Як важлива галузь сучасного сільського господарства, концепція заводських заводів стала дуже популярною. У кімнатних умовах посадки освітлення рослин є важливим джерелом енергії для фотосинтезу. Світлодіодні освітлювальні прилади мають переважні переваги, яких немає у традиційних додаткових світильників, і, безумовно, стануть першим вибором для основного або додаткового освітлення у великих комерційних цілях, таких як вертикальні ферми та теплиці.
Рослини - одна з найскладніших форм життя на цій планеті. Посадка рослин надзвичайно проста, але також складна і складна. Окрім освітлення рослин, багато змінних впливають один на одного, балансування цих змінних - це чудове мистецтво, яке виробники повинні розуміти та освоювати. Але з точки зору освітлення рослин, є ще багато факторів, які потрібно ретельно врахувати.
По -перше, давайте&зрозуміємо спектр Сонця та поглинання спектру рослинами. Як видно з малюнка нижче, сонячний спектр - це безперервний спектр, в якому синій і зелений спектр сильніші за червоний, а спектр видимого світла коливається від 380 до 780 нм. Існує кілька ключових факторів поглинання для росту рослин, а спектри поглинання світла кількох ключових ауксинів, які впливають на ріст рослин, значно відрізняються. Тому застосування світлодіодних вогнів для росту рослин - це не проста справа, а дуже цілеспрямована. Тут необхідно представити поняття двох найважливіших фотосинтезуючих елементів росту рослин.
Фотосинтез рослин ґрунтується на хлорофілі в листковому хлоропласті, який є одним з найважливіших пігментів, пов’язаних з фотосинтезом. Він існує у всіх організмах, які можуть створювати фотосинтез, включаючи зелені та прокаріотичні рослини. Синьо-зелені водорості (ціанобактерії) та еукаріотичні водорості. Хлорофіл поглинає енергію світла і синтезує вуглекислий газ та воду у вуглеводні.
Хлорофіл а синьо-зелений і переважно поглинає червоне світло; хлорофіл b жовто-зелений і переважно поглинає синьо-фіолетове світло. Переважно відрізняти тіньові рослини від сонячних. Співвідношення хлорофілу b до хлорофілу a тіньових рослин невелике, тому тіньові рослини можуть сильно використовувати блакитне світло і адаптуватися до росту в тіні. Існує два сильних поглинання хлорофілу а та хлорофілу b: червона область з довжиною хвилі 630 ~ 680 нм та синьо-фіолетова область з довжиною хвилі 400 ~ 460 нм.
Каротиноїди (каротиноїди)-це загальний термін для класу важливих природних пігментів, які зазвичай зустрічаються у жовтих, оранжево-червоних або червоних пігментах у тварин, вищих рослин, грибів та водоростей. На сьогоднішній день виявлено понад 600 природних каротиноїдів. Каротиноїди, що виробляються в рослинних клітинах, не тільки поглинають і передають енергію, щоб сприяти прогресу фотосинтезу, але також виконують функцію захисту клітин від руйнування молекулами кисню, збудженими одноелектронним зв’язком. Каротиноїди поглинають світло в діапазоні 303 ~ 505 нм. Вони надають колір їжі та впливають на споживання їжі організмом людини' у водоростей, рослин та мікроорганізмів їх колір неможливо представити через покриття хлорофілом.
У процесі проектування та вибору світлодіодних освітлювальних приладів для рослин існує кілька непорозумінь, яких слід уникати, головним чином у наступних аспектах.
1. Співвідношення довжини світлової та червоної хвиль
Будучи двома основними областями поглинання для фотосинтезу двох рослин, спектр, що випромінюється світлодіодними лампами рослин, повинен складатися переважно з червоного та синього світла. Але це неможливо просто виміряти співвідношенням червоного до синього. Наприклад, співвідношення червоного до синього становить 4: 1, 6: 1, 9: 1 тощо.
Види рослин дуже різноманітні і мають різні звички, а різні стадії росту також мають різні потреби в освітленні. Спектр, необхідний для росту рослин, повинен бути безперервним спектром з певною шириною розподілу. Очевидно, недоцільно використовувати джерело світла, виготовлене з двох чіпів червоного та синього кольору з певною довжиною хвилі з дуже вузьким спектром. В експериментах було виявлено, що рослини мають жовтуватий колір, стебла листя дуже світлі, а стебла листя дуже тонкі. У зарубіжних країнах було проведено велику кількість досліджень щодо реакції рослин на різні спектри, таких як вплив інфрачервоної частини на фотоперіод, вплив жовто-зеленої частини на ефект затінення та вплив фіолетова частина щодо стійкості до шкідників і хвороб, поживних речовин тощо.
У реальних умовах застосування саджанці часто спалюють або в’януть. Тому дизайн цього параметра повинен бути розроблений відповідно до виду рослин, середовища зростання та умов.
2. Звичайне біле світло та повний спектр
Світловий ефект&«побачений" рослинами відрізняється від людського ока. Наші загальновживані лампи білого світла не можуть замінити сонячне світло' наприклад, три основні лампи білого світла, які широко використовуються в Японії. Використання цих спектрів певним чином впливає на ріст рослин, але ефект не такий хороший, як джерело світла, що виробляється світлодіодами. .
Для люмінесцентних ламп з трьома основними кольорами, які зазвичай використовувалися в попередні роки, хоча синтезується білий колір, червоний, зелений і синій спектри розділені, а ширина спектру дуже вузька, а суцільна частина спектра відносно слабка. У той же час, потужність все ще відносно велика в порівнянні зі світлодіодами, що в 1,5-3 рази перевищує споживання енергії. Повний спектр світлодіодів, розроблених спеціально для освітлення рослин, оптимізує спектр. Хоча візуальний ефект все ще білий, він містить важливу частину світла, необхідну для фотосинтезу рослин.
3. Параметр інтенсивності освітлення PPFD
Щільність потоку фотосинтезу (PPFD) є важливим параметром для вимірювання інтенсивності освітлення рослин. Вона може бути виражена або квантами світла, або енергією випромінювання. Він відноситься до ефективної щільності потоку випромінювання світла при фотосинтезі, що представляє загальну кількість квантів світла, що падають на стебла листків рослин у діапазоні довжин хвиль від 400 до 700 нм за одиницю часу та одиницю площі. Його одиницею є μE · m-2 · s-1 (мкмоль · m-2 · s-1). Фотосинтетично активне випромінювання (PAR) відноситься до загальної сонячної радіації з довжиною хвилі в діапазоні від 400 до 700 нм.
Точка світлокомпенсації рослин, яка також називається світлокомпенсаційною точкою, означає, що PPFD має бути вище цієї точки, щоб фотосинтез був більшим за дихання, а зростання рослин-більшим, ніж споживання, перш ніж рослини зможуть рости. Різні рослини мають різні точки компенсації світла, і це не можна просто вважати таким, що досягає певного показника, такого як PPFD більше 200 мкмоль · м-2 · с-1.
Інтенсивність освітлення вимірювача освітленості, який використовувався в минулому, - це яскравість, але тому, що спектр росту рослин змінюється через висоту джерела світла від рослини, покриття світла та здатність світла проходити крізь листя тощо, він використовується як світло при вивченні фотосинтезу. Сильні показники недостатньо точні, і зараз переважно використовується PAR.
Як правило, механізм фотосинтезу може бути ініційований позитивною рослиною PPFD> 50 мкмоль · м-2 · с-1; тоді як тіньовій рослині PPFD потрібно лише 20 мкмоль · м-2 · с-1. Тому, встановлюючи світлодіодне освітлення для рослин, ви можете встановити та встановити його відповідно до цього еталонного значення, вибрати відповідну висоту установки та досягти ідеального значення та однорідності PPFD на поверхні листа.
4. Легка формула
Формула світла - це нова концепція, нещодавно запропонована, яка включає в основному три фактори: якість світла, кількість світла та тривалість. Просто зрозумійте, що якість світла - це спектр, найбільш підходящий для фотосинтезу рослин; кількість світла - це відповідне значення та однорідність PPFD; тривалість - це сукупне значення опромінення та співвідношення денного та нічного часу. Голландські агрономи виявили, що рослини використовують співвідношення інфрачервоного та червоного світла, щоб судити про зміну дня та ночі. Інфрачервоне співвідношення значно збільшується під час заходу сонця, і рослини швидко реагують на сон. Без цього процесу рослині знадобилося б кілька годин, щоб завершити цей процес.
У практичному застосуванні необхідно накопичити досвід шляхом тестування та вибрати найкращу комбінацію.
