RU2397636C1 - Method for artificial lighting of plants in greenhouses - Google Patents
Method for artificial lighting of plants in greenhouses Download PDFInfo
- Publication number
- RU2397636C1 RU2397636C1 RU2008149501/21A RU2008149501A RU2397636C1 RU 2397636 C1 RU2397636 C1 RU 2397636C1 RU 2008149501/21 A RU2008149501/21 A RU 2008149501/21A RU 2008149501 A RU2008149501 A RU 2008149501A RU 2397636 C1 RU2397636 C1 RU 2397636C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- light
- illumination
- plants
- day
- night
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 19
- 238000005286 illumination Methods 0.000 claims abstract description 21
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 claims abstract description 8
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 claims abstract description 6
- 230000033764 rhythmic process Effects 0.000 claims abstract description 4
- 230000004907 flux Effects 0.000 claims description 4
- 230000007704 transition Effects 0.000 claims description 3
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 claims description 2
- 230000005855 radiation Effects 0.000 abstract description 5
- 230000012010 growth Effects 0.000 abstract description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 2
- PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N Glycerine Chemical compound OCC(O)CO PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 abstract 1
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 description 24
- 240000008067 Cucumis sativus Species 0.000 description 4
- 230000029553 photosynthesis Effects 0.000 description 4
- 238000010672 photosynthesis Methods 0.000 description 4
- 235000010799 Cucumis sativus var sativus Nutrition 0.000 description 3
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 3
- 235000013399 edible fruits Nutrition 0.000 description 3
- 230000008635 plant growth Effects 0.000 description 3
- 235000007688 Lycopersicon esculentum Nutrition 0.000 description 2
- 240000003768 Solanum lycopersicum Species 0.000 description 2
- 235000009849 Cucumis sativus Nutrition 0.000 description 1
- 208000012868 Overgrowth Diseases 0.000 description 1
- 244000088415 Raphanus sativus Species 0.000 description 1
- 235000006140 Raphanus sativus var sativus Nutrition 0.000 description 1
- 235000004789 Rosa xanthina Nutrition 0.000 description 1
- 241000109329 Rosa xanthina Species 0.000 description 1
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 230000027288 circadian rhythm Effects 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 230000002068 genetic effect Effects 0.000 description 1
- 230000035784 germination Effects 0.000 description 1
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 description 1
- 235000015097 nutrients Nutrition 0.000 description 1
- 230000008121 plant development Effects 0.000 description 1
- 230000002035 prolonged effect Effects 0.000 description 1
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 1
- 230000029058 respiratory gaseous exchange Effects 0.000 description 1
- 239000002689 soil Substances 0.000 description 1
- 235000013311 vegetables Nutrition 0.000 description 1
- 230000017260 vegetative to reproductive phase transition of meristem Effects 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Landscapes
- Cultivation Of Plants (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к светотехнике и может быть использовано для выращивания цветов, овощей, фруктов и другой сельскохозяйственной продукции при искусственном освещении.The invention relates to lighting equipment and can be used for growing flowers, vegetables, fruits and other agricultural products under artificial lighting.
Известен способ выращивания растений огурца при искусственном освещении, в котором в течение первых 18-22 суток после выращивания рассады огурца производят ее облучение с интенсивностью, равной 25-30% от максимальной, затем следующие 14-16 суток характеризуются максимальными значениями интенсивности, и, наконец, последние 28-32 суток интенсивность облучения постепенно снижают до 28-30% от максимальной (RU 2131179 С1, 1999.06.10).A known method of growing plants of cucumber under artificial lighting, in which during the first 18-22 days after growing seedlings of cucumber produce its irradiation with an intensity equal to 25-30% of the maximum, then the next 14-16 days are characterized by maximum values of intensity, and finally , the last 28-32 days, the radiation intensity is gradually reduced to 28-30% of the maximum (RU 2131179 C1, 1999.06.10).
Недостатком данного способа является невозможность регулирования спектра излучения облучающего светового потока.The disadvantage of this method is the inability to control the radiation spectrum of the irradiating light flux.
Известен способ локального бестеневого освещения рассады в закрытом от внешней среды пространстве с регулируемым защитным колпаком, снабженным искусственным источником света, в котором периодически изменяют площадь освещаемой поверхности, интенсивность светового потока источника света, а также спектральный состав освещения рассады, причем в качестве искусственного источника света используются светодиоды (RU 2006119966 А, 2007.12.27).There is a method of local shadowless illumination of seedlings in a space closed from the external environment with an adjustable protective cap equipped with an artificial light source, in which the area of the illuminated surface, the light flux of the light source, and the spectral composition of the seedling illumination are periodically changed, moreover, they are used as an artificial light source LEDs (RU 2006119966 A, 2007.12.27).
К недостаткам данного способа следует отнести сложность практической реализации и ограниченный диапазон использования.The disadvantages of this method include the complexity of the practical implementation and the limited range of use.
Наиболее близким аналогом предлагаемого изобретения (прототипом) является способ искусственного светоимпульсного освещения растений, в котором освещение растительных культур осуществляется световыми импульсами регулируемой интенсивности, частоты и скважности, причем источники света выполнены на светодиодах с различным спектром излучения (RU 2326525 С2, 2008.06.20).The closest analogue of the present invention (prototype) is a method of artificial light-pulse illumination of plants, in which the illumination of plant crops is carried out by light pulses of adjustable intensity, frequency and duty cycle, and the light sources are made on LEDs with a different radiation spectrum (RU 2326525 C2, 2008.06.20).
К недостаткам следует отнести применение дорогостоящего оборудования для реализации данного способа, использование специальных сооружений защищенного грунта и ограниченный диапазон использования.The disadvantages include the use of expensive equipment to implement this method, the use of special structures of protected soil and a limited range of use.
Технической задачей изобретения является создание способа искусственного освещения растительных культур в теплицах, позволяющего повысить урожайность за счет оптимизации светового режима, увеличить скорость роста растений, снизить расход электроэнергии, а также расширить диапазон применения.An object of the invention is to provide a method for artificial illumination of plant crops in greenhouses, which allows to increase productivity by optimizing the light regime, increase the growth rate of plants, reduce energy consumption, and also expand the range of applications.
Эта задача достигается тем, что в предлагаемом способе искусственного освещения растительных культур в теплицах, предусматривающем периодическое изменение интенсивности светового потока и спектрального состава источника света, освещение растений в сооружениях защищенного грунта осуществляется на основе принципа удвоения естественного суточного ритма, то есть плавного перехода уровня освещенности от ночного к дневному и наоборот, происходящего два раза в сутки, с учетом изменения лунного и солнечного спектров облучения, причем пики максимальной суточной освещенности совпадают с моментами верхней, дневной, и нижней, ночной, кульминациями солнца, а соотношение продолжительности светлого и темного периодов зависит от степени вегетативной зрелости и вида выращиваемых растительных культур.This problem is achieved by the fact that in the proposed method of artificial lighting of plant crops in greenhouses, which provides for a periodic change in the intensity of the light flux and the spectral composition of the light source, the illumination of plants in the structures of the protected ground is based on the principle of doubling the natural daily rhythm, that is, a smooth transition of the level of illumination from night to day and vice versa, occurring twice a day, taking into account changes in the lunar and solar irradiation spectra, and peaks the maximum daily illumination coincides with the moments of the upper, day, and lower, night, climaxes of the sun, and the ratio of the duration of light and dark periods depends on the degree of vegetative maturity and the type of plant crops grown.
Очень важным условием, влияющим на скорость роста растений и величину урожая в теплице, является свет. Энергия света используется растениями для фотосинтеза и регуляции своего развития - прорастания, цветения, плодоношения. При низкой интенсивности света преобладают процессы дыхания растений, энергия для жизнедеятельности черпается за счет распада ранее синтезированных веществ. Повышение интенсивности света пропорционально увеличивает фотосинтез. При дальнейшем росте облучения фотосинтез замедляется, после чего наступает фаза насыщения.A very important condition that affects the plant growth rate and yield in the greenhouse is light. The energy of light is used by plants for photosynthesis and regulation of their development - germination, flowering, fruiting. At low light intensities, the processes of plant respiration prevail, energy for vital activity is derived from the decay of previously synthesized substances. An increase in light intensity proportionally increases photosynthesis. With a further increase in irradiation, photosynthesis slows down, after which the saturation phase begins.
При низкой световой интенсивности растения получаются вытянутые. У редиса, например, образование корнеплодов происходит с пониженной активностью, растения формируют цветоносные стебли. У томатов и огурца цветы опадают, размеры плодов невелики, вкусовые качества низкие.At low light intensity, the plants are elongated. In radishes, for example, the formation of root crops occurs with reduced activity, plants form flower-bearing stems. In tomatoes and cucumbers, the flowers fall, the size of the fruit is small, the taste is low.
Интенсивный свет позволяет скоординировать фотосинтез, рост и развитие растений, увеличить урожай, получать крупные плоды высокого качества, значительно снизить сроки вегетации. В то же время для выращивания зелени сильный свет вреден, так как рост листовой поверхности замедляется, качество листьев снижается, они желтеют и становятся жесткими. Следовательно, для обеспечения максимальной продуктивности растительных культур решающим фактором является оптимальный выбор уровня освещенности.Intense light allows you to coordinate photosynthesis, plant growth and development, increase yield, get large fruits of high quality, significantly reduce the growing season. At the same time, strong light is harmful for growing greenery, since the growth of the leaf surface slows down, the quality of the leaves decreases, they turn yellow and become hard. Therefore, to ensure maximum productivity of plant crops, the optimal choice of the level of illumination is a decisive factor.
Считается, что солнечный (дневной) свет является лучшим освещением, поскольку филогенетическое развитие растений происходило именно на нем, растения лучше к нему приспособлены. Чем ближе спектральный состав искусственного освещения к естественному спектру, тем выше эффективность фитоценоза. Дневной свет наряду с питательными веществами и водой является одним из важнейших факторов для выращивания растений. Но дневного света может не хватать. Индустрия растениеводства все больше склоняется к использованию искусственного освещения, с помощью которого пролонгируется сезон выращивания растений, улучшается контроль над процессами роста. Качество освещения определяет успех всего производства.It is believed that sunlight (daylight) is the best lighting, since the phylogenetic development of plants took place on it, plants are better adapted to it. The closer the spectral composition of artificial lighting to the natural spectrum, the higher the efficiency of the phytocenosis. Daylight along with nutrients and water is one of the most important factors for growing plants. But daylight may not be enough. The crop industry is increasingly leaning toward the use of artificial lighting, with which the plant growing season is prolonged, and control over growth processes is improved. The quality of lighting determines the success of the entire production.
При дозировании света в теплице следует ориентироваться на выращиваемую культуру, правильно регулируя освещенность и создавая оптимальные условия для ее роста. Практика показывает, что для огурца световой день должен составлять 16 часов, для помидоров - 18 часов, а для роз - 19 часов. В некоторых теплицах практикуется круглосуточное освещение. Однако для нормального физиологического развития растений требуется несколько часов полной темноты. Необходимо также учитывать потребность в вариативном освещении различных растений - короткого и длинного дня.When dosing light in a greenhouse, you should focus on the cultivated crop, properly adjusting the illumination and creating optimal conditions for its growth. Practice shows that for cucumber the daylight should be 16 hours, for tomatoes - 18 hours, and for roses - 19 hours. Some greenhouses have round-the-clock lighting. However, the normal physiological development of plants requires several hours of complete darkness. It is also necessary to take into account the need for variable illumination of various plants - short and long day.
Исходя из вышеизложенного, для организации оптимального искусственного освещения в сооружениях защищенного грунта необходимо обеспечить достаточную интенсивность, необходимый спектр и длительность световой процедуры, соблюдая при этом вариативный алгоритм естественного изменения освещения - переход от ночного к дневному и наоборот.Based on the foregoing, in order to organize optimal artificial lighting in protected ground structures, it is necessary to provide sufficient intensity, the necessary spectrum and duration of the light procedure, while observing the variable algorithm of natural changes in lighting - the transition from night to day and vice versa.
Предлагаемый способ позволяет повысить эффективность светорадиационной обработки растений путем удвоения естественного суточного ритма. То есть в течение 24 часов интенсивность освещения от максимального до минимального значения плавно изменяется два раза, имитируя ночь, восход, день, закат, снова ночь и т.д. При этом пики максимальной освещенности совпадают с моментами верхней, дневной, и нижней, ночной, кульминациями солнца: максимальная освещенность (день) приходится на 12 час и 24 часа, а минимальная (ночь) - на 6 час и 18 час. Привязка экстремальных значений освещенности к солнечным кульминациям позволяет избежать нарушений естественных биоритмов растений, причем спектральный состав светового облучения соответствует солнечному и лунному спектрам в соответствующих фазах. Соотношение продолжительности светлого и темного периодов зависит от степени вегетативной зрелости и вида выращиваемых растительных культур.The proposed method improves the efficiency of light-radiation treatment of plants by doubling the natural daily rhythm. That is, within 24 hours, the illumination intensity from maximum to minimum changes smoothly twice, simulating night, sunrise, day, sunset, again night, etc. In this case, the peaks of maximum illumination coincide with the moments of the upper, day, and lower, night, climaxes of the sun: the maximum illumination (day) falls at 12 hours and 24 hours, and the minimum (night) - at 6 hours and 18 hours. Linking the extreme values of illumination to solar climaxes avoids disturbances in the natural biorhythms of plants, and the spectral composition of light irradiation corresponds to the solar and lunar spectra in the corresponding phases. The ratio of the duration of light and dark periods depends on the degree of vegetative maturity and the type of plant crops grown.
Удвоение суточного ритма способствует ускорению роста растений, увеличению вегетативной массы, снижению затрат на электроэнергию.Doubling the circadian rhythm helps to accelerate plant growth, increase vegetative mass, and reduce energy costs.
Предлагаемый способ позволяет эффективно использовать как солнечный свет, так и искусственное освещение, обеспечивая необходимый радиационный режим круглый год, он не вызывает световую «усталость» растений.The proposed method allows you to effectively use both sunlight and artificial lighting, providing the necessary radiation regime all year round, it does not cause light "fatigue" of plants.
Предлагаемый способ позволяет повысить урожайность на 6-11%.The proposed method allows to increase productivity by 6-11%.
Применение данного способа не нарушает экологию окружающей среды, а также не вызывает генетических изменений растительных культур.The application of this method does not violate the ecology of the environment, and also does not cause genetic changes in plant crops.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2008149501/21A RU2397636C1 (en) | 2008-12-15 | 2008-12-15 | Method for artificial lighting of plants in greenhouses |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2008149501/21A RU2397636C1 (en) | 2008-12-15 | 2008-12-15 | Method for artificial lighting of plants in greenhouses |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2008149501A RU2008149501A (en) | 2010-06-20 |
| RU2397636C1 true RU2397636C1 (en) | 2010-08-27 |
Family
ID=42682429
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2008149501/21A RU2397636C1 (en) | 2008-12-15 | 2008-12-15 | Method for artificial lighting of plants in greenhouses |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2397636C1 (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2674599C1 (en) * | 2018-05-25 | 2018-12-11 | Общество с ограниченной ответственностью "АГРОНИС" | Method of photostimulation of plants in greenhouse |
| RU2690795C2 (en) * | 2014-06-12 | 2019-06-05 | Филипс Лайтинг Холдинг Б.В. | Method of plant growing system control using artificial light |
| RU2811128C1 (en) * | 2023-05-19 | 2024-01-11 | Общество с ограниченной ответственностью "ГРОЛЛИ" | Greenhouse lighting method |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2198498C2 (en) * | 2000-10-04 | 2003-02-20 | Пензенская государственная сельскохозяйственная академия | Method for determining plant growth power |
| UA82552C2 (en) * | 2006-03-21 | 2008-04-25 | Институт Масличных Культур Украинской Академии Аграрных Наук | Method for growing winter rape in conditions of artificial climate |
| RU2326525C2 (en) * | 2006-05-24 | 2008-06-20 | Валерий Николаевич Марков | Light pulse lighter (options) and methods of light pulse lighting of plants |
-
2008
- 2008-12-15 RU RU2008149501/21A patent/RU2397636C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2198498C2 (en) * | 2000-10-04 | 2003-02-20 | Пензенская государственная сельскохозяйственная академия | Method for determining plant growth power |
| UA82552C2 (en) * | 2006-03-21 | 2008-04-25 | Институт Масличных Культур Украинской Академии Аграрных Наук | Method for growing winter rape in conditions of artificial climate |
| RU2326525C2 (en) * | 2006-05-24 | 2008-06-20 | Валерий Николаевич Марков | Light pulse lighter (options) and methods of light pulse lighting of plants |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Освещение растений, ч.4. Выбор системы освещения (найдено on-line из Интернет на http://www.gardenia.ru/pages/light_004.htm, 03.05.2008. * |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2690795C2 (en) * | 2014-06-12 | 2019-06-05 | Филипс Лайтинг Холдинг Б.В. | Method of plant growing system control using artificial light |
| US10694680B2 (en) | 2014-06-12 | 2020-06-30 | Signify Holding B.V. | Method of controlling an artificial light plant growing system |
| RU2674599C1 (en) * | 2018-05-25 | 2018-12-11 | Общество с ограниченной ответственностью "АГРОНИС" | Method of photostimulation of plants in greenhouse |
| RU2811128C1 (en) * | 2023-05-19 | 2024-01-11 | Общество с ограниченной ответственностью "ГРОЛЛИ" | Greenhouse lighting method |
| RU2849185C1 (en) * | 2024-08-28 | 2025-10-23 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Ростовский-на-Дону научно-исследовательский институт радиосвязи" (ФГУП "РНИИРС") | Method for artificial lighting of plants |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2008149501A (en) | 2010-06-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN106455503B (en) | Indoor Hydroponic Gardening Methods | |
| JP7541918B2 (en) | Dimming method for constant light intensity | |
| JP7051259B2 (en) | Optimization of awakening light for plant growth | |
| KR101231624B1 (en) | agreculture apparatus | |
| CN106416968A (en) | Method for hydroponically culturing lettuce by means of LED light source | |
| CN105875228A (en) | Method for adopting LED lamp for supplementing cucumber seedlings with light | |
| JP7767010B2 (en) | Vaulting control using light with high levels of far-red content | |
| Meena et al. | Study on change in microenvironment under different colour shade nets and its impact on yield of spinach (Spinacia oleracea L.) | |
| RU2397636C1 (en) | Method for artificial lighting of plants in greenhouses | |
| JP2001258389A (en) | Plant cultivation method | |
| US20250344644A1 (en) | Plant cultivation method, plant cultivation device, and photosynthetic organism production method | |
| Zheleznikova et al. | Implementing Comparative Method in Education with the Case of Leaf Lettuce Irradiation Modes. | |
| Bodolan et al. | Heat and light requirements of vegetable plants | |
| KR960001831B1 (en) | Plant cultivation method | |
| López-Marín et al. | Photoselective shade nets for pepper cultivation in southeastern Spain | |
| RU2698657C1 (en) | Sweet cherry growing method on hydroponics | |
| Kotiranta et al. | LED lights can be used to improve the water deficit tolerance of tomato seedlings grown in greenhouses | |
| Hao et al. | Optimizing vertical light spectral distribution to improve yield and quality in greenhouse fruit vegetable production | |
| Perera et al. | Growth and Yield Performances of Cabbage Grown under a Protected House in Low Country Wet Zone of Sri Lanka as Affected by Artificial Lights and Rate of Albert Fertilizer | |
| JP7236186B1 (en) | Plant cultivation method and plant cultivation device | |
| Apaeva et al. | Application of ESCO phytosystem based on narrow-band light-emitting diodes for growing cucumbers under photoculture conditions | |
| Demirsoy et al. | The quantitative effects of different light sources on the growth parameters of pepper seedlings. | |
| Singh et al. | Differential performance of Dianella tasmanica and Pleomele reflexa under coloured shade nets | |
| Vibhute | Effect of Artificial LED and Natural Light on the Growth of Cucumber Plant (Cucumis sativus) in Hydroponic System | |
| Arzola | Optimization of the Yield of the Cultivation of Cannabis Sativa in Controlled Environment for Medicinal use in Puerto Rico |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20101216 |