一, Fotobiologijos pagrindai: ko reikia augalams ir kaip suderinti jų spektrus
Chlorofilas yra tai, ką augalai naudoja tam tikro ilgio šviesos bangai sugerti. Pagrindinės juostos yra raudona šviesa (600–700 nm) ir mėlyna šviesa (400–500 nm). Raudona šviesa kontroliuoja žydėjimo hormonų gamybą, naudodama šviesai jautrius pigmentus. Tai padeda vaisiams sukaupti daugiau cukraus. Kita vertus, mėlyna šviesa sustabdo stiebų augimą ir pagreitina chlorofilo gamybą naudojant kriptochromą. Eksperimentai atskleidžia, kad kai raudonos ir mėlynos šviesos santykis yra 4:1, salotose sausųjų medžiagų kiekis padidėja 30 proc., palyginti su tuo, kad jos yra tik vienos spalvos, o chlorofilo – 22 proc.
Tačiau įprastų LED šviestuvų gamybos būdas grindžiamas tuo, ką žmonėms patogu matyti, ir jie paprastai turi daug žalios šviesos (500–600 nm), kuri nepadeda augalams. Pavyzdžiui, baltas šviesos diodas sukuria visą spektrą įdomiais geltonais fluorescenciniais milteliais su mėlynos šviesos lustu. Tačiau raudonos šviesos kiekis yra mažesnis nei 20%, o tai yra daug mažiau nei 40–60%, kurių reikia augalams klestėti. Dėl šio spektrinio disbalanso augalai mažiau efektyvūs fotosintezėje, o naudojant ilgą laiką gali kilti problemų, įskaitant pageltusius lapus ir silpnas šaknų sistemas.
2, technologijų skirtumai: pagrindinis įprastų LED lempučių ir augalų augimo žibintų palyginimas
1. Galimybė keisti spektrą
Profesionalios augalų augimo lempos tiksliai valdo spektrą, kartu naudojant kelis lustus:
Raudonos mėlynos šviesos derinys: mitybos augimo laikotarpiu naudojamas 3:1 santykis, kad padėtų lapams plėstis, o reprodukcinio augimo laikotarpiu toli raudona šviesa (730 nm) padidinama iki 15%, kad pradėtų žydėti.
Viso spektro dizainas: imituokite saulės juostą (400–720 nm), atsikratykite ultravioletinių ir infraraudonųjų spindulių ir sumažinkite karščio sugadinimo tikimybę.
Kita vertus, įprastų LED lempučių spektras yra nustatytas ir negali būti keičiamas atsižvelgiant į augalų augimo ciklą. Pavyzdžiui, 5000K baltų LED lempučių, kurios dažnai naudojamos namuose, raudona smailė yra tik 620nm, o mėlynos šviesos kiekis yra per didelis (apie 35%). Dėl to lapinės daržovės, pavyzdžiui, salotos, gali išaugti per daug.
2. Valdyti šilumą ir protingai naudoti energiją
LED technologija turi keletą privalumų, tokių kaip maža šilumos galia ir didelis šviesos efektyvumas (apie 200 lm/W). Tačiau yra skirtumų, kaip tipinės LED lemputės ir augalų augimo lemputės pašalina šilumą:
Augalų augimo lempa: naudoja keraminį šilumą išsklaidantį substratą arba aktyvią skysčio aušinimo sistemą, kad lusto temperatūra būtų žemesnė nei 60 laipsnių, o tai pailgina jo tarnavimo laiką iki 50 000 valandų;
Įprastuose LED šviestuvuose naudojami aliuminio radiatoriai, o jei juos naudosite ilgą laiką dideliu intensyvumu, lusto temperatūra gali viršyti 80 laipsnių, o tai pagreitina šviesos nykimą.
Atliekant vertikalaus ūkio bandymą Šendžene, profesionalios augalų augimo lempos plokštės buvo 15 laipsnių vėsesnės nei įprastos LED lempos po 12 valandų nuolatinio naudojimo. 18% padidėjo ir augalų transpiracijos greitis.
3. Šviesos ryškumas ir tolygumas
Augalai turi augti taip, kad atitiktų fotosintezės fotonų srauto tankio (PPFD) kriterijus:
Lapinėms daržovėms diapazonas yra 200–400 μmol/m ²/s. Žydintiems ir vaisiniams augalams diapazonas yra 400–800 μmol/m ²/s.
Kadangi jie turi nustatytą spinduliavimo kampą (paprastai 120 laipsnių), įprastus LED žibintus reikia naudoti įvairiais deriniais, kad būtų padengtas sodinimo plotas. Pavyzdžiui, norint gauti 200 μmol/m ²/s 1 kvadratinio metro sodinimo plote, jums reikės įrengti 4 įprastus 10 W LED šviestuvus. Kita vertus, viena 60 W profesionali augalų augimo lemputė gali tolygiai padengti 400 μmol/m²/s.
3, realūs-pasaulio taikymo rezultatai: eksperimentų ir atvejų tyrimų duomenys
1. Trumpą laiką eksperimentuokite su papildoma šviesa
30 -dienų lyginamajame eksperimente, atliktame balkone, nukreiptame į šiaurę (šviesos intensyvumas < 5000 liuksų):
Įprastoje LED šviestuvų grupėje naudojami trys 10 W balti LED žibintai, kad padėtų šviesai aštuonias valandas per dieną. Salotų lapų skaičius padidėja 12%, tačiau stiebo skersmuo yra 0,3 mm siauresnis nei natūralios šviesos grupės.
Augalų augimo lempų grupė: naudojant vieną 60 W raudonos mėlynos šviesos augalo lempą, salotų lapų skaičius išaugo 28%, stiebo skersmuo išaugo 0,5 mm, o VC kiekis išaugo 15%.
2. Sodinimo per ilgą laiką pavyzdžiai
Žmogus Šanchajuje naudojo įprastas LED lemputes pomidorams auginti. Po šešių mėnesių atsirado šios problemos:
Pavėluotas žydėjimo laikas: gėlės išdygsta 12 dienų vėliau nei grupėje esant natūraliai šviesai;
Vaisiaus deformacija: 30% vaisių matosi įtrūkimai;
Energijos sąnaudos: Mėnesinė sąskaita už elektrą yra 40% didesnė nei grupės su augalų augimo lempa.
Perėjus prie profesionalių augalų auginimo lempų, pomidorų derlius padidėjo 25%, tirpaus cukraus kiekis vaisiuose padidėjo 18%, energijos suvartojimas sumažėjo 30%.
4, pramonės sprendimas: įprastų LED lempučių tobulinimo strategija
1. Spektrinių papildų planas
Žmonės, kurie neturi daug pinigų, gali kartu naudoti „įprastas LED lemputes + raudonos ir mėlynos šviesos priedus“:
Pagrindinis apšvietimas: naudokite 5000K baltą LED šviesą, kad kasdien paryškintumėte savo erdvę;
Pridėjus 660 nm raudoną LED modulį žydėjimo fazės metu ir suteikiant augalams papildomos 4 valandos šviesos per dieną, žydėjimo procesas gali paspartėti 15%.
2. Kintančios šviesos aplinkos valdymas
Išmaniųjų lizdų naudojimas norint nustatyti laiko{0}}bendrinimo apšvietimą:
Mitybos augimo laikotarpis: Nuo 6:00 iki 18:00 įjunkite baltą šviesos diodą. Nuo 18:00 iki 22:00 įjunkite mėlyną šviesos diodą.
Reprodukcinio augimo stadijoje įjunkite raudoną šviesos diodą nuo 22:00 iki 2:00, kad padėtumėte augalų cirkadiniam ritmui.
3. Sistema, kuri veikia kartu su keliais spektrais
Jis gali būti naudojamas kartu su kitais daiktais mažose sodinimo dėžėse.
Viršutinis apšvietimas: 40 W viso -spektro LED šviesos plokštė (PPFD 300 μ mol/m ²/s); šoninis apšvietimas: 10 W raudona LED juostelė (660 nm), kad vaisių spalva būtų ryškesnė.
Šis metodas padidino braškių derlių 40%, palyginti su vienu baltu šviesos diodu, ir padidino vaisių cukraus kiekį 2 Brix laipsniais atliekant namų balkono bandymą.
