Aféierung

Liicht spillt eng Schlësselroll am Prozess vum Planzewachstum.Et ass déi bescht Dünger fir d'Absorptioun vu Planzenchlorophyll an d'Absorptioun vu verschiddene Planzewachstumsqualitéiten wéi Karotin ze förderen.Wéi och ëmmer, den entscheedende Faktor, deen de Wuesstum vu Planzen bestëmmt, ass e komplette Faktor, net nëmme mat Liicht am Zesummenhang, awer och net ze trennen vun der Konfiguratioun vu Waasser, Buedem an Dünger, Wuesstumsëmfeldsbedingungen an eng ëmfaassend technesch Kontroll.

An de leschten zwee oder dräi Joer sinn et endlos Berichter iwwer d'Applikatioun vun der Halbleiterbeliichtungstechnologie iwwer dreidimensional Planzenfabriken oder Planzewachstum.Awer nodeems Dir et virsiichteg gelies hutt, gëtt et ëmmer e bëssen onroueg Gefill.Allgemeng ass et kee richtege Verständnis vu wéi eng Roll d'Liicht am Planzewachstum spille soll.

Als éischt, loosst eis de Spektrum vun der Sonn verstoen, wéi an der Figur 1. Et kann gesi ginn datt de Sonnespektrum e kontinuéierleche Spektrum ass, an deem de bloe a grénge Spektrum méi staark ass wéi de roude Spektrum, an de Spektrum vu siichtbar Liicht läit tëscht 380 bis 780 nm.De Wuesstum vun Organismen an der Natur ass mat der Intensitéit vum Spektrum verbonnen.Zum Beispill wuessen déi meescht Planzen an der Géigend no beim Equator ganz séier, a gläichzäiteg ass d'Gréisst vun hirem Wuesstum relativ grouss.Awer déi héich Intensitéit vun der Sonnestrahlung ass net ëmmer besser, an et gëtt e gewësse Grad vu Selektivitéit fir de Wuesstum vun Déieren a Planzen.

Figur 1, D'Charakteristiken vum Sonnespektrum a säi sichtbare Liichtspektrum

Zweetens ass den zweete Spektrumdiagramm vu verschiddene Schlësselabsorptiounselementer vum Planzewachstum an der Figur 2 gewisen.

Figure 2, Absorptiounsspektre vu verschiddenen Auxinen am Planzewachstum

Et kann aus der Figur 2 gesi ginn datt d'Liichtabsorptiounsspektre vu verschiddene Schlëssel-Auxine, déi d'Planzewachstum beaflossen, wesentlech anescht sinn.Dofir ass d'Applikatioun vun LED Planzenwuesstem Luuchten net eng einfach Saach, awer ganz geziilt.Hei ass et néideg d'Konzepter vun den zwee wichtegsten photosynthetesch Planzenwachstumselementer aféieren.

• Chlorophyll

Chlorophyll ass ee vun de wichtegste Pigmenter am Zesummenhang mat der Fotosynthese.Et existéiert an all Organismen déi Fotosynthese kënne kreéieren, dorënner gréng Planzen, prokaryotesch blo-gréng Algen (Cyanobakterien) an eukaryotesche Algen.Chlorophyll absorbéiert Energie aus Liicht, dat dann benotzt gëtt fir Kuelendioxid a Kuelenhydrater ëmzewandelen.

Chlorophyll a absorbéiert haaptsächlech rout Liicht, a Chlorophyll b absorbéiert haaptsächlech blo-violett Liicht, haaptsächlech fir Schiedplanzen vu Sonneplanzen z'ënnerscheeden.D'Verhältnis vu Chlorophyll b zu Chlorophyll a vu Schiedpflanzen ass kleng, sou datt Schiedpflanzen blo Luucht staark benotze kënnen an sech un de Schied wuessen.Chlorophyll a ass blo-gréng, a Chlorophyll b ass giel-gréng.Et ginn zwou staark Absorptioune vu Chlorophyll a a Chlorophyll b, eng an der rouder Regioun mat enger Wellelängt vu 630-680 nm, an déi aner an der blo-violett Regioun mat enger Wellelängt vu 400-460 nm.

• Carotenoiden

Carotenoide sinn den allgemenge Begrëff fir eng Klass vu wichtegen natierleche Pigmenter, déi allgemeng a giel, orange-rout oder rout Pigmenter bei Déieren, méi héije Planzen, Pilzen a Algen fonnt ginn.Bis elo si méi wéi 600 natierlech Karotenoiden entdeckt ginn.

D'Liicht Absorptioun vu Karotenoiden deckt d'Band vun OD303 ~ 505 nm, wat d'Faarf vu Liewensmëttel ubitt an d'Liewensmëttel vum Kierper beaflosst.Bei Algen, Planzen a Mikroorganismen ass seng Faarf vu Chlorophyll bedeckt a kann net optrieden.A Planzzellen absorbéieren d'Carotenoide produzéiert net nëmmen Energie fir d'Fotosynthese ze hëllefen, awer hunn och d'Funktioun fir Zellen ze schützen géint zerstéiert duerch opgereegt Een-Elektronbindungs-Sauerstoffmoleküle.

E puer konzeptuellen Mëssverständnisser

Onofhängeg vum energiespuerenden Effekt, d'Selektivitéit vum Liicht an d'Koordinatioun vum Liicht, Hallefleitbeliichtung huet grouss Virdeeler gewisen.Wéi och ëmmer, vun der rapider Entwécklung vun de leschten zwee Joer hu mir och vill Mëssverständnisser am Design an Uwendung vum Liicht gesinn, déi sech haaptsächlech an de folgenden Aspekter reflektéieren.

①Soulaang déi rout a blo Chips vun enger bestëmmter Wellelängt an engem bestëmmte Verhältnis kombinéiert ginn, kënne se an der Planzekultivatioun benotzt ginn, zum Beispill, de Verhältnis vu rout a blo ass 4:1, 6:1, 9:1 a sou op.

②Soulaang et wäiss Liicht ass, kann et d'Sonn d'Liicht ersetzen, sou wéi den dräi-primäre wäisse Liichttuer, dee wäit a Japan benotzt gëtt, etc. D'Benotzung vun dëse Spektrum huet e gewëssen Effekt op de Wuesstum vu Planzen, awer den Effekt ass net esou gutt wéi d'Liichtquell vun LED gemaach.

③ Soulaang wéi d'PPFD (Liicht Quante Flux Dicht), e wichtege Parameter vun der Beliichtung, e gewëssen Index erreecht, zum Beispill, PPFD ass méi wéi 200 μmol · m-2 · s-1.Wéi och ëmmer, wann Dir dësen Indikator benotzt, musst Dir oppassen ob et eng Schattenplanz oder eng Sonneplanz ass.Dir musst de Liichtkompensatiouns-Sättigungspunkt vun dëse Planzen ufroen oder fannen, wat och de Liichtkompensatiounspunkt genannt gëtt.An aktuellen Uwendungen ginn Séiwierker dacks verbrannt oder verwinnt.Dofir muss den Design vun dësem Parameter entworf ginn no der Planzaarten, Wuesstumsëmfeld a Konditiounen.

Wat den éischten Aspekt ugeet, wéi et an der Aféierung agefouert gëtt, sollt de Spektrum fir de Wuesstum vun de Planzen e kontinuéierleche Spektrum mat enger gewësser Verdeelungsbreet sinn.Et ass offensichtlech onpassend eng Liichtquell ze benotzen aus zwee spezifesche Wellelängtchips vu rout a blo mat engem ganz schmuele Spektrum (wéi an der Figur 3(a)) gewisen.An Experimenter gouf festgestallt datt Planzen éischter gielzeg sinn, d'Blatstämm si ganz hell, an d'Blatstämm si ganz dënn.

Fir Leuchtstoffröhren mat dräi primäre Faarwen, déi allgemeng an de Jore virdrun benotzt ginn, obwuel wäiss synthetiséiert ass, sinn déi rout, gréng a blo Spektrum getrennt (wéi an der Figur 3(b) gewisen), an d'Breet vum Spektrum ass ganz schmuel.D'Spektralintensitéit vum folgenden kontinuéierlechen Deel ass relativ schwaach, an d'Kraaft ass nach ëmmer relativ grouss am Verglach mat LEDs, 1,5 bis 3 Mol den Energieverbrauch.Dofir ass de Gebrauchseffekt net sou gutt wéi LED Luuchten.

Figur 3, Red a blo Chip LED Planz Liichtjoer an dräi-Primärschoul Faarf fluorescent Liichtjoer Spektrum

PPFD ass d'Liicht Quante Flux Dicht, déi op déi effektiv Stralung Liicht Flux Dicht vum Liicht an der Fotosynthese bezitt, déi d'total Unzuel vun Liichtquanten Tëschefall op Planz Blat Stämm duerstellt am Wellelängt Beräich vun 400 bis 700 nm pro Eenheet Zäit an Eenheet Beräich. .Seng Eenheet ass μE·m-2·s-1 (μmol·m-2·s-1).Déi photosynthetesch aktiver Stralung (PAR) bezitt sech op déi total Sonnestrahlung mat enger Wellelängt am Beräich vu 400 bis 700 nm.Et kann entweder duerch Liichtquanten oder duerch Stralungsenergie ausgedréckt ginn.

Fréier war d'Liichtintensitéit, déi vum Illuminometer reflektéiert gouf, d'Hellegkeet, awer de Spektrum vum Planzewachstum ännert sech wéinst der Héicht vun der Luucht aus der Planz, der Liichtdeckung an ob d'Liicht duerch d'Blieder passéiere kann.Dofir ass et net korrekt par als Indikator vun der Liichtintensitéit an der Studie vun der Fotosynthese ze benotzen.

Generell kann de Fotosynthesemechanismus initiéiert ginn wann de PPFD vun der Sonneliewende Planz méi grouss ass wéi 50 μmol · m-2 · s-1, wärend de PPFD vun der schatteg Planz nëmmen 20 μmol · m-2 · s-1 brauch .Dofir, wann Dir LED wuessen Luuchten kaaft, kënnt Dir d'Zuel vun LED wuessen Luuchten wielen baséiert op dësem Referenzwäert an der Aart vu Planzen déi Dir planzt.Zum Beispill, wann d'PPFD vun enger eenzeger LED Lght 20 μmol·m-2·s-1 ass, sinn méi wéi 3 LED-Pflanzenbulbs erfuerderlech fir Sonneliewende Planzen ze wuessen.

Verschidden Design Léisunge vun semiconductor Beliichtung

Semiconductor Beliichtung gëtt fir Planzenwuesstem oder Planzung benotzt, an et ginn zwou Basis Referenzmethoden.

• Am Moment ass den Indoor Plantatiounsmodell ganz waarm an China.Dëse Modell huet verschidde Charakteristiken:

① D'Roll vun LED Luuchten ass de ganze Spektrum vun Planz Beliichtung ze bidden, an de Beliichtung System ass néideg fir all d'Beliichtung Energie ze bidden, an d'Produktioun Käschten ass relativ héich;
②Den Design vu LED wuessen Luuchten muss d'Kontinuitéit an d'Integritéit vum Spektrum berücksichtegen;
③Et ass néideg fir effektiv d'Beliichtungszäit an d'Beliichtungsintensitéit ze kontrolléieren, sou wéi d'Planzen e puer Stonnen ze raschten, d'Intensitéit vun der Bestrahlung ass net genuch oder ze staark, etc.;
④De ganze Prozess muss d'Konditioune imitéieren, déi vum aktuellen optimale Wuesstumsëmfeld vu Planzen dobaussen erfuerderlech sinn, wéi Fiichtegkeet, Temperatur an CO2 Konzentratioun.

• Outdoor Plantatioun Modus mat gudden Outdoor Treibhauseffekt Planz Fondatioun.D'Charakteristike vun dësem Modell sinn:

① D'Roll vun LED Luuchten ass d'Liicht ergänzen.Dat eent ass d'Liichtintensitéit an de bloen a roude Beräicher ënner der Strahlung vum Sonneliicht während dem Dag ze verbesseren fir d'Photosynthese vu Planzen ze förderen, an déi aner ass et ze kompenséieren wann et kee Sonneliicht an der Nuecht ass fir de Wuesstumsrate vun de Planzen ze förderen
②D'Ergänzungsliicht muss berécksiichtegt a wéi eng Wuesstumsstadie d'Planz ass, sou wéi d'Setzlingsperiod oder d'Blummen- a Fruuchtzäit.

Dofir sollt den Design vun LED Planz wuessen Luuchten als éischt zwee Basis Designmodi hunn, nämlech 24h Beliichtung (Indoor) a Planzewachstum Ergänzungsbeleuchtung (Outdoor).Fir Indoor Planzenkultivatioun muss den Design vun LED wuessen Luuchten dräi Aspekter berücksichtegen, wéi an der Figur 4. Et ass net méiglech, d'Chips mat dräi primäre Faarwen an engem gewëssen Undeel ze packen.

Figur 4, D'Designidee fir Indoor LED Plant Booster Luuchten fir 24h Beliichtung ze benotzen

Zum Beispill, fir e Spektrum an der Crèche Stadium, bedenkt datt et de Wuesstum vu Wuerzelen a Stämme muss verstäerken, d'Verzweigung vu Blieder verstäerken an d'Liichtquell dobannen benotzt gëtt, kann de Spektrum entworf ginn wéi an der Figur 5.

Figur 5, Spektralstrukture gëeegent fir LED Indoor Crèche Period

Fir den Design vun der zweeter Aart vu LED wuessen Liicht, ass et haaptsächlech op d'Designléisung vun der Ergänzung vum Liicht gezielt fir d'Planzung an der Basis vum Outdoor Treibhause ze förderen.D'Designidee gëtt an der Figur 6 gewisen.

Figur 6, Design Iddien vun Outdoor wuessen Luuchten 

Den Auteur proposéiert datt méi Planzungsfirmen déi zweet Optioun adoptéieren fir LED-Luuchten ze benotzen fir de Planzewachstum ze förderen.

Éischtens, China's Outdoor Treibhausekultivatioun huet Joerzéngten eng grouss Quantitéit an eng breet Palette vun Erfahrung, souwuel am Süden an am Norden.Et huet e gudde Fundament vun der Treibhausekultivatiounstechnologie a bitt eng grouss Unzuel u frësch Uebst a Geméis um Maart fir Ëmgéigend Stied.Besonnesch am Beräich vum Buedem a Waasser an Düngerplanzen sinn räich Fuerschungsresultater gemaach ginn.

Zweetens, dës Zort vun ergänzende Liichtléisung kann onnéideg Energieverbrauch staark reduzéieren, a gläichzäiteg d'Ausbezuele vun Uebst a Geméis effektiv erhéijen.Zousätzlech ass de grousse geographesche Gebitt vu China ganz praktesch fir Promotioun.

Als wëssenschaftlech Fuerschung vun LED Planz Beliichtung, gëtt et och eng méi breet experimentell Basis fir et.Fig. 7 ass eng Aart vu LED wuessen Liicht entwéckelt vun dëser Fuerschungsteam, déi gëeegent ass fir an Zären ze wuessen, a säi Spektrum gëtt an der Fig. 8 gewisen.

Figure 7, Eng Zort LED wuessen Liicht

Figure 8, Spektrum vun enger Art LED wuessen Liicht

No den uewe genannten Designiddien huet d'Fuerschungsteam eng Serie vun Experimenter gemaach, an d'experimentell Resultater si ganz bedeitend.Zum Beispill, fir Luucht während der Crèche wuessen, ass d'Original Lampe benotzt eng Leuchtstofflampe mat enger Kraaft vun 32 W an engem Crèche Zyklus vu 40 Deeg.Mir bidden en 12 W LED-Liicht, wat de Keimlingzyklus op 30 Deeg verkierzt, effektiv den Afloss vun der Temperatur vun de Lampen am Keimlingworkshop reduzéiert a spuert de Stroumverbrauch vum Klimaanlag.D'Dicke, d'Längt an d'Faarf vun de Séiwierker si besser wéi déi ursprénglech Séisserhéijungsléisung.Fir Séiwierker vu gemeinsame Geméis sinn och gutt Verifizéierungsconclusiounen kritt, déi an der folgender Tabell zesummegefaasst ginn.

Ënnert hinnen, d'Ergänzungsliichtgrupp PPFD: 70-80 μmol · m-2 · s-1, an de roude-bloe Verhältnis: 0,6-0,7.D'Gamme vum Dag PPFD Wäert vun der natierlecher Grupp war 40 ~ 800 μmol · m-2 · s-1, an de Verhältnis vu rout bis blo war 0,6 ~ 1,2.Et kann gesi ginn datt déi uewe genannte Indikatoren besser sinn wéi déi vun natierlech ugebaute Séiwierker.

Conclusioun

Dësen Artikel stellt déi lescht Entwécklungen an der Uwendung vun LED wuessen Luuchten an der Planzekultivatioun vir, a weist op e puer Mëssverständnisser an der Uwendung vun LED wuessen Luuchten an der Planzekultivatioun.Schlussendlech ginn d'technesch Iddien a Schemae fir d'Entwécklung vu LED-Luuchten agefouert, déi fir Planzenkultivatioun benotzt ginn.Et sollt bemierkt datt et och e puer Faktoren sinn, déi bei der Installatioun an der Notzung vum Liicht berücksichtegt musse ginn, wéi d'Distanz tëscht der Luucht an der Planz, d'Bestralungsberäich vun der Luucht, a wéi d'Liicht applizéiert gëtt. normal Waasser, Dünger a Buedem.

Auteur: Yi Wang et al.Quelle: CNKI