Hvordan vælger og designer man LED vækstlys?

Som en vigtig gren af ​​moderne landbrug er begrebet plantefabrikker blevet meget populært. I det indendørs plantemiljø er plantebelysning en vigtig energikilde til fotosyntese.LED Grow-lys har overvældende fordele, som traditionelle supplerende lys ikke har, og vil helt sikkert blive førstevalget til hoved- eller supplerende lys i store kommercielle applikationer såsom vertikale gårde og drivhuse.

Planter er en af ​​de mest komplekse livsformer på denne planet. Plantning af planter er enkel, men vanskelig og kompleks. Ud over vækstbelysning påvirker mange variabler hinanden, at balancere disse variabler er en fremragende kunst, som avlerne skal forstå og mestre. Men med hensyn til plantebelysning er der stadig mange faktorer, der skal overvejes nøje.

Lad os først forstå solens spektrum og planternes absorption af spektret. Som det ses af nedenstående figur, er solspektret et kontinuerligt spektrum, hvor det blå og grønne spektrum er stærkere end det røde spektrum, og det synlige lys spektrum spænder fra 380 til 780 nm. Der er flere vigtige absorptionsfaktorer i plantevækst, og lysabsorptionsspektrene for flere nøgle-auxiner, der påvirker plantevæksten, er væsentligt forskellige. Derfor er anvendelsen afLED vækstlyser ikke en simpel sag, men meget målrettet. Her er det nødvendigt at introducere begreberne for de to vigtigste fotosyntetiske plantevækstelementer.

Planters fotosyntese er afhængig af klorofyl i bladkloroplast, som er et af de vigtigste pigmenter relateret til fotosyntese. Det findes i alle organismer, der kan skabe fotosyntese, herunder grønne planter og prokaryote planter. Blågrønalger (cyanobakterier) og eukaryote alger. Klorofyl absorberer lysets energi og syntetiserer kuldioxid og vand til kulbrinter.

Klorofyl a er blågrønt og absorberer hovedsagelig rødt lys; klorofyl b er gulgrøn og absorberer hovedsageligt blåviolet lys. Hovedsageligt for at skelne skyggeplanter fra solplanter. Forholdet mellem klorofyl b og klorofyl a for skyggeplanter er lille, så skyggeplanter kan bruge blåt lys kraftigt og tilpasse sig at vokse i skygge. Der er to stærke absorptioner af klorofyl a og klorofyl b: det røde område med en bølgelængde på 630~680 nm og det blåviolette område med en bølgelængde på 400~460 nm.

Carotenoider (carotenoider) er en generel betegnelse for en klasse af vigtige naturlige pigmenter, som almindeligvis findes i gule, orange-røde eller røde pigmenter hos dyr, højere planter, svampe og alger. Mere end 600 naturlige carotenoider er blevet opdaget indtil videre. Carotenoider produceret i planteceller absorberer og overfører ikke kun energi for at hjælpe fotosyntesen, men har også den funktion at beskytte celler mod at blive ødelagt af exciterede enkeltelektronbindingsoxygenmolekyler. Lysabsorptionen af ​​carotenoider dækker området 303 ~ 505 nm. Det giver farven på maden og påvirker den menneskelige krops indtag af mad; i alger, planter og mikroorganismer kan dens farve ikke præsenteres, fordi den er dækket af klorofyl.

I design og udvælgelsesprocessen afLED vækstlys, er der flere misforståelser, der skal undgås, hovedsageligt i de følgende aspekter.

1. Forholdet mellem rød og blå bølgelængde af lys bølgelængde

Som de to vigtigste absorptionsområder for fotosyntese af to planter er spektret udsendt afLED vækstlysbør primært være rødt lys og blåt lys. Men det kan ikke bare måles ved forholdet mellem rød og blå. For eksempel er forholdet mellem rød og blå 4:1, 6:1, 9:1 og så videre.

Der findes mange forskellige plantearter med forskellige vaner, og forskellige vækststadier har også forskellige lysfokusbehov. Det spektrum, der kræves til plantevækst, bør være et kontinuerligt spektrum med en vis fordelingsbredde. Det er naturligvis uhensigtsmæssigt at bruge en lyskilde lavet af to specifikke bølgelængdechips af rød og blå med et meget smalt spektrum. I forsøg har man fundet ud af, at planter har en tendens til at være gullige, bladstænglerne er meget lette, og bladstænglerne er meget tynde. Der har været et stort antal undersøgelser af planters respons på forskellige spektre i udlandet, såsom effekten af ​​den infrarøde del på fotoperioden, effekten af ​​den gulgrønne del på skyggevirkningen og effekten af violet del på modstand mod skadedyr og sygdomme, næringsstoffer og så videre.

I praktiske applikationer bliver frøplanter ofte brændt eller visnet. Derfor skal designet af denne parameter designes efter planteart, vækstmiljø og betingelser.

2. Almindelig hvidt lys og fuldt spektrum

Lyseffekten "set" af planter er forskellig fra det menneskelige øje. Vores almindeligt anvendte hvide lyslamper er ikke i stand til at erstatte sollys, såsom de tre-primære hvide lysrør, der er meget brugt i Japan osv. Brugen af ​​disse spektrum har en vis effekt på planters vækst, men effekten er ikke lige så god som lyskilden lavet af LED'er. .

For lysstofrør med tre primærfarver, der er almindeligt anvendt i tidligere år, er hvidt syntetiseret, de røde, grønne og blå spektre adskilt, og bredden af ​​spektret er meget smal, og den kontinuerlige del af spektret er relativt svag. Samtidig er strømmen stadig relativt stor i forhold til LED, 1,5 til 3 gange energiforbruget. Hele spektret af LED'er, der er designet specielt til plantevækstbelysning, optimerer spektret. Selvom den visuelle effekt stadig er hvid, indeholder den vigtige lette dele, der kræves til plantefotosyntese.

3. Belysningsintensitetsparameter PPFD

Fotosyntesefluxdensiteten (PPFD) er en vigtig parameter til at måle lysintensiteten i planter. Det kan udtrykkes enten ved lyskvanter eller strålingsenergi. Det refererer til lysets effektive strålingsfluxtæthed i fotosyntese, som repræsenterer det samlede antal lyskvanter, der falder ind på plantebladstængler i bølgelængdeområdet fra 400 til 700 nm pr. tidsenhed og arealenhed. Enheden erμE·m-2·s-1 (μmol·m-2·s-1). Den fotosyntetisk aktive stråling (PAR) refererer til den samlede solstråling med en bølgelængde i området 400 til 700 nm.

Planters lyskompensationsmætningspunkt, også kaldet lyskompensationspunkt, betyder, at PPFD skal være højere end dette punkt, dens fotosyntese kan være større end respiration, og planters vækst er større end forbruget, før planter kan vokse. Forskellige planter har forskellige lyskompensationspunkter, og det kan ikke blot anses for at nå et bestemt indeks, såsom PPFD større end 200μmol·m-2·s-1.

Lysintensiteten, der reflekteres af den tidligere anvendte belysningsstyrkemåler, er lysstyrken, men fordi plantevækstspektret ændrer sig på grund af højden af ​​lyskilden fra planten, dækningen af ​​lyset, og om lyset kan passere gennem lyskilden. blade osv., det bruges som lys, når man studerer fotosyntese. Stærke indikatorer er ikke præcise nok, og PAR bruges nu mest.

Generelt positiv plante PPFD> 50μmol·m-2·s-1 kan starte fotosyntesemekanismen; mens skyggeplante PPFD kun behøver 20μmol·m-2·s-1. Når du installerer LED-plantelyset, kan du derfor installere og indstille det i henhold til denne referenceværdi, vælge den passende installationshøjde og opnå den ideelle PPFD-værdi og ensartethed på bladoverfladen.

4. Let formel

Lysformel er et nyt koncept, der for nylig er foreslået, som hovedsageligt omfatter tre faktorer: lyskvalitet, lysmængde og varighed. Du skal blot forstå, at lyskvalitet er det spektrum, der er bedst egnet til plantefotosyntese; lysmængde er den passende PPFD-værdi og ensartethed; varighed er den kumulative værdi af bestråling og forholdet mellem dag og nat. Hollandske landbrugere har opdaget, at planter bruger forholdet mellem infrarødt og rødt lys til at bedømme dag- og natændringerne. Det infrarøde forhold øges markant ved solnedgang, og planter reagerer hurtigt på søvn. Uden denne proces ville det tage flere timer for planterne at fuldføre denne proces.

I praktiske applikationer er det nødvendigt at akkumulere erfaring gennem test og vælge den bedste kombination.