[Samenvatting]Gebaseerd op een groot aantal experimentele gegevens bespreekt dit artikel verschillende belangrijke kwesties bij de selectie van lichtkwaliteit in fabrieksfabrieken, waaronder de selectie van lichtbronnen, de effecten van rood, blauw en geel licht, en de selectie van spectrale lichtbronnen. assortimenten, om inzicht te geven in de lichtkwaliteit in fabrieksfabrieken. Het bepalen van de matchingstrategie biedt enkele praktische oplossingen die ter referentie kunnen worden gebruikt.
Selectie van lichtbron

Plantfabrieken gebruiken over het algemeen LED-verlichting. Dit komt omdat LED-lampen de kenmerken hebben van een hoge lichtefficiëntie, een laag energieverbruik, minder warmteontwikkeling, een lange levensduur en instelbare lichtintensiteit en spectrum, die niet alleen kunnen voldoen aan de eisen van plantengroei en effectieve materiaalaccumulatie, maar ook energie kunnen besparen. vermindering van de warmteopwekking en elektriciteitskosten. LED-kweeklampen kunnen verder worden onderverdeeld in breedspectrum LED-lampen met één chip voor algemene doeleinden, plantspecifieke breedspectrum LED-lampen met één chip en gecombineerde LED-lampen met instelbaar spectrum en meerdere chips. De prijs van de laatste twee soorten plantspecifieke LED-lampen is over het algemeen meer dan vijf keer zo hoog als die van gewone LED-lampen, dus verschillende lichtbronnen moeten worden geselecteerd op basis van verschillende doeleinden. Voor grote plantenfabrieken veranderen de soorten planten die ze kweken afhankelijk van de marktvraag. Om de bouwkosten te verlagen en de productie-efficiëntie niet significant te beïnvloeden, beveelt de auteur aan om breedspectrum LED-chips voor algemene verlichting als lichtbron te gebruiken. Voor kleine fabrieksfabrieken kunnen breedspectrum LED-chips voor fabrieksspecifieke of algemene verlichting als lichtbron worden gebruikt als de soorten fabrieken relatief vast zijn, om een ​​hoge productie-efficiëntie en kwaliteit te verkrijgen zonder de bouwkosten aanzienlijk te verhogen. Als we het effect van licht op de plantengroei en de accumulatie van effectieve stoffen willen bestuderen, om zo de beste lichtformule voor grootschalige productie in de toekomst te kunnen bieden, kan een multi-chip combinatie van LED-lampen met instelbaar spectrum worden gebruikt om de factoren zoals lichtintensiteit, spectrum en lichttijd om voor elke plant de beste lichtformule te verkrijgen en vormen daarmee de basis voor grootschalige productie.

Het rode en blauwe licht

Wat de specifieke experimentele resultaten betreft: wanneer het gehalte aan rood licht (R) hoger is dan dat aan blauw licht (B) (sla R:B = 6:2 en 7:3; spinazie R:B = 4: 1; kalebaszaailingen R:B = 7:3; komkommerzaailingen R:B = 7:3), toonde het experiment aan dat het biomassagehalte (inclusief de planthoogte van het bovengrondse deel, het maximale bladoppervlak, het versgewicht en het drooggewicht) , etc.) waren hoger, maar de stengeldiameter en de sterke zaailingindex van de planten waren groter wanneer het blauwlichtgehalte hoger was dan dat van rood licht. Voor biochemische indicatoren is het gehalte aan rood licht hoger dan blauw licht over het algemeen gunstig voor de toename van het gehalte aan oplosbare suikers in planten. Voor de ophoping van VC, oplosbaar eiwit, chlorofyl en carotenoïden in planten is het echter voordeliger om LED-verlichting te gebruiken met een hoger blauwlichtgehalte dan rood licht, en ook het gehalte aan malondialdehyde is onder deze lichtomstandigheden relatief laag.

Omdat de plantenfabriek hoofdzakelijk wordt gebruikt voor de teelt van bladgroenten of voor de industriële teelt van zaailingen, kan uit bovenstaande resultaten worden geconcludeerd dat het, uitgaande van het verhogen van de opbrengst en rekening houdend met de kwaliteit, geschikt is om LED-chips te gebruiken met een hogere rode kleur. lichtinhoud dan blauw licht als lichtbron. Een betere verhouding is R:B = 7:3. Bovendien is een dergelijke verhouding tussen rood en blauw licht in principe toepasbaar op alle soorten bladgroenten of zaailingen, en zijn er geen specifieke eisen voor verschillende planten.

Rode en blauwe golflengteselectie

Tijdens fotosynthese wordt lichtenergie voornamelijk geabsorbeerd door chlorofyl a en chlorofyl b. Onderstaande figuur toont de absorptiespectra van chlorofyl a en chlorofyl b, waarbij de groene spectraallijn het absorptiespectrum van chlorofyl a is, en de blauwe spectraallijn het absorptiespectrum van chlorofyl b. Uit de figuur blijkt dat zowel chlorofyl a als chlorofyl b twee absorptiepieken hebben, één in het blauwe lichtgebied en de andere in het roodlichtgebied. Maar de 2 absorptiepieken van chlorofyl a en chlorofyl b zijn iets anders. Om precies te zijn: de twee piekgolflengten van chlorofyl a zijn respectievelijk 430 nm en 662 nm, en de twee piekgolflengten van chlorofyl b zijn respectievelijk 453 nm en 642 nm. Deze vier golflengtewaarden zullen niet veranderen bij verschillende planten, dus de selectie van rode en blauwe golflengten in de lichtbron zal niet veranderen bij verschillende plantensoorten.

Absorptiespectra van chlorofyl a en chlorofyl b

Een gewone LED-verlichting met een breed spectrum kan worden gebruikt als lichtbron van de fabriek, zolang het rode en blauwe licht de twee piekgolflengten van chlorofyl a en chlorofyl b kunnen bestrijken, dat wil zeggen het golflengtebereik van rood licht is over het algemeen 620 ~ 680 nm, terwijl het blauwe licht het golflengtebereik bedraagt ​​van 400 tot 480 nm. Het golflengtebereik van rood en blauw licht mag echter niet te breed zijn, omdat dit niet alleen lichtenergie verspilt, maar ook andere gevolgen kan hebben.

Als een LED-licht bestaande uit rode, gele en blauwe chips wordt gebruikt als lichtbron van de fabriek, moet de piekgolflengte van rood licht worden ingesteld op de piekgolflengte van chlorofyl a, dat wil zeggen bij 660 nm de piekgolflengte van blauw licht moet worden ingesteld op de piekgolflengte van chlorofyl b, dat wil zeggen op 450 nm.

De rol van geel en groen licht

Het is geschikter als de verhouding tussen rood, groen en blauw licht R:G:B=6:1:3 is. Wat betreft de bepaling van de piekgolflengte van groen licht, aangezien deze voornamelijk een regulerende rol speelt in het proces van plantengroei, hoeft deze slechts tussen 530 en 550 nm te liggen.

Samenvatting

Dit artikel bespreekt de selectiestrategie van de lichtkwaliteit in fabrieksfabrieken vanuit zowel theoretische als praktische aspecten, inclusief de selectie van het golflengtebereik van rood en blauw licht in de LED-lichtbron en de rol en verhouding van geel en groen licht. Tijdens het groeiproces van planten moet ook uitgebreid rekening worden gehouden met de redelijke afstemming tussen de drie factoren lichtintensiteit, lichtkwaliteit en lichttijd, en hun relatie met voedingsstoffen, temperatuur en vochtigheid, en CO2-concentratie. Voor de daadwerkelijke productie, of u nu van plan bent een LED-licht met een breed spectrum of een combinatie van meerdere chips en een afstembaar spectrum te gebruiken, is de verhouding van de golflengten de belangrijkste overweging, omdat naast de lichtkwaliteit ook andere factoren tijdens het gebruik in realtime kunnen worden aangepast. Daarom zou de belangrijkste overweging in de ontwerpfase van fabrieksfabrieken de selectie van de lichtkwaliteit moeten zijn.

Auteur: Yong Xu

Bron artikel: Wechat account van Agricultural Engineering Technology (glastuinbouw)

Referentie: Yong Xu,Selectiestrategie voor lichtkwaliteit in fabrieken [J]. Landbouwtechnische technologie, 2022, 42(4): 22-25.