Како одабрати и дизајнирати ЛЕД светла за узгој?

Као важна грана савремене пољопривреде, концепт фабрика биљака је постао веома популаран. У затвореном окружењу за садњу, осветљење биљака је суштински извор енергије за фотосинтезу.ЛЕД светло за раст има огромне предности које традиционална додатна светла немају, и сигурно ће постати први избор за главна или додатна светла у великим комерцијалним апликацијама као што су вертикалне фарме и стакленици.

Биљке су један од најсложенијих облика живота на овој планети. Садња биљака је једноставна, али тешка и сложена. Поред осветљења за узгој, многе варијабле утичу једна на другу, балансирање ових варијабли је одлична уметност коју узгајивачи треба да разумеју и савладају. Али што се тиче осветљења биљака, још увек постоји много фактора које треба пажљиво размотрити.

Прво, хајде да разумемо спектар сунца и апсорпцију спектра од стране биљака. Као што се може видети са доње слике, соларни спектар је континуирани спектар, у коме су плави и зелени спектар јачи од црвеног спектра, а спектар видљиве светлости се креће од 380 до 780 нм. Постоји неколико кључних фактора апсорпције у расту биљака, а спектри апсорпције светлости неколико кључних ауксина који утичу на раст биљака су значајно различити. Стога, примена одЛЕД светло за растније једноставна ствар, али веома циљана. Овде је неопходно увести концепте два најважнија фотосинтетичка елемента раста биљака.

Фотосинтеза биљака се ослања на хлорофил у хлоропласту листа, који је један од најважнијих пигмената везаних за фотосинтезу. Постоји у свим организмима који могу да створе фотосинтезу, укључујући зелене биљке и прокариотске биљке. Плаво-зелене алге (цијанобактерије) и еукариотске алге. Хлорофил апсорбује енергију светлости и синтетише угљен-диоксид и воду у угљоводонике.

Хлорофил а је плаво-зелене боје и углавном апсорбује црвену светлост; хлорофил б је жуто-зелене боје и углавном апсорбује плаво-љубичасту светлост. Углавном за разликовање биљака у сенци од биљака сунца. Однос хлорофила б и хлорофила а у биљкама у сенци је мали, тако да биљке у сенци могу снажно да користе плаво светло и прилагођавају се расту у сенци. Постоје две јаке апсорпције хлорофила а и хлорофила б: црвена област са таласном дужином од 630 ~ 680 нм и плаво-љубичаста област са таласном дужином од 400 ~ 460 нм.

Каротеноиди (каротеноиди) су општи термин за класу важних природних пигмената, који се обично налазе у жутим, наранџасто-црвеним или црвеним пигментима код животиња, виших биљака, гљива и алги. До сада је откривено више од 600 природних каротеноида. Каротеноиди произведени у биљним ћелијама не само да апсорбују и преносе енергију како би помогли фотосинтезу, већ имају и функцију заштите ћелија од уништења побуђеним молекулима кисеоника са једноелектронском везом. Апсорпција светлости каротеноида покрива опсег од 303 ~ 505 нм. Обезбеђује боју хране и утиче на унос хране у људско тело; код алги, биљака и микроорганизама њена боја се не може представити јер је прекривена хлорофилом.

У процесу пројектовања и одабираЛЕД светла за раст, постоји неколико неспоразума које треба избећи, углавном у следећим аспектима.

1. Однос црвене и плаве таласне дужине светлосне таласне дужине

Као два главна апсорпциона региона за фотосинтезу две биљке, спектар који емитујеЛЕД светло за расттребало би да буде углавном црвено и плаво светло. Али то се не може једноставно мерити односом црвене и плаве. На пример, однос црвене и плаве је 4:1, 6:1, 9:1 и тако даље.

Постоји много различитих биљних врста са различитим навикама, а различите фазе раста такође имају различите потребе за светлосним фокусом. Спектар потребан за раст биљака треба да буде континуирани спектар са одређеном ширином дистрибуције. Очигледно је неприкладно користити извор светлости направљен од два чипа специфичне таласне дужине црвене и плаве са веома уским спектром. У експериментима је утврђено да су биљке жућкасте, стабљике листова веома светле, а стабљике листова веома танке. Постоји велики број студија о одговору биљака на различите спектре у страним земљама, као што су утицај инфрацрвеног дела на фотопериод, ефекат жуто-зеленог дела на ефекат сенчења и ефекат љубичасти део на отпорност на штеточине и болести, хранљиве материје и тако даље.

У практичним применама, саднице су често спаљене или увеле. Због тога, дизајн овог параметра мора бити дизајниран према биљној врсти, окружењу раста и условима.

2. Обична бела светлост и пуни спектар

Светлосни ефекат који "виде" биљке разликује се од људског ока. Наше најчешће коришћене сијалице беле светлости нису у стању да замене сунчеву светлост, као што су цеви са три примарне беле светлости које се широко користе у Јапану, итд. Употреба ових спектра има одређени ефекат на раст биљака, али ефекат није добар као и извор светлости направљен од ЛЕД диода. .

За флуоресцентне цеви са три основне боје које су се уобичајено користиле претходних година, иако се синтетише бела, црвени, зелени и плави спектри су раздвојени, а ширина спектра је веома уска, а континуирани део спектра је релативно слаб. Истовремено, снага је и даље релативно велика у поређењу са ЛЕД диодама, 1,5 до 3 пута већа од потрошње енергије. Комплетан спектар ЛЕД диода дизајнираних посебно за осветљење за раст биљака оптимизује спектар. Иако је визуелни ефекат још увек бео, садржи важне светлосне делове потребне за фотосинтезу биљака.

3. Параметар интензитета осветљења ППФД

Густина флукса фотосинтезе (ППФД) је важан параметар за мерење интензитета светлости у биљкама. Може се изразити или светлосним квантима или енергијом зрачења. Односи се на ефективну густину флукса зрачења светлости у фотосинтези, која представља укупан број светлосних кванта који упадају на стабљике листова биљака у опсегу таласних дужина од 400 до 700 нм по јединици времена и јединици површине. Јединица јеμE·м-2·с-1 (μмол·м-2·с-1). Фотосинтетички активно зрачење (ПАР) се односи на укупно сунчево зрачење са таласном дужином у опсегу од 400 до 700 нм.

Тачка засићења светлосне компензације биљака, која се такође назива тачка компензације светлости, значи да ППФД мора бити виши од ове тачке, његова фотосинтеза може бити већа од дисања, а раст биљака је већи од потрошње пре него што биљке могу да расту. Различите биљке имају различите тачке компензације светлости и не може се једноставно сматрати да достижу одређени индекс, као што је ППФД већи од 200μмол·м-2·с-1.

Интензитет светлости који рефлектује мерач осветљености који се користио у прошлости је осветљеност, али зато што се спектар раста биљака мења због висине извора светлости од биљке, покривености светлошћу и да ли светлост може да прође кроз лишће и др., користи се као светлост при проучавању фотосинтезе. Јаки индикатори нису довољно прецизни, а сада се углавном користи ПАР.

Генерално, позитивна биљка ППФД> 50μмол·м-2·с-1 може покренути механизам фотосинтезе; док је ППФД биљкама у сенци потребно само 20μмол·м-2·с-1. Стога, када инсталирате ЛЕД светло за биљке, можете га инсталирати и поставити према овој референтној вредности, одабрати одговарајућу висину уградње и постићи идеалну ППФД вредност и униформност на површини листа.

4. Лагана формула

Светлосна формула је нови концепт који је недавно предложен, који углавном укључује три фактора: квалитет светлости, количину светлости и трајање. Једноставно схватите да је квалитет светлости спектар најпогоднији за фотосинтезу биљака; количина светлости је одговарајућа ППФД вредност и униформност; трајање је кумулативна вредност озрачивања и однос дневног и ноћног времена. Холандски пољопривредници су открили да биљке користе однос инфрацрвеног и црвеног светла да би процениле промене дана и ноћи. Инфрацрвени однос се значајно повећава на заласку сунца, а биљке брзо реагују на сан. Без овог процеса, биљкама би требало неколико сати да заврше овај процес.

У практичним применама, потребно је акумулирати искуство кроз тестирање и одабрати најбољу комбинацију.