LED világítástechnika alkalmazása a növénytermesztésben Harnos Noémi

Átírás

1 LED világítástechnika alkalmazása a növénytermesztésben

2 Termőtalaj, víz, levegő, tápanyag, hőmérséklet.

3 NASA Hosszú űrutazások lehetővé tétele: friss élelem és oxigén Cél: zárt rendszerű bioregeneratív technológia létrehozása 80-as évek vége: LED világítás alkalmazása növénynevelésben Vörös: LED önmagában nem elegendő Kék: fénycső

4 90-es évek eleje: kék LED megalkotása Nobel díj 2014: Isamu Akasaki Hiroshi Amano Shuji Nakamura Félvezető-technikai találmánysorozatot díjaztak, amelynek köszönhetően a Nap spektrumához közeli fehér fényt sikerült létrehozni. Bársony István Forradalmasította a növényi fotobiológiai kutatásokat is!

5 LED lights are efficient and versatile, because of their durability and long life, they are ideal for space missions where resupply of things from Earth is limited. Gioia Massa, NASA

6

7

8 Hűvösebb éghajlaton melegebb égövi növények termesztése Száraz övezetben gazdaságos öntözéses rendszer Szezonon kívül is friss gyümölcsök, zöldségek

9 Fémhalogén

10 Urban farming

11 Is Indoor Vertical Farming the Future of Food? By Caroline Praderio April 15, 2015

12 Deep Roots: Underground Farm in London Air-Raid Tunnels

13 Több emelet szinten a teret kihasználva, vízkultúrában termesztés Önfenntartó vertikális farmokban Futurisztikus környezetben The Vertical Farm Growing Power and The Kubala Washatko Architects, Inc. The Dragonfly Tower by Vincent Callebaut

14 Elsődleges energiaforrás a fotoszintézishez Jelzőrendszer a növekedéshez, fejlődéshez A növény monitorozza az Intenzitását Világos-sötét szakaszok hosszát Hullámhosszát CO 2 O 2 C 6 H 12 O 6 H 2 O + irányát ( Int + )

15 Fény szerepe a fotoszintézisben: energiaforrás

16 Ultraibolya: nm Nagy mértékben káros a növényzetre. Kis mértékben hasznos: Javíthatja a növény színét, ízét és aromáját. 385 nm UV fény javítja a növényi anyag minőségét, növeli az antioxidánsok aktivitását a növényi kivonatokban.

17 Kék fény ( nm) Kriptokromok és fototropinok kék fényt elnyelő jelátalakító fotoreceptorok Fény felé fordulás (fototropizmus), Szár megnyúlás megakadályozása, szabályozása, Csíra növekedésének befolyásolása Serkenti a gyökérnövekedést Fotoszintetikus folyamatokra Klorofill képződésre Sztóma nyílás Intenzív fotoszintézis HQRP 225 Blue LED Grow Light Panel for Indoor Grow Green house Hydroponic System

18 Zöld fény ( nm) Áthatol a szöveteken és jelzőrendszerként szolgál Növeli a biomassza produkciót Hatással van a klorofill és karotin szintézisre Kombinálva a többi színnel a növény fiziológiai állapota jól megfigyelhető

19 Zöld fény ( nm) Áthatol a szöveteken és jelzőrendszerként szolgál Növeli a biomassza produkciót Hatással van a klorofill és karotin szintézisre Kombinálva a többi színnel a növény fiziológiai aktivitása jól megfigyelhető

20 Vörös ( nm) Legfontosabb a fotoszintézis, virágzás és termés regulációban A legenergiahatékonyabb fényforrás a fotoszintézishez Fitokrómok: vörös-távoli vörös fényt elnyelő fotoreceptorok Serkenti a szárnövekedést, a virágzást, gyümölcs produkciót, klorofill szintézist. Hosszúnappalos növények éjszakai megvilágítása: virágzás előrehozása Rövidnappalos növények esetén a virágzás elkerülése

21 Távoli vörös (730nm) A fotoszintetkusan aktív sugárzáson kívül esik A fényciklusok végén a rövidnappalos növények esetén virágzás elősegítése Hosszúnappalos növények virágzásához szükséges A vörös és távoli vörös fény egymás hatását kioltják! Fitokrómok Levélhosszúság növelő hatás: behatol az árnyéklevelekig Negatív hatás a klorofill, karotin koncentrációra 730nm-far-red/

22 Kutatók szempontjából: - Spektrum programozható, állítható - Egyes hullámhosszok intenzitása szabályozható - Pontosan reprodukálható - A használat során nem változik a spektrum - Felső és oldalsó világítás is lehetséges akár a növényzeten belül Technológia szempontjából: - Stabilitás - A hő és a fény elválasztása - Energiahatékony - Nem szórása, hanem sugárzása a fénynek - Sugárzás szabályozható - Hosszabb élettartamú Kérdés: - Milyen az egyes növényfajok számára az ideális fény- - Spektrum - arány - intenzitás - periódus?

23 GE LED Saláta Japán vertikális termesztés steril környezet, fej saláta / nap nm LED 15 emelet

24 OSRAM Opto Semiconductors OSLON family LEDs 730 Nanometer (nm) fördert das Wachstum bestimmter Pflanzen urn-effekt_pflanzenlicht.html

25 Philips Eper Paradicsom: növényen közötti világítás Szaporítás

26 Philips, Bazsalikom Illumitex, dohány

27 MTA Agrártudományi Kutatóközpont, Martonvásár, Fitotron Zárt, a külső körülményektől független növénytermesztő rendszerek

28 A klímakamrákban külső környezettől függetlenül programozhatóan szabályozzuk: - Hőmérséklet - Páratartalom - Fény intenzitás - Megvilágítás hossza - CO 2 koncentráció

29 Tateyama Kagaku Industries, Co. Ltd.

30 Tateyama Kagaku Industries, Co. Ltd.

31

32 Galiba Gábor, Monostori István, Heilmann Márk, Ahres Mohamed, Darkó Éva,

33 Alapkutatás A modulált fényspektrum hatása a gabonafélék abiotikus stressztűrésére MTA ATK Növényi Molekuláris Biológia Osztály Novák Aliz, Boldizsár Ákos, Tóth Balázs, Galiba Gábor

34 LED fénymennyezet a martonvásári fitotronban 9,4 m 2 -en 4 klímakamrában A rendszer tervezésében jelentős szerepet vállalt Prof. Schanda János, Szabó Ferenc és Csuti Péter Pannon Egyetem Villamosmérnöki és Információs Rendszerek Tanszék Hat hullámhossztartomány Programozhatóan állítható spektrum Teljesen homogén 60 cm magasságban: Royal BLue Cherry Red 415 nm, 460 nm, 650 nm, 750 nm: 1200 mw/cm nm fölött: 400 mw/cm 2 Blue IR Fehér sáv: 1600 mw/cm 2 Fénymérő rendszer MTA Infrastruktúra 2014 pályázat támogatásával DeepRED White

35

36 Köszönöm a figyelmet!