[Rezumat]Pe baza unui număr mare de date experimentale, acest articol discută câteva aspecte importante în selectarea calității luminii în fabricile de fabrici, inclusiv selecția surselor de lumină, efectele luminii roșii, albastre și galbene și selecția spectrale. game, pentru a oferi perspective asupra calității luminii în fabricile de fabrici.Determinarea strategiei de potrivire oferă câteva soluții practice care pot fi folosite ca referință.
Alegerea sursei de lumină

Fabricile din fabrici folosesc în general lumini LED.Acest lucru se datorează faptului că luminile cu LED-uri au caracteristicile de eficiență luminoasă ridicată, consum redus de energie, generare mai mică de căldură, durată lungă de viață și intensitate și spectru de lumină reglabile, care nu numai că pot satisface cerințele de creștere a plantelor și acumularea eficientă de materiale, dar și economisește energie, reducerea costurilor cu energia electrică și generarea de căldură.Luminile de creștere cu LED-uri pot fi împărțite în continuare în lumini LED cu spectru larg cu un singur cip pentru uz general, lumini LED cu spectru larg specifice plantelor cu un singur cip și lumini LED cu spectru reglabil combinat cu mai multe cipuri.Prețul celor din urmă două tipuri de lumini cu LED-uri specifice plantei este, în general, de peste 5 ori mai mare decât al luminilor LED obișnuite, așa că ar trebui selectate diferite surse de lumină în funcție de scopuri diferite.Pentru fabricile mari de plante, tipurile de plante pe care le cresc se schimbă odată cu cererea pieței.Pentru a reduce costurile de construcție și pentru a nu afecta în mod semnificativ eficiența producției, autorul recomandă utilizarea chipurilor LED cu spectru larg pentru iluminatul general ca sursă de iluminare.Pentru fabricile de fabrici mici, dacă tipurile de plante sunt relativ fixe, pentru a obține o eficiență și o calitate ridicată a producției fără a crește semnificativ costul de construcție, ca sursă de iluminare pot fi folosite cipuri LED cu spectru larg pentru iluminatul specific instalației sau general.Dacă este de a studia efectul luminii asupra creșterii plantelor și acumulării de substanțe eficiente, pentru a oferi cea mai bună formulă de lumină pentru producția pe scară largă în viitor, o combinație cu mai multe cipuri de lumini LED cu spectru reglabil poate fi utilizată pentru a schimba factori precum intensitatea luminii, spectrul și timpul de lumină pentru a obține cea mai bună formulă de lumină pentru fiecare plantă, oferind astfel baza pentru producția la scară largă.

Lumina roșie și albastră

În ceea ce privește rezultatele experimentale specifice, atunci când conținutul de lumină roșie (R) este mai mare decât cel de lumină albastră (B) (sapată verde R:B = 6:2 și 7:3; spanac R:B = 4: 1; răsaduri de tărtăcuță R:B = 7:3; răsaduri de castraveți R:B = 7:3), experimentul a arătat că conținutul de biomasă (inclusiv înălțimea plantei a părții aeriene, suprafața maximă a frunzei, greutatea proaspătă și greutatea uscată , etc.) au fost mai mari, dar diametrul tulpinii și indicele puternic de răsad al plantelor au fost mai mari atunci când conținutul de lumină albastră era mai mare decât cel al luminii roșii.Pentru indicatorii biochimici, conținutul de lumină roșie mai mare decât lumina albastră este în general benefic pentru creșterea conținutului de zahăr solubil în plante.Cu toate acestea, pentru acumularea de VC, proteine ​​solubile, clorofilă și carotenoide în plante, este mai avantajos să se utilizeze iluminare LED cu un conținut mai mare de lumină albastră decât lumina roșie, iar conținutul de malondialdehidă este, de asemenea, relativ scăzut în această condiție de iluminare.

Întrucât fabrica de plante este folosită în principal pentru cultivarea legumelor cu frunze sau pentru creșterea răsadurilor industriale, din rezultatele de mai sus se poate concluziona că, sub premisa creșterii randamentului și ținând cont de calitate, este potrivit să se utilizeze cipuri LED cu roșu mai mare. conținut de lumină decât lumina albastră ca sursă de lumină.Un raport mai bun este R:B = 7:3.În plus, un astfel de raport de lumină roșie și albastră este aplicabil în esență tuturor tipurilor de legume cu frunze sau răsaduri și nu există cerințe specifice pentru diferite plante.

Selectarea lungimii de undă roșu și albastru

În timpul fotosintezei, energia luminoasă este absorbită în principal prin clorofila a și clorofila b.Figura de mai jos arată spectrele de absorbție ale clorofilei a și clorofilei b, unde linia spectrală verde este spectrul de absorbție al clorofilei a, iar linia spectrală albastră este spectrul de absorbție al clorofilei b.Din figură se poate observa că atât clorofila a cât și clorofila b au două vârfuri de absorbție, unul în regiunea luminii albastre și celălalt în regiunea luminii roșii.Dar cele 2 vârfuri de absorbție ale clorofilei a și clorofilei b sunt ușor diferite.Pentru a fi precis, cele două lungimi de undă de vârf ale clorofilei a sunt de 430 nm, respectiv 662 nm, iar cele două lungimi de undă de vârf ale clorofilei b sunt de 453 nm și, respectiv, 642 nm.Aceste patru valori ale lungimii de undă nu se vor schimba cu diferite plante, astfel încât selecția lungimilor de undă roșii și albastre din sursa de lumină nu se va schimba cu diferite specii de plante.

Spectrele de absorbție ale clorofilei a și clorofilei b

O iluminare LED obișnuită cu un spectru larg poate fi folosită ca sursă de lumină a fabricii de plante, atâta timp cât lumina roșie și albastră poate acoperi cele două lungimi de undă de vârf ale clorofilei a și clorofilei b, adică intervalul de lungimi de undă a luminii roșii. este în general 620 ~ 680 nm, în timp ce lumina albastră Intervalul de lungimi de undă este de la 400 la 480 nm.Cu toate acestea, intervalul de lungimi de undă a luminii roșii și albastre nu ar trebui să fie prea larg, deoarece nu numai că risipește energie luminoasă, dar poate avea și alte efecte.

Dacă o lumină LED compusă din chipsuri roșii, galbene și albastre este utilizată ca sursă de lumină a fabricii de fabrică, lungimea de undă de vârf a luminii roșii trebuie setată la lungimea de undă de vârf a clorofilei a, adică la 660 nm, lungimea de undă de vârf. de lumină albastră ar trebui să fie setată la lungimea de undă de vârf a clorofilei b, adică la 450 nm.

Rolul luminii galbene și verzi

Este mai potrivit atunci când raportul dintre lumina roșie, verde și albastră este R:G:B=6:1:3.În ceea ce privește determinarea lungimii de undă de vârf a luminii verzi, deoarece joacă în principal un rol de reglare în procesul de creștere a plantelor, trebuie doar să fie între 530 și 550 nm.

rezumat

Acest articol discută strategia de selecție a calității luminii în fabricile de fabrici din aspecte atât teoretice, cât și practice, inclusiv selecția intervalului de lungimi de undă a luminii roșii și albastre în sursa de lumină LED și rolul și raportul luminii galbene și verde.În procesul de creștere a plantelor, potrivirea rezonabilă între cei trei factori de intensitate a luminii, calitatea luminii și timpul luminii și relația lor cu nutrienții, temperatura și umiditatea și concentrația de CO2 ar trebui, de asemenea, luate în considerare în mod cuprinzător.Pentru producția reală, indiferent dacă intenționați să utilizați un spectru larg sau o combinație cu mai multe cipuri cu spectru reglabil cu LED-uri, raportul lungimilor de undă este principalul aspect, deoarece, pe lângă calitatea luminii, alți factori pot fi ajustați în timp real în timpul funcționării.Prin urmare, cel mai important aspect în etapa de proiectare a fabricilor ar trebui să fie selectarea calității luminii.

Autor: Yong Xu

Sursa articol: contul Wechat al tehnologiei ingineriei agricole (horticultura cu efect de seră)

Referință: Yong Xu,Strategia de selecție a calității luminii în fabrici [J].Tehnologia ingineriei agricole, 2022, 42(4): 22-25.