Fa'atomuaga

E taua tele le malamalama i le faagasologa o le tuputupu aʻe o laʻau. O le faʻapalaga sili lea e faʻaleleia ai le mitiia o le chlorophyll o laʻau ma le mitiia o le tele o uiga lelei o le tuputupu aʻe o laʻau e pei o le carotene. Peitaʻi, o le mea taua e fuafua ai le tuputupu aʻe o laʻau o se mea taua tele, e le gata e fesoʻotaʻi ma le malamalama, ae e le mafai foʻi ona vavaeʻeseina mai le faʻatulagaga o le vai, le eleele ma faʻapalaga, tulaga o le siosiomaga tuputupu aʻe ma le pulea atoatoa o tekinolosi.

I le lua pe tolu tausaga ua tuanaʻi, e le gata mai lipoti e uiga i le faʻaaogaina o tekinolosi moli semiconductor e uiga i fale gaosi oloa e tolu-vaega poʻo le tuputupu aʻe o laʻau. Ae a uma ona faitau ma le faʻaeteete, e iai lava ni lagona le mautonu. I se tulaga lautele, e leai se malamalamaga moni i le matafaioi e tatau ona faia e le malamalama i le tuputupu aʻe o laʻau.

Muamua, seʻi o tatou malamalama i le fusi o le la, e pei ona faʻaalia i le Ata 1. E mafai ona iloa o le fusi o le la o se fusi faifai pea, lea e sili atu le malosi o le fusi lanumoana ma le lanumeamata nai lo le fusi mumu, ma o le fusi o le malamalama vaaia e mai le 380 i le 780 nm. O le tuputupu aʻe o meaola i le natura e fesoʻotaʻi ma le malosi o le fusi. Mo se faʻataʻitaʻiga, o le tele o laʻau i le eria e lata ane i le ekueta e vave tele ona tuputupu aʻe, ma i le taimi lava e tasi, o le tele o lo latou tuputupu aʻe e fai si tele. Ae o le malosi tele o le susulu o le la e le o taimi uma e sili atu ona lelei, ma e iai se tulaga filifilia mo le tuputupu aʻe o manu ma laʻau.

Ata 1, Uiga o le fusi o le la ma lona fusi o le malamalama vaaia

Lua, o le ata lona lua o le fusi o le tele o elemene autū o le mitiia o le tuputupu aʻe o laʻau o loʻo faʻaalia i le Ata 2.

Ata 2, Fa'ailoga mitiia o le tele o auxins i le tuputupu a'e o la'au

E mafai ona iloa mai le Ata 2 o le eseesega tele o le malamalama o le tele o auxins autu e aʻafia ai le tuputupu aʻe o laʻau. O le mea lea, o le faʻaaogaina o moli tuputupu aʻe o laʻau LED e le o se mataupu faigofie, ae e matua faʻapitoa lava. O iinei e tatau ai ona faʻalauiloa atu manatu o elemene taua e lua o le tuputupu aʻe o laʻau photosynthetic.

• Klorofila

O le chlorophyll o se tasi o pigments sili ona tāua e fesoʻotaʻi ma le photosynthesis. E iai i meaola uma e mafai ona faia le photosynthesis, e aofia ai laʻau lanumeamata, prokaryotic blue-green algae (cyanobacteria) ma eukaryotic algae. E mitiia e le chlorophyll le malosi mai le malamalama, lea e faʻaaogaina e liua ai le carbon dioxide i carbohydrates.

E mitiia e le chlorophyll a le malamalama mumu, ae o le chlorophyll b e mitiia tele le malamalama lanumoana-violet, e fa'ailoa ai la'au paolo mai la'au la. E la'ititi le fua fa'atatau o le chlorophyll b i le chlorophyll a o la'au paolo, o lea e mafai ai e la'au paolo ona fa'aogaina malosi le malamalama lanumoana ma fetu'una'i i le ola i le paolo. E lanumoana-lanumeamata le chlorophyll a, ae samasama-lanumeamata le chlorophyll b. E lua ni mitiia malolosi o le chlorophyll a ma le chlorophyll b, o le tasi i le vaega mumu ma le galu o le 630-680 nm, ma le isi i le vaega lanumoana-violet ma le galu o le 400-460 nm.

• Carotenoids

O Carotenoids o le faaupuga lautele lea mo se vasega o pigments taua faalenatura, e masani ona maua i pigments samasama, moli-mumu po'o le mumu i manu, la'au maualuluga, fungi, ma limu. I le taimi nei, e silia ma le 600 carotenoids faalenatura ua maua.

O le mitiia o le malamalama o carotenoids e aofia ai le va o le OD303 ~ 505 nm, lea e maua ai le lanu o meaʻai ma aʻafia ai le taumafaina e le tino o meaʻai. I limu, laʻau, ma meaola ninii, o lona lanu e ufiufi i le chlorophyll ma e le mafai ona aliali mai. I sela o laʻau, o carotenoids e gaosia e le gata ina mitiia ma fesiitaʻi le malosi e fesoasoani ai i le photosynthesis, ae iai foʻi le galuega o le puipuia o sela mai le faʻaumatia e mole okesene e tasi le electron bond.

O nisi o feeseesea'iga fa'avae

E tusa lava po o le a le aafiaga o le sefeina o le malosi, le filifilia o le malamalama ma le faamaopoopoina o le malamalama, ua faaalia ai e moli semiconductor ni tulaga lelei tele. Peitai, mai le vave o le atinaeina o le lua tausaga ua mavae, ua tatou vaaia foi le tele o le le malamalama i le mamanuina ma le faaaogaina o le malamalama, lea e atagia tele i vaega nei.

①Afai e tuufaatasia vaega mumu ma lanumoana o se galu faapitoa i se fua faatatau patino, e mafai ona faaaogaina i le totoina o laau, mo se faataitaiga, o le fua faatatau o le mumu i le lanumoana e 4:1, 6:1, 9:1 ma isi mea faapena.

②Afai o le malamalama paʻepaʻe, e mafai ona suitulaga i le malamalama o le la, e pei o le paipa malamalama paʻepaʻe autu e tolu e faʻaaogaina lautele i Iapani, ma isi. O le faʻaaogaina o nei fusi e iai sona aafiaga patino i le tuputupu aʻe o laʻau, ae o lona aafiaga e le lelei e pei o le puna o le malamalama e gaosia e le LED.

③Afai e oʻo atu le PPFD (light quantum flux density), o se parakalafa taua o le malamalama, i se faʻailoga patino, mo se faʻataʻitaʻiga, e sili atu le PPFD i le 200 μmol·m-2·s-1. Peitaʻi, pe a faʻaaogaina lenei faʻailoga, e tatau ona e mataala pe o se laʻau paolo pe o se laʻau la. E tatau ona e suʻesuʻeina pe maua le tulaga o le malamalama e faʻafetaui ai le malamalama o nei laʻau, lea e taʻua foʻi o le tulaga o le malamalama e faʻafetaui ai le malamalama. I faʻaoga moni, e masani ona mu pe mago laʻau laiti. O le mea lea, o le mamanuina o lenei parakalafa e tatau ona mamanuina e tusa ai ma ituaiga laʻau, siosiomaga tuputupu aʻe ma tulaga.

E tusa ai ma le itu muamua, e pei ona faʻalauiloa mai i le faʻatomuaga, o le fusi o le malamalama e manaʻomia mo le tuputupu aʻe o laʻau e tatau ona avea ma fusi o le malamalama faifai pea ma se lautele faʻapitoa. E manino lava e le talafeagai le faʻaaogaina o se puna o le malamalama e faia i ni vaega uumi se lua e lanu mumu ma lanumoana faʻatasi ai ma se fusi e matua vaapiapi lava (e pei ona faʻaalia i le Ata 3(a)). I faʻataʻitaʻiga, na maua ai o laʻau e masani ona samasama, o au o lau e matua mama lava, ma o au o lau e matua manifinifi lava.

Mo paipa fluorescent e tolu lanu autū e masani ona faʻaaogaina i tausaga ua mavae, e ui lava ina faʻapipiʻiina le paʻepaʻe, ae ua vaeluaina le lanu mumu, lanumeamata, ma le lanumoana (e pei ona faʻaalia i le Ata 3(b)), ma e matua vaapiapi lava le lautele o le fusi o le malamalama. O le malosi o le fusi o le vaega faʻaauau o loʻo mulimuli mai e fai si vaivai, ma o le malosi e fai lava si tele pe a faʻatusatusa i LED, 1.5 i le 3 taimi o le faʻaaogaina o le malosi. O le mea lea, o le aʻafiaga o le faʻaaogaina e le lelei e pei o moli LED.

Ata 3, Moli la'au LED mumu ma lanumoana ma le fusi o moli fluorescent lanu autū e tolu

O le PPFD o le light quantum flux density, lea e faasino i le effective radiation light flux density o le malamalama i le photosynthesis, lea e fai ma sui o le aofaiga atoa o le light quanta e pa'i atu i luga o laulaau o la'au i le vaega o le wavelength e 400 i le 700 nm i le iunite taimi ma le iunite eria. O lona iunite o le μE·m-2·s-1 (μmol·m-2·s-1). O le photosynthetically active radiation (PAR) e faasino i le aofaiga atoa o le radiation o le la ma se wavelength i le vaega o le 400 i le 700 nm. E mafai ona fa'aalia e ala i le light quanta po'o le radiation energy.

I aso ua mavae, o le malosi o le malamalama e atagia mai e le illuminometer o le pupula lea, ae o le eseesega o le tuputupu aʻe o laʻau e suia ona o le maualuga o le moli mai le laʻau, le ufiufi o le malamalama ma pe mafai e le malamalama ona ui atu i laulaau. O le mea lea, e le saʻo le faʻaaogaina o le par e fai ma faʻailoga o le malosi o le malamalama i le suʻesuʻeina o le photosynthesis.

I se tulaga lautele, e mafai ona amata le faiga o le photosynthesis pe a sili atu le PPFD o le laau e fiafia i le la i le 50 μmol·m-2·s-1, ae o le PPFD o le laau paolo e na o le 20 μmol·m-2·s-1 e manaʻomia. O le mea lea, pe a faʻatau ni moli tuputupu aʻe LED, e mafai ona e filifilia le aofaʻi o moli tuputupu aʻe LED e faʻatatau i lenei tau faʻasino ma le ituaiga o laau e te totoina. Mo se faʻataʻitaʻiga, afai o le PPFD o le moli LED e tasi e 20 μmol·m-2·s-1, e sili atu ma le 3 moli laau LED e manaʻomia e toto ai laau e fiafia i le la.

O nisi fofo mamanu o moli semiconductor

E faʻaaogaina moli semiconductor mo le tuputupu aʻe poʻo le totoina o laʻau, ma e lua auala faʻavae e faʻaaogaina ai.

• I le taimi nei, o le faʻataʻitaʻiga o le totoina o laau i totonu o fale e matua lauiloa lava i Saina. O lenei faʻataʻitaʻiga e iai ni ona uiga:

①O le matafaioi a moli LED o le tuʻuina atu lea o le malamalama atoa o laʻau, ma e manaʻomia le faiga o moli e tuʻuina atu ai le malosi uma o moli, ma e maualuga tele le tau o le gaosiga;
②O le mamanu o moli tuputupu aʻe LED e manaʻomia ona mafaufau i le faʻaauauina ma le saʻo o le fusi o le la;
③E tāua le pulea lelei o le taimi e fa'amalamalamaina ai ma le malosi o le fa'amalamalamaina, e pei o le tu'u o la'au e malolo mo ni nai itula, pe le lava le malosi o le fa'amalamalamaina pe malosi tele, ma isi mea fa'apena;
④E manaʻomia e le faagasologa atoa ona faʻataʻitaʻi tulaga e manaʻomia e le siosiomaga sili ona lelei mo le tuputupu aʻe o laʻau i fafo, e pei o le susū, vevela ma le tele o le CO2.

• Faiga toto i fafo ma se faavae lelei mo le toto i fale lau'ele'ele i fafo. O uiga o lenei fa'ata'ita'iga e fa'apea:

①O le matafaioi a moli LED o le faʻaopoopoina lea o le malamalama. O le tasi o le faʻamalosia lea o le malosi o le malamalama i vaega lanumoana ma mumu i lalo o le susulu o le la i le ao e faʻaleleia ai le photosynthesis o laʻau, ma le isi o le faʻafetaui lea pe a leai se susulu o le la i le po e faʻaleleia ai le tuputupu aʻe o laʻau.
②E manaʻomia e le malamalama faaopoopo ona mafaufau i le tulaga o le tuputupu aʻe o le laʻau, e pei o le vaitaimi o le totoina o laau poʻo le vaitaimi o le fuga ma le fua.

O le mea lea, o le mamanuina o moli tuputupu aʻe laʻau LED e tatau ona i ai ni auala mamanu autu se lua, o le moli e 24 itula (i totonu) ma le moli faʻaopoopo mo le tuputupu aʻe o laʻau (i fafo). Mo le totoina o laʻau i totonu, o le mamanuina o moli tuputupu aʻe LED e manaʻomia ona mafaufau i vaega e tolu, e pei ona faʻaalia i le Ata 4. E le mafai ona afifiina ni fasi moli i lanu autū e tolu i se fua faʻatatau patino.

Ata 4, O le manatu mamanu o le faʻaaogaina o moli faʻamalosi laʻau LED i totonu mo le faʻamalamalamaina i le 24 itula

Mo se faʻataʻitaʻiga, mo se fusi o le la i le tulaga o le totoina o laau, pe a mafaufauina e manaʻomia ona faʻamalosia le tuputupu aʻe o aʻa ma ʻau, faʻamalosia le lala o laulaau, ma faʻaaogaina le puna o le malamalama i totonu o fale, e mafai ona mamanuina le fusi o le la e pei ona faʻaalia i le Ata 5.

Ata 5, Fausaga fa'a-Spectral e talafeagai mo le vaitaimi o le LED i totonu o le fale tausi pepe

Mo le mamanuina o le ituaiga lona lua o moli LED e fa'atupu ai la'au, e fa'atatau tonu lava i le fofo o le mamanuina o le fa'aopoopoina o le malamalama e fa'alauiloa ai le totoina o la'au i le pito i lalo o le fale lau'ele'ele i fafo. O le manatu o le mamanu o lo'o fa'aalia i le Ata 6.

Ata 6, Manatu mo le mamanuina o moli e fa'atupu ai mea i fafo 

Ua fautua le tusitala e tatau i le tele o kamupani toto ona faʻaaogaina le filifiliga lona lua e faʻaaoga ai moli LED e faʻaleleia atili ai le tuputupu aʻe o laʻau.

Muamua lava, o le totoina o fale lau'ele'ele i fafo i Saina ua tele tausaga o galueaina ma ua lautele lona poto masani, i saute ma matu. E iai sona faavae lelei i tekinolosi totoina o fale lau'ele'ele ma e tele fo'i fualaau 'aina ma fuala'au faisua fou e maua mai i le maketi mo a'ai lata ane. Ae maise lava i le fanua o le eleele ma le vai ma le totoina o fa'apalaga, ua tele ai su'esu'ega ua maua.

Lua, o lenei ituaiga fofo fa'aopoopo mo le malamalama e mafai ona fa'aitiitia tele ai le fa'aaogaina o le malosi e le mana'omia, ma i le taimi lava e tasi e mafai ona fa'ateleina lelei ai le fua o fualaau 'aina ma fualaau faisua. E le gata i lea, o le lautele o le eria o Saina e matua faigofie lava mo le fa'alauiloaina.

I le avea ai ma suʻesuʻega faasaienisi o moli laʻau LED, e maua ai foʻi se faʻavae faʻataʻitaʻi lautele mo ia. O le Ata 7 o se ituaiga moli tuputupu aʻe LED na atiaʻe e lenei 'au suʻesuʻe, lea e talafeagai mo le totoina i totonu o fale lauʻeleʻele, ma o lona fusi o loʻo faʻaalia i le Ata 8.

Ata 7, O se ituaiga moli tuputupu aʻe LED

Ata 8, fusi o se ituaiga moli tuputupu aʻe LED

E tusa ai ma manatu o mamanu o loʻo i luga, na faʻatinoina e le 'au suʻesuʻe se faʻasologa o faʻataʻitaʻiga, ma o taunuʻuga o faʻataʻitaʻiga e matua taua tele. Mo se faʻataʻitaʻiga, mo le faʻatupuina o le malamalama i le taimi o le totoina o laʻau, o le moli muamua na faʻaaogaina o se moli fluorescent e 32 W le malosi ma le taamilosaga o le totoina o laʻau e 40 aso. Matou te tuʻuina atu se moli LED e 12 W, lea e faʻapuʻupuʻu ai le taamilosaga o le totoina o laʻau i le 30 aso, faʻaitiitia lelei ai le aʻafiaga o le vevela o lamepa i le fale faigaluega totoina o laʻau, ma sefe ai le eletise e faʻaaogaina e le ea malulu. O le mafiafia, umi ma le lanu o laʻau e sili atu nai lo le fofo muamua o le totoina o laʻau. Mo laʻau o laʻau faisua masani, ua maua ai foʻi ni faʻaiʻuga lelei o faʻamaoniga, lea o loʻo aoteleina i le laulau o loʻo i lalo.

O nisi o ia mea, o le vaega malamalama faaopoopo PPFD: 70-80 μmol·m-2·s-1, ma le fua faatatau mumu-lanumoana: 0.6-0.7. O le vaega o le tau PPFD i le ao o le vaega masani e 40~800 μmol·m-2·s-1, ma le fua faatatau o le mumu i le lanumoana e 0.6~1.2. E mafai ona iloa atu o faailoga o loʻo i luga e sili atu nai lo o laau toto masani.

Faaiuga

O lenei tusiga o loʻo faʻalauiloa mai ai atinaʻe lata mai i le faʻaaogaina o moli LED mo le totoina o laʻau, ma faʻailoa mai ai nisi o feeseeseaʻiga i le faʻaaogaina o moli LED mo le totoina o laʻau. I le iuga, o manatu faʻapitoa ma fuafuaga mo le atinaʻeina o moli LED mo le totoina o laʻau ua faʻalauiloa mai. E tatau ona faʻailoa mai o loʻo i ai foʻi nisi o mea e manaʻomia ona mafaufau i ai i le faʻapipiʻiina ma le faʻaaogaina o le moli, e pei o le mamao i le va o le malamalama ma le laʻau, le mamao e mafai ona faʻasalalauina ai le moli, ma le auala e faʻaaoga ai le moli i le vai masani, faʻapalaga, ma le eleele.

Tusitala: Yi Wang et al. Punavai: CNKI