LED világítástechnika alkalmazása a növénytermesztésben
Termőtalaj, víz, levegő, tápanyag, hőmérséklet.
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
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!
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 https://www.nasa.gov/centers/kennedy/home/plant_growth.html
Hűvösebb éghajlaton melegebb égövi növények termesztése Száraz övezetben gazdaságos öntözéses rendszer Szezonon kívül is friss gyümölcsök, zöldségek
Fémhalogén
Urban farming
Is Indoor Vertical Farming the Future of Food? By Caroline Praderio April 15, 2015
Deep Roots: Underground Farm in London Air-Raid Tunnels http://weburbanist.com/2014/02/20/deep-roots-underground-farm-in-london-air-raid-tunnels/
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
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 + )
Fény szerepe a fotoszintézisben: energiaforrás
Ultraibolya: 10-400 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.
Kék fény (430-450 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
Zöld fény (500-550 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 http://hortamericas.blogspot.hu/2013/09/usingleds-to-manipulate-plant-growth.html
Zöld fény (500-550 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 http://hortamericas.blogspot.hu/2013/09/usingleds-to-manipulate-plant-growth.html
Vörös (640-680 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
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 http://www.bmlhorticulture.com/led-light-bar- 730nm-far-red/
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?
GE LED Saláta Japán vertikális termesztés steril környezet, 10 000 fej saláta / nap 2 300 nm 17 500 LED 15 emelet
OSRAM Opto Semiconductors OSLON family LEDs 730 Nanometer (nm) fördert das Wachstum bestimmter Pflanzen http://www.ledshift.com/news/artikel/afterb urn-effekt_pflanzenlicht.html
Philips Eper Paradicsom: növényen közötti világítás Szaporítás
Philips, Bazsalikom Illumitex, dohány
MTA Agrártudományi Kutatóközpont, Martonvásár, Fitotron Zárt, a külső körülményektől független növénytermesztő rendszerek
A klímakamrákban külső környezettől függetlenül programozhatóan szabályozzuk: - Hőmérséklet - Páratartalom - Fény intenzitás - Megvilágítás hossza - CO 2 koncentráció
Tateyama Kagaku Industries, Co. Ltd.
Tateyama Kagaku Industries, Co. Ltd.
Galiba Gábor, Monostori István, Heilmann Márk, Ahres Mohamed, Darkó Éva,
Alapkutatás A modulált fényspektrum hatása a gabonafélék abiotikus stressztűrésére MTA ATK Növényi Molekuláris Biológia Osztály Novák Aliz, Boldizsár Ákos, Tóth Balázs, Galiba Gábor
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 2 800 nm fölött: 400 mw/cm 2 Blue IR Fehér sáv: 1600 mw/cm 2 Fénymérő rendszer MTA Infrastruktúra 2014 pályázat támogatásával DeepRED White
Köszönöm a figyelmet!