635nm ja 65 0 nm laserid näitavad nähtava punase spektri esinduslike valgusallikatena unikaalset väärtust kaasaegses põllumajandusliku tootmise korral. Neil kahel laserlainepikkusel on mõõdukas kudede läbitungimise sügavus ja olulised fotobioloogilised mõjud, mis võimaldavad taime füsioloogiliste aktiivsuste tõhusat reguleerimist ilma termilisi kahjustusi tekitamata. 635nm laser (oranž-punane) omab pisut kõrgemat footonienergiat kui 650nm laseril (sügavpunane), läbitungimissügavusega umbes 0. 5-2 mm taimekudedes, kus seda saab valikuliselt imenduda klorofülli ja karotenoidide abil. 650NM laser joondub tihedamalt klorofülli B maksimaalse neeldumisspektriga, pakkudes fotosünteesi regulatsioonis suurepäraseid eeliseid. Praegused põllumajanduslikud rakendused on loonud täieliku tehnoloogilise süsteemi, mis ulatub seemnetöötlusest kuni kogudusejärgse säilitamiseni, samasohutusprotokollidJätkake parendamist.
Rakenduse omadused 635NM ja 650NM laserid
Fotobioloogilised omadused
Neeldumisomadused: 650 nm laser vastab täpselt klorofüll B imendumispiigile (647nm), samas
Läbitungimisvõime: Jõuab Palisade koe kihti taimelehtedes (650nm näitab 15-20% parem läbitungimine kui 635nm)
Energiaefektiivsus: 635NM footonit kannavad 3.12EV Energy, 650Nm 2,99EV, mõlemad fotosünteetiliselt aktiivses kiirgusvahemikus
Tehnilised rakendusrežiimid
Pidev lainerakendus: 5-500 MW võimsus püsiva biostimulatsiooni jaoks
Impulssrežiimi rakendus: 1-100 Hz sagedus reguleeritava töötsükliga täpse reguleerimise jaoks
Komposiitvalgustusega rakendus: Koos teiste lainepikkusega laserite või LED -valgusallikatega
Spetsialiseeritud põllumajanduslikud rakendused
Põllukultuuride kasvu reguleerimine
Seemnetöötlus: 650 nm laser (20MW\/cm² × 120s) suurendab riisi idanemise kiirust 18,7% ja idanemispotentsiaal 22,3%
Seemikute kasvatamine: 635nm vahelduv kiiritus (10min\/h) suurendab tomati varre läbimõõtu 14,6% ja juurte aktiivsus 31,2%
Õitsemiskontroll: 650nm Öine toidulisand (2H\/D) edendab lühikese päeva põllukultuuride õitsemist 7-10 päevade kaupa
Füsioloogiline tugevdamine
Fotosünteesi reklaamimine: 65 0 nm laser suurendab salati PSⅱ maksimaalset fotokeemilist efektiivsust (FV\/FM) 0,12 võrra
Stressiresistentsuse esilekutsumine: 635nm eeltöötlus suurendab nisu SOD aktiivsust põua all 42,8%, vähendades MDA sisaldust 36,5%
Kvaliteedi parandamine: Eelharjutus 650 nm kiiritus tõstab maasika lahustuva suhkrusisalduse 24,3% ja C -vitamiini 18,7%
Tootmisjuhtimine
Täpne rohimine: 650 nm impulsslaserit (80W, 5 ms) saavutab 93,4% likvideerimise efektiivsuse Barnyard Grass Meristemsil
Kahjuritõrje: 635nm Strobe (50Hz) vähendab lehetäide maandumiskiirust 47,6%
Kvaliteedikontroll: 650 nm laser-indutseeritud fluorestsents tuvastab 89,2% õuna hallitanud südamiku infektsioonidest
Laserohutuse kaitsesüsteem
Ohu klassifikatsioon ja hindamine
Silmaoht: 1MW otsene kokkupuude võib põhjustada võrkkesta põletusi (635Nm ohukoefitsient 1,2 vs 65 0 nm 1.0)
Nahaga kokkupuute piir: MPE 200mW/cm² for continuous exposure (>10s)
Seadmete ohutusklass: Põllumajanduslikud laserid enamasti IIIB klassi ({0}} mW), nõudes ranget kontrolli
Kaitse rakendamine
Insenerikontroll
Optiline korpusesüsteem (<0.5mW/cm² leakage)
Automaatsed lukustusseadmed (<50ms response)
Beam terminators (>99,9% neeldumine)
Isikukaitse
Spetsiaalsed kaitseprillid (OD suurem või võrdne 2@630-660 nm)
Protective gloves (>120 -kraadine soojustakistus)
Coveralls (>200 g\/m² kanga tihedus)
Juhtimisprotokollid
Operaatori väljaõpe (suurem või võrdne 8 aastatunniga)
Hoiatusmärgistussüsteem (GB7247 vastav)
Hädaolukorras reageerimine (sealhulgas silmade kokkupuute protseduurid)
Keskkonnaohutus
Tööpiirkonna piiritlemine (suurem või võrdne 3M juhtimisraadiusega)
Lennunduse ohutusmeetmed (<5° elevation limit)
Elektriohutus (maapinna takistus<4Ω)
Järeldus
Nende konkreetsete fotobioloogiliste mõjude kaudu on 635NM ja 650NM laserid saavutanud olulisi läbimurdeid põhiuuringutest põllumajanduse praktiliste rakendusteni. Põllukultuuride kasvu reguleerimiseks võivad need laserid mõjutada täpselt fotomorfogeneesi, fotosünteesi ja sekundaarset metabolismi, parandades oluliselt saagikust ja kvaliteeti. Tootmisjuhtimises võimaldab nende täpsus uuenduslikke lähenemisviise füüsilisele umbrohutõrjele ja kahjuritõrjele. Väljakujunenud kolmetasandiline kaitsesüsteem (inseneri-isiku juhtimine) tagab operatiivse ohutuse. Praegused tehnilised parameetrid on moodustanud suhteliselt küpsed standardid, näiteks 20-50 j\/cm² seemnetöötlemiseks ja 10-30 mw\/cm² kasvuastme kiiritamiseks, pakkudes usaldusväärseid viiteid suuremahuliste rakenduste jaoks. Kogunenud kogemustega jätkavad need laserid elutähtsate rollide mängimist täpse ja nutika põllumajanduse arendamisel.