一, Основи на фотобиологията: от какво се нуждаят растенията и как да съпоставим техните спектри
Хлорофилът е това, което растенията използват, за да абсорбират определени дължини на вълните на светлината. Основните ленти са червена светлина (600–700 nm) и синя светлина (400–500 nm). Червената светлина контролира производството на хормони на цъфтежа чрез използване на фоточувствителни пигменти. Това помага на плодовете да съхраняват повече захар. Синята светлина, от друга страна, спира удължаването на стъблата и ускорява производството на хлорофил чрез използване на криптохром. Експериментите разкриват, че когато съотношението на червената към синята светлина е 4:1, количеството сухо вещество в марулята се увеличава с 30% в сравнение с едноцветната, а количеството на хлорофил се увеличава с 22%.
Но начинът, по който се правят нормалните LED светлини, се основава на това, което е удобно за хората да виждат, и те обикновено имат много зелена светлина (500–600 n), която не помага на растенията. Например, бял светодиод създава цял спектър чрез вълнуващ жълт флуоресцентен прах със син светлинен чип. Въпреки това, количеството червена светлина е по-малко от 20%, което е много по-малко от 40% до 60%, необходими за процъфтяването на растенията. Този спектрален дисбаланс прави растенията по-малко ефективни при фотосинтезата и използването му за дълго време може да доведе до проблеми, включително пожълтяване на листата и слаби коренови системи.
2, Разлики в технологията: Основно сравнение на обикновени LED светлини и светлини за растеж на растенията
1. Възможност за промяна на спектъра
Професионалните лампи за растеж на растения получават фин контрол на спектъра чрез използване на множество чипове заедно:
Комбинация от червена синя светлина: По време на хранителния период на растеж се използва съотношение 3:1, за да се помогне на листата да се разширят, а по време на репродуктивния период на растеж, далечната червена светлина (730n) се повишава до 15%, за да започне цъфтеж.
Дизайн за пълния спектър: Симулирайте слънчевата лента (400–720 nm), отървете се от ултравиолетовите и инфрачервените лъчи и намалете вероятността от топлинно увреждане.
Спектърът на обикновените LED светлини, от друга страна, е зададен и не може да се променя въз основа на цикъла на растеж на растенията. Например червеният пик на 5000K бели LED светлини, които често се използват в домовете, е само 620nm, а количеството синя светлина е твърде високо (приблизително 35%). Това може да накара листните зеленчуци като марулята да растат твърде много.
2. Управление на топлината и разумно използване на енергията
LED технологията има няколко предимства, като ниска топлинна мощност и голяма светлинна ефективност (около 200lm/W). Има обаче разлики в това как типичните LED светлини и светлините за растеж на растенията се отърват от топлината:
Лампа за растеж на растения: използва керамичен субстрат за разсейване на топлината или активна система за течно охлаждане, за да поддържа температурата на чипа под 60 градуса, което удължава живота му до 50 000 часа;
Обикновените LED светлини използват алуминиеви радиатори и ако ги използвате дълго време при висока интензивност, температурата на чипа може да надхвърли 80 градуса, което ускорява разпадането на светлината.
При тест във вертикална ферма в Шенжен професионалната лампа за растеж на растенията беше с 15 градуса по-хладна от обикновените LED лампи след 12 часа непрекъсната употреба. Степента на транспирация на растенията също се е увеличила с 18%.
3. Яркост и равномерност на светлината
Растенията трябва да растат по начин, който отговаря на критериите за фотосинтетична плътност на фотонния поток (PPFD):
За листните зеленчуци обхватът е 200–400 μ mol/m²/s. За цъфтящи и плодни растения обхватът е 400–800 μ mol/m²/s.
Тъй като имат зададен ъгъл на излъчване (обикновено 120 градуса), обикновените LED светлини трябва да се използват в различни комбинации, за да покрият площта за засаждане. Например, за да получите 200 μ mol/m²/s в площ за засаждане от 1 квадратен метър, ще трябва да инсталирате 4 обикновени 10W LED светлини. От друга страна, една професионална светлина за растеж на растения от 60 W може да покрие равномерно 400 μ mol/m²/s.
3, Резултати от реални-приложения: данни от експерименти и казуси
1. Експериментирайте с допълнителна светлина за кратко време
В 30-дневен сравнителен експеримент, проведен на балкон със северно изложение (интензитет на светлината < 5000 лукса):
Обикновената група LED светлини използва три 10W бели LED светлини за добавяне на светлина за осем часа на ден. Броят на листата от маруля се увеличава с 12%, но диаметърът на стъблото е с 0,3 mm по-тесен от групата с естествена светлина.
Група лампи за растеж на растенията: Броят на листата от маруля нарасна с 28%, диаметърът на стъблото нарасна с 0,5 mm, а съдържанието на VC нарасна с 15% при използване на една 60 W червена синя лампа за растения.
2. Примери за засаждане за дълъг период от време
Човек в Шанхай използва обикновени LED светлини, за да култивира домати. След шест месеца се случиха следните проблеми:
Забавено време на цъфтеж: цветята излязоха 12 дни по-късно от групата с естествена светлина;
Деформация на плода: 30% от плодовете показват пукнатини;
Разходи за потребление на енергия: Месечната сметка за електричество е с 40% повече от тази на групата с лампата за растеж на растенията.
След преминаването към професионални лампи за растеж на растенията, добивът на домати се е увеличил с 25%, количеството разтворима захар в плодовете се е повишило с 18%, а потреблението на енергия е намаляло с 30%.
4, Индустриално решение: Стратегия за подобряване на обикновените LED светлини
1. План за спектрални добавки
Хората, които нямат много пари, могат да използват заедно „обикновени LED светлини + допълнителни табла с червена и синя светлина“:
Основно осветление: Използвайте 5000K бяла LED светлина, за да озарите вашето пространство всеки ден;
Добавянето на 660nm червен LED модул по време на фазата на цъфтеж и предоставянето на допълнителни 4 часа светлина на растенията на ден може да ускори процеса на цъфтеж с 15%.
2. Контрол на променяща се светлинна среда
Използване на интелигентни контакти за настройване-на осветление за споделяне на време:
Хранителен период на растеж: От 6:00 до 18:00 часа, включете белия светодиод. От 18:00 до 22:00 часа превключете на синия светодиод.
По време на етапа на репродуктивен растеж, усилете далечния червен светодиод от 22:00 до 2:00, за да подпомогнете циркадния ритъм на растенията.
3. Система, която работи заедно с множество спектри
Може да се използва заедно с други неща в малки кутии за засаждане.
Горно осветление: 40W LED светлинен панел с пълен-спектър (PPFD 300 μ mol/m²/s); странично осветление: 10W червена LED лента (660n), за да направи цвета на плода по-жив.
Този метод увеличи добива на ягоди с 40% в сравнение с единичен бял светодиод и подобри съдържанието на плодова захар с 2 градуса по Брикс в теста на домашния балкон.
