[Abstrakt] Na základe veľkého množstva experimentálnych údajov tento článok rozoberá niekoľko dôležitých otázok pri výbere kvality svetla v závodoch, vrátane výberu svetelných zdrojov, účinkov červeného, ​​modrého a žltého svetla a výberu spektrálneho s cieľom poskytnúť pohľad na kvalitu svetla v závodoch.Určenie stratégie párovania poskytuje niekoľko praktických riešení, ktoré možno použiť ako referenciu.
Výber svetelného zdroja

Závody vo všeobecnosti používajú LED svetlá.Je to preto, že LED svetlá sa vyznačujú vysokou svetelnou účinnosťou, nízkou spotrebou energie, menšou tvorbou tepla, dlhou životnosťou a nastaviteľnou intenzitou a spektrom svetla, ktoré dokážu nielen splniť požiadavky na rast rastlín a efektívnu akumuláciu materiálu, ale aj šetriť energiu, znížiť náklady na výrobu tepla a elektrinu.LED pestovateľské svetlá možno ďalej rozdeliť na jednočipové širokospektrálne LED svetlá na všeobecné použitie, jednočipové širokospektrálne LED svetlá špecifické pre rastliny a viacčipové kombinované LED svetlá s nastaviteľným spektrom.Cena posledných dvoch druhov LED svetiel špecifických pre rastliny je vo všeobecnosti viac ako 5-krát vyššia ako cena bežných LED svetiel, takže rôzne svetelné zdroje by sa mali vyberať podľa rôznych účelov.V prípade veľkých závodov na rastliny sa typy rastlín, ktoré pestujú, menia s dopytom na trhu.V záujme zníženia stavebných nákladov a výrazného ovplyvnenia efektivity výroby autor odporúča použiť ako zdroj osvetlenia širokospektrálne LED čipy pre všeobecné osvetlenie.Pre malé závody, ak sú typy závodov relatívne fixné, s cieľom dosiahnuť vysokú efektivitu a kvalitu výroby bez výrazného zvýšenia stavebných nákladov, môžu byť ako zdroj osvetlenia použité širokospektrálne LED čipy pre špecifické alebo všeobecné osvetlenie závodu.Ak sa má študovať vplyv svetla na rast rastlín a akumuláciu účinných látok, aby sa v budúcnosti zabezpečil najlepší svetelný vzorec pre veľkovýrobu, je možné použiť viacčipovú kombináciu LED svetiel s nastaviteľným spektrom. faktory, ako je intenzita svetla, spektrum a svetelný čas, aby sa získal najlepší svetelný vzorec pre každú rastlinu, čím sa poskytuje základ pre výrobu vo veľkom meradle.

Červené a modré svetlo

Pokiaľ ide o konkrétne experimentálne výsledky, keď je obsah červeného svetla (R) vyšší ako obsah modrého svetla (B) (šalát R:B = 6:2 a 7:3; špenát R:B = 4: 1; sadenice tekvice R:B = 7:3; sadenice uhoriek R:B = 7:3), experiment ukázal, že obsah biomasy (vrátane výšky rastliny nadzemnej časti, maximálnej plochy listu, čerstvej hmotnosti a hmotnosti sušiny atď.) boli vyššie, ale priemer stonky a silný index semenáčikov rastlín boli väčšie, keď bol obsah modrého svetla vyšší ako obsah červeného svetla.Pre biochemické indikátory je obsah červeného svetla vyšší ako modrý všeobecne prospešný pre zvýšenie obsahu rozpustného cukru v rastlinách.Pre akumuláciu VC, rozpustného proteínu, chlorofylu a karotenoidov v rastlinách je však výhodnejšie použiť LED osvetlenie s vyšším obsahom modrého svetla ako červeného svetla a aj obsah malondialdehydu je za týchto svetelných podmienok relatívne nízky.

Nakoľko sa závod využíva hlavne na pestovanie listovej zeleniny alebo na priemyselné pestovanie sadeníc, z vyššie uvedených výsledkov možno usúdiť, že za predpokladu zvýšenia úrody a s prihliadnutím na kvalitu je vhodné použiť LED čipy s vyššou červenou obsah svetla ako modré svetlo ako zdroj svetla.Lepší pomer je R:B = 7:3.Ba čo viac, takýto pomer červeného a modrého svetla je v podstate použiteľný pre všetky druhy listovej zeleniny či sadenice a na rôzne rastliny neexistujú žiadne špecifické požiadavky.

Výber červenej a modrej vlnovej dĺžky

Počas fotosyntézy sa svetelná energia absorbuje hlavne cez chlorofyl a a chlorofyl b.Obrázok nižšie ukazuje absorpčné spektrá chlorofylu a a chlorofylu b, kde zelená spektrálna čiara je absorpčné spektrum chlorofylu a a modrá spektrálna čiara je absorpčné spektrum chlorofylu b.Z obrázku je možné vidieť, že chlorofyl a aj chlorofyl b majú dva absorpčné píky, jeden v oblasti modrého svetla a druhý v oblasti červeného svetla.Ale 2 absorpčné vrcholy chlorofylu a a chlorofylu b sú mierne odlišné.Aby sme boli presní, dve špičkové vlnové dĺžky chlorofylu a sú 430 nm a 662 nm a dve špičkové vlnové dĺžky chlorofylu b sú 453 nm a 642 nm.Tieto štyri hodnoty vlnových dĺžok sa pri rôznych rastlinách nezmenia, takže výber červenej a modrej vlnovej dĺžky v zdroji svetla sa pri rôznych rastlinných druhoch nezmení.

Absorpčné spektrá chlorofylu a a chlorofylu b

Bežné LED osvetlenie so širokým spektrom môže byť použité ako svetelný zdroj továrne, pokiaľ červené a modré svetlo dokáže pokryť dve špičkové vlnové dĺžky chlorofylu a a chlorofylu b, teda rozsah vlnových dĺžok červeného svetla. je všeobecne 620 ~ 680 nm, zatiaľ čo modré svetlo Rozsah vlnových dĺžok je od 400 do 480 nm.Rozsah vlnových dĺžok červeného a modrého svetla by však nemal byť príliš široký, pretože nielen plytvá svetelnou energiou, ale môže mať aj iné vplyvy.

Ak sa ako zdroj svetla továrne používa LED svetlo zložené z červených, žltých a modrých čipov, maximálna vlnová dĺžka červeného svetla by mala byť nastavená na špičkovú vlnovú dĺžku chlorofylu a, to znamená na maximálnu vlnovú dĺžku 660 nm. modrého svetla by mala byť nastavená na maximálnu vlnovú dĺžku chlorofylu b, tj na 450 nm.

Úloha žltého a zeleného svetla

Je vhodnejšie, keď je pomer červeného, ​​zeleného a modrého svetla R:G:B=6:1:3.Čo sa týka určenia maximálnej vlnovej dĺžky zeleného svetla, keďže hrá hlavne regulačnú úlohu v procese rastu rastlín, musí byť len medzi 530 a 550 nm.

Zhrnutie

Tento článok pojednáva o stratégii výberu kvality svetla v závodoch z teoretických aj praktických aspektov, vrátane výberu rozsahu vlnových dĺžok červeného a modrého svetla v svetelnom zdroji LED a úlohy a pomeru žltého a zeleného svetla.V procese rastu rastlín by sa malo komplexne zvážiť aj primerané zosúladenie troch faktorov intenzity svetla, kvality svetla a doby osvetlenia a ich vzťah k živinám, teplote a vlhkosti a koncentrácii CO2.Pri skutočnej výrobe, či už plánujete použiť širokospektrálne alebo viacčipové kombinované LED svetlo s laditeľným spektrom, je prvoradým hľadiskom pomer vlnových dĺžok, pretože okrem kvality svetla je možné počas prevádzky v reálnom čase upravovať aj ďalšie faktory.Najdôležitejším aspektom v štádiu projektovania závodov by preto mal byť výber kvality svetla.

Autor: Yong Xu

Zdroj článku: Wechatský účet technológie poľnohospodárskeho inžinierstva (skleníkové záhradníctvo)

Referencia: Yong Xu,Stratégia výberu kvality svetla v závodoch [J].Technológia poľnohospodárskej techniky, 2022, 42(4): 22-25.