Som en vigtig gren af det moderne landbrug er begrebet plantefabrikker blevet meget populært. I det indendørs plantemiljø er plantebelysning en vigtig energikilde til fotosyntese. LED -plantelygter har overvældende fordele, som traditionelle supplerende lys ikke har, og vil helt sikkert blive første valg for hoved- eller supplerende lys i store kommercielle applikationer såsom lodrette gårde og drivhuse.
Planter er en af de mest komplekse livsformer på denne planet. Plantning af planter er ekstremt enkel, men også vanskelig og kompleks. Ud over plantebelysning påvirker mange variabler hinanden, balancering af disse variabler er en suveræn kunst, som avlere skal forstå og mestre. Men hvad angår 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 lysspektrum varierer fra 380 til 780 nm. Der er flere vigtige absorptionsfaktorer for plantevækst, og lysabsorptionsspektrene for flere vigtige auxiner, der påvirker plantevæksten, er væsentligt forskellige. Derfor er anvendelsen af LED plantevækstlys ikke en simpel sag, men meget målrettet. Her er det nødvendigt at introducere begreberne for de to vigtigste fotosyntetiske plantevækstelementer.
Fotosyntesen af planter er afhængig af klorofyl i bladchloroplast, som er et af de vigtigste pigmenter relateret til fotosyntese. Den findes i alle organismer, der kan skabe fotosyntese, herunder grønne planter og prokaryote planter. Blågrønne alger (cyanobakterier) og eukaryote alger. Klorofyl absorberer lysets energi og syntetiserer kuldioxid og vand til kulbrinter.
Klorofyl a er blågrønt og absorberer hovedsageligt 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 af skygge planter er lille, så skygge planter kan bruge blåt lys stærkt 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. Hidtil er mere end 600 naturlige carotenoider blevet opdaget. De carotenoider, der produceres i planteceller, absorberer og overfører ikke kun energi for at hjælpe fotosyntesens fremskridt, men har også funktionen til at beskytte celler mod at blive ødelagt af ophidsede iltmolekyler med enkelt elektronbinding. Carotenoider absorberer lys i området 303 ~ 505 nm. De giver madens farve og påvirker den menneskelige krops indtagelse af mad; i alger, planter og mikroorganismer kan deres farve ikke præsenteres på grund af at være dækket af klorofyl.
I processen med at designe og vælge LED -plantelys er der flere misforståelser, der skal undgås, hovedsageligt i de følgende aspekter.
1.Rød og blå bølgelængdeforhold af lysbølgelængde
Som de to vigtigste absorptionsområder for fotosyntese af to planter bør spektret, der udsendes af LED -plantelys, hovedsageligt være rødt og blåt lys. Men det kan ikke bare måles ved forholdet mellem rød og blå. Forholdet mellem rød og blå er f.eks. 4: 1, 6: 1, 9: 1 og så videre.
Plantearter er meget forskellige og har 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 upassende at bruge en lyskilde lavet af to specifikke bølgelængdechips af rødt og blåt med et meget snævert spektrum. I forsøg viste det sig, 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 planternes reaktion på forskellige spektre i fremmede lande, såsom effekten af den infrarøde del på fotoperioden, den gulgrønne dels effekt på skyggeeffekten og effekten af lilla del om resistens over for skadedyr og sygdomme, næringsstoffer og så videre.
I egentlige applikationer brændes eller visnes frøplanter ofte. Derfor skal designet af denne parameter designes i henhold til plantearterne, vækstmiljø og betingelser.
2. Almindeligt hvidt lys og fuldt spektrum
Lyseffekten" set" af planter er forskellig fra det menneskelige øje. Vores almindeligt anvendte hvide lyslamper kan ikke erstatte solens' s lys, såsom de tre primære hvide lysrør, der er meget udbredt i Japan. Brugen af disse spektrum har en vis effekt på plantens vækst, men effekten er ikke så god som lyskilden fra LED'er. .
For lysstofrør med tre primære farver, der almindeligvis blev brugt i tidligere år, skønt hvidt syntetiseres, adskilles de røde, grønne og blå spektre, 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 lysdioder, 1,5 til 3 gange energiforbruget. Hele spektret af lysdioder designet specielt til plantebelysning optimerer spektret. Selvom den visuelle effekt stadig er hvid, indeholder den den vigtige del af lyset, der kræves til plantefotosyntese.
3. Belysningsintensitetsparameter PPFD
Fotosyntesefluxdensiteten (PPFD) er en vigtig parameter til måling af planternes lysintensitet. Det kan udtrykkes enten med lyskvante eller stråleenergi. Det refererer til lysets effektive strålingsflussdensitet i fotosyntese, som repræsenterer det samlede antal lyskvanteindfald på stængler af bladblad i bølgelængdeområdet på 400 til 700 nm pr. Tidsenhed og arealenhed. Dens enhed er μE · 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.
Plantes lyskompensationspunkt, også kaldet lyskompensationspunkt, betyder at PPFD skal være højere end dette punkt for at fotosyntesen skal være større end respiration, og plantevækst er større end forbruget, før planter kan vokse. Forskellige planter har forskellige lyskompensationspunkter, og det kan ikke blot betragtes som at nå et bestemt indeks, f.eks. PPFD større end 200μmol · m-2 · s-1.
Lysintensiteten af den tidligere anvendte belysningsstyrke er lysstyrken, men fordi spektret af plantevækst ændres på grund af højden af lyskilden fra planten, lysets dækning, og om lyset kan passere gennem bladene osv., bruges den som lys, når man studerer fotosyntese. Stærke indikatorer er ikke præcise nok, og PAR bruges nu mest.
Generelt kan fotosyntesemekanismen initieres af den positive plante PPFD> 50 μmol · m-2 · s-1; mens skyggeplanten PPFD kun har brug for 20 μmol · 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 blev foreslået, og som hovedsageligt omfatter tre faktorer: lyskvalitet, lyskvantitet og varighed. Forstå simpelthen, at lyskvaliteten er det spektrum, der er bedst egnet til plantefotosyntese; let mængde 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 infrarød og rødt lys til at bedømme ændringen dag-nat. Det infrarøde forhold stiger betydeligt ved solnedgang, og planter reagerer hurtigt på søvn. Uden denne proces ville det tage flere timer for anlægget at fuldføre denne proces.
I praktiske applikationer er det nødvendigt at akkumulere erfaring gennem test og vælge den bedste kombination.
