Nykyaikaisen maatalouden tärkeänä haarana kasvilaitosten käsite on tullut erittäin suosittu. Sisäistutusympäristössä kasvien valaistus on tärkeä energianlähde fotosynteesissä. LED -kasvien valaisimilla on ylivoimaisia etuja, joita perinteisillä lisävalaisimilla ei ole, ja niistä tulee varmasti ensimmäinen valinta pää- tai lisävaloille suurissa kaupallisissa sovelluksissa, kuten pystysuorilla tiloilla ja kasvihuoneissa.
Kasvit ovat yksi monimutkaisimmista elämänmuodoista tällä planeetalla. Kasvien istutus on erittäin yksinkertaista, mutta myös vaikeaa ja monimutkaista. Kasvien valaistuksen lisäksi monet muuttujat vaikuttavat toisiinsa, näiden muuttujien tasapainottaminen on loistava taito, joka viljelijöiden on ymmärrettävä ja hallittava. Mutta kasvien valaistuksen osalta on vielä monia tekijöitä, jotka on otettava huolellisesti huomioon.
Ensin': n on ymmärrettävä auringon spektri ja kasvien absorboima spektri. Kuten alla olevasta kuvasta voidaan nähdä, aurinkospektri on jatkuva spektri, jossa sininen ja vihreä spektri ovat vahvempia kuin punainen spektri, ja näkyvän valon spektri on 380-780 nm. Kasvien kasvulle on useita keskeisiä absorptiotekijöitä, ja useiden kasvien kasvuun vaikuttavien tärkeiden auksiinien valon absorptiospektrit ovat merkittävästi erilaisia. Siksi LED -kasvien kasvuvalojen käyttö ei ole yksinkertainen asia, mutta hyvin kohdennettu. Tässä on tarpeen esitellä kahden tärkeimmän fotosynteettisen kasvien kasvuelementin käsitteet.
Kasvien fotosynteesi perustuu lehtikloroplastin klorofylliin, joka on yksi tärkeimmistä fotosynteesiin liittyvistä pigmenteistä. Sitä esiintyy kaikissa organismeissa, jotka voivat luoda fotosynteesiä, mukaan lukien vihreät kasvit ja prokaryoottiset kasvit. Sinilevät (sinilevät) ja eukaryoottiset levät. Klorofylli imee valon energian ja syntetisoi hiilidioksidin ja veden hiilivetyiksi.
Klorofylli a on sinivihreä ja absorboi pääasiassa punaista valoa; klorofylli b on kelta-vihreä ja absorboi pääasiassa sini-violettia valoa. Pääasiassa erottaa varjokasvit auringosta. Klorofylli b: n suhde varjokasvien klorofylliin a on pieni, joten varjokasvit voivat käyttää sinistä valoa voimakkaasti ja sopeutua varjossa kasvamiseen. Klorofyllillä a ja klorofyllillä b on kaksi voimakasta absorptiota: punainen alue, jonka aallonpituus on 630-680 nm, ja sinivioletti alue, jonka aallonpituus on 400-460 nm.
Karotenoidit (karotenoidit) ovat yleinen termi luokalle tärkeitä luonnollisia pigmenttejä, joita esiintyy yleisesti keltaisissa, oranssinpunaisissa tai punaisissa pigmentteissä eläimissä, korkeammissa kasveissa, sienissä ja levissä. Tähän mennessä on löydetty yli 600 luonnollista karotenoidia. Kasvisoluissa tuotetut karotenoidit paitsi absorboivat ja siirtävät energiaa fotosynteesin edistymisen edistämiseksi, myös niiden tehtävänä on suojata soluja tuhoutumiselta viritettyjen yksielektronisten sidosten happimolekyylien vaikutuksesta. Karotenoidit absorboivat valoa alueella 303 ~ 505 nm. Ne antavat ruoan värin ja vaikuttavat ihmiskehon' levissä, kasveissa ja mikro -organismeissa niiden väriä ei voida esittää, koska ne ovat klorofyllin peitossa.
LED -kasvilamppujen suunnittelussa ja valinnassa on useita väärinkäsityksiä, joita on vältettävä lähinnä seuraavissa asioissa.
1. punainen ja sininen aallonpituus suhde valon aallonpituus
Kahden kasvien fotosynteesin kaksi pääasiallista absorptioaluetta, LED -kasvien valojen lähettämän spektrin tulisi olla pääasiassa punaista ja sinistä valoa. Mutta sitä ei voida yksinkertaisesti mitata punaisen ja sinisen suhteella. Esimerkiksi punaisen ja sinisen suhde on 4: 1, 6: 1, 9: 1 ja niin edelleen.
Kasvilajit ovat hyvin erilaisia ja niillä on erilaisia tapoja, ja eri kasvuvaiheilla on myös erilaiset valotarpeet. Kasvien kasvun edellyttämän spektrin tulisi olla jatkuva spektri, jolla on tietty jakeluleveys. On ilmeisen sopimatonta käyttää valonlähdettä, joka koostuu kahdesta punaisen ja sinisen aallonpituuden sirusta ja joilla on erittäin kapea spektri. Kokeissa havaittiin, että kasvit ovat yleensä kellertäviä, lehtien varret ovat erittäin kevyitä ja lehtien varret ovat hyvin ohuita. Ulkomailla on tehty lukuisia tutkimuksia kasvien reaktiosta eri spektreihin, kuten infrapunaosan vaikutus valoaikaan, kelta-vihreän osan vaikutus varjostusvaikutukseen ja violetti osa tuholaisten ja sairauksien vastustuskyvystä, ravinteista ja niin edelleen.
Todellisissa sovelluksissa taimet usein poltetaan tai kuihtuvat. Siksi tämän parametrin suunnittelu on suunniteltava kasvilajin, kasvuympäristön ja olosuhteiden mukaan.
2. Tavallinen valkoinen valo ja koko spektri
Valotehoste&", nähty &"; kasveilla on eri asia kuin ihmissilmä. Yleisesti käytetyt valkoiset lamppumme eivät voi korvata auringon' valoa, kuten Japanissa laajalti käytetyt kolme ensisijaista valkoista valoputkea. Näiden spektrien käytöllä on tietty vaikutus kasvien kasvuun, mutta vaikutus ei ole yhtä hyvä kuin LED -valojen tuottama valonlähde. .
Loisteputkissa, joissa on kolme pääväriä, joita on yleisesti käytetty aiempina vuosina, vaikka syntetisoidaan valkoista, punaiset, vihreät ja siniset spektrit erotetaan toisistaan ja spektrin leveys on hyvin kapea ja spektrin jatkuva osa on suhteellisen heikko. Samaan aikaan teho on edelleen suhteellisen suuri LEDeihin verrattuna, 1,5–3 kertaa energiankulutus. Täysi valikoima LED -valoja, jotka on suunniteltu erityisesti kasvien valaistukseen, optimoivat spektrin. Vaikka visuaalinen vaikutus on edelleen valkoinen, se sisältää tärkeän osan kasvien fotosynteesiin tarvittavasta valosta.
3. Valaistuksen voimakkuusparametri PPFD
Fotosynteesivuon tiheys (PPFD) on tärkeä parametri kasvien valon voimakkuuden mittaamiseen. Se voidaan ilmaista joko valokvantteilla tai säteilyenergialla. Se viittaa valon tehokkaaseen säteilyvirtaustiheyteen fotosynteesissä, joka edustaa kasvien lehtien varsiin tulevien valokvanttien kokonaismäärää aallonpituusalueella 400-700 nm ajan yksikköä ja pinta -alayksikköä kohti. Sen yksikkö on μE · m-2 · s-1 (μmol · m-2 · s-1). Fotosynteettisesti aktiivinen säteily (PAR) viittaa auringon kokonaissäteilyyn, jonka aallonpituus on 400-700 nm.
Kasvien valon kompensointipiste, jota kutsutaan myös valon kompensointipisteeksi, tarkoittaa, että PPFD: n on oltava tätä korkeampi, jotta fotosynteesi on hengitystä suurempi, ja kasvien kasvu on suurempi kuin kulutus ennen kuin kasvit voivat kasvaa. Eri kasveilla on erilaiset valon kompensointipisteet, eikä niiden voida katsoa saavuttavan tiettyä indeksiä, kuten PPFD: tä, joka on suurempi kuin 200μmol · m-2 · s-1.
Aiemmin käytetyn valaistusmittarin valovoima on kirkkaus, mutta koska kasvien kasvuspektri muuttuu kasvin valonlähteen korkeuden, valon peittävyyden ja sen mukaan, pääseekö valo kulkemaan lehtien läpi jne., sitä käytetään valona fotosynteesin tutkimisessa. Vahvat indikaattorit eivät ole riittävän tarkkoja, ja PAR: ta käytetään nyt enimmäkseen.
Yleensä fotosynteesimekanismin voi käynnistää positiivinen kasvi PPFD> 50 μmol · m-2 · s-1; kun taas varjokasvi PPFD tarvitsee vain 20 μmol · m-2 · s-1. Siksi, kun asennat LED -kasvilamppua, voit asentaa ja asettaa sen tämän vertailuarvon mukaan, valita sopivan asennuskorkeuden ja saavuttaa ihanteellisen PPFD -arvon ja tasaisuuden lehtien pinnalla.
4. Kevyt kaava
Valokaava on äskettäin ehdotettu uusi käsite, joka sisältää pääasiassa kolme tekijää: valon laatu, valon määrä ja kesto. Ymmärrä yksinkertaisesti, että valon laatu on spektri, joka soveltuu parhaiten kasvien fotosynteesiin; valomäärä on sopiva PPFD -arvo ja yhtenäisyys; kesto on säteilytyksen kumulatiivinen arvo sekä päivä- ja yöajan suhde. Hollantilaiset maanviljelijät ovat havainneet, että kasvit käyttävät infrapuna- ja punaisen valon suhdetta arvioidakseen päivän ja yön muutoksen. Infrapunasuhde kasvaa merkittävästi auringonlaskun aikaan, ja kasvit reagoivat nopeasti uneen. Ilman tätä prosessia laitoksen suorittaminen kestää useita tunteja.
Käytännön sovelluksissa on tarpeen kerätä kokemusta testaamalla ja valita paras yhdistelmä.
