Как важная отрасль современного сельского хозяйства концепция заводов по производству растений стала очень популярной. В среде комнатных растений освещение растений является важным источником энергии для фотосинтеза. Светодиодные светильники для растений обладают огромными преимуществами, которых нет у традиционных дополнительных источников света, и, несомненно, станут первым выбором для основного или дополнительного освещения в крупных коммерческих помещениях, таких как вертикальные фермы и теплицы.
Растения - одна из самых сложных форм жизни на этой планете. Посадка растений чрезвычайно проста, но также трудна и сложна. Помимо освещения растений, многие переменные влияют друг на друга, балансирование этих переменных - превосходное искусство, которое цветоводам необходимо понять и освоить. Но что касается освещения растений, есть еще много факторов, которые необходимо тщательно учитывать.
Во-первых, позвольте' s понять спектр солнца и поглощение спектра растениями. Как видно из рисунка ниже, солнечный спектр представляет собой непрерывный спектр, в котором синий и зеленый спектр сильнее красного спектра, а спектр видимого света находится в диапазоне от 380 до 780 нм. Существует несколько ключевых факторов поглощения для роста растений, и спектры поглощения света нескольких ключевых ауксинов, влияющих на рост растений, значительно различаются. Поэтому применение светодиодных светильников для выращивания растений - дело не простое, а целенаправленное. Здесь необходимо представить концепции двух наиболее важных фотосинтетических элементов роста растений.
Фотосинтез растений зависит от хлорофилла в хлоропласте листьев, который является одним из наиболее важных пигментов, связанных с фотосинтезом. Он присутствует во всех организмах, способных производить фотосинтез, включая зеленые растения и прокариотические растения. Сине-зеленые водоросли (цианобактерии) и эукариотические водоросли. Хлорофилл поглощает энергию света и синтезирует углекислый газ и воду в углеводороды.
Хлорофилл а имеет сине-зеленый цвет и в основном поглощает красный свет; хлорофилл b желто-зеленый и в основном поглощает сине-фиолетовый свет. В основном для того, чтобы отличать тенистые растения от солнечных растений. Отношение хлорофилла b к хлорофиллу a у теневых растений невелико, поэтому тенистые растения могут сильно использовать синий свет и адаптироваться к росту в тени. Есть два сильных поглощения хлорофилла а и хлорофилла b: красная область с длиной волны 630 ~ 680 нм и сине-фиолетовая область с длиной волны 400 ~ 460 нм.
Каротиноиды (каротиноиды) - это общий термин для класса важных природных пигментов, которые обычно встречаются в желтых, оранжево-красных или красных пигментах у животных, высших растений, грибов и водорослей. На сегодняшний день открыто более 600 природных каротиноидов. Каротиноиды, производимые в растительных клетках, не только поглощают и передают энергию, помогая процессу фотосинтеза, но также защищают клетки от разрушения возбужденными молекулами кислорода с одноэлектронной связью. Каротиноиды поглощают свет в диапазоне 303 ~ 505 нм. Они обеспечивают цвет пищи и влияют на потребление пищи человеческим организмом; у водорослей, растений и микроорганизмов их цвет не может быть представлен из-за того, что они покрыты хлорофиллом.
В процессе проектирования и выбора светодиодных светильников для растений следует избегать нескольких недоразумений, в основном в следующих аспектах.
1. соотношение длин красной и синей волны длины волны света
В качестве двух основных областей поглощения для фотосинтеза двух растений спектр, излучаемый светодиодными лампами для растений, должен быть в основном красным и синим светом. Но его нельзя просто измерить отношением красного к синему. Например, соотношение красного к синему составляет 4: 1, 6: 1, 9: 1 и так далее.
Виды растений очень разнообразны и имеют разные привычки, и на разных стадиях роста также разные потребности в фокусе света. Спектр, необходимый для роста растений, должен быть непрерывным спектром с определенной шириной распределения. Очевидно, что нецелесообразно использовать источник света, состоящий из двух микросхем с определенной длиной волны, красного и синего, с очень узким спектром. В ходе экспериментов было обнаружено, что растения имеют тенденцию быть желтоватыми, стебли листьев очень легкие, а стебли очень тонкие. Было проведено большое количество исследований реакции растений на различные спектры в зарубежных странах, таких как влияние инфракрасной части на фотопериод, влияние желто-зеленой части на эффект затенения и влияние фиолетовая часть об устойчивости к вредителям и болезням, питательным веществам и так далее.
В реальных условиях саженцы часто сжигаются или засыхают. Следовательно, расчет этого параметра должен быть разработан в соответствии с видом растений, средой произрастания и условиями.
2. Обычный белый свет и полный спектр
Световой эффект" видел" растениями отличается от человеческого глаза. Наши обычно используемые лампы белого света не могут заменить солнечный свет, такой как лампы белого света с тремя первичными элементами, широко используемые в Японии. Использование этих спектров оказывает определенное влияние на рост растений, но эффект не так хорош, как источник света, сделанный на светодиодах. .
Для люминесцентных ламп с тремя основными цветами, которые обычно использовались в предыдущие годы, хотя синтезируется белый, красный, зеленый и синий спектры разделены, ширина спектра очень узкая, а непрерывная часть спектра относительно слабая. В то же время мощность по-прежнему относительно велика по сравнению со светодиодами, в 1,5–3 раза превышая потребление энергии. Полный спектр светодиодов, разработанных специально для освещения растений, оптимизирует спектр. Хотя визуальный эффект по-прежнему белый, он содержит важную часть света, необходимого для фотосинтеза растений.
3. Параметр интенсивности освещения PPFD.
Плотность потока фотосинтеза (PPFD) является важным параметром для измерения интенсивности света растений. Это может быть выражено либо квантами света, либо лучистой энергией. Он относится к эффективной плотности потока излучения света при фотосинтезе, которая представляет собой общее количество квантов света, падающих на стебли листьев растений в диапазоне длин волн от 400 до 700 нм в единицу времени и единицу площади. Его единица измерения - μE · м-2 · с-1 (мкмоль · м-2 · с-1). Фотосинтетически активное излучение (ФАР) относится к общему солнечному излучению с длиной волны в диапазоне от 400 до 700 нм.
Точка компенсации света растений, также называемая точкой компенсации света, означает, что PPFD должен быть выше этой точки, чтобы фотосинтез был больше, чем дыхание, а рост растений больше, чем потребление, прежде чем растения смогут расти. У разных растений разные точки компенсации света, и это нельзя просто рассматривать как достижение определенного индекса, например PPFD, превышающего 200 мкмоль · м-2 · с-1.
Интенсивность света измерителя освещенности, используемого в прошлом, - это яркость, но поскольку спектр роста растений изменяется из-за высоты источника света от растения, охвата света и того, может ли свет проходить через листья и др., используется как свет при изучении фотосинтеза. Сильные индикаторы недостаточно точны, и сейчас в основном используется PAR.
Как правило, механизм фотосинтеза может быть инициирован положительным растением PPFD> 50 мкмоль · м-2 · с-1; в то время как для теневого растения PPFD требуется всего 20 мкмоль · м-2 · с-1. Следовательно, при установке светодиодного светильника для растений вы можете установить и настроить его в соответствии с этим эталонным значением, выбрать подходящую высоту установки и добиться идеального значения PPFD и однородности на поверхности листа.
4. Формула света
Формула света - это недавно предложенная новая концепция, которая в основном включает три фактора: качество света, количество света и продолжительность. Просто поймите, что качество света - это спектр, наиболее подходящий для фотосинтеза растений; количество света - соответствующее значение PPFD и однородность; Продолжительность - это совокупная величина облучения и соотношение дневного и ночного времени. Голландские агрономы обнаружили, что растения используют соотношение инфракрасного и красного света для определения смены дня и ночи. Коэффициент инфракрасного излучения значительно увеличивается на закате, и растения быстро реагируют на сон. Без этого процесса заводу потребовалось бы несколько часов, чтобы завершить этот процесс.
В практических приложениях необходимо накопить опыт тестирования и выбрать лучшую комбинацию.
