[Resum]A partir d'un gran nombre de dades experimentals, aquest article tracta diverses qüestions importants en la selecció de la qualitat de la llum a les fàbriques de plantes, inclosa la selecció de fonts de llum, els efectes de la llum vermella, blava i groga i la selecció de la llum espectral. rangs, per tal de proporcionar informació sobre la qualitat de la llum a les fàbriques de plantes. La determinació de l'estratègia de concordança proporciona algunes solucions pràctiques que es poden utilitzar com a referència.
Selecció de la font de llum

Les fàbriques de plantes generalment utilitzen llums LED. Això és degut a que les llums LED tenen les característiques d'alta eficiència lluminosa, baix consum d'energia, menys generació de calor, llarga vida i intensitat i espectre de la llum ajustables, que no només poden satisfer els requisits de creixement de les plantes i acumulació efectiva de material, sinó que també estalvien energia, reduir els costos de generació de calor i electricitat. Les llums de creixement LED es poden dividir encara més en llums LED d'espectre ampli d'un sol xip per a propòsits generals, llums LED d'espectre ampli específiques de planta d'un sol xip i llums LED d'espectre ajustable combinades multixip. El preu dels dos últims tipus de llums LED específiques de la planta és generalment més de 5 vegades el dels llums LED normals, de manera que s'han de seleccionar diferents fonts de llum segons diferents propòsits. Per a les grans fàbriques de plantes, els tipus de plantes que creixen canvien amb la demanda del mercat. Per tal de reduir els costos de construcció i no afectar significativament l'eficiència de la producció, l'autor recomana utilitzar xips LED d'ampli espectre per a la il·luminació general com a font d'il·luminació. Per a les fàbriques de plantes petites, si els tipus de plantes són relativament fixos, per obtenir una alta eficiència i qualitat de producció sense augmentar significativament el cost de construcció, es poden utilitzar xips LED d'ampli espectre per a il·luminació específica o general com a font d'il·luminació. Si es tracta d'estudiar l'efecte de la llum sobre el creixement de les plantes i l'acumulació de substàncies efectives, per tal de proporcionar la millor fórmula de llum per a la producció a gran escala en el futur, es pot utilitzar una combinació multixip de llums LED d'espectre ajustable per canviar. factors com la intensitat de la llum, l'espectre i el temps de llum per obtenir la millor fórmula lumínica per a cada planta, proporcionant així la base per a la producció a gran escala.

La llum vermella i blava

Pel que fa als resultats experimentals específics, quan el contingut de llum vermella (R) és superior al de llum blava (B) (enciam R:B = 6:2 i 7:3; espinacs R:B = 4: 1; plàntules de carbassa R: B = 7:3 plàntules de cogombre R: B = 7:3), l'experiment va demostrar que el contingut de biomassa (inclosa l'alçada de la planta de la part aèria, la superfície màxima de la fulla, el pes fresc i el pes sec; , etc.) eren més grans, però el diàmetre de la tija i el fort índex de plàntules de les plantes eren més grans quan el contingut de llum blava era més gran que el de la llum vermella. Per als indicadors bioquímics, el contingut de llum vermella superior al blau és generalment beneficiós per a l'augment del contingut de sucre soluble a les plantes. Tanmateix, per a l'acumulació de VC, proteïnes solubles, clorofil·la i carotenoides a les plantes, és més avantatjós utilitzar il·luminació LED amb un contingut de llum blava més gran que la llum vermella, i el contingut de malondialdehid també és relativament baix en aquestes condicions d'il·luminació.

Atès que la fàbrica de plantes s'utilitza principalment per al cultiu de verdures de fulla o per a la cria de plàntules industrials, es pot concloure dels resultats anteriors que sota la premissa d'augmentar el rendiment i tenint en compte la qualitat, és adequat utilitzar xips LED amb un color vermell més alt. contingut de llum que la llum blava com a font de llum. Una millor relació és R:B = 7:3. A més, aquesta proporció de llum vermella i blava és bàsicament aplicable a tot tipus de verdures de fulla o plàntules, i no hi ha requisits específics per a diferents plantes.

Selecció de longitud d'ona vermella i blava

Durant la fotosíntesi, l'energia lluminosa s'absorbeix principalment a través de la clorofil·la a i la clorofil·la b. La figura següent mostra els espectres d'absorció de la clorofil·la a i la clorofil·la b, on la línia espectral verda és l'espectre d'absorció de la clorofil·la a i la línia espectral blava és l'espectre d'absorció de la clorofil·la b. A la figura es pot veure que tant la clorofil·la a com la clorofil·la b tenen dos pics d'absorció, un a la regió de llum blava i l'altre a la regió de llum vermella. Però els 2 pics d'absorció de la clorofil·la a i la clorofil·la b són lleugerament diferents. Per ser precisos, les dues longituds d'ona màximes de la clorofil·la a són 430 nm i 662 nm, respectivament, i les dues longituds d'ona màximes de la clorofil·la b són 453 nm i 642 nm, respectivament. Aquests quatre valors de longitud d'ona no canviaran amb diferents plantes, de manera que la selecció de longituds d'ona vermella i blava a la font de llum no canviarà amb diferents espècies de plantes.

Espectres d'absorció de la clorofil·la a i la clorofil·la b

Es pot utilitzar una il·luminació LED ordinària amb un ampli espectre com a font de llum de la fàbrica de plantes, sempre que la llum vermella i blava puguin cobrir les dues longituds d'ona màximes de la clorofil·la a i la clorofil·la b, és a dir, el rang de longitud d'ona de la llum vermella. generalment és de 620 ~ 680 nm, mentre que la llum blava El rang de longitud d'ona és de 400 a 480 nm. Tanmateix, el rang de longitud d'ona de la llum vermella i blava no hauria de ser massa ampli perquè no només malgasta energia lluminosa, sinó que també pot tenir altres impactes.

Si s'utilitza una llum LED composta per xips vermells, grocs i blaus com a font de llum de la fàbrica de plantes, la longitud d'ona màxima de la llum vermella s'ha d'establir a la longitud d'ona màxima de la clorofil·la a, és a dir, a 660 nm, la longitud d'ona màxima. de llum blava s'hauria d'ajustar a la longitud d'ona màxima de la clorofil·la b, és a dir, a 450 nm.

El paper de la llum groga i verda

És més apropiat quan la proporció de llum vermella, verda i blava és R:G:B=6:1:3. Pel que fa a la determinació de la longitud d'ona màxima de la llum verda, ja que principalment té un paper regulador en el procés de creixement de les plantes, només ha d'estar entre 530 i 550 nm.

Resum

Aquest article analitza l'estratègia de selecció de la qualitat de la llum a les fàbriques de plantes tant des d'aspectes teòrics com pràctics, inclosa la selecció del rang de longitud d'ona de la llum vermella i blava a la font de llum LED i el paper i la proporció de la llum groga i verda. En el procés de creixement de les plantes, també s'hauria de considerar exhaustivament la concordança raonable entre els tres factors d'intensitat de la llum, qualitat de la llum i temps de llum, i la seva relació amb els nutrients, la temperatura i la humitat i la concentració de CO2. Per a la producció real, tant si teniu previst utilitzar un ampli espectre o una combinació de múltiples xips de llum LED d'espectre ajustable, la relació de longituds d'ona és la consideració principal, perquè a més de la qualitat de la llum, altres factors es poden ajustar en temps real durant el funcionament. Per tant, la consideració més important en l'etapa de disseny de les fàbriques de plantes hauria de ser la selecció de la qualitat de la llum.

Autor: Yong Xu

Font de l'article: compte de Wechat de tecnologia d'enginyeria agrícola (horticultura d'hivernacle)

Referència: Yong Xu,Estratègia de selecció de la qualitat de la llum a les fàbriques de plantes [J]. Tecnologia de l'Enginyeria Agrícola, 2022, 42(4): 22-25.