Paano pumili at magdisenyo ng mga LED grow lights?

Bilang isang mahalagang sangay ng modernong agrikultura, ang konsepto ng mga pabrika ng halaman ay naging napakapopular. Sa panloob na kapaligiran ng pagtatanim, ang pag-iilaw ng halaman ay isang mahalagang mapagkukunan ng enerhiya para sa photosynthesis.LED Grow ilaw ay may napakaraming mga pakinabang na wala sa mga tradisyonal na pandagdag na ilaw, at tiyak na magiging unang pagpipilian para sa pangunahin o pandagdag na mga ilaw sa malalaking komersyal na aplikasyon gaya ng mga patayong bukid at greenhouse.

Ang mga halaman ay isa sa mga pinaka kumplikadong anyo ng buhay sa planetang ito. Ang pagtatanim ng mga halaman ay simple, ngunit mahirap at kumplikado. Bilang karagdagan sa pagpapalaki ng ilaw, maraming variable ang nakakaapekto sa isa't isa, ang pagbabalanse sa mga variable na ito ay isang napakahusay na sining na kailangang maunawaan at makabisado ng mga grower. Ngunit sa mga tuntunin ng pag-iilaw ng halaman, mayroon pa ring maraming mga kadahilanan na kailangang maingat na isaalang-alang.

Una, unawain natin ang spectrum ng araw at ang pagsipsip ng spectrum ng mga halaman. Tulad ng makikita mula sa figure sa ibaba, ang solar spectrum ay isang tuluy-tuloy na spectrum, kung saan ang asul at berdeng spectrum ay mas malakas kaysa sa pulang spectrum, at ang nakikitang light spectrum ay mula 380 hanggang 780 nm. Mayroong ilang mga pangunahing salik ng pagsipsip sa paglago ng halaman, at ang light absorption spectra ng ilang mga pangunahing auxin na nakakaapekto sa paglago ng halaman ay makabuluhang naiiba. Samakatuwid, ang aplikasyon ngLED grow lightay hindi isang simpleng bagay, ngunit napaka-target. Narito ito ay kinakailangan upang ipakilala ang mga konsepto ng dalawang pinakamahalagang elemento ng paglago ng halaman na photosynthetic.

Ang photosynthesis ng mga halaman ay umaasa sa chlorophyll sa leaf chloroplast, na isa sa pinakamahalagang pigment na nauugnay sa photosynthesis. Ito ay umiiral sa lahat ng mga organismo na maaaring lumikha ng photosynthesis, kabilang ang mga berdeng halaman at prokaryotic na halaman. Blue-green algae (cyanobacteria) at eukaryotic algae. Ang chlorophyll ay sumisipsip ng enerhiya ng liwanag at nag-synthesize ng carbon dioxide at tubig sa mga hydrocarbon.

Ang chlorophyll a ay asul-berde at pangunahing sumisipsip ng pulang ilaw; ang chlorophyll b ay dilaw-berde at pangunahing sumisipsip ng asul-lila na liwanag. Pangunahin upang makilala ang mga halaman ng lilim mula sa mga halaman ng araw. Ang ratio ng chlorophyll b sa chlorophyll a ng mga shade na halaman ay maliit, kaya ang mga shade na halaman ay maaaring gumamit ng asul na liwanag nang malakas at umangkop sa paglaki sa lilim. Mayroong dalawang malakas na pagsipsip ng chlorophyll a at chlorophyll b: ang pulang rehiyon na may wavelength na 630~680 nm, at ang blue-violet na rehiyon na may wavelength na 400~460 nm.

Ang carotenoids (carotenoids) ay isang pangkalahatang termino para sa isang klase ng mahahalagang natural na pigment, na karaniwang matatagpuan sa dilaw, orange-pula o pulang pigment sa mga hayop, mas matataas na halaman, fungi, at algae. Mahigit sa 600 natural carotenoids ang natuklasan sa ngayon. Ang mga carotenoid na ginawa sa mga selula ng halaman ay hindi lamang sumisipsip at naglilipat ng enerhiya upang tumulong sa photosynthesis, ngunit mayroon ding tungkulin na protektahan ang mga selula mula sa pagkasira ng nasasabik na single-electron bond na mga molekula ng oxygen. Ang liwanag na pagsipsip ng mga carotenoid ay sumasaklaw sa hanay na 303~505 nm. Nagbibigay ito ng kulay ng pagkain at nakakaapekto sa pagkain ng katawan ng tao; sa algae, halaman at mikroorganismo, hindi maipakita ang kulay nito dahil sakop ito ng chlorophyll.

Sa proseso ng disenyo at pagpili ngMga LED grow na ilaw, may ilang hindi pagkakaunawaan na kailangang iwasan, pangunahin sa mga sumusunod na aspeto.

1. Ang ratio ng pula sa asul na wavelength ng light wavelength

Bilang ang dalawang pangunahing rehiyon ng pagsipsip para sa photosynthesis ng dalawang halaman, ang spectrum na inilalabas ngLED grow lightdapat ay pangunahing pulang ilaw at asul na ilaw. Ngunit hindi ito basta basta masusukat sa ratio ng pula sa asul. Halimbawa, ang ratio ng pula sa asul ay 4:1, 6:1, 9:1 at iba pa.

Mayroong maraming iba't ibang mga species ng halaman na may iba't ibang mga gawi, at iba't ibang mga yugto ng paglago ay mayroon ding iba't ibang mga pangangailangan sa light focus. Ang spectrum na kinakailangan para sa paglago ng halaman ay dapat na isang tuloy-tuloy na spectrum na may tiyak na lapad ng pamamahagi. Malinaw na hindi naaangkop na gumamit ng light source na gawa sa dalawang partikular na wavelength chips ng pula at asul na may napakakitid na spectrum. Sa mga eksperimento, natuklasan na ang mga halaman ay may posibilidad na madilaw-dilaw, ang mga tangkay ng dahon ay napakagaan, at ang mga tangkay ng dahon ay napakanipis. Nagkaroon ng malaking bilang ng mga pag-aaral sa pagtugon ng mga halaman sa iba't ibang spectra sa mga dayuhang bansa, tulad ng epekto ng infrared na bahagi sa photoperiod, ang epekto ng yellow-green na bahagi sa shading effect, at ang epekto ng violet na bahagi sa paglaban sa mga peste at sakit, sustansya at iba pa.

Sa mga praktikal na aplikasyon, ang mga punla ay madalas na sinusunog o nalalanta. Samakatuwid, ang disenyo ng parameter na ito ay dapat na idinisenyo ayon sa mga species ng halaman, kapaligiran ng paglago at mga kondisyon.

2. Ordinaryong puting liwanag at buong spectrum

Ang liwanag na epekto na "nakikita" ng mga halaman ay iba sa mata ng tao. Ang aming karaniwang ginagamit na mga puting ilaw na lamp ay hindi kayang palitan ang sikat ng araw, tulad ng tatlong pangunahing puting ilaw na tubo na malawakang ginagamit sa Japan, atbp. Ang paggamit ng mga spectrum na ito ay may tiyak na epekto sa paglago ng mga halaman, ngunit ang epekto ay hindi kasing ganda ng pinagmumulan ng liwanag na ginawa ng mga LED. .

Para sa mga fluorescent tube na may tatlong pangunahing kulay na karaniwang ginagamit sa mga nakaraang taon, bagaman puti ay synthesize, ang pula, berde, at asul na spectra ay pinaghihiwalay, at ang lapad ng spectrum ay masyadong makitid, at ang tuloy-tuloy na bahagi ng spectrum ay medyo mahina. Kasabay nito, ang kapangyarihan ay medyo malaki pa rin kumpara sa mga LED, 1.5 hanggang 3 beses ang pagkonsumo ng enerhiya. Ang buong spectrum ng mga LED na partikular na idinisenyo para sa pag-iilaw ng halaman ay nag-o-optimize sa spectrum. Bagama't puti pa rin ang visual effect, naglalaman ito ng mahahalagang bahagi ng liwanag na kinakailangan para sa photosynthesis ng halaman.

3. Parameter ng intensity ng pag-iilaw PPFD

Ang photosynthesis flux density (PPFD) ay isang mahalagang parameter upang masukat ang intensity ng liwanag sa mga halaman. Maaari itong ipahayag sa pamamagitan ng light quanta o radiant energy. Ito ay tumutukoy sa epektibong radiant flux density ng liwanag sa photosynthesis, na kumakatawan sa kabuuang bilang ng light quanta incident sa mga tangkay ng dahon ng halaman sa wavelength range na 400 hanggang 700 nm bawat yunit ng oras at unit area. Ang unit ayμE·m-2·s-1 (μmol·m-2·s-1). Ang photosynthetically active radiation (PAR) ay tumutukoy sa kabuuang solar radiation na may wavelength sa hanay na 400 hanggang 700 nm.

Ang light compensation saturation point ng mga halaman, na tinatawag ding light compensation point, ay nangangahulugan na ang PPFD ay kailangang mas mataas kaysa sa puntong ito, ang photosynthesis nito ay maaaring mas malaki kaysa sa paghinga, at ang paglaki ng mga halaman ay mas malaki kaysa sa pagkonsumo bago lumaki ang mga halaman. Ang iba't ibang mga halaman ay may iba't ibang mga light compensation point, at hindi ito basta basta maituturing na umabot sa isang partikular na index, tulad ng PPFD na higit sa 200μmol·m-2·s-1.

Ang intensity ng liwanag na sinasalamin ng illuminance meter na ginamit noon ay ang liwanag, ngunit dahil ang spectrum ng paglaki ng halaman ay nagbabago dahil sa taas ng pinagmumulan ng liwanag mula sa halaman, ang saklaw ng liwanag, at kung ang liwanag ay maaaring dumaan sa dahon, atbp., ito ay ginagamit bilang liwanag kapag nag-aaral ng photosynthesis. Ang mga malakas na tagapagpahiwatig ay hindi sapat na tumpak, at ang PAR ay kadalasang ginagamit na ngayon.

Sa pangkalahatan, positibong halaman PPFD> 50μmol·m-2·Maaaring simulan ng s-1 ang mekanismo ng photosynthesis; habang ang shade plant PPFD ay nangangailangan lamang ng 20μmol·m-2·s-1. Samakatuwid, kapag nag-i-install ng LED plant light, maaari mong i-install at itakda ito ayon sa halaga ng sanggunian na ito, piliin ang naaangkop na taas ng pag-install, at makamit ang perpektong halaga ng PPFD at pagkakapareho sa ibabaw ng dahon.

4. Banayad na formula

Ang light formula ay isang bagong konsepto na iminungkahi kamakailan, na pangunahing kinabibilangan ng tatlong salik: kalidad ng liwanag, dami ng liwanag at tagal. Unawain lamang na ang kalidad ng liwanag ay ang spectrum na pinakaangkop para sa photosynthesis ng halaman; ang liwanag na dami ay ang naaangkop na halaga at pagkakapareho ng PPFD; ang tagal ay ang pinagsama-samang halaga ng pag-iilaw at ang ratio ng oras ng araw sa gabi. Natuklasan ng mga Dutch agriculturists na ang mga halaman ay gumagamit ng ratio ng infrared sa pulang ilaw upang hatulan ang mga pagbabago sa araw at gabi. Ang infrared ratio ay tumataas nang malaki sa paglubog ng araw, at mabilis na tumutugon ang mga halaman sa pagtulog. Kung wala ang prosesong ito, aabutin ng ilang oras para makumpleto ng mga halaman ang prosesong ito.

Sa mga praktikal na aplikasyon, kinakailangan na makaipon ng karanasan sa pamamagitan ng pagsubok at piliin ang pinakamahusay na kumbinasyon.