一, Osnove fotobiologije: Kaj potrebujejo rastline in kako uskladiti njihove spektre
Klorofil je tisto, kar rastline uporabljajo za absorpcijo določenih valovnih dolžin svetlobe. Glavna pasova sta rdeča svetloba (600–700 nm) in modra svetloba (400–500 nm). Rdeča svetloba nadzoruje proizvodnjo cvetočih hormonov z uporabo fotosenzitivnih pigmentov. To pomaga sadju, da shrani več sladkorja. Po drugi strani pa modra svetloba prepreči daljšanje stebla in pospeši proizvodnjo klorofila z uporabo kriptokroma. Poskusi razkrivajo, da se pri razmerju med rdečo in modro svetlobo 4:1 količina suhe snovi v solati poveča za 30 % v primerjavi z enobarvno, količina klorofila pa se poveča za 22 %.
Toda način izdelave običajnih LED luči temelji na tem, kaj je ljudem udobno videti, in imajo običajno veliko zelene svetlobe (500–600 n), ki rastlinam ne pomaga. Bela LED na primer ustvari cel spekter z vzbujanjem rumenega fluorescenčnega prahu z modrim svetlobnim čipom. Vendar pa je količina rdeče svetlobe manjša od 20 %, kar je veliko manj od 40 % do 60 %, potrebnih za uspevanje rastlin. Zaradi tega spektralnega neravnovesja so rastline manj učinkovite pri fotosintezi, njegova dolgotrajna uporaba pa lahko povzroči težave, vključno z porumenelostjo listov in šibkim koreninskim sistemom.
2, Razlike v tehnologiji: Osnovna primerjava običajnih LED luči in luči za rast rastlin
1. Sposobnost spreminjanja spektra
Profesionalne svetilke za rast rastlin dobijo natančen nadzor spektra z uporabo več čipov skupaj:
Kombinacija rdeče modre svetlobe: V obdobju prehranske rasti se uporablja razmerje 3:1, da se listi razširijo, v obdobju reproduktivne rasti pa se daleč rdeča svetloba (730 n) poveča na 15 %, da začne cveteti.
Zasnova za celoten spekter: Simulirajte sončni pas (400–720 nm), znebite se ultravijoličnih in infrardečih žarkov ter zmanjšajte možnost toplotnih poškodb.
Spekter običajnih LED luči pa je nastavljen in ga ni mogoče spreminjati glede na rastni cikel rastlin. Na primer, vrh rdeče 5000K belih LED luči, ki se pogosto uporabljajo v domovih, je le 620 nm, količina modre svetlobe pa je previsoka (približno 35 %). To lahko povzroči, da bo listnata zelenjava, kot je solata, preveč zrasla.
2. Upravljanje s toploto in pametna raba energije
Tehnologija LED ima številne prednosti, kot sta nizka toplotna moč in velika svetlobna učinkovitost (okoli 200 lm/W). Vendar pa obstajajo razlike v tem, kako se tipične LED luči in luči za rast rastlin znebijo toplote:
Svetilka za rast rastlin: uporablja keramični substrat za odvajanje toplote ali aktivni tekočinski hladilni sistem, ki ohranja temperaturo čipa pod 60 stopinj, kar podaljša njegovo življenjsko dobo na 50.000 ur;
Običajne LED luči uporabljajo aluminijaste hladilnike in če jih uporabljate dlje časa pri visoki intenzivnosti, lahko temperatura čipa preseže 80 stopinj, kar pospeši razpad svetlobe.
Pri preskusu navpične kmetije v Shenzhenu je bila plošča profesionalne svetilke za rast rastlin po 12 urah neprekinjene uporabe za 15 stopinj hladnejša od običajnih LED-svetil. Za 18 % se je povečala tudi stopnja transpiracije rastlin.
3. Svetlost in enakomernost svetlobe
Rastline morajo rasti tako, da izpolnjujejo merila fotosintetske gostote fotonskega toka (PPFD):
Za listnato zelenjavo je območje 200–400 μmol/m²/s. Za cvetoče in plodne rastline je območje 400–800 μmol/m²/s.
Ker imajo nastavljen emisijski kot (običajno 120 stopinj), je treba običajne LED luči uporabiti v različnih kombinacijah, da pokrijejo območje sajenja. Na primer, da bi dobili 200 μmol/m²/s na površini za sajenje 1 kvadratni meter, bi morali namestiti 4 navadne 10W LED luči. Po drugi strani pa lahko ena profesionalna svetilka za rast rastlin z močjo 60 W enakomerno pokrije 400 μ mol/m²/s.
3, Rezultati-aplikacij iz resničnega sveta: podatki iz poskusov in študij primerov
1. Kratek čas eksperimentirajte z dodatno svetlobo
V 30-dnevnem primerjalnem poskusu, izvedenem na balkonu, obrnjenem proti severu (svetlobna jakost < 5000 luksov):
Skupina navadnih LED luči uporablja tri bele LED luči 10 W za dodajanje svetlobe osem ur na dan. Število listov solate se poveča za 12%, vendar je premer stebla za 0,3 mm ožji od skupine naravne svetlobe.
Skupina svetilk za rast rastlin: število listov solate se je povečalo za 28 %, premer stebla se je povečal za 0,5 mm, vsebnost VC pa se je povečala za 15 % pri uporabi ene 60 W rdeče modre svetilke za rastline.
2. Primeri sajenja v daljšem časovnem obdobju
Oseba v Šanghaju je za gojenje paradižnikov uporabljala običajne LED luči. Po šestih mesecih so se pojavile naslednje težave:
Zakasnjen čas cvetenja: cvetovi so pognali 12 dni kasneje kot skupina z naravno svetlobo;
Deformacija plodov: 30% plodov kaže razpoke;
Stroški porabe energije: Mesečni račun za elektriko je 40% višji kot pri skupini z žarnico za rast rastlin.
Po prehodu na profesionalne svetilke za rast rastlin se je pridelek paradižnika povečal za 25 %, količina topnega sladkorja v plodu se je povečala za 18 %, poraba energije pa se je zmanjšala za 30 %.
4, Rešitev za industrijo: strategija za izboljšanje navadnih LED luči
1. Načrt za spektralne dodatke
Ljudje, ki nimajo veliko denarja, lahko skupaj uporabljajo "navadne LED luči+rdeče in modre svetlobne dodatne table":
Osnovna razsvetljava: uporabite 5000K belo LED luč, da osvetlite svoj prostor vsak dan;
Če med fazo cvetenja dodate 660nm rdeči LED modul in rastlinam zagotovite dodatne 4 ure svetlobe na dan, lahko proces cvetenja pospešite za 15 %.
2. Nadzor spreminjajočega se svetlobnega okolja
Uporaba pametnih vtičnic za nastavitev razsvetljave-za deljenje časa:
Obdobje prehranske rasti: od 6.00 do 18.00 prižgite belo LED. Od 18.00 do 22.00 preklopite na modro LED.
Med fazo reproduktivne rasti prižgite daleč rdečo LED od 22:00 do 2:00, da pomagate pri cirkadianem ritmu rastlin.
3. Sistem, ki deluje skupaj z več spektri
Lahko se uporablja skupaj z drugimi stvarmi v majhnih sadilnih škatlah.
Zgornja osvetlitev: 40 W LED-svetilna plošča s polnim-spektrom (PPFD 300 μ mol/m²/s); stranska osvetlitev: 10 W rdeči LED trak (660 n) za bolj živahno barvo sadja.
Ta metoda je povečala pridelek jagod za 40 % v primerjavi z eno samo belo LED in izboljšala vsebnost sadnega sladkorja za 2 stopinji Brixa v preizkusu domačega balkona.
