Jak vybrat a navrhnout LED pěstební světla?

Jako důležité odvětví moderního zemědělství se koncept rostlinných továren stal velmi populárním. Ve vnitřním prostředí výsadby je osvětlení rostlin základním zdrojem energie pro fotosyntézu.LED Grow light má ohromné ​​výhody, které tradiční doplňková světla nemají, a jistě se stanou první volbou pro hlavní nebo doplňková světla ve velkých komerčních aplikacích, jako jsou vertikální farmy a skleníky.

Rostliny jsou jednou z nejsložitějších forem života na této planetě. Výsadba rostlin je jednoduchá, ale náročná a složitá. Kromě osvětlení pro pěstování se mnoho proměnných ovlivňuje navzájem. Vyvažování těchto proměnných je vynikající umění, kterému pěstitelé musí porozumět a zvládnout ho. Ale pokud jde o osvětlení rostlin, stále existuje mnoho faktorů, které je třeba pečlivě zvážit.

Nejprve pochopme spektrum slunce a absorpci spektra rostlinami. Jak je vidět z obrázku níže, sluneční spektrum je spojité spektrum, ve kterém je modré a zelené spektrum silnější než červené spektrum a spektrum viditelného světla se pohybuje v rozmezí 380 až 780 nm. Existuje několik klíčových absorpčních faktorů v růstu rostlin a světelná absorpční spektra několika klíčových auxinů, které ovlivňují růst rostlin, jsou výrazně odlišná. Proto aplikaceLED rostoucí světlonení jednoduchá záležitost, ale velmi cílená. Zde je nutné představit pojmy dvou nejdůležitějších fotosyntetických růstových prvků rostlin.

Fotosyntéza rostlin se opírá o chlorofyl v chloroplastech listů, což je jeden z nejdůležitějších pigmentů souvisejících s fotosyntézou. Existuje ve všech organismech, které mohou vytvářet fotosyntézu, včetně zelených rostlin a prokaryotických rostlin. Modrozelené řasy (sinice) a eukaryotické řasy. Chlorofyl absorbuje energii světla a syntetizuje oxid uhličitý a vodu na uhlovodíky.

Chlorofyl a je modrozelený a pohlcuje hlavně červené světlo; chlorofyl b je žlutozelený a pohlcuje hlavně modrofialové světlo. Hlavně k rozlišení stínících rostlin od slunečních rostlin. Poměr chlorofylu b k chlorofylu a stínících rostlin je malý, takže stínící rostliny mohou silně využívat modré světlo a přizpůsobit se pěstování ve stínu. Existují dvě silné absorpce chlorofylu a a chlorofylu b: červená oblast s vlnovou délkou 630~680 nm a modrofialová oblast s vlnovou délkou 400~460 nm.

Karotenoidy (karotenoidy) je obecný termín pro třídu důležitých přírodních pigmentů, které se běžně vyskytují ve žlutých, oranžově-červených nebo červených pigmentech u zvířat, vyšších rostlin, hub a řas. Dosud bylo objeveno více než 600 přírodních karotenoidů. Karotenoidy produkované v rostlinných buňkách nejen absorbují a přenášejí energii na pomoc fotosyntéze, ale mají také funkci chránit buňky před zničením excitovanými molekulami kyslíku s jednoelektronovou vazbou. Světelná absorpce karotenoidů pokrývá rozsah 303~505 nm. Poskytuje barvu potravin a ovlivňuje příjem potravy lidským tělem; u řas, rostlin a mikroorganismů nemůže být jeho barva prezentována, protože je pokryta chlorofylem.

V procesu návrhu a výběruLED růstová světla, existuje několik nedorozumění, kterých je třeba se vyvarovat, zejména v následujících aspektech.

1. Poměr červené a modré vlnové délky vlnové délky světla

Jako dvě hlavní absorpční oblasti pro fotosyntézu dvou rostlin je spektrum vyzařovanéLED rostoucí světloby mělo být hlavně červené světlo a modré světlo. Ale nelze to jednoduše změřit poměrem červené k modré. Například poměr červené a modré je 4:1, 6:1, 9:1 a tak dále.

Existuje mnoho různých rostlinných druhů s různými zvyky a různá růstová stádia mají také různé potřeby zaostření světla. Spektrum potřebné pro růst rostlin by mělo být spojité spektrum s určitou šířkou distribuce. Je zjevně nevhodné používat světelný zdroj tvořený dvěma čipy specifické vlnové délky červené a modré s velmi úzkým spektrem. Při pokusech bylo zjištěno, že rostliny bývají nažloutlé, stonky listů jsou velmi světlé a stonky listů jsou velmi tenké. V zahraničí bylo provedeno velké množství studií o reakci rostlin na různá spektra, např. vliv infračervené části na fotoperiodu, vliv žlutozelené části na stínící efekt a vliv fialová část o odolnosti vůči škůdcům a chorobám, živin a tak dále.

V praktických aplikacích jsou sazenice často spálené nebo uschlé. Proto musí být návrh tohoto parametru navržen podle rostlinného druhu, růstového prostředí a podmínek.

2. Obyčejné bílé světlo a plné spektrum

Světelný efekt „viděný“ rostlinami je odlišný od lidského oka. Naše běžně používané lampy s bílým světlem nejsou schopny nahradit sluneční světlo, jako jsou například tříprimární bílé světelné trubice široce používané v Japonsku atd. Použití těchto spekter má určitý vliv na růst rostlin, ale efekt není stejně dobrý jako světelný zdroj tvořený LED diodami. .

U zářivek se třemi základními barvami běžně používanými v předchozích letech platí, že ačkoli se syntetizuje bílá, červené, zelené a modré spektrum je odděleno a šířka spektra je velmi úzká a souvislá část spektra je relativně slabá. Výkon je přitom ve srovnání s LED stále poměrně velký, 1,5 až 3 násobek spotřeby energie. Celé spektrum LED diod navržených speciálně pro osvětlení pěstování rostlin optimalizuje spektrum. Přestože je vizuální efekt stále bílý, obsahuje důležité části světla potřebné pro fotosyntézu rostlin.

3. Parametr intenzity osvětlení PPFD

Hustota toku fotosyntézy (PPFD) je důležitým parametrem pro měření intenzity světla v rostlinách. Může být vyjádřen buď světelnými kvanty nebo zářivou energií. Vztahuje se k efektivní hustotě zářivého toku světla při fotosyntéze, která představuje celkový počet světelných kvant dopadajících na stonky rostlinných listů v rozsahu vlnových délek 400 až 700 nm za jednotku času a jednotku plochy. Jednotka jeμE·m-2·s-1 (μmol·m-2·s-1). Fotosynteticky aktivní záření (PAR) označuje celkové sluneční záření o vlnové délce v rozsahu 400 až 700 nm.

Bod nasycení rostlin s kompenzací světla, také nazývaný bod kompenzace světla, znamená, že PPFD musí být vyšší než tento bod, jeho fotosyntéza může být větší než dýchání a růst rostlin je větší než spotřeba, než rostliny mohou růst. Různé rostliny mají různé body kompenzace světla a nelze to jednoduše považovat za dosažení určitého indexu, jako je PPFD větší než 200μmol·m-2·s-1.

Intenzita světla odražená měřičem osvětlenosti používaným v minulosti je jas, ale protože se spektrum růstu rostlin mění v důsledku výšky zdroje světla z rostliny, pokrytí světla a toho, zda světlo může procházet listy atd., používá se jako světlo při studiu fotosyntézy. Silné indikátory nejsou dostatečně přesné a nyní se většinou používá PAR.

Obecně platí, že pozitivní rostlina PPFD> 50μmol·m-2·s-1 může spustit mechanismus fotosyntézy; zatímco stínová rostlina PPFD potřebuje pouze 20μmol·m-2·s-1. Při instalaci LED rostlinného světla jej tedy můžete nainstalovat a nastavit podle této referenční hodnoty, zvolit vhodnou instalační výšku a dosáhnout ideální hodnoty PPFD a rovnoměrnosti na povrchu listu.

4. Lehká formule

Světelný vzorec je nový koncept, který byl nedávno navržen, který zahrnuje především tři faktory: kvalitu světla, množství světla a dobu trvání. Jednoduše pochopte, že kvalita světla je spektrum nejvhodnější pro fotosyntézu rostlin; množství světla je vhodná hodnota PPFD a jednotnost; trvání je kumulativní hodnota ozáření a poměr denní a noční doby. Nizozemští zemědělci zjistili, že rostliny používají poměr infračerveného a červeného světla k posouzení změn dne a noci. Infračervený poměr se výrazně zvyšuje při západu slunce a rostliny rychle reagují na spánek. Bez tohoto procesu by rostlinám trvalo několik hodin, než by tento proces dokončily.

V praktických aplikacích je nutné nasbírat zkušenosti testováním a vybrat tu nejlepší kombinaci.