Ynlieding

Ljocht spilet in wichtige rol yn it proses fan plantegroei. It is de bêste dongizer om de opname fan plant chlorophyll te befoarderjen en de opname fan ferskate plantgroeiwaliteiten lykas Carotene. De beslissende faktor dy't lykwols bepaalt dat de groei fan planten lykwols is, net allinich relatearre oan ljocht, mar ek gearstalle fan it konfiguraasje fan wetter, boaiem, groeiende omjouwing fan groeiende omjouwing en wiidweidige technyske kontrôles.

Yn 'e ôfrûne twa of trije jier binne d'r einleaze rapporten west op' e tapassing fan Semiconductor Lighting-technology oangeande trije-dimensearre plantfabriken as plantgroei. Mar nei it lêzen fan it goed, is d'r altyd wat ûnrêstich gefoel. Algemien sprekke, d'r is gjin echte begryp fan hokker roljocht moat spielje yn plantgroei.

Litte wy earst it spektrum fan 'e sinne begripe, lykas werjûn yn figuer 1. It kin wurde sjoen dat it SOLAR-spektrum is, wêryn it Red Spectrum is, en it sichtbere ljochtspektrum is. Ranges fan 380 oant 780 NM. De groei fan organismen yn 'e natuer is besibbe oan' e yntinsiteit fan it spektrum. Bygelyks, de measte planten yn it gebiet by de Equator groeie heul snel, en tagelyk is de grutte fan har groei relatyf grut. Mar de hege yntinsiteit fan 'e bestraling fan' e sinne is net altyd hoe better, en d'r is in bepaalde graad fan 'e selektiviteit foar de groei fan bisten en planten.

Figuer 1, de skaaimerken fan it Solar Spectrum en syn sichtbere ljocht spektrum

Twad, it twadde spektrumdiagram fan ferskate wichtige opname-eleminten fan plantegroei wurdt werjûn yn figuer 2.

Figuer 2, absorptionpektra fan ferskate auxins yn plantgroei

It kin sjoen wurde út figuer 2 dat de ljochte absorptionspektra fan ferskate kaai auxins dy't ynfloed hawwe op plantengroei binne signifikant oars. Dêrom is de tapassing fan LED-plantengroei-ljochten net in ienfâldige saak, mar heul rjochte. Hjir is it nedich om de begripen fan 'e twa wichtichste fotosynteetyske planteleminten yn te fieren.

• Chlorofyl

Chlorofyl is ien fan 'e wichtichste pigminten yn ferbân mei fotosynthese. It bestiet yn alle organismen dy't fotosynteze kinne oanmeitsje, ynklusyf griene planten, prokaryotyske blauwe-griene algen (cyanobacteria) en eukaryotyske algen. Chlorophyll absorveart enerzjy út it ljocht, dat wurdt brûkt om koalstofdioxide yn koalhydraten te konvertearjen.

Chlorofyl absorbeart read ljocht op, en chlorofyl b belebrûk bemalifers op blazen fiolet ljocht, foaral om skaadplanten te ûnderskieden fan sinneplanten. De ferhâlding fan Chlorofyl B nei Chlorofyl A fan Shade Planten is lyts, sadat skaadplanten kinne blau ljocht sterk brûke en oanpasse om yn skaad te groeien. Chlorofyl a is blau-grien, en chlorofyl b is giel-grien. D'r binne twa sterke absorfylen fan chlorofyl in en chlorofyl b, ien yn 'e reade regio mei in golflingte fan 630-680 NM, en de oare yn' e blau-fioele-regio mei in golflingte fan 400-460 nm.

• Carotenoids

Carotenoids binne de algemiene term foar in klasse fan wichtige natuerlike pigminten, dy't faak binne fûn yn giel, oranje-reade of reade pigminten yn bisten, hegere planten, fungi, en algen, en algen. Oant no binne mear dan 600 natuerlike kartendoes ûntdutsen.

De ljochte opname fan Carotenoids beslacht it berik fan OD303 ~ 505 NM, dy't de kleur fan iten leveret en beynfloedet de yntak fan iten. Yn Algen, planten, en mikroorganismen is syn kleur bedekt troch Chlorophyll en kin net ferskine. Yn plantesellen produsearre de kartende enerzjy net allinich en transferje om te helpen om fotosynteze te helpen, mar ek de funksje fan it beskermjen fan sellen dy't wurde ferneatige troch optein fan single-elektron fan ien-elektron op.

Wat konseptuele misferstannen

Unôfhinklik fan it enerzjybesparend effekt, de selektiviteit fan it ljocht en de koördinaasje fan ljocht, ferljochting fan semyrûnen hat grutte foardielen. Fan 'e rappe ûntwikkeling fan' e ôfrûne twa jier hawwe wy lykwols ek in soad misferstannen sjoen yn it ûntwerp en tapassing fan ljocht, dy't foaral wjerspegele binne yn 'e folgjende aspekten.

①as lang as de reade en blauwe chips fan in bepaalde golflingen wurde kombineare yn in bepaalde ferhâlding, kinne se brûkt wurde yn plantkulivaasje, bygelyks de ferhâlding fan read oant blau is 4: 1, 6: 1, 9: 1 en op.

②as lang as it wyt ljocht is, kin it it ljocht fan 'e sinne ferfange, lykas it trije-primêre wite ljochte buis brûkt yn Japan, ensfh. It gebrûk fan dizze spektrum hat in bepaald effekt op' e groei fan planten, mar it effekt is Net sa goed as de ljochtboarne makke troch LED.

③as lang as de ppfd (ljocht kwantum-flux-tichtheid), in wichtige parameter fan ferljochting, berikt in bepaalde yndeks, bygelyks, ppfd is grutter dan 200 μmol · m-2 · s-1. As jo ​​dizze yndikator lykwols brûke, moatte jo oandacht jaan oan oft it in skaadplant is as in sinne-plant. Jo moatte it útfine of it ljochtfergoeding Saturation-punt fan dizze planten fine, dy't ek it ljochtkompenspunt wurdt neamd. Yn werklike applikaasjes wurde seedlings faak ferbaarnd of ferdwûn. Dêrom moat it ûntwerp fan dizze parameter fan dizze parameter ûntworpen wurde neffens de plantesoarten, groeiende omjouwing en betingsten.

Wat it earste aspekt oanbelanget, lykas yntrodusearre yn 'e ynlieding, fereaske it spektrum foar plantgroei in kontinu spektrum mei in bepaalde ferdieling breedte. It is blykber net geskikt om in ljochtboarne te brûken makke fan twa spesifike golflengten fan read en blau mei in heul smel spektrum (lykas werjûn yn figuer 3 (a)). Yn eksperiminten waard fûn dat planten yn gielich binne, binne de blêdstammen heul ljocht, en de blêdstammen binne heul dun.

Foar fluorescerende buizen mei trije primêre kleuren brûkt yn eardere jierren, hoewol wyt is, hoe reade, grien, en blauwe spektra binne skieden (lykas werjûn yn 'e wiidweid), en de breedte fan it spektrum is heul smel. De spektrale yntinsiteit fan it folgjende kontinu diel is relatyf swak, en de krêft is noch relatyf grut yn ferliking mei LED's, 1,5 oant 3 kear konsumpsje. Dêrom is it gebrûkproef net sa goed as LED-ljochten.

Figuer 3, reade en blauwe chip led plantljocht en trije-primêre kleur fluorescerend ljocht spektrum

Ppfd is de ljocht kwantum-flux-tichters, dy't ferwiist nei de effektive strieling fan ljocht yn fotosynteis yn 'e plantenblêd yn' e golflingen fan 400 oant 700 nm per ienheidstiid en ienheidsgebiet . Its Unit is μe · m-2 · s-1 (μmol · M-2 · S-1). De fotosynteetysk aktive strieling (PAR) ferwiist nei de totale sinnestraling mei in golflingte yn it berik fan 400 oant 700 nm. It kin útdrukt wurde troch ljocht kwanta of troch strieljende enerzjy.

Yn it ferline wjerspegele de ljochtintensiteit troch de Illuminometer helderheid, mar it spektrum fan plantegroei feroaret fanwegen de hichte fan it ljocht fixo fan 'e plant, it ljochtdekking en oft it ljocht troch de blêden kinne trochjaan. Dêrom is it net krekt om par te brûken as in yndikator fan ljochtintensiteit yn 'e stúdzje fan fotosynteze.

Yn 't algemien kin de fotosynteze meganisme wurde inisjeare as de ppfd fan' e sinnefrêfting is grutter dan 50 μmol · m-2 · s-1, wylst de ppfd fan 'e skaadfabryk allinich 20 μmol · m-2 · s-1 is . Dêrom, by it keapjen fan LED-ljochten, kinne jo it oantal LED-ljochten kieze op basis fan dizze referinsjewearde en it type planten jo plantsje. As de PPFD fan in Single LED LGHt 20 μmol · M-2 · S-1 is, mear dan 3 LED-planten binne ferplicht om sinne-leafdefolle planten te groeien.

Ferskate ûntwerpoplossingen fan Semiconductor Lighting

Semiconductor-ferljochting wurdt brûkt foar plantgroei of planten, en d'r binne twa basisferwizingsmethoden.

• Op it stuit is it model fan indoorbelesting heul yn Sina. Dit model hat ferskate skaaimerken:

① De rol fan LED-ljochten is om it folsleine spektrum fan plantferljochting te leverjen, en it ferljochtingssysteem is ferplicht om alle ferljochtings enerzjy te leverjen, en de produksjekosten binne relatyf heech;
It ûntwerp fan LED-ljochten moatte de kontinuïteit en yntegriteit fan it spektrum beskôgje;
③it is needsaaklik om de ferljochtingtiid te kontrolearjen en ferljochte yntinsiteit te kontrolearjen, lykas it lit de planten in pear oeren rêste, de yntinsiteit fan 'e bestraling is net genôch as te sterk, ensfh .;
It heule proses moat imitearje dat de fereaske betingsten ferplicht is troch de eigentlike optimale groei omjouwing fan planten bûten, lykas fochtigens, temperatuer en CO2-konsintraasje.

• Buiften fan bûten planten mei goede outdoor Greenhouse Planting Foundation. De skaaimerken fan dit model binne:

① De rol fan LED-ljochten is ljocht oan te foljen. Ien is de ljochtintensiteit te ferbetterjen yn 'e blauwe en reade gebieten ûnder de irrading of sinnestriel om fotosynteze fan planten te befoarderjen, en de oare is nachts te kompensearjen as der gjin sinneljocht is om plantgroei te befoarderjen
② It oansjen fan 'e oanfoljend moat beskôgje hokker groeiestage de plant yn is, lykas de seedlingperioade as de bloeiende en fruchtperioade.

Dêrom groeit it ûntwerp fan LED-planten earst twa basisûntwerp-modus, nammentlik 24h ferljochting (indoor) en plantgroei-oanfollingrjocht (bûten). FOAR IN IN BINNEN COLTIVATION, FERGESE FAN LEDE GROWEN TRE DRACHT TROE Aspekten, lykas toand yn figuer 4. It is net mooglik om de chips te pakken mei trije primêre kleuren yn in bepaald diel.

Figuer 4, it ûntwerpidee fan it brûken fan indoor LED-plantboosterljochten foar 24h ferljochting

Bygelyks, foargelyks foar in spektrum yn it bernedeiferbliuw, wist dat it de groei fan woartels moat fersterkje, it tûken fan 'e blêden, en de ljochtboarne wurdt brûkt, kin it spektrum wurde ûntworpen lykas werjûn yn figuer 5.

Figuer 5, spektrale struktueren geskikt foar LED-boadersperioade

Foar it ûntwerp fan it twadde soarte fan LED groeit it foaral op 'e ûntwerp fan ûntwerp fan it oanlis fan ljocht om it plantsjen yn' e basis te befoarderjen yn 'e basis fan bûtenlân. It ûntwerpidee wurdt toand yn figuer 6.

Figuer 6, Untwerp-ideeën fan bûtenljochten groeie 

De auteur suggereart dat mear plantbedriuwen de twadde opsje oannimme om LED-ljochten te brûken om plantgroei te befoarderjen.

As earste hat Sina's bûtenlânske glienskiplike kultivaasje in grut bedrach beskôget en in breed oanbod fan ûnderfining, sawol yn it suden as it noarden. It hat in goeie stifting fan Greenhouse Totivation Technology en leveret in grut oantal farske fruchten en grienten op 'e merke foar omlizzende stêden. Benammen op it mêd fan boaiem en wetter- en wetter en dongstoffenplanting, rike ûndersyksresultaten binne makke.

Twad kin dit soarte oanfollingen oplossing unnedige konsumpsje fan enerzjy sterk ferminderje, en tagelyk kin effektyf ferheegje de opbringst fan fruit en grienten effektyf ferheegje. Derneist is it grutte geografysk gebiet fan Sina heul handich foar promoasje.

As it wittenskiplike ûndersyk fan LED-planten ferljochting leveret it ek in bredere eksperiminteare basis foar it. Fig. 7 Is in soarte fan LED-ljocht ûntwikkele troch dit ûndersyksteam, wat geskikt is om te groeien, en syn spektrum wurdt toand yn Fig. 8.

Figuer 7, in soarte fan LED Grow ljocht

Figuer 8, spektrum fan in soarte fan LED-groeit ljocht

Neffens de boppesteande ûntwerpideeën fierde it ûndersyksteam in searje eksperiminten, en de eksperimintele resultaten binne heul signifikant. Bygelyks, om ljocht te groeien tidens bernedeiferbliuw is de oarspronklike lampen in fluorescerende lampe mei in krêft fan 32 W en in bernedeiferbliuwsyklus fan 40 dagen. Wy jouwe in 12 W LED-ljocht, dat de seedlingsyklus de ynfloed hat, fermindert effektyf effektyf fan 'e lampen yn' e seedlingworkshop, en besparret de krêftferbrûk fan 'e airconditioner. De dikte, lingte en kleur fan 'e seedlings binne better dan de orizjinele seedling opheegjen fan oplossing. Foar de seedlings fan mienskiplike grienten binne goede ferifikaasje konklúzjes binne ek krigen, dy't wurde gearfette yn 'e folgjende tabel.

Under har, de oanfoljende ljochtgroep PPFD: 70-80 μmol · M-2 · S-1, en de Red-Blue-ferhâlding: 0,6-0.7. It oanbod fan 'e oerdei PPFD-wearde fan' e natuerlike groep wie 40 ~ 800 μmol · M-2 · S-1, en de ferhâlding fan read oant blau wie 0,6 ~ 1.2. It kin sjoen wurde dat de boppesteande yndikatoaren better binne as dy fan natuerlik groeid seedlings.

Konklúzje

Dit artikel yntroduseart de lêste ûntjouwings yn 'e tapassing fan LED-ljochten yn plantkulivaasje, en wiist wat misferstannen yn' e tapassing fan LED-groeid ljocht yn plant-kultivaasje. Uteinlik wurde de technyske ideeën en skema's foar de ûntwikkeling fan LED-ljochten dy't brûkt wurde brûkt foar plant-kultivaasje wurde yntrodusearre. It soe moatte wurde wiisd dat d'r ek wat faktoaren binne wiisd dy't moatte wurde beskôge yn 'e ynstallaasje en gebrûk fan it ljocht, lykas de ôfstân tusken it ljocht en de bestraling berik fan' e lampe, en hoe't it ljocht oanfreegje Normaal wetter, dongstoffen, en boaiem.

Skriuwer: yi wang et al. Boarne: Cnki