Як вибрати та спроектувати світлодіодні світильники для росту?

Як важлива галузь сучасного сільського господарства, концепція рослинництва стала дуже популярною. У кімнатних умовах освітлення рослин є важливим джерелом енергії для фотосинтезу.Світлодіодний світильник Grow має переважні переваги, яких не мають традиційні додаткові світильники, і, безсумнівно, стане першим вибором для основних або додаткових світильників у великих комерційних приміщеннях, таких як вертикальні ферми та теплиці.

Рослини є однією з найскладніших форм життя на цій планеті. Посадка рослин проста, але важка і складна. Окрім освітлення для вирощування, багато змінних впливають одна на одну, збалансувати ці змінні – чудове мистецтво, яке виробники повинні зрозуміти та опанувати. Але з точки зору освітлення рослин є ще багато факторів, які потрібно ретельно враховувати.

Спочатку давайте розберемося зі спектром сонця та поглинанням спектра рослинами. Як видно на малюнку нижче, сонячний спектр є безперервним спектром, у якому синій і зелений спектри сильніші за червоний спектр, а спектр видимого світла коливається від 380 до 780 нм. Існує кілька ключових факторів поглинання у рості рослин, і спектри поглинання світла кількох ключових ауксинів, які впливають на ріст рослин, значно відрізняються. Тому застосування оСвітлодіодний світильник для ростусправа не проста, але дуже цілеспрямована. Тут необхідно ввести поняття двох найважливіших фотосинтезуючих елементів росту рослин.

Фотосинтез рослин залежить від хлорофілу в хлоропласті листя, який є одним із найважливіших пігментів, пов’язаних із фотосинтезом. Він існує в усіх організмах, які можуть створювати фотосинтез, включаючи зелені рослини та прокаріотичні рослини. Синьо-зелені водорості (ціанобактерії) та еукаріотичні водорості. Хлорофіл поглинає енергію світла і синтезує вуглекислий газ і воду в вуглеводні.

Хлорофіл а синьо-зелений і в основному поглинає червоне світло; хлорофіл b жовто-зелений і переважно поглинає синьо-фіолетове світло. В основному для того, щоб відрізнити тіньові рослини від сонячних. Співвідношення хлорофілу b до хлорофілу a в тіньових рослинах невелике, тому тіньові рослини можуть активно використовувати синє світло та адаптуватися до вирощування в тіні. Існує два сильних поглинання хлорофілу а і хлорофілу b: червона область з довжиною хвилі 630-680 нм і синьо-фіолетова область з довжиною хвилі 400-460 нм.

Каротиноїди (каротиноїди) — це загальний термін для класу важливих природних пігментів, які зазвичай містяться в жовтих, оранжево-червоних або червоних пігментах тварин, вищих рослин, грибів і водоростей. На сьогоднішній день виявлено понад 600 природних каротиноїдів. Каротиноїди, що виробляються в рослинних клітинах, не тільки поглинають і передають енергію, щоб допомогти фотосинтезу, але також мають функцію захисту клітин від руйнування збудженими молекулами кисню з одноелектронним зв’язком. Поглинання світла каротиноїдів охоплює діапазон 303~505 нм. Він забезпечує колір їжі та впливає на споживання їжі організмом людини; у водоростей, рослин і мікроорганізмів його колір не може бути представлений, оскільки він покритий хлорофілом.

У процесі проектування та виборуСвітлодіодні світильники для росту, є кілька непорозумінь, яких слід уникати, головним чином у наступних аспектах.

1. Відношення довжини світлової хвилі червоного до синього

Як дві основні області поглинання для фотосинтезу двох рослин, спектр випромінюванняСвітлодіодний світильник для роступовинно бути переважно червоне та синє світло. Але це не можна просто виміряти співвідношенням червоного до синього. Наприклад, співвідношення червоного до синього 4:1, 6:1, 9:1 і так далі.

Існує багато різних видів рослин із різними звичками, а на різних стадіях росту також потрібні різні потреби у фокусуванні світла. Спектр, необхідний для росту рослин, повинен бути безперервним спектром з певною шириною розподілу. Очевидно, недоцільно використовувати джерело світла, виготовлене з двох мікросхем із певною довжиною хвилі червоного та синього з дуже вузьким спектром. Під час експериментів було виявлено, що рослини, як правило, жовтуваті, стебла листя дуже світлі, а стебла листя дуже тонкі. У зарубіжних країнах було проведено велику кількість досліджень реакції рослин на різні спектри, наприклад вплив інфрачервоної частини на фотоперіод, вплив жовто-зеленої частини на ефект затінення та вплив частина фіалки на стійкість до шкідників і хвороб, елементи живлення тощо.

У практичному застосуванні розсада часто спалюється або в’яне. Тому розрахунок цього параметра повинен бути розроблений відповідно до виду рослини, середовища зростання та умов.

2. Звичайне біле світло і повний спектр

Світловий ефект, який «бачать» рослини, відрізняється від людського ока. Наші лампи білого світла, які зазвичай використовуються, не можуть замінити сонячне світло, наприклад лампи білого світла з трьома основними лампами, які широко використовуються в Японії, тощо. Використання цих спектрів має певний вплив на ріст рослин, але ефект не так само добре, як джерело світла зі світлодіодів. .

Для люмінесцентних ламп із трьома основними кольорами, які зазвичай використовувалися в попередні роки, хоча білий синтезований, червоний, зелений і синій спектри розділені, а ширина спектру дуже вузька, а безперервна частина спектру відносно слабка. У той же час, потужність все ще відносно велика в порівнянні зі світлодіодами, в 1,5-3 рази перевищує енергоспоживання. Повний спектр світлодіодів, розроблених спеціально для освітлення рослин, оптимізує спектр. Хоча візуальний ефект все ще білий, він містить важливі світлі частини, необхідні для фотосинтезу рослин.

3. Параметр інтенсивності освітлення PPFD

Щільність потоку фотосинтезу (PPFD) є важливим параметром для вимірювання інтенсивності світла в рослинах. Вона може бути виражена або квантами світла, або променистою енергією. Він відноситься до ефективної радіаційної щільності потоку світла під час фотосинтезу, яка представляє загальну кількість квантів світла, що падають на стебла листя рослини в діапазоні довжин хвиль від 400 до 700 нм на одиницю часу та на одиницю площі. Одиниця єμE·м-2·s-1 (μмол·м-2·s-1). Фотосинтетично активне випромінювання (ФАР) відноситься до сумарної сонячної радіації з довжиною хвилі в діапазоні від 400 до 700 нм.

Точка насичення компенсації світла рослин, яка також називається точкою компенсації світла, означає, що PPFD повинна бути вищою за цю точку, її фотосинтез може бути більшим, ніж дихання, а ріст рослин перевищує споживання, перш ніж рослини зможуть рости. Різні рослини мають різні точки компенсації світла, і це не можна просто розглядати як досягнення певного індексу, наприклад PPFD більше 200μмол·м-2·s-1.

Інтенсивність світла, відбита вимірювачем освітленості, який використовувався в минулому, є яскравістю, але оскільки спектр росту рослини змінюється через висоту джерела світла від рослини, покриття світла та те, чи може світло проходити через листя та ін., його використовують як світло при вивченні фотосинтезу. Сильні індикатори недостатньо точні, і зараз переважно використовується PAR.

Як правило, позитивна рослинна PPFD> 50μмол·м-2·s-1 може запускати механізм фотосинтезу; в той час як тіньовий рослині PPFD потрібно лише 20μмол·м-2·s-1. Тому, встановлюючи світлодіодне освітлення для рослин, ви можете встановити та налаштувати його відповідно до цього контрольного значення, вибрати відповідну висоту встановлення та досягти ідеального значення PPFD та однорідності на поверхні листя.

4. Легка формула

Формула світла — це нещодавно запропонована нова концепція, яка в основному включає три фактори: якість світла, кількість світла та тривалість. Просто зрозумійте, що якість світла – це спектр, який найбільше підходить для фотосинтезу рослин; кількість світла є відповідним значенням PPFD та однорідністю; тривалість — сукупне значення опромінення та відношення денного до нічного часу. Голландські аграрії виявили, що рослини використовують співвідношення інфрачервоного та червоного світла, щоб судити про зміну дня та ночі. Інфрачервоний коефіцієнт значно зростає на заході сонця, і рослини швидко реагують на сон. Без цього процесу рослинам знадобилося б кілька годин, щоб завершити цей процес.

У практичних застосуваннях необхідно накопичити досвід шляхом тестування та вибрати найкращу комбінацію.