[Povzetek] Na podlagi velikega števila eksperimentalnih podatkov ta članek obravnava več pomembnih vprašanj pri izbiri kakovosti svetlobe v obratih, vključno z izbiro virov svetlobe, učinki rdeče, modre in rumene svetlobe ter izbiro spektralne svetlobe. obsegov, da bi zagotovili vpogled v kakovost svetlobe v tovarnah. Določitev strategije ujemanja ponuja nekaj praktičnih rešitev, ki jih je mogoče uporabiti kot referenco.
Izbira vira svetlobe

Tovarne na splošno uporabljajo LED luči. To je zato, ker imajo LED luči značilnosti visoke svetlobne učinkovitosti, nizke porabe energije, manjšega proizvajanja toplote, dolge življenjske dobe in nastavljive jakosti in spektra svetlobe, ki ne morejo le izpolniti zahtev rasti rastlin in učinkovitega kopičenja materiala, temveč tudi prihraniti energijo, zmanjšati stroške proizvodnje toplote in električne energije. LED luči za rast lahko nadalje razdelimo na LED luči širokega spektra z enim čipom za splošne namene, LED luči širokega spektra za rastline z enim čipom in kombinirane LED luči nastavljivega spektra z več čipi. Cena zadnjih dveh vrst LED luči za rastline je na splošno več kot 5-krat višja od običajnih LED luči, zato je treba različne vire svetlobe izbrati glede na različne namene. Pri velikih rastlinskih tovarnah se vrste rastlin, ki jih gojijo, spreminjajo s tržnim povpraševanjem. Da bi zmanjšali stroške gradnje in ne bi bistveno vplivali na učinkovitost proizvodnje, avtor priporoča uporabo LED čipov širokega spektra za splošno razsvetljavo kot vir svetlobe. Za majhne tovarne obratov, če so vrste obratov razmeroma fiksne, se lahko kot vir svetlobe uporabijo LED-čipi širokega spektra za specifično ali splošno razsvetljavo, da bi dosegli visoko proizvodno učinkovitost in kakovost brez znatnega povečanja stroškov gradnje. Če želimo preučiti učinek svetlobe na rast rastlin in kopičenje učinkovitih snovi, da bi zagotovili najboljšo svetlobno formulo za obsežno proizvodnjo v prihodnosti, lahko za spreminjanje uporabimo kombinacijo veččipov LED luči z nastavljivim spektrom. dejavnike, kot so jakost svetlobe, spekter in čas osvetlitve, da dobimo najboljšo svetlobno formulo za vsako rastlino, kar zagotavlja osnovo za obsežno proizvodnjo.

Rdeča in modra luč

Kar zadeva posebne eksperimentalne rezultate, ko je vsebnost rdeče svetlobe (R) večja od vsebnosti modre svetlobe (B) (zelena solata R:B = 6:2 in 7:3; špinača R:B = 4: 1; sadike buče R:B = 7:3; sadike kumar R:B = 7:3), je poskus pokazal, da je vsebnost biomase (vključno z višino nadzemnega dela rastline, največjo površino listov, svežo težo in suho težo). , itd.) so bile višje, vendar sta bila premer stebla in indeks močne sadike rastlin večja, ko je bila vsebnost modre svetlobe višja od vsebnosti rdeče svetlobe. Za biokemične indikatorje je vsebnost rdeče svetlobe, višja od modre svetlobe, na splošno koristna za povečanje vsebnosti topnega sladkorja v rastlinah. Vendar pa je za kopičenje VC, topnih beljakovin, klorofila in karotenoidov v rastlinah ugodneje uporabljati LED osvetlitev z višjo vsebnostjo modre svetlobe kot rdeča svetloba, vsebnost malondialdehida pa je tudi relativno nizka v teh pogojih osvetlitve.

Ker se rastlinska tovarna uporablja predvsem za gojenje listnate zelenjave ali za industrijsko vzgojo sadik, lahko iz zgornjih rezultatov sklepamo, da je pod predpostavko povečanja pridelka in ob upoštevanju kakovosti primerna uporaba LED čipov z večjo rdečo. vsebnost svetlobe kot modra svetloba kot vir svetlobe. Boljše razmerje je R:B = 7:3. Še več, takšno razmerje med rdečo in modro svetlobo je načeloma uporabno za vse vrste listnate zelenjave oziroma sadik, posebnih zahtev za različne rastline pa ni.

Izbira rdeče in modre valovne dolžine

Med fotosintezo se svetlobna energija večinoma absorbira preko klorofila a in klorofila b. Na spodnji sliki sta prikazana absorpcijska spektra klorofila a in klorofila b, kjer je zelena spektralna črta absorpcijski spekter klorofila a, modra spektralna črta pa absorpcijski spekter klorofila b. Iz slike je razvidno, da imata tako klorofil a kot klorofil b dva absorpcijska vrha, enega v območju modre svetlobe in drugega v območju rdeče svetlobe. Toda dva absorpcijska vrha klorofila a in klorofila b se nekoliko razlikujeta. Če smo natančni, sta dve najvišji valovni dolžini klorofila a 430 nm oziroma 662 nm, dve najvišji valovni dolžini klorofila b pa sta 453 nm oziroma 642 nm. Te štiri vrednosti valovnih dolžin se ne bodo spremenile z različnimi rastlinami, zato se izbor rdečih in modrih valovnih dolžin v viru svetlobe ne bo spremenil z različnimi vrstami rastlin.

Absorpcijski spektri klorofila a in klorofila b

Navadna LED razsvetljava s širokim spektrom se lahko uporablja kot svetlobni vir rastlinske tovarne, če lahko rdeča in modra svetloba pokrijeta dve najvišji valovni dolžini klorofila a in klorofila b, to je območje valovnih dolžin rdeče svetlobe. je na splošno 620~680 nm, medtem ko je modra svetloba razpon valovnih dolžin od 400 do 480 nm. Vendar razpon valovnih dolžin rdeče in modre svetlobe ne sme biti preširok, ker ne le zapravlja svetlobno energijo, ampak ima lahko tudi druge vplive.

Če se kot svetlobni vir rastlinske tovarne uporablja LED-luč, sestavljena iz rdečih, rumenih in modrih čipov, je treba najvišjo valovno dolžino rdeče svetlobe nastaviti na najvišjo valovno dolžino klorofila a, to je pri 660 nm, največjo valovno dolžino modre svetlobe je treba nastaviti na najvišjo valovno dolžino klorofila b, tj. na 450 nm.

Vloga rumene in zelene luči

Primernejše je, če je razmerje rdeče, zelene in modre svetlobe R:G:B=6:1:3. Kar zadeva določitev najvišje valovne dolžine zelene svetlobe, mora biti le med 530 in 550 nm, ker ima v glavnem regulativno vlogo v procesu rasti rastlin.

Povzetek

Ta članek obravnava izbirno strategijo kakovosti svetlobe v tovarnah s teoretičnega in praktičnega vidika, vključno z izbiro razpona valovnih dolžin rdeče in modre svetlobe v svetlobnem viru LED ter vlogo in razmerje med rumeno in zeleno svetlobo. V procesu rasti rastlin je treba celovito upoštevati tudi razumno ujemanje med tremi dejavniki jakosti svetlobe, kakovosti svetlobe in časa osvetlitve ter njihovo razmerje s hranili, temperaturo in vlažnostjo ter koncentracijo CO2. Za dejansko proizvodnjo, ne glede na to, ali nameravate uporabiti širokospektralno ali kombinirano LED-luč z nastavljivim spektrom z več čipi, je razmerje valovnih dolžin najpomembnejše, saj je poleg kakovosti svetlobe mogoče med delovanjem v realnem času prilagoditi tudi druge dejavnike. Zato bi moral biti najpomembnejši premislek v fazi načrtovanja obratov izbira kakovosti svetlobe.

Avtor: Yong Xu

Vir članka: račun Wechat o tehnologiji kmetijskega inženirstva (vrtnarstvo v rastlinjakih)

Referenca: Yong Xu,Strategija izbire kakovosti svetlobe v tovarnah [J]. Tehnologija kmetijske tehnike, 2022, 42(4): 22-25.