[Resumo]A partir dunha gran cantidade de datos experimentais, este artigo analiza varias cuestións importantes na selección da calidade da luz nas fábricas de plantas, incluíndo a selección de fontes de luz, os efectos da luz vermella, azul e amarela e a selección da luz espectral. gamas, para proporcionar información sobre a calidade da luz nas fábricas de plantas. A determinación da estratexia de correspondencia proporciona algunhas solucións prácticas que se poden utilizar como referencia.
Selección da fonte de luz

As fábricas de plantas xeralmente usan luces LED. Isto débese a que as luces LED teñen as características de alta eficiencia luminosa, baixo consumo de enerxía, menor xeración de calor, longa vida e intensidade e espectro da luz axustable, que non só poden satisfacer os requisitos de crecemento das plantas e acumulación efectiva de material, senón que tamén aforran enerxía. reducir os custos de xeración de calor e electricidade. As luces LED de cultivo pódense dividir aínda máis en luces LED de gran espectro dun só chip para propósito xeral, luces LED de espectro amplo específicas para plantas de un só chip e luces LED de espectro axustable combinadas multichip. O prezo destes dous últimos tipos de luces LED específicas para plantas é xeralmente máis de 5 veces o das luces LED ordinarias, polo que se deben seleccionar diferentes fontes de luz segundo os diferentes propósitos. Para as grandes fábricas de plantas, os tipos de plantas que cultivan cambian coa demanda do mercado. Para reducir os custos de construción e non afectar significativamente a eficiencia da produción, o autor recomenda usar chips LED de amplo espectro para a iluminación xeral como fonte de iluminación. Para as fábricas de pequenas plantas, se os tipos de plantas son relativamente fixos, para obter unha alta eficiencia de produción e calidade sen aumentar significativamente o custo de construción, pódense usar chips LED de amplo espectro para iluminación específica ou xeral da planta como fonte de iluminación. Se se trata de estudar o efecto da luz sobre o crecemento das plantas e a acumulación de substancias eficaces, para proporcionar a mellor fórmula de luz para a produción a gran escala no futuro, pódese usar unha combinación multi-chip de luces LED de espectro axustable para cambiar. factores como a intensidade da luz, o espectro e o tempo de luz para obter a mellor fórmula de luz para cada planta, proporcionando así a base para a produción a gran escala.

A luz vermella e azul

Polo que respecta aos resultados experimentais específicos, cando o contido de luz vermella (R) é superior ao da luz azul (B) (leitugas R:B = 6:2 e 7:3; espinacas R:B = 4: 1; mudas de cabaza R: B = 7: 3, mudas de pepino R: B = 7: 3), o experimento mostrou que o contido de biomasa (incluíndo a altura da planta da parte aérea, o peso fresco e o peso seco); , etc.) eran maiores, pero o diámetro do talo e o forte índice de mudas das plantas eran maiores cando o contido de luz azul era maior que o da luz vermella. Para os indicadores bioquímicos, o contido de luz vermella superior á luz azul é xeralmente beneficioso para o aumento do contido de azucre soluble nas plantas. Non obstante, para a acumulación de VC, proteínas solubles, clorofila e carotenoides nas plantas, é máis vantaxoso usar iluminación LED con maior contido de luz azul que a luz vermella, e o contido de malondialdehído tamén é relativamente baixo nestas condicións de iluminación.

Dado que a fábrica de plantas utilízase principalmente para o cultivo de vexetais de folla ou para a cría de mudas industrial, pódese concluír dos resultados anteriores que, baixo a premisa de aumentar o rendemento e tendo en conta a calidade, é adecuado usar chips LED con vermello máis alto. contido de luz que a luz azul como fonte de luz. Unha relación mellor é R:B = 7:3. Ademais, tal proporción de luz vermella e azul é basicamente aplicable a todo tipo de vexetais de folla ou mudas, e non hai requisitos específicos para diferentes plantas.

Selección da lonxitude de onda vermella e azul

Durante a fotosíntese, a enerxía luminosa é absorbida principalmente a través da clorofila a e da clorofila b. A seguinte figura mostra os espectros de absorción da clorofila a e da clorofila b, onde a liña espectral verde é o espectro de absorción da clorofila a e a liña espectral azul é o espectro de absorción da clorofila b. Na figura pódese ver que tanto a clorofila a como a clorofila b teñen dous picos de absorción, un na rexión de luz azul e outro na rexión de luz vermella. Pero os 2 picos de absorción da clorofila a e da clorofila b son lixeiramente diferentes. Para ser precisos, as dúas lonxitudes de onda máximas da clorofila a son 430 nm e 662 nm, respectivamente, e as dúas lonxitudes de onda máximas da clorofila b son 453 nm e 642 nm, respectivamente. Estes catro valores de lonxitude de onda non cambiarán con diferentes plantas, polo que a selección de lonxitudes de onda vermella e azul na fonte de luz non cambiará con diferentes especies de plantas.

Espectros de absorción da clorofila a e da clorofila b

Unha iluminación LED común cun amplo espectro pódese usar como fonte de luz da fábrica de plantas, sempre que a luz vermella e azul poidan cubrir as dúas lonxitudes de onda máximas da clorofila a e da clorofila b, é dicir, o rango de lonxitude de onda da luz vermella. xeralmente é de 620 ~ 680 nm, mentres que a luz azul O rango de lonxitudes de onda é de 400 a 480 nm. Non obstante, o rango de lonxitudes de onda da luz vermella e azul non debe ser demasiado amplo porque non só desperdicia enerxía luminosa, senón que tamén pode ter outros impactos.

Se se usa unha luz LED composta por chips vermellos, amarelos e azuis como fonte de luz da fábrica de plantas, a lonxitude de onda máxima da luz vermella debe establecerse na lonxitude de onda máxima da clorofila a, é dicir, a 660 nm, a lonxitude de onda máxima. de luz azul debe establecerse na lonxitude de onda máxima da clorofila b, é dicir, a 450 nm.

O papel da luz amarela e verde

É máis apropiado cando a proporción de luz vermella, verde e azul é R:G:B=6:1:3. En canto á determinación da lonxitude de onda do pico da luz verde, xa que desempeña principalmente un papel regulador no proceso de crecemento das plantas, só ten que estar entre 530 e 550 nm.

Resumo

Este artigo analiza a estratexia de selección da calidade da luz nas fábricas de plantas tanto desde aspectos teóricos como prácticos, incluíndo a selección do rango de lonxitudes de onda da luz vermella e azul na fonte de luz LED e o papel e a proporción da luz amarela e verde. No proceso de crecemento das plantas, tamén se debe considerar exhaustivamente a correspondencia razoable entre os tres factores de intensidade da luz, calidade da luz e tempo de luz, e a súa relación cos nutrientes, a temperatura e a humidade e a concentración de CO2. Para a produción real, tanto se planea usar un amplo espectro como unha combinación de múltiples chips de luz LED de espectro sintonizable, a relación de lonxitudes de onda é a consideración principal, porque ademais da calidade da luz, outros factores pódense axustar en tempo real durante o funcionamento. Polo tanto, a consideración máis importante na fase de deseño das fábricas de plantas debe ser a selección da calidade da luz.

Autor: Yong Xu

Fonte do artigo: conta Wechat de Tecnoloxía de Enxeñaría Agrícola (horticultura de invernadoiro)

Referencia: Yong Xu,Estratexia de selección da calidade da luz en fábricas [J]. Tecnoloxía da Enxeñaría Agrícola, 2022, 42(4): 22-25.