется применять в промышленных масштабах тепличных хозяйств для выращивания вкусных и полезных овощей.








Список использованных источников и литературы

1.http://dic.academic.ru/dic.nsf/ruwiki/159304 2.https://ru.wikipedia.org/wiki/Тимирязев,_Климент_Аркадьевич

3. http://timiryazev.ru/znachenie.html

4. http://um-ogorod.ru/podsvetka/spektr.htm

5. Рождественский В.И., Клешин А.Ф. «Управляемое культивирование растений в искусственной среде»

6.http://rassadnik.com/sozdanie-uslovij-dlya-kvartiryi/elektrodosvechivanie-rassadyi/kakoj-svet-nuzhen-rassade.html

7. http://minifermer.ru/category_51.html

8. https://ru.wikipedia.org/wiki/Искусственное_освещение_растений

9.http://housecomputer.ru/private_life/housing/country_house/grower/hydroponics/light_for_plants/light_for_plants.html

10. http://energovopros.ru/novosti/svet/27402/























Приложение 1

Рис.1 График поглощения спектральных составляющих дневного света растениями

hello_html_m6006da38.jpg

Табл.1 Влияние волновых частей спектра на процессы, происходящие в растениях

-необходима для процесса фотосинтеза;

-является сигналом для роста растений;

-укрепляет корневую систему;

-продлевает цветение;

-ускоряет созревание плодов

Сине - фиолетовая

-необходима для процесса фотосинтеза;

-не позволяет растению чрезмерно вытягиваться;

-стимулирует и ускоряет рост растения;

- помогает наращиванию биомассы

Ультрафиолетовая (430нм) в малых количествах

- повышает холодостойкость;

- увеличивает количество витаминов;

-повышает болезнестойкость

Желто-зеленая

БЕСПОЛЕЗНА





Приложение 2

Табл.1 Цветовое содержание фитосветильника.

Табл.2 Оптимальное процентное содержание цветов










Приложение 3

Техническое задание на производство светодиодных линеек для фитосветильников

hello_html_m2bf2dd0c.jpg































hello_html_m652a6dc2.jpg
















Приложение 4

Договор на производство светодиодной продукции заводом «Lux Optoelectronics» (первая и последняя страницы)hello_html_2b139072.jpg

















hello_html_433d558f.jpg
















Приложение 5

Счет на оплату светодиодных линеек для фитосветильников

hello_html_m2cd8dda0.png







Приложение 6

Товаро-транспортная накладная на доставку светодиодных линеек для фитосветильников

hello_html_51ac373c.jpg



Приложение 7

Рис. 1 Титульная страница с сайта завода по производству источников питания светодиодов Аргос-Электрон

hello_html_64265cd.png

Рис. 2 Технический паспорт источника питания светодиодов для фитосветильника

hello_html_m649a9fc7.png


Приложение 8

Рис.1 Светодиодный фитосветильник – 30Втhello_html_dc29833.jpg

hello_html_m1e48d070.jpg





Рис.2 Снятие замеров по теплоотводу на корпусе

hello_html_m6711afaa.jpg








hello_html_5d181c36.jpghello_html_30bd337.jpg

















Приложение 9

Результаты тестирования фитосветильников на уровень ФАРhello_html_56313b84.jpg

hello_html_m678f13ff.jpg










Высота подвеса светильника 30см от

поверхности, замеры по центру

Высота подвеса светильника 30см от

поверхности, замеры 30 см от центра


Облученность (Ее), Вт/м2 (%)

Синий 400-500нм

9,6 (28,6%)

9,8

(37,7%)

5,57

(28,3%)

4,67

(28,8%)

3,03

2,21

28,8%

Зеленый 500-600нм

2,05 (6,1%)

1,75

(6,2%)

1,25

(6,3%)

1,03

(6,3%)

0,789

0,648

6,2%

Красный 600-700нм

21,9 (65,3%)

16,6

(58,8%)

12,9

(65,5%)

10,5

(64,8%)

6,89

5,01

63,5%

700-790нм

0,493 (1,5%)

0,413

(1,46%)

0,302

(1,5%)

0,251

(1,5%)

0,191

0,168

1,5%

Всего

33,5

28,2

19,7

16,2

10,7

7,87


ФАР мкмоль/с*м2 (%)

Синий 400-500нм

36,7

(22,2%)

37,5 (27,7%)

21,3 (21,9%)

17,8 (22,5%)

11,6

8,5

24%

Зеленый 500-600нм

9,5 (5,7%)

8,1 (4,2%)

5,8 (5,9%)

4,8 (6%)

3,7

3

5,3%

Красный 600-700нм

118,4 (72%)

89,8 (66,3%)

69,8 (71,9%)

56,4 (71,4%)

37,2

27

70%

Всего

164,6

135,4

97

79

52,4

38,5



Приложение 10

Рис.1 14.09.2015 г. высадка пробной партии огурцов и помидор

hello_html_m5e3bcdf2.jpg

hello_html_mf7d9931.jpg

hello_html_m185ff231.jpg






Рис.2 5.11.2015 - рассада для пикировкиhello_html_m6caa2781.jpg

hello_html_m21e4115c.jpg








Рис.3 10.12.2015 на помидорах появилась завязь, а огурцы стали активно плодоносить

hello_html_m48a64ea1.jpghello_html_m55f0ed6b.jpg





hello_html_m677fe58a.jpg






Приложение 11

Рис. 1 05.01.2016 созревание томатов

hello_html_40866943.jpg

Рис. 2 18.01.2016 г. сбор очередного урожая огурцов и первого урожая томатов

hello_html_m6d874592.jpghello_html_m614df010.jpg

hello_html_m3a6c3393.jpg

hello_html_m6b6f3efd.jpg



Выбранный для просмотра документ тезисы к работе.docx

библиотека
материалов

Светодиодные фитосветильники – будущее растений

Зуева Светлана Юрьевна,

г. Невинномысск, МБОУ СОШ№20, 5 класс

научный руководитель: Мирзоева Елена Анатольевна, учитель биологии МБОУ СОШ№20

При выращивании овощей зимой, нехватку света производители восполняют химией и стимуляторами роста, поэтому свежие овощи больше напоминают пластмассу. Актуальность исследования. Зимой растения страдают от недостатка солнечного света. Только с использованием дополнительного освещения можно вырастить вкусные и полезные овощи в это время. Проблема: Фитолампы призванные, до недавнего времени, заменять солнечный свет только частично излучают нужный для растений спектр и имеют ряд недостатков. Поэтому внедрение светодиодных фитосветильников, позволяющих полностью подобрать необходимый спектр сегодня актуальная задача. Цель исследования - создание и применение светодиодного фитосветильника со спектром светоизлучения максимально приближенным к необходимому для роста и развития растений. Задачи: изучить влияние спектра светового излучения на рост и развитие растений; провести теоретический анализ характеристик уже существующих фотоламп; разработать конструкцию и собрать светодиодный фитосветильник; провести замеры характеристик светильника; вырастить вкусные огурцы и помидоры; популяризировать применение современных светотехнических технологий для выращивания вкусных и полезных овощей; Объект исследования: овощные культуры. Предмет исследования: влияние светодиодного фитосветильника. Гипотеза: для выращивания вкусных и полезных растений в холодное время года необходимо правильное освещение, а не огромное количество химических добавок и стимуляторов роста. Для решения поставленных задач и проверки гипотезы были использованы методы: анализ, наблюдение, лабораторное тестирование, эксперимент, качественный анализ результатов работы. Теоретическим основанием исследования являются научные труды Климента Аркадьевича Тимирязева. Ключевые исследования ученого по физиологии растений посвящены изучению фотосинтеза. К. А. Тимирязев исследовал зависимость фотосинтеза от интенсивности света и его спектрального состава.

Интенсивность фотосинтеза зависит от интенсивности света, содержания двуокиси углерода и обеспечения водой, а также от окружающей температуры. К.А. Тимирязев доказал, что наиболее активно фотосинтез идет под действием оранжево - красного света (610-660 нм). Второй пик активности находится в сине-фиолетовой части спектра (400-510 нм). Вывод: в процессе фотосинтеза растения желто-зеленая составляющая дневного света практически бесполезна, а нужен ему свет (а значит и энергия) из красной (660 нм) и синей (460 нм) областей спектра дневного света. Фотоморфогенез - это процессы, в которых свет выступает не как первичный источник энергии, а как сигнальное средство для пигментов фитохром и криптохром. Вывод: в процессах фотоморфогенеза задействованы красные (660нм и 730нм) и синие (400-500нм) части спектра дневного света.

Используемый растениями спектральный диапазон называется фотосинтетической активной радиацией – ФАР. Основные искусственные источники света для растений это: ртутные, натриевые, галогеновые и светодиодные светильники, последние появились совсем недавно. Проанализировав характеристики каждого вида, мы пришли к выводу: Наиболее эффективными фито светильниками по уровню ФАР, энергопотреблению и безопасности являются светодиодные, но существующие сегодня образцы имеют очень высокую стоимость и недочеты в конструктивном решении. Я решила собрать свой фитосветильник, для этого я определила: 1. Какие длины волн из спектра дневного света должны быть в моем светильнике; 2. Какое процентное соотношение цветов будет максимально благоприятно влиять на рост и развитие растений. Вывод: Мой светодиодный фитосветильник имеет высокий уровень ФАР, процентное соотношение спектрального состава практически полностью соответствует желаемому, оптимальная высота установки светильника 30см от поверхности растений.


С 14.09.2015 г. по 18.01.2016 г. нами был выращен собственный зимний урожай вкусных огурцов и томатов под моим светодиодным фитосветильников. Вывод: Вырастить здоровые и вкусные растения зимой возможно без химии и стимуляторов, для этого нужен разработанный и собранный нами светодиодный фитосветильник. Практическая значимость исследования. Теоретическая и практическая части исследования могут быть использованы на практике агрономами в тепличных хозяйствах. Разработанный нами светодиодный фитосветильник рекомендуется применять в промышленных масштабах тепличных хозяйств для выращивания вкусных и полезных овощей.

2


Подайте заявку сейчас на любой интересующий Вас курс переподготовки, чтобы получить диплом со скидкой 50% уже осенью 2017 года.


Выберите специальность, которую Вы хотите получить:

Обучение проходит дистанционно на сайте проекта "Инфоурок".
По итогам обучения слушателям выдаются печатные дипломы установленного образца.

ПЕРЕЙТИ В КАТАЛОГ КУРСОВ

Автор
Дата добавления 25.08.2016
Раздел Биология
Подраздел Научные работы
Просмотров536
Номер материала ДБ-165788
Получить свидетельство о публикации
Похожие материалы

Включите уведомления прямо сейчас и мы сразу сообщим Вам о важных новостях. Не волнуйтесь, мы будем отправлять только самое главное.
Специальное предложение
Вверх