Hvordan velge og designe LED-vekstlys?

Som en viktig gren av moderne landbruk har konseptet med plantefabrikker blitt veldig populært. I det innendørs plantemiljøet er plantebelysning en viktig energikilde for fotosyntese.LED Grow-lys har overveldende fordeler som tradisjonelle tilleggslys ikke har, og vil helt sikkert bli førstevalget for hoved- eller tilleggslys i store kommersielle bruksområder som vertikale gårder og drivhus.

Planter er en av de mest komplekse livsformene på denne planeten. Planting av planter er enkel, men vanskelig og kompleks. I tillegg til vekstbelysning, påvirker mange variabler hverandre. Å balansere disse variablene er en fantastisk kunst som dyrkere må forstå og mestre. Men med tanke på plantebelysning er det fortsatt mange faktorer som må vurderes nøye.

Først, la oss forstå spekteret til solen og absorpsjonen av spekteret av planter. Som det fremgår av figuren nedenfor, er solspekteret et kontinuerlig spektrum, der det blå og grønne spekteret er sterkere enn det røde spekteret, og det synlige lysspekteret varierer fra 380 til 780 nm. Det er flere viktige absorpsjonsfaktorer i plantevekst, og lysabsorpsjonsspektrene til flere nøkkel-auxiner som påvirker planteveksten er betydelig forskjellige. Derfor er anvendelsen avLED-vekstlyser ikke en enkel sak, men veldig målrettet. Her er det nødvendig å introdusere konseptene til de to viktigste fotosyntetiske plantevekstelementene.

Planters fotosyntese er avhengig av klorofyll i bladkloroplast, som er et av de viktigste pigmentene knyttet til fotosyntese. Det finnes i alle organismer som kan skape fotosyntese, inkludert grønne planter og prokaryote planter. Blågrønnalger (cyanobakterier) og eukaryote alger. Klorofyll absorberer lysets energi og syntetiserer karbondioksid og vann til hydrokarboner.

Klorofyll a er blågrønt og absorberer hovedsakelig rødt lys; klorofyll b er gulgrønn og absorberer hovedsakelig blåfiolett lys. Hovedsakelig for å skille skyggeplanter fra solplanter. Forholdet mellom klorofyll b og klorofyll a av skyggeplanter er lite, så skyggeplanter kan bruke blått lys sterkt og tilpasse seg å vokse i skygge. Det er to sterke absorpsjoner av klorofyll a og klorofyll b: det røde området med en bølgelengde på 630~680 nm, og det blåfiolette området med en bølgelengde på 400~460 nm.

Karotenoider (karotenoider) er en generell betegnelse for en klasse viktige naturlige pigmenter, som ofte finnes i gule, oransje-røde eller røde pigmenter hos dyr, høyere planter, sopp og alger. Mer enn 600 naturlige karotenoider har blitt oppdaget så langt. Karotenoider produsert i planteceller absorberer og overfører ikke bare energi for å hjelpe fotosyntesen, men har også funksjonen til å beskytte cellene mot å bli ødelagt av eksiterte oksygenmolekyler med en elektronbinding. Lysabsorpsjonen av karotenoider dekker området 303 ~ 505 nm. Det gir fargen på maten og påvirker menneskekroppens inntak av mat; i alger, planter og mikroorganismer kan fargen ikke presenteres fordi den er dekket av klorofyll.

I design- og utvelgelsesprosessen avLED-vekstlys, er det flere misforståelser som må unngås, hovedsakelig i de følgende aspektene.

1. Forholdet mellom rød og blå bølgelengde av lys bølgelengde

Som de to viktigste absorpsjonsområdene for fotosyntese av to planter, er spekteret som sendes ut avLED-vekstlysbør hovedsakelig være rødt lys og blått lys. Men det kan ikke bare måles ved forholdet mellom rødt og blått. For eksempel er forholdet mellom rødt og blått 4:1, 6:1, 9:1 og så videre.

Det finnes mange ulike plantearter med ulike vaner, og ulike vekststadier har også ulike lysfokusbehov. Spekteret som kreves for plantevekst bør være et kontinuerlig spektrum med en viss distribusjonsbredde. Det er åpenbart upassende å bruke en lyskilde laget av to spesifikke bølgelengdebrikker av rødt og blått med et veldig smalt spektrum. I eksperimenter ble det funnet at planter har en tendens til å være gulaktige, bladstilkene er veldig lette og bladstilkene er veldig tynne. Det har vært et stort antall studier på planters respons på forskjellige spektre i utlandet, for eksempel effekten av den infrarøde delen på fotoperioden, effekten av den gulgrønne delen på skyggeeffekten og effekten av fiolett del på motstand mot skadedyr og sykdommer, næringsstoffer og så videre.

I praktiske applikasjoner blir frøplanter ofte brent eller visnet. Derfor må utformingen av denne parameteren utformes i henhold til planteart, vekstmiljø og forhold.

2. Vanlig hvitt lys og fullt spekter

Lyseffekten "sett" av planter er forskjellig fra det menneskelige øyet. Våre ofte brukte hvite lyslamper er ikke i stand til å erstatte sollys, slik som de tre-primære hvite lysrørene som er mye brukt i Japan, osv. Bruken av disse spektrene har en viss effekt på veksten av planter, men effekten er ikke like god som lyskilden laget av LED. .

For lysstoffrør med tre primærfarger som er vanlig brukt i tidligere år, selv om hvitt er syntetisert, er de røde, grønne og blå spektrene atskilt, og bredden på spekteret er veldig smal, og den kontinuerlige delen av spekteret er relativt svak. Samtidig er strømmen fortsatt relativt stor sammenlignet med LED, 1,5 til 3 ganger energiforbruket. Hele spekteret av lysdioder designet spesielt for plantevekstbelysning optimaliserer spekteret. Selv om den visuelle effekten fortsatt er hvit, inneholder den viktige lyse deler som kreves for plantefotosyntese.

3. Belysningsintensitetsparameter PPFD

Fotosyntesefluksdensiteten (PPFD) er en viktig parameter for å måle lysintensiteten i planter. Det kan uttrykkes enten ved lyskvanter eller strålingsenergi. Det refererer til den effektive strålende flukstettheten til lys i fotosyntese, som representerer det totale antallet lyskvanter som faller inn på plantebladstammer i bølgelengdeområdet 400 til 700 nm per tidsenhet og arealenhet. Enheten erμE·m-2·s-1 (μmol·m-2·s-1). Den fotosyntetisk aktive strålingen (PAR) refererer til den totale solstrålingen med en bølgelengde i området 400 til 700 nm.

Lyskompensasjonsmetningspunktet til planter, også kalt lyskompensasjonspunkt, betyr at PPFD må være høyere enn dette punktet, dens fotosyntese kan være større enn respirasjon, og veksten av planter er større enn forbruket før plantene kan vokse. Ulike planter har forskjellige lyskompensasjonspunkter, og det kan ikke bare anses å nå en viss indeks, for eksempel PPFD større enn 200μmol·m-2·s-1.

Lysintensiteten som reflekteres av belysningsmåleren som ble brukt tidligere, er lysstyrken, men fordi spekteret av plantevekst endres på grunn av høyden på lyskilden fra planten, dekningen av lyset og om lyset kan passere gjennom blader osv., det brukes som lys når man studerer fotosyntese. Sterke indikatorer er ikke presise nok, og PAR brukes nå mest.

Generelt er positiv plante PPFD> 50μmol·m-2·s-1 kan starte fotosyntesemekanismen; mens skyggeplante PPFD bare trenger 20μmol·m-2·s-1. Derfor, når du installerer LED-plantelyset, kan du installere og stille det i henhold til denne referanseverdien, velge passende installasjonshøyde og oppnå den ideelle PPFD-verdien og jevnheten på bladoverflaten.

4. Lett formel

Lysformel er et nytt konsept som nylig ble foreslått, som hovedsakelig inkluderer tre faktorer: lyskvalitet, lysmengde og varighet. Bare forstå at lyskvalitet er det spekteret som er best egnet for plantefotosyntese; lysmengde er riktig PPFD-verdi og ensartethet; varighet er den kumulative verdien av bestråling og forholdet mellom dag og natt. Nederlandske landbrukere har oppdaget at planter bruker forholdet mellom infrarødt og rødt lys for å bedømme dag- og nattendringene. Det infrarøde forholdet øker betydelig ved solnedgang, og planter reagerer raskt på søvn. Uten denne prosessen ville det ta flere timer før plantene fullførte denne prosessen.

I praktiske applikasjoner er det nødvendig å samle erfaring gjennom testing og velge den beste kombinasjonen.