635nm ir 65 0 nm lazeriai, kaip reprezentatyvūs šviesos šaltiniai matomame raudoname spektre, parodo unikalią šiuolaikinės žemės ūkio gamybos vertę. Šie du lazerio bangos ilgiai pasižymi vidutinio sunkumo audinių skverbimosi gyliu ir reikšmingu fotobiologiniu poveikiu, leidžiančiu efektyviai reguliuoti augalų fiziologinę veiklą, nesukeldami šiluminės pažeidimo. 635 nm lazeris (oranžinis-raudonas) turi šiek tiek didesnę fotono energiją nei 650 nm lazeris (giliai raudonas), kurio skverbtis yra maždaug 0. 5-2 mm augalų audiniuose, kur jį selektyviai gali absorbuoti chlorofilo ir karotinoidai. 650 nm lazeris labiau suderinamas su chlorofilo B didžiausio absorbcijos spektru, suteikdamas puikius fotosintezės reguliavimo pranašumus. Dabartinės žemės ūkio programos sukūrė visą technologinę sistemą, apimančią nuo sėklų apdorojimo iki išsaugojimo po derliaus, tuo tarpusaugos protokolaitoliau tobulėti.
Taikymo charakteristikos yra 635NM ir 650 nm lazeriai
Fotobiologinės savybės
Absorbcijos charakteristikos: 650 nm lazeris tiksliai atitinka chlorofilo B absorbcijos smailę (647 nm), o 635 nm lazerį lengviau absorbuoja karotenoidai
Įsiskverbimo pajėgumas: Palisade audinių sluoksnį pasiekia augalų lapuose (650 nm rodo 15-20% geresnį skverbimąsi nei 635 nm)
Energijos efektyvumas: 635 nm fotonai neša 3.12Ev energiją, 650 nm 2.99ev
Techninio taikymo režimai
Nuolatinis bangų taikymas: 5-500 MW galia nuolatiniam biostimuliacijai
Pulsinio režimo programa: 1-100 Hz dažnis su reguliuojamu darbo ciklu, kad būtų galima tiksliai reguliuoti
Kompozicinė šviesos programa: Kartu su kitais bangos ilgio lazeriais arba LED šviesos šaltiniais
Specializuotos žemės ūkio programos
Pasėlių augimo reguliavimas
Gydymas sėklomis: 650 nm lazeris (20mW\/cm² × 120s) padidina ryžių daigumo dažnį 18,7%, o daigumo potencialas - 22,3%
Daigų auginimas: 635 nm protarpinis švitinimas (10 min\/h) padidina pomidorų stiebo skersmenį 14,6%, o šaknies aktyvumas - 31,2%
Žydėjimo kontrolė: 650 nm nakties papildymas (2h\/d) Pažanga trumpos dienos žydėjimas 7-10 dienomis
Fiziologinis sustiprinimas
Fotosintezės skatinimas: 65 0 nm lazeris padidina salotų PSⅱ Maksimalus fotocheminis efektyvumas (FV\/FM) 0,12
Atsparumo stresui indukcija: 635 nm, išankstinis apdorojimas padidina kviečių SOD aktyvumą 42,8% sausros, tuo pačiu sumažinant MDA kiekį 36,5%
Kokybės gerinimas: „Preharvest 650Nm“ švitinimas padidina braškėse tirpaus cukraus kiekį 24,3%, o vitaminas C - 18,7%
Gamybos valdymas
Tikslus ravėjimas:
Kenkėjų kontrolė: 635 nm strobas (50Hz) sumažina amarų nusileidimo greitį 47,6%
Kokybės patikrinimas: 650 nm lazerio sukelta fluorescencija nustato 89,2% obuolių pelėsio šerdies infekcijų
Lazerio saugos apsaugos sistema
Pavojų klasifikacija ir vertinimas
Akies pavojus: 1MW tiesioginis poveikis gali sukelti tinklainės nudegimus (635 nm pavojaus koeficientas 1,2 vs 65 0 nm 1.0)
Odos poveikio riba: MPE 200mW/cm² for continuous exposure (>10s)
Įrangos saugos klasė: Žemės ūkio lazeriai, daugiausia IIB klasė ({5-500 MW), todėl reikia griežtos kontrolės
Apsaugos įgyvendinimas
Inžineriniai valdikliai
Optinio gaubto sistema (<0.5mW/cm² leakage)
Automatiniai blokavimo įrenginiai (<50ms response)
Beam terminators (>99,9% absorbcija)
Asmeninė apsauga
Specialūs akiniai (OD didesnis arba lygus 2@630-660 nm)
Protective gloves (>120 laipsnių šilumos atsparumas)
Coveralls (>200 g\/m² audinio tankis)
Valdymo protokolai
Operatoriaus mokymas (didesnis arba lygus 8 metinėms valandoms)
Įspėjamoji ženklų sistema (atitinka GB7247)
Avarinės reagavimas (įskaitant akių ekspozicijos procedūras)
Aplinkos sauga
Darbo srities demarkacija (didesnė arba lygi 3M valdymo spinduliui)
Aviacijos saugos priemonės (<5° elevation limit)
Elektros sauga (atsparumas naikinimui<4Ω)
Išvada
Dėl savo specifinio fotobiologinio poveikio 635NM ir 650 nm lazeriai pasiekė reikšmingų proveržių nuo pagrindinių tyrimų iki praktinio taikymo žemės ūkyje. Pasėlių augimo reguliavimui šie lazeriai gali tiksliai paveikti fotomorfogenezę, fotosintezę ir antrinį metabolizmą, iš esmės pagerinti derlių ir kokybę. Gamybos valdyme jų tikslumas įgalina novatoriškus fizinių piktžolių ir kenkėjų kontrolės metodus. Sustatyta trijų pakopų apsaugos sistema (inžinerijos asmens valdymas) užtikrina veiklos saugą. Dabartiniai techniniai parametrai sudarė santykinai subrendusius standartus, tokius kaip 20-50 J\/cm² sėklų apdorojimui ir 10-30 mw\/cm² augimo stadijos švitinimui, pateikiant patikimas nuorodas į didelio masto taikymą. Turėdami sukauptą patirtį, šie lazeriai ir toliau vaidins gyvybiškai svarbų vaidmenį tiksliai ir intelektualiojo žemės ūkio plėtroje.