Катодолюминесцентные источники света с автокатодами из углеродных материалов для искусственного освещения растений тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 01.04.04, кандидат наук Чжо Мое Аунг

• Чжо Мое Аунг
• кандидат наук
• 2021

Оглавление диссертации кандидат наук Чжо Мое Аунг

Введение

Глава 1. Свет и растения

1.1. Спектры в агрофотонике

1.2. Влияние света на рост растений 13 Глава 2. Лампы для искусственного освещения растений и их анализ

2.1. Лампы накаливания (лн)

2.2. Галогенные лампы накаливания (глн)

2.3. Люминесцентные лампы

2.4. Разрядные лампы низкого давления

2.5. Разрядные лампы высокого давления

2.6. Светодиодные лампы

2.7. Световая эффективность, потребляемая мощность и нагрев лампы 52 Глава 3. Методика и техника эксперимента

3.1. Характеристики излучения источников света

3.1.1. Светотехнические параметры и понятие колориметрии

3.1.2. Стенд для определения спектрально-яркостных параметров

3.1.3. Световая система величин

3.1.4. Измерение временных характеристик излучения ламп

3.2. Методика эмиссионных испытаний автокатодов

3.2.1. Измерения и анализ вольт-амперных характеристик

3.2.2. Проведение долговременных автоэмиссионных испытаний

3.2.3. Измерительный стенд 75 Глава 4. Прототипы приборов с автокатодами из углеродных волокон для тепличных хозяйств

4.1. Основные принципы автоэмиссии

4.2. Метод изготовления люминесцентного экрана

4.3. Конструкция катодолюминесцентной пальчиковой лампы

4.4. Структура катодно-модуляторного узла (кму)

4.5. Вольт-амперные характеристики (вах) пальчиковых ламп

4.6. Регулировка автоэмиссионного тока пальчиковой лампы

4.7. Параметры светимости пальчиковой лампы 92 Заключение 97 Список литературы

Введение

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Катодолюминесцентные источники света с автокатодами из углеродных материалов для искусственного освещения растений»

Актуальность исследований

Солнечный свет выступает в качестве основного абиотического фактора, который существенным образом влияет на такие характеристики, как жизнедеятельность, урожайность и продуктивность растений. В природных условиях растениям не свойственно испытывать дефицит солнечного света, однако при выращивании в условиях закрытых помещений, теплиц, растения испытывают недостаток солнечного света, что негативно сказывается на основных процессах, протекающих в растении, вплоть до полной остановки роста и развития. Также нужно учитывать, что в отдельных зонах, например, при выращивании растений в условиях Севера, им также может не хватать солнечного света. Поэтому растение нуждается в искусственном освещении. Все это указывает на необходимость детального изучения особенностей влияния солнечного света на продуктивность сельскохозяйственных растений и их основные характеристики.

В качестве важного фактора, при помощи которого можно обеспечить контроль за состоянием растений, может выступать спектральное качество света, а также его интенсивность и продолжительность. В контролируемых условиях эти факторы могут выступать в качестве важного фактора оптимизации роста и развития растений, увеличения урожая и биомассы.

Нужно понимать, что важную роль играет именно состав и основные характеристики света, поскольку просто обеспечить растению яркое освещение - это неправильный подход, который не принесет ожидаемых результатов. Это обусловлено тем, что процесс фотосинтеза происходит под действием определенного светового спектра, под воздействием световых волн строго определенной длины волны. Искусственный свет должен быть максимально приближен к солнечному свету, поскольку фотосинтез происходит именно в условиях солнечного излучения [1].

Воздействие света определенной длины волны - важнейший фактор, от которого во многом зависит жизнедеятельность, урожайность растения, и

другие базовые характеристики. Для каждой конкретной культуры нужно обеспечить оптимальную длину волны, что позволит добиться контролируемых результатов. Также важно контролировать и другие показатели, такие как микроклимат (температура, влажность). Из световых характеристик наиболее значимыми является спектральный состав и продолжительность светового излучения. Все эти характеристики должны быть максимально адаптированы под потребности каждого отдельного растения [2].

Как правило, при выращивании растений, предпочтение отдается естественному освещению, поскольку это наиболее экономный и рациональный вариант. Однако при условии круглогодичного выращивания растений, искусственное освещение является обязательным условием успешного выращивания растительной биомассы. Дополнительное освещение требуется в условиях укороченного светового дня, а также при пребывании в закрытых помещениях.

Увеличение производства сельскохозяйственной продукции также возможно только при условии использования дополнительного освещения. При этом целесообразно использовать технологии, которые позволят максимально экономить энергию и ресурсы. Применение излучения в условиях выращивания светокультур предъявляет различного рода требования к источникам освещения, что неизбежно отражается на энергетических и материальных ресурсах. Как показывает практика, основные ресурсы тратятся на то, чтобы создать растению условия, в которых будет эффективно протекать фотосинтез [3]. Цель и задачи диссертационной работы

Целью работы является исследование автоэлектронной эмиссии на основе углеродных материалов и разработка прототипов устройств с автокатодами для искусственного освещения растений в теплицах.

Поставленная цель достигается решением следующих задачи:

1. Рассмотрение влияния параметров освещения на различные стадии растений.

2. Выполнение подробного обзора типов ламп для исскуственного освещения растений.

3. Разработка комплексной методики измерений световых и электрических характеристик катодолюминесцентных источников света.

4. Определение особенностей катодолюминесцентных ламп с автокатодами для тепличных хозяйств.

5. Исследование основных закономерностей возбуждения катодолюминофоров, используемых в лампах нового поколения.

6. Разработка, изготовление и исследование прототипов катодолюминесцентных ламп разного спектрального диапазона для тепличных хозяйств.

Научная новизна

1. Разработана комплексная методика измерений световых и электрических характеристик катодолюминесцентных источников света.

2. Определены особенности катодолюминесцентных ламп с автокатодами для тепличных хозяйств.

3. Использованы основные закономерности возбуждения катодолюминофоров, используемых в лампах нового поколения.

4. Разработаны, изготовлены и исследованы прототипы катодолюминесцентных ламп различного спектрального диапазона для тепличных хозяйств.

Практическая значимость работы

Заключается в том, что технологии и методики, приставленные в работе могут стать основой при ОКР для промышленного производства источников света с автокатодами из полиакрилонитрильных углеродных волокон различного спектрального диапазона для тепличных хозяйств разного назначения.

Научные результаты, выносимые на защиту

1. Разработка комплексной методики измерений световых и электрических характеристик катодолюминесцентных источников света.

2. Определение особенностей катодолюминесцентных ламп с автокатодами для тепличных хозяйств.

3. Исследование основных закономерностей возбуждения катодолюминофоров, используемых в лампах нового поколения.

4. Разработка, изготовление и исследование прототипов катодолюминесцентных ламп различного спектрального диапазона для тепличных хозяйств.

Апробация результатов диссертационного исследования

Основные результаты работы представлены на следующих конференциях:

• Научнае конференции МФТИ, Долгопрудный, 2018,2019,2020.

• II международная конференция молодых ученых, работающих в области углеродных материалов, г. Троицк, 2019.

• International conference on electrical and electronics engineering (Seoul, South Korea, 2020).

• 12-я международная конференция «Углерод: фундаментальные проблемы науки, материаловедение, технология», г. Троицк, 2019.

• X Всероссийская научно-техническая конференция «Электроника и микроэлектроника СВЧ», Санкт-Петербург, 2021 г.

Публикации

По материалам диссертации опубликовано в 7 печатных работах в рецензируемых научных журналах, входящих в перечень ВАК. Список публикаций приведен в конце автореферата. Структура и обьем диссертации

Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения и списка литературы: изложена на листах машинописного текста, содержит 47 рисунков и 2 таблицы, список литературы включает 96 наименований.

Глава 1. Свет и растения 1.1. Спектры в агрофотонике

В настоящее время овощи и фрукты выращивают в искусственных условиях с использованием различных ламп, но это не является принципиально новой технологией. Однако, в последние годы потребление продуктов питания увеличилось из-за интенсивного роста населения мира. В связи с этим, повышение продуктивности и эффективности систем искусственного выращивания растений является актуальным [4].

Критерием количественной оценки выращивания является полезный вес сухого вещества или объем целевого экстракта листьев/корней. При использовании всех основных физиологических потребностей можно получить наилучший урожай и качество продукции. Таким образом, в большинстве актуальных задач растение, выращенное в естественных условиях, может быть использовано в качестве эталона для сравнения и оценки результатов искусственного выращивания. В соответствии с процессом роста растений в замкнутой системе можно разделить следующие факторы: свет солнца, диоксид углерода (С02), вода и температура воздуха. Они влияют на основные характеристики растений ( рис. 1.1).

Рис.1.1. Основные факторы, влияющие на рост растений.

Хлорофилл представляет собой зеленый пигмент, который окрашивает хлоропласты растений в зеленый цвет. При фотосинтезе энергия света образует с участием хлорофилла. В средних зонах наилучшая температура для фотосинтеза большинства растений составляет около 20-25 °С Например, для подсолнечника интенсивность фотосинтеза увеличивается в 2,5 раза при повышении температуры в диапазоне от 9 до 19 °С [5]. Таким образом, важным фактором является интенсивность света, которая влияет на развитие растений [6]. Днем, растение накапливает энергию солнечного света и вода разделяется на кислород и водород. Ночью, углекислый газ смешивается с водородом под влиянием накопленной энергии, образуя молекулы углеводов, т. е. возникает действительный рост растения.

В настоящее время с развитием светодиодной технологии создают сложные спектры для искусственного освещения растений. Доступность подходящей световой среды имеет решающее значение для роста растений. Спектр падающего излучения и плотность потока фотонов являются двумя основными факторами, определяющими развитие растений в зависимости от условий освещения. Растения в основном используют инфракрасную, красную и синюю части падающего спектра для проведения фотосинтеза и регулирования многочисленных процессов развития и адаптации. Типичные спектры поглощения наиболее распространенных фотосинтетических и фотоморфогенных фоторецепторов показаны (рис. 1.2). Хлорофиллы поглощают фотоны и используют энергию для фотосинтеза. Основные пики поглощения хлорофилла расположены в красной (625-675 нм) и синей областях (425-475 нм). Каротиноиды, вспомогательные фоторецепторы хлорофилла, поглощают свет в основном в синей области. Фотоморфогенные реакции, включая прорастание, фототропизм, разрастание листьев, цветение, развитие устьиц, миграцию хлоропластов и избегание тени, регулируются тремя типами фоторецепторов, а именно фитохромами, криптохромами и фототропинами. Система криптохрома контролирует несколько аспектов морфологических реакций, таких как прорастание, расширение листьев,

удлинение стебля и раскрытие устьиц. Он также регулирует циркадный ритм у цветущих растений. Фототропины участвуют в регуляции содержания пигментов и позиционирования фотосинтетических органелл, чтобы оптимизировать сбор света и предотвратить фотоингибирование.

хлорофилл а П хлорофилл Ь

400 500 600 700

Рис.1.2. Спектры, влияющие на процесс роста растений.

На рис. 1.2 показано, что помимо традиционно упоминаемых пигментов хлорофилла с пиками поглощения в диапазоне, дополнительные пигменты из семейства светосборных фикобилипротеинов также влияют на процессы роста растения. На рис. 1.3 представлен универсальный спектр, влияющий на рост растений, образующийся при смешении спектров поглощения основных пигментов.

о о

I-

о

-е-

и I-

о о о. о

О

400 500 600 700

Длина волны (нм)

Рис. 1.3. Расчетный универсальный спектр для роста растений.

Фотосинтетически активная радиация (ФАР) используется для количественной оценки светового воздействия на растения. Поток ФАР поток - это количество фотонов с длиной волн ( 400-700 нм), испускаемых источником света, которые могут быть поглощены растениями во время фотосинтеза. Спектр эффективности фотосинтеза показан на рис. 1.4.

350 400 450 500 550 600 650 700 750 Длина волны (нм)

Рис.1.4. Спектр эффективности фотосинтеза На рис. 1.5 показано влияние излучения на растение. Спектры синего света в диапазоне 430-450 нм влияют на размер и форму куста / листьев, длину стебля растений. Огромная часть зеленого света в диапазоне 500-550 нм содержится в листьях, но нет необходимости оценивать роль этой части спектра в полноценном развитии растений. Спектры красного света в диапазоне 610-720 нм влияют на цветение, прорастание почек, рост стеблевых листьев, опадение листьев, отдых почек и этиоляцию. Излучение инфракрасного диапазона превращается в тепло. Нужно отметить, что более 50% энергии солнечного света излучается в инфракрасном диапазоне. При излучении ламп со спектром 400-700 нм для искусственного освещения растений нужно предусмотреть резерв мощности в системе отопления для поддержания комфортной температуры.

Рис. 1.5. Влияние отражения света от верхних листьев на рост нижних

листьев.

Цветение

Фотопериодом называется соотношение между продолжительностью светового периода и периода темноты. В зависимости от климата региона, фотопериод отличается для разных растений. Цветение, опадание листьев, спящие почки-это действия растения по изменению фотопериода. Когда наступит подходящий фотопериод, растения зацветут. Даже фотопериод влияет на листья растений. Чувствительность листьев к изменению фотопериода связана с возрастом растения. Наиболее чувствительными к изменению фотопериода являются растущие листья. В красном и дальним красном диапазоне излучения происходит процесс питательных веществ и рост растений. Воспроизведение происходит в синем свете. Фитохром, содержащийся в листьях, может принимать сигналы красного света и дальнего света. в красном свете растение зацветет.

320-400 нм УФ-А 400-520 нм Синий

720-470 нм Дальний красный

280-320 нм УФ-В

500-600 нм Зеленый 612 нм Оранжевый 630-660 нм Красный

- Рост вегетативной массы

- Вторичные метаболиты

Белый

Увеличение «энергии прорастания»

- Вторичные метаболиты

- Ускорение

Рис.1.6. Схема основных эффектов, стимулируемые различными цветами

1.2. Влияние света на рост растений

Ряд исследований, посвященных изучению особенностей влияния различных источников света на растения, показывает, что наиболее рациональным и эффективным является использование света, спектральные характеристики которого обеспечивают наиболее интенсивное протекание фотосинтетических реакций. Спектральные характеристики, находящиеся в области фотосинтетически активной радиации, соответствуют длине волны 380-720 нм. При этом обращает на себя внимание тот факт, что эти характеристики максимально близки к показателям солнечного света.

Ряд исследований демонстрирует положительные результаты при условии выращивания растений в условиях фитотрона с использованием ксеноновых ламп. Так, от растений, выращенных под ксеноновыми лампами, показатели урожайности были достоверно выше по сравнению с аналогичными растениями, выращенные в полевых условиях под воздействием солнечного света. Также обращает на себя внимание тот факт, что у растений, выращенных под ксеноновыми лампами, вегетационный период был существенно короче (Protasova, 1987).

спектра на протяжении жизненного цикла растения.

Наиболее простым объектом для исследования влияния световых характеристик, является картофель. Так, высокой ценностью обладают такие сорта картофеля, как Solanum tuberosum L [7]. Это уникальная продовольственная и техническая культура, поэтому многие исследователи стремятся повысить ее производительность и урожайность. Так, проводились многочисленные исследования, направленные на поиск оптимальной длины волны, которая позволит повысить урожайность и продуктивность данного вида. Многочисленные исследования проводятся на быстро растущих растениях-регенерантах картофеля. Они культивировались в условиях in vitro [8-12].

Облучение проводили с использованием светодиодного излучения низкого уровня энергетичности. При этом максимальная длина волны достигала 625 нм. Это позволило увеличить скорость роста растений. Так, в эксперименте удалось получить микроклоны данного сорта картофеля, высота которых была на 15% выше по сравнению с аналогичными сортами контрольной группы. Также отмечалось достоверно значимое увеличение скорости роста данных сортов картофеля [13-15].

Воздействие светодиодного излучения неоднократно изучалось путем оценки его влияния на процессы роста, и на продуктивность сортов картофеля «Невский». Исследование показало, что в изучаемом спектре присутствуют все волны видимого света. Также обращает на себя внимание наличие незначительной доли ультрафиолета и инфракрасного излучения. Именно за счет таких характеристик удается достичь максимально большого урожая, и существенно повысить продуктивность сорта.

В литературных источниках имеются многочисленные сведения, указывающие на особенности влияния белого света на основные параметры роста картофеля сорта. Ряд исследований показывают, что под воздействием белого света существенно меняются морфогенетические характеристики указанных сортов картофеля, если же дополнительно добавить в освещение красный свет, отмечается резкий прирост сухой массы за счет увеличения доли

надземной части растения. Также существенно увеличиваются и другие параметры, влияющие на скорость роста, продуктивность сорта.

Ряд исследований показывает, что светодиодные излучения позволяют существенно оздоровить картофель. Под действием светодиодов происходит усиление выносливости, реже наблюдаются заболевания картофеля, он менее подвергается грибковой инфекции, воздействию вредителей. Изменяются и морфометрические показатели. В частности, существенно увеличивается высота растений по сравнению с контрольной группой. Также обращает на себя внимание резкое сокращение длины корней у растений, которые подверглись воздействию светодиодных ламп. При этом в содержании пигментов, запасных веществ и сухой массы, существенных отличий выявлено не было что в настоящее время возникает острая потребность в повышении производительности и урожайности картофеля, и других сельскохозяйственных культур, поиск различных средств воздействия, по-прежнему остается актуальным. На растениях исследовали различные виды светового излучения. Было установлено, что Различные спектры искусственного света используются для ускорения физиологического развития на различных этапах онтогенеза.

В многих случаях существующие источники искусственного излучения не позволяют воспроизводить свет, который будет максимально соответствовать фотосинтетически активной зоне. Лишь некоторые источники способны генерировать свет в диапазоне, близком к фотосинтетически активной радиации. Соответственно, в этих условиях отмечается максимальная активность фотосинтеза, что влечет за собой рост биомассы и увеличение продуктивности [16].

Влияние различных видов излучения наиболее детально изучено именно в отношении картофеля. Объектом многочисленных исследований выступает не только собственно картофель, но и его проростки. Имеющиеся данные указывают на то, что излучения различного спектра могут быть использованы для регулирования роста и морфогенеза картофеля, проводились

многочисленные исследования проростков картофеля Solarium tuberosum L [8].

Было показано, что облучение данных сортов картофеля люминесцентными лампами красного цвета (длина волны = 660 нам), приводит к тому, что листья становятся мелкими, а сами проростки существенно ослабевают. Если же эти же сорта картофеля облучали синим спектром (длина волны = 480 нм), то листья растений становились более развитыми, сами проростки становились более мощными. При облучении светом красного спектра наблюдалось интенсивное развитие листовой пластины, а также увеличение площади листа. При сочетании красного и синего спектра, наблюдался более интенсивный рост и стремительное развитие картофельных проростков .

Многочисленные исследования последних лет посвящены именно изучению сочетанного воздействия синего и красного спектра. Основное внимание уделялось изучению того, какое воздействие оказывает сочетанное синее и красное излучение на процессы роста растения, на интенсивность метаболизма, а также на фотосинтетические процессы, происходящие в листьях. Во многих экспериментах было показано, что если добавить изучаемым спектрам также зеленый спектр, существенно повышается эффективность такого облучения. Положительный эффект выражается в том, что происходит существенное ускорение фотосинтетических процессов, а также существенно увеличивается продукция основных веществ. Аналогичных результатов удается достичь при длительном облучении растений длиной волны 630 нм [17-19].

Результаты исследований показывают, что при длительном облучении в общем пуле фитохромов можно достичь изменения концентрации фитохрома В, а также можно достичь их усиленной активации. Все это оказывает каталитическое воздействие на основные химические реакции, протекающие в организме растения. В результате существенно повышается фотосинтетическая активность, и как следствие - выход продукции. Не смотря

на то, что все полученные данные подтверждают тот факт, что светодиодное излучение оказывает воздействие на скорость фотосинтеза, вопросы, касающиеся того, на какие именно стадии фотосинтеза влияет данное излучение, остаются малоизученными. До конца не известно, как изменятся световые и темновые фазы фотосинтеза в интактном листе.

Также неоднократно было показано, что также неоднократно было показано, что спектры света влияют на рост растений. При освещении люминесцентными лампами скорость роста растения была максимальной. При белом освещении интенсивность накопления биомассы немного уменьшилась, однако она была довольно высокой. Уменьшение накопления биомассы происходит в синем свете. Показатели снижались примерно на 49,5% по сравнению с аналогичными показателями при использовании облучения белым светом. При использовании зеленого спектра накопление биомассы снижалось на 75,6%, тогда как при использовании красного спектра эти показатели снижались на 67,5%.

Также стоит отметить, что сухая биомасса распределялась по-разному под воздействием различных видов излучения. Распределение органов было неодинаковым и зависело в основном от вида облучения используемого света. Анализируя взаимоотношение массы стеблей и корней к массе листьев, под воздействием люминесцентных ламп и светодиодного белого света наблюдается высокий уровень накопления биомассы в листьях. Если же производили облучение светодиодами красного светового спектра, происходило интенсивное накопление биомассы в стеблях и корнях. Это объясняется тем, что различный спектр света оказывает различное влияние на выраженность фотосинтетического аппарата. Как показывает ряд исследований, при облучении красным светом, скорость фотосинтеза на единицу площади была достоверно выше по сравнению с аналогичными показателями на фоне облучения синим и зеленым светом.

При облучении светодиодами белого света отмечается резкое увеличение проводимости устьиц, существенно возрастала скорость

транспирационных процессов. Во многих исследованиях проводилось изучение скорости электронного транспорта (ЕТР) и процессов нефотохимического тушения (NPQ). Условия выращивания растения существенным образом влияли на протекание этих процессов. Так, при освещении растений светодиодами красного спектра, отмечалось достоверно значимое снижение скорости фотосинтетических процессов, тогда как при облучении светом зеленого спектра, скорость фотосинтетических процессов резко возрастала, и в первую очередь, за счет темновой фазы фотосинтеза. С помощью кривых углекислого газа был изучен процесс фотосинтеза светлых и темных реакций. Для их анализа использовались биохимические модели, которые продемонстрировали постепенное снижение скорости поглощения углекислого газа в зависимости от спектральных характеристик используемого света. Так, максимальные характеристики наблюдались при использовании люминисцентных ламп белого света. Красные и синие лампы вызывали существенное снижение исследуемых показателей. Максимально низкие показатели наблюдались при облучении растения зеленым спектральным светом.

При анализе скорости электронного транспорта было показано, что при облучении люминесцентными лампами наблюдались максимально высокие показатели. При облучении белым светом аналогичные показатели составляли 97,3% (при анализе относительно люминесцентных ламп). При облучении красным светом эти показатели составили 75,1%, при облучении синим светом - 68%, зеленым - 20,8%. Параллельно отмечалось снижение скорости утилизации триозофосфатов. Так, при люминесцентном освещении эти показатели составили 100%, при освещении белым светом - 88,9%, при красном - 48,7%, при синем - 28,2%. При облучении растений зеленым спектром наблюдались максимально низкие показатели - 9,4%.

Полученные результаты позволяют сформулировать вывод о том, что различный состав спектрального света оказывает различное воздействие на активность фиотосинтетических процессов. Основное воздействие отражается

на активности световых и темновых реакций. Обращает на себя внимание тот факт, что при естественной концентрации углекислого газа, скорость первичных реакций фотосинтеза достоверно не изменялась. При этом происходили модификационные процессы в фотосинтетическом аппарате растения. В первую очередь, резко изменялась функциональная активность фотосинтетического аппарата. Повышение концентрации углекислого газа приводило к тому, что скорость фотосинтеза снижалась. Достигалось это, в первую очередь, за счет ограничения темновой фазы фотосинтеза. В люминесцентных лампах белого и синего света скорость и эффективность карбоксилирования не изменились, в то время как под воздействием красного и зеленого спектра наблюдалось снижение этих показателей [20-21].

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Чжо Мое Аунг, 2021 год

Список литературы

1. Аверчева О.В., Беркович Ю.А., Ерохин А.Н., Жигалова Т.В., Погосян С.И., Смолянина С.О. Особенности роста и фотосинтеза растений китайской капусты при выращивании под светодиодными светильниками. Физиология растений, 2009, 56: 17-26.

2. Воскресенская Н.П., Дроздова И.С., Аксенова Н.П., Констатинова Т.И., Бондар В.В., Перфильева С.Д., Чайлахян М.Х. Влияние света и фитогормонов на фотосинтез, рост и развитие картофеля сорта Миранда. В сб.: Регуляция роста и развития картофеля. М., 1990:20-29.

3. Гольцев В.Н., Каладжи Х.М., Кузманова М.А., Аллахвердиев, С.И. Переменная и замедленная флуоресценция хлорофилла - теоретические основы и практическое приложение в исследовании растений Ижевск-М., 2014.

4. https //aurora-leds.ru/materials/spektry-v-agrofotonike.

5. Физиология растений Н.И. Якушкина. Изд. «Влаос» 2004.

6. Исследования над образованием хлорофилла у растений. Монтеверде Н.А., Люмименко В.Н., Известия Императорской Академии наук 1913, №17-с.1007-1028.

7. Aksenova N.P., Konstantinova T.N., Chailakhyan M.Kh. Morphogenetic effects of blue and red light during exposure of overground and underground organs of potato in culture in vitro. Doklady Botanical Sciences, 1989, 305: 508-512.

8. Матевосян Г.Л., Бурень B.M., Баранова P.K., Волкова Р.И., Сергеева Л.С. Фиторегуляторные проблемы роста и развития картофеля при быстром размножении промышленно важных сортов. В сб.: Регуляция роста и развития картофеля. М., 1990: 83- 87.

9. Charles G., Rossigno IL., Rossigno IM. Environmental effects on potato plants in vitro, J. Plant Physiol., 1992, 139: 708-713 (doi: 0.1016/S0176- 1617(11)81715-3).

10. Aksenova N.P., Konstantinova T.N., Sergeeva L.I., Machackova, Golyanovskayua S.A. Morphogenesis of potato plants in vitro. 1. Effect oflight quality and hormones. J. Plant Growth Reg., 1994, 13: 143-146 (doi:10.1007/BF00196378).

11. Seabrook J.E.A. Light effects on the growth and morphogenesis of potato (Solarium tuberosum L.) in vitro: a review. Am. J. Potato Res., 2005, 82: 353-367 (doi: 10.1007/BF02871966)

12. Seabrook J.E.A., Douglass L.K. Prevention of stem growth inhibition and alleviatiori of intumesqence formation in potato plantlets in vitro by yellow filters. AT. J. Potato Res., 1998, 75: 219- 224 (doi: 10.1007/BF02854216).

13. Мартиросян Ю.Ц., Полякова M.H., Диловарова T.A., Кособрюхов А.А. Фотосинтез и продуктивность растений картофеля в условиях различного спектрального облучения. Сельскохозяйственная биология, 2013, 1:107-112.

14. Shin K.S. Mrthy H.N., Нео J.W., Hahn E.J., Раек К.У. The effect of light quality on the growth and development of in vitro cultured Doritaenopsis plants. Acta Physiol. Plant., 2008, 30:339-343 (doi: 10.1007/sl 1738-007-0128-0).

15. JaoR.C., FangW. Growthofpotatoplantlets in vitro is different when provided concunent versus alternating blue and red light photoperiods. Hort. Sci., 2004, 39: 380-382.

16. Креславский- В.Д., Любимов В.Ю., Шабнова Н.И., Ширшикова Г.Н., Шмарев А.Н., Кособрюхов А.А. Активация фитохрома В повышает устойчивость фотосинтетического аппарата проростков салата к УФ-А. Доклады РАСХН, 2014, 1: 20-23.

17. Johkan М., Shoji К., Goto F., Hashida S., yoshihara T. Blue light-emitting diode light inadiation of seedlings improves seedling quality and growth after transplanting in red leaf lettuce. Hort. Sci., 2010, 45: 1809-1814.

18. 18.Terashim a I., Fujita T., Inoue T., Chow W.S., Oguchi R. Green light drives leaf photosynthesis more efficiently than red light in strong white light: revisiting enigmatic question of why leaves are green. Plant Cell Physiol., 2009, 50: 684-697 (doi: 10.1093/pcp/pcp034).

19. Kim H.H., Goins G.D., Wheeler R.M., Sager J.C. Green-light supplementation for en hanced lettuce growth under red- and blue-light-emitting diodes. Hort. Sci., 2004, 39: 1617-1622.

20. 20.Тараканов И.Г., Яковлева О.С. Влияние качества света на физиологические особенности и продукционный процесс базилика эвгенольного (Ocimum gratissimum. L.). В сб.: Физиолого-биохимические основы продукционного процесса у культивируемых растений. Саратов, 2010: 95-97.

21. Ohashi - Kaneko К., Takase М., Коп N., Fujiwara К., Kurata К. Effect of light quality on growth and vegetabl quality in leaf lettuce, spinach and komatsuna. Environ. Control Biol., 2007, 45: 189-198 (doi: 10.2525/ecb.45.189).

22. В u k h о v N.G., Drozdova I.S., Bondar v.v., Mokronosov A.T. Blue, red and blue plas red light control of chlorophyll content and CO2 Gas exchange in barley leaves : quantitative description of the effects of light quality and fluence rate. Physiologia Plantarum, 1992, 85: 632-638 (doi: 10.1111/j.l399- 3054.1992.tb04765.x).

23. Hogewoning S.W., Trouwborst G., Maljaars H., Poorter H., Vanleperen W., Harbinson J. Blue light dose-responses of leaf photosynthesis, morphology, and chemical composition

24

25

26

27

28

29

30

31

32

33

34

35

36

37

of cucumis sativus grown under different combinations of red and blue nmlight. J. Exp. Bot., 2010, 6: 3107- 3117 (doi: 10.1093/jxb/erql32).

Kim S.J., Hahn E.J., Heo J.W., Раек К.У. Effects of LEDs on net hotosynthetic rate, growth and leaf stomata of chrysanthemum plantlets in vitro. Hort. Sci., 2004, 101: 143- 151. 25.Kosobrynkhov A.A., Kreslavski V.D., Khramov R.N., Bratkova L.R., Shchelokov R.N. Influence of additional low intensity luminescent radiation on growth and photosynthesis of plants. Biotronics, 2000, 29: 23-31.

26.Чарова Д.И., Юдаев И.В., Чернов М.Ю. «Устройство для облучения растений в теплице с регулируемой стеллажной установкой». Патент РФ на полезную модель RU1157119U1 от 30.05.2015, кл. A 01G 7/04.

Ляпин И.Д., Маракумян М.Е., Фролов К.Н. «Облучатель для тепличных растений». Патент РФ на полезную модель RU147319U1 от 13.08.2014 кл. A01G 1/00. Ракутько С.А. «Способ регулирования радиационного режима при досвечивании растений». Патент РФ на полезную модель RU 23942651С1 от 13.08.2014 кл. A01G 1/00.

Крейн М.П.К., Онак Г-Ю., Ван Нер А.Я.М. «Способ представления света для растениеводства сельскохозяйственной культуре и осветительное устройство для освещения растениеводства». Заявка на патент РФ 2015 105378А от 12.07.2013, кл.АОЮ 7/04.

Ляпин И.Д., Маракулин М.Б., Фролов К.Н. «Система для межрядковой досветки тепличных растений». Патент РФ RU 2565724 С1 от 13.08.2014 кл. A01G 7/04. Mpelkas CC (1980) Light sources for horticultural lighting. Inst Electr Electron Eng Trans Ind Appl IA-16(4):557-565.

Pinho P, Halonen L (2014) Agricultural and horticultural lighting. In: Karlicek R, Sun CC, Zissis G, Ma R (eds) Handbook of advanced lighting technology. Springer, Switzerland, pp 1-14.

Simpson RS (2003) Lighting control—technology and applications. Focal Press, Oxford. Round HJ (1907) Discovery of electroluminescence—blue light emission from silicon carbide (SiC). Electron World 19:309.

Harvey RB (1922) Growth of plants in artificial light. Bot Gaz 74:447-451.

Bula RJ, Morrow RC, Tibbitts TW, Barta DJ, Ignatius RW, Martin TS (1991) Light-

emitting diodes as a radiation source for plants. HortScience 26(2):203-205.

Nakamura S, Fasol G (1997) The blue laser diode: GaN based light emitters and lasers.

Springer, Berlin.

38. Nakamura S, Senoh M, Nagahama SI, Iwasa N, Matsushita T, Mukai T (2000) Blue InGaN-based laser diodes with an emission wavelength of 450 nm. Appl Phys Lett 76(1):22-24.

39. Ли Чиэнь-Ко «Способ и устройство для возбуждения светодиода пат РФ RUZ479957C2, H05B, 37/02, 01.06.2011.

40. Kitsinelis S (2011) Light sources: technologies and applications. CRC Press, Florida.

41. Бехтель Х-Х, Дидерих Т., Хайдеманн М. «Светодиодная сборка, включаещего света светорассеивающий слой, Патент РФ 2585268 С2 от 24.01.2012 кл. H01L 33/50.

42. Новосельцев А.В., Голодяев А.И., «Светодиодный светильник для теплиц с ручным изменением для засветки». Патеньт РФ на полезную модель 23902 от 11.09.2012, кл. F21V7/00.

43. 33. Виллемсен О.Х., Эйзермат В.Л. «Осветительная система, Патент РФ Z010 144527 А от 24.03.2009 кл. FZIV 7/100. Egorov N., Sheshin E. Field Emission Ejectronics // Springer (ISBN), 2017.

44. Новосельцев А.В., Голодяев А.И., «Светильник для теплиц» пат. На полезную модель RU110910U1, ^.AOIG 9/20 от 07.07.2011.

45. Новосельцев А.В., Голодяев А.И., «Светильник для теплиц с вертикальной и горизонтальной засветкой растений пат. На полезную модель RU121034U1 F2IV 21/00 28.05.2012.

46. Новосельцев А.В., Голодяев А.И., «Светиодиодный светильник для теплиц с автоматическим изменением угла засветки пат на полезную модель RU123114 U1 F2IV 7/00, 06.09.2012.

47. Новосельцев А.В., Голодяев А.И., « Cветодиодный светильник для теплиц с ручным изменением угла засветки растений с фиксацией зажимом пат на полезную модель RU 123900U1, F2IV 7/00 11.09.2012.

48. Новосельцев А.В., Голодяев А.И., « Cветодиодный светильник для теплиц с ручным изменением угла засцветки» пат. На полезную модель RU123902U1 F2IV 7/00 11.09.2012.

49. Новосельцев А.В., Голодяев А.И., « Cветодиодный светильник для теплиц с ручным изменением угла засцветки» пат. На полезную модель RU123902U1 F2IV 7/00, 11.09.2012.

50. Новосельцев А.В., Голодяев А.И., «Светильник для теплицы с изменяемым положением в пространстве», пат. На полезную модель RU111611 U1, F2IV 7/00,19.07.2011.

51. Новосельцев А.В., «Светодиодный светильник для теплиц с поворотным узлом крепления» пат. На полезную модель RU126090, F2IV 7/00, 24.10.12

52. Ключка Е.П. Устройство фотобиологической светостимуляции семян плодово-ягодных овощных и зеленых культур» пат. На полезную модель RU183572 U1, F2IV 7/00 21.05.2018.

53. Вимлемсен О.Х., Эйзерман Н.Л., Осветительная система, пат.РФ RU2010144527A, F2IV 7/00,24/03/2009.

54. Крейн М.П., Онак Г.Ю., Ваннер А.Я. «Способ представления света для растениеводства сельскохозяйственной культуре и осветительное устройство для освещения для растениеводства» пат РФ 2015 105378 А, AOIG 7/04 12/07/2013

55. Белов И.И., Петрухин В.Н., Косорукова К.Е., «Светодиодное осветительное устройство с функцией настройки конфигурации диафрагмы направленности светового потока» пат. На полезную модель RU156785 U1 F2IS 8/00, 25.05.2015.

56. Бехтель Х.Х., Дидерих Т., Хайдеманн М., Светодиодная сборка включающая в себя рассеивающий слой пат РФ RU258626CZ, HO1L 33/50, 24.01.2012.

57. Ашрятов А.А., Вишневский С.А., Установка осветительная светодиодная с изменяемой светоцветовой средой» пат на полезную модель RU159034 U1, F2IK 99/00, 26.11.2014.

58. Шмиут П.Й., Зойнер М, Шник В, Пагано С, Красный излучающий люминесцентный материал» пат РФ RU2011146360A, C09K, 11/77 08.04.2010.

59. Шмидт П.Й., Майр В, Шнайнемахер Б.С., Майер Й.. Бехтель Х.Х., Излучающие красный свет люминесцентные материалы пат РФ RU 2591943, C09K, 11/08, 28.11.2011.

60. Чирков С.В., Чирков В.Г., Щекочихин Ю.М., Кожевников Ю.А., Исакова Н.Н. Установка для культивирования микроводорослей пат на полезную модель RU139711U1 AO1G, 33/00, 07.11.2013.

61. Григорович С.Ю., Капитонов С.С., Медведев С.А., Система светодиодного освещения теплиц пат РФ RU2680590 AOIG9/20.

62. Лешуков.М.Ю. Эмиссионные свойства углеродных волокон и катодолюминесцентные источники света на их основе: Дисс....канд.ф.-м.наук: 01.04.04. Долгопрудный - 2007.

63. Ландау Л.Д., Лившиц Е.М. // Квантовая механика - М.: Наука, 1974.

64. Nordhein L.W. // Proc. Roy. Soc. 1928 - V.A121 - P.626.

65. . Fowler R H., Nordheim L.W. // Proc. Roy. Soc. 1928 - V. A119 - P. 173. Forbes R.G.//J. Vac. Sci. Technol. B, 1999-V. 17-P. 534.

66. Forbes R.G. // J. Vac. Sci. Technol. B, 1999 - V. 17 - P. 526.

67. Murphy E.L., Good R.H. //Phys. Rev., 1956-V. 102-P. 1464.

68. Никольский.К.Н. Эмиссионные свойства и структура поверхности терморасширенного графита: Дисс....канд.тех.наук: 01.04.07. Долгопрудный - 2004.

69. Egorov N., Sheshin E.P., Field emission Electronics //Springer (ISBN), 2017.

70. Klimov V.I., ed. Nanocrystal Quantum Dots. CRC Press, 2010.

71. Kominami H. et al. Cathodoluminescence of ZnAl20 4 Phosphor for the-Application ofUV Emission Devices // Vacuum Nanoelectronics Conference (IVNC), 2010, 23rd International, P. 3D-31.

72. Kominami H., Nakanishi У., Hara K., Cathodoluminescent properties of ZnO -based phosphors for UV emission // International Conference on Vacuum Nanoelectronics, 2009, IVNC 2009, 22nd International, P. 67-68.

73. Л. В. Лаврентьева, С. M. Авдеев, Э. А. Соснин, К. Ю. Величевская, Бактерицидное действие ультрафиолетового излучения эксимерных и эксиплексных ламп на чистые культуры микроорганизмов // Вестник Томского государственного университете, Биология, № 2, 2008, С. 19 - 27.

74. Смит К., Хэнеуолт Ф. Молекулярная фотобиология // Пер. с англ. М.,1972.

75. Ю. Шульгин И.А. Растение и солнце // Л.: Гидрометеоиздат, 1973.

76. Колокольцев С.Н., Углеродные материалы, свойства, технологии, применения, Долгопрудный, Интелект, 2012, с.295.

77. Fowler R.H., Nordheim L., Electron emission in intense electric fields, Proc. Roy. Soc. ser. A, vol. 119, N781, 1928, p.173.

78. Ненакаливаемые катоды, под ред. Елинсона М.И., М.: Сов. радио, 1971. 36 С.

79. Елинсон, М.И., Васильев Г.Ф., Автоэлектронная эмиссия, под ред. Зернова Д.В., М.: Гос. изд. физ.-мат. лит, 1958. 272 С.

80. Шешин Е.П., Структура поверхности и автоэмиссионного свойства углеродных материалов, М., Физматкнига, МФТИ,2001,с.287.

81. Бугаев А.С., Виноградова Е.М., Егоров Н.В., Шешин Е.П., Автоэлектронные катоды и пушки, 2017 Долгопрудный, Интелект, с.287.

82. Добрецов Л. Н. и Гомоюнова М.В., Эмиссионная электроника, М.:Наука, 1 966. 564.

83. Sheshin Е. Р. Properties of carbon materials, especially fibers, for field emitter applications. // Appl. Surf. Sci. - 2003. -V. 215. - P. 191-200.

84. Лобанова И.И., Фадеева Ю.Н. Способ изготовления люминесцен ного экрана // Электронная техника. 1980. -Т. 72, №2. - С.51-54.

85. Gi-osspo P.F., Heck R.F. Method of fonning phosphni sci-een. Патент Field July 27, №3672931.-1970.

86. Саминский Л.А. Исследования в области технологии нанесения люминофоров. Дисс. на соиск. уч.ст.к.х.н., М., 1969.

87. Жилинскас Р.А., Наускас Ю.Ю., Пуртулис Р.Ю., Якученис Л.А. Вл качества внутренних покрытий на оптические параметры ЭЛТ // Электр техника. - 1982. - Д Т.93, вып.4. - С.28-32.

88. Baturin A.S., Eskin I.N., Trufanov A.I. et al. (2003) Electron gun with field emission cathode of carbon fiber bundle. J. Vac. Sci. Technol. B 21(1):354-357.

89. Ехменина И.В., Шешин Е.П., Чадаев Н.Н. Источники излучения на ос1нове наноструктурированных автокатодов //Нано-и микросистемнаятехник и N. О 2010. С 45-48.

90. Ехменина И.В., Шешин ЕЛ., Чадаев Н.Н. Автоэмиссионный источник ультрафиолетового излучения с автМ&тодом из наноструктурированного углеродного материала. // ВЕСТНИК САНКТ-ПЕТЕРБУРГС1 ОГО УНИВЕРСИТЕТА. Сер. 10. 2011. С. 3.

91. Ехменина И.В. Шешин Е.П. Исследование влияния различных фактор в на эффективность катодолюминесценции с целью созд ания конкурентоспособного автоэмиссионного источника излучения // Т уды МФТИ Том. 5, No. 1, 2013. С. 3643.

92. Ekhmenina 1. V., Sheshin Е. Р. Research of characteristics of field em-ssion lamps with cathodes from nanostructured carbon materials // Khimiya I Khimicheskaya Tekhnologiya, V.56. No. 5. 2013. P. 74-76.

93. З.Я Лвин, Е.П.Шешин, Н.Н.Чжо , Л.Н. Лвин, М.М. Маунг. Углеродные материалы для автоэмиссионных приборов на их основе // Труды МФТИ, 2018. Т. 10, №. 2. С. 30-46.

94. Мье М.М., Шешин Е.П., Лвин З.Я, Вин Л.Н., Аунг Ч.М., Хтуе Й.М., Катодолюминесцентные источники в диапазоне ультрафиолетового излучения с автоэмиссионным катодом на основе углеродых материалов // ТРУДЫ МФТИ, 2019.-Т. 11, №. 4. С. 37-47.

95. М. М. Myo, Е. Р. Sheshin, МН. Уе, М A. Kyaw, Cathodoluminescent sources in the Ultraviolet range with a field emission cathode based on carbon materials, Biosciences. // International Journal of Advanced Science and Technology. 2020. Vol. 29, № 2, pp. 1933 - 1940.

^исок основных публикаций по результатам, представленным в настоящей работе

1. М. М. Мъе, Е. П. Шешин, 3. Я. Леин, Ч.М. Аунг, Й. М. Хтуе. Катодолюминесцентные источники в диапазоне ультрафиолетового излучения с автоэмиссионным катодом на основе углеродных материалов. // Труды МФТИ. 2019. Том 11, №4,С. 37-45.

2. Ч. М. Аунг, Е. П. Шешин, Й. М. Хтуе, В. 3. Хлаинг, X. В. Аунг. Миниатюрные рентгеновские трубки с автоэлектронным катодом из углеродных материалов. // Труды МФТИ. 2020. Том 12, № 2,С. 99 - 110.

3. Муо М. Maung, Evgeny Р. Sheshin, Ye И Min, Ку aw А. Мое. Cathodoluminescent UV radiation sources with a field-emission cathode based on carbon materials. H International Journal of Advanced Science and Technology.2020.Vol. 29, № 2, pp. 1933 - 1940.

4. WaiZinHlaing, Evgeny P. Sheshin, Htet Win Aung, Ye Min Htwe, Kyaw Moe Awig.Research of field-emission properties of flat field emission cathodes based bn graphite foils. //International journal of advances in electronics and computer science (IJAECS). 2020, Vol. 7, Issue -5, pp. 11-15.

5. Й. М. Хтуе, Е. П. Шешин, Ч. М. Аунг, В.З. Хлаинг, Х.В. Аунг, Фролов. Нестабильность тока автоэлектронной эмиссии от катодов из углеродного волокна. //Труды МФТИ. 2020.Том 12, № 4, С. 144 - 154.

6. Й. М. Хтуе, Е. П. Шешин, Ч. М. Аунг. Автоэмиссионные свойства полиакрилонитрильных углеродных волокон при различных температурах обработки. // Труды МФТИ. 2021. Том 13, № 2, C. 32 - 39.

7. Ч. М. Аунг, Е. П. Шешин, Й. М. Хтуе. Использование катодолюминис рентных источников светадля тепличных хозяйств. // Труды МФТИ. 2021. Том 13, № 2, C. 5 - 22.