[Sammanfattning] Baserat på ett stort antal experimentella data diskuterar den här artikeln flera viktiga frågor i valet av ljuskvalitet i växtfabriker, inklusive valet av ljuskällor, effekterna av rött, blått och gult ljus och valet av spektral Områden, för att ge insikter om ljuskvalitet i växtfabriker. Bestämningen av matchningsstrategi ger några praktiska lösningar som kan användas för referens.
Val av ljuskälla

Växtfabriker använder vanligtvis LED -lampor. Detta beror på att LED -lampor har egenskaperna för hög lysande effektivitet, låg energiförbrukning, mindre värmeproduktion, lång livslängd och justerbar ljusintensitet och spektrum, som inte bara kan uppfylla kraven för växttillväxt och effektiv materialansamling, utan också spara energi, Minska värmeproduktion och elkostnader. LED-odlingsljus kan ytterligare delas upp i LED-lampor med en enda chip vid spektrum för allmänt ändamål, enkelchip-anläggningsspecifika lampor med bredspektrum och multi-chip kombinerat justerbara spektrum LED-lampor. Priset på de två senare typerna av växtspecifika LED-lampor är i allmänhet mer än 5 gånger det för vanliga LED-lampor, så att olika ljuskällor bör väljas enligt olika syften. För stora växtfabriker förändras de typer av växter de växer med marknadens efterfrågan. För att minska byggkostnaderna och inte påverka produktionseffektiviteten väsentligt rekommenderar författaren att använda lysdioder med bred spektrum för allmän belysning som belysningskälla. För små växtfabriker, om typerna av växter är relativt fixerade, kan du användas som belysningskälla för att få hög produktionseffektivitet och kvalitet utan att avsevärt öka byggkostnaden, kan användas med brett spektrum för växtspecifik eller allmän belysning som belysningskällan. Om det är för att studera effekten av ljus på växttillväxt och ackumulering av effektiva ämnen, för att ge den bästa ljusformeln för storskalig produktion i framtiden, kan en kombination av flera chip av justerbara spektrumlampor användas för att förändras Faktorer som ljusintensitet, spektrum och lätt tid för att få den bästa ljusformeln för varje växt därmed för att ge grunden för storskalig produktion.

Det röda och blå ljuset

När det gäller de specifika experimentella resultaten, när innehållet i rött ljus (R) är högre än för blått ljus (B) (sallad R: B = 6: 2 och 7: 3; spenat R: B = 4: 1; , etc.) var högre, men stamdiametern och starka plantorindex för växterna var större när det blå ljusinnehållet var högre än rött ljus. För biokemiska indikatorer är innehållet i rött ljus högre än blått ljus i allmänhet fördelaktigt för ökningen av lösligt sockerinnehåll i växter. För ackumulering av VC, lösligt protein, klorofyll och karotenoider i växter är det emellertid mer fördelaktigt att använda LED -belysning med högre blått ljusinnehåll än rött ljus, och innehållet i malondialdehyd är också relativt låg under detta belysningstillstånd.

Eftersom växtfabriken huvudsakligen används för att odla bladgrönsaker eller för industriell plantor, kan den avslutas från ovanstående resultat att under förutsättningen att öka utbytet och ta hänsyn till kvaliteten är det lämpligt att använda LED -chips med högre rött Ljusinnehåll än blått ljus som ljuskällan. Ett bättre förhållande är R: B = 7: 3. Dessutom är ett sådant förhållande mellan rött och blått ljus i princip tillämpligt på alla typer av bladgrönsaker eller plantor, och det finns inga specifika krav för olika växter.

Val av rött och blå våglängd

Under fotosyntesen absorberas ljusenergi huvudsakligen genom klorofyll A och klorofyll b. Figuren nedan visar absorptionsspektra för klorofyll A och klorofyll B, där den gröna spektrallinjen är absorptionsspektrumet för klorofyll A, och den blå spektrallinjen är absorptionsspektrumet för klorofyll B. Det framgår av figuren att både klorofyll A och klorofyll B har två absorptionstoppar, en i det blå ljusregionen och den andra i det röda ljusområdet. Men de 2 absorptionstopparna för klorofyll A och klorofyll B är något olika. För att vara exakt är de två toppvåglängderna för klorofyll A 430 nm respektive 662 nm, och de två toppvåglängderna för klorofyll B är 453 nm respektive 642 nm. Dessa fyra våglängdsvärden kommer inte att förändras med olika växter, så valet av röda och blå våglängder i ljuskällan kommer inte att förändras med olika växtarter.

Absorptionsspektra för klorofyll A och klorofyll B

En vanlig LED -belysning med ett brett spektrum kan användas som ljuskällan för växtfabriken, så länge det röda och blå ljuset kan täcka de två toppvåglängderna för klorofyll A och klorofyll B, det vill säga våglängden för rött ljus är i allmänhet 620 ~ 680 nm, medan det blå ljuset våglängdsområdet är från 400 till 480 nm. Våglängdsintervallet för rött och blått ljus bör emellertid inte vara för brett eftersom det inte bara slösar bort ljusenergi utan också kan ha andra effekter.

Om ett LED -ljus som består av röda, gula och blå chips används som ljuskällan för växtfabriken, bör toppvåglängden för rött ljus ställas in på toppvåglängden för klorofyll A, det vill säga vid 660 nm, toppvåglängden av blått ljus bör ställas in på toppvåglängden för klorofyll B, dvs. 450 nm.

Rollen som gult och grönt ljus

Det är mer lämpligt när förhållandet mellan rött, grönt och blått ljus är R: G: B = 6: 1: 3. När det gäller bestämningen av den gröna ljusets toppvåglängd, eftersom den huvudsakligen spelar en reglerande roll i processen för växttillväxt, behöver den bara vara mellan 530 och 550 nm.

Sammanfattning

Den här artikeln diskuterar urvalsstrategin för ljuskvalitet i växtfabriker från både teoretiska och praktiska aspekter, inklusive valet av våglängdsområdet för rött och blått ljus i LED -ljuskällan och rollen och förhållandet mellan gult och grönt ljus. I processen med växttillväxt bör den rimliga matchningen mellan de tre ljusintensitetsfaktorerna, ljuskvaliteten och ljustiden och deras relation till näringsämnen, temperatur och fuktighet och CO2 -koncentration också övervägas. För den faktiska produktionen, oavsett om du planerar att använda ett brett spektrum eller en kombinerad inställbar spektrum LED-ljus med flera chip, är förhållandet mellan våglängder det primära övervägandet, eftersom andra faktorer kan justeras i realtid under drift. Därför bör det viktigaste övervägandet i designstadiet i växtfabriker vara valet av ljuskvalitet.

Författare: Yong Xu

Artikelkälla: WeChat Account of Agricultural Engineering Technology (Greenhouse Horticulture)

Referens: Yong Xu,Strategi för ljuskvalitet i växtfabriker [J]. Agricultural Engineering Technology, 2022, 42 (4): 22-25.