[Abstrakt] Na základě velkého množství experimentálních dat tento článek pojednává o několika důležitých otázkách při výběru kvality světla v továrnách, včetně výběru světelných zdrojů, účinků červeného, ​​modrého a žlutého světla a výběru spektrálního s cílem poskytnout pohled na kvalitu světla v továrnách. Určení strategie párování poskytuje některá praktická řešení, která lze použít jako referenci.
Výběr zdroje světla

Továrny obecně používají LED světla. LED svítidla se totiž vyznačují vysokou světelnou účinností, nízkou spotřebou energie, menším vývinem tepla, dlouhou životností a nastavitelnou intenzitou a spektrem světla, které mohou nejen splnit požadavky na růst rostlin a efektivní akumulaci materiálu, ale také šetřit energii, snížit náklady na výrobu tepla a elektřinu. LED pěstební světla lze dále rozdělit na jednočipová širokospektrální LED světla pro všeobecné použití, jednočipová širokospektrá LED světla specifická pro rostliny a vícečipová kombinovaná LED světla s nastavitelným spektrem. Cena posledně jmenovaných dvou druhů LED svítidel specifických pro rostliny je obecně více než 5krát vyšší než u běžných LED svítidel, takže by měly být vybrány různé světelné zdroje pro různé účely. U velkých továren na rostliny se typy rostlin, které pěstují, mění s poptávkou trhu. Pro snížení stavebních nákladů a výrazné ovlivnění efektivity výroby autor doporučuje jako zdroj osvětlení použít širokospektrální LED čipy pro obecné osvětlení. Pro malé závody, pokud jsou typy závodů relativně fixní, lze za účelem dosažení vysoké efektivity a kvality výroby bez výrazného zvýšení stavebních nákladů použít jako zdroj osvětlení širokospektrální LED čipy pro osvětlení specifické pro závod nebo obecné osvětlení. Má-li se studovat vliv světla na růst rostlin a hromadění účinných látek, aby se v budoucnu poskytl nejlepší světelný vzorec pro velkovýrobu, lze pro změnu použít vícečipovou kombinaci LED s nastavitelným spektrem. faktory, jako je intenzita světla, spektrum a doba světla, aby se získal nejlepší vzorec světla pro každou rostlinu, a tím poskytla základ pro výrobu ve velkém měřítku.

Červené a modré světlo

Pokud jde o konkrétní experimentální výsledky, kdy obsah červeného světla (R) je vyšší než obsah modrého světla (B) (salát R:B = 6:2 a 7:3; špenát R:B = 4: 1 sazenice tykve R:B = 7:3 sazenice okurek R:B = 7:3), experiment ukázal, že obsah biomasy (včetně výšky rostliny nadzemní části, maximální plochy listu, čerstvé hmotnosti a hmotnosti sušiny; , atd.) byly vyšší, ale průměr stonku a silný index semenáčků rostlin byly větší, když byl obsah modrého světla vyšší než obsah červeného světla. U biochemických ukazatelů je obsah červeného světla vyšší než modrý obecně prospěšný pro zvýšení obsahu rozpustných cukrů v rostlinách. Pro akumulaci VC, rozpustného proteinu, chlorofylu a karotenoidů v rostlinách je však výhodnější použít LED osvětlení s vyšším obsahem modrého světla než červeného a obsah malondialdehydu je za těchto světelných podmínek také relativně nízký.

Vzhledem k tomu, že závod slouží především pro pěstování listové zeleniny nebo pro průmyslové pěstování sazenic, lze z výše uvedených výsledků usoudit, že za předpokladu zvýšení výnosu a s přihlédnutím ke kvalitě je vhodné používat LED čipy s vyšší červenou obsah světla než modré světlo jako zdroj světla. Lepší poměr je R:B = 7:3. Navíc takový poměr červeného a modrého světla je v podstatě použitelný pro všechny druhy listové zeleniny nebo sazenic a na různé rostliny nejsou kladeny žádné specifické požadavky.

Výběr červené a modré vlnové délky

Během fotosyntézy je světelná energie absorbována především prostřednictvím chlorofylu a a chlorofylu b. Níže uvedený obrázek ukazuje absorpční spektra chlorofylu a a chlorofylu b, kde zelená spektrální čára je absorpční spektrum chlorofylu a a modrá spektrální čára je absorpční spektrum chlorofylu b. Z obrázku je vidět, že chlorofyl a i chlorofyl b mají dva absorpční píky, jeden v oblasti modrého světla a druhý v oblasti červeného světla. Ale 2 absorpční píky chlorofylu a a chlorofylu b se mírně liší. Abychom byli přesní, dvě maximální vlnové délky chlorofylu a jsou 430 nm a 662 nm a dvě maximální vlnové délky chlorofylu b jsou 453 nm a 642 nm. Tyto čtyři hodnoty vlnových délek se u různých rostlin nemění, takže výběr červených a modrých vlnových délek ve světelném zdroji se u různých rostlinných druhů nezmění.

Absorpční spektra chlorofylu a a chlorofylu b

Běžné LED osvětlení se širokým spektrem může být použito jako světelný zdroj továrny, pokud červené a modré světlo může pokrýt dvě špičkové vlnové délky chlorofylu a a chlorofylu b, tedy rozsah vlnových délek červeného světla. je obecně 620~680 nm, zatímco modré světlo Rozsah vlnových délek je od 400 do 480 nm. Rozsah vlnových délek červeného a modrého světla by však neměl být příliš široký, protože nejen plýtvá světelnou energií, ale může mít i další dopady.

Pokud je jako zdroj světla v továrně použito LED světlo složené z červených, žlutých a modrých čipů, měla by být špičková vlnová délka červeného světla nastavena na špičkovou vlnovou délku chlorofylu a, tedy na 660 nm, maximální vlnovou délku. modrého světla by měla být nastavena na maximální vlnovou délku chlorofylu b, tj. na 450 nm.

Role žlutého a zeleného světla

Vhodnější je, když je poměr červeného, ​​zeleného a modrého světla R:G:B=6:1:3. Pokud jde o stanovení maximální vlnové délky zeleného světla, protože hraje především regulační roli v procesu růstu rostlin, musí být pouze mezi 530 a 550 nm.

Shrnutí

Tento článek pojednává o strategii výběru kvality světla v továrnách z teoretického i praktického hlediska, včetně výběru rozsahu vlnových délek červeného a modrého světla ve světelném zdroji LED a roli a poměru žlutého a zeleného světla. V procesu růstu rostlin by se také mělo komplexně zvážit rozumné sladění tří faktorů intenzity světla, kvality světla a doby osvětlení a jejich vztahu k živinám, teplotě a vlhkosti a koncentraci CO2. Pro skutečnou výrobu, ať už plánujete použít širokospektrální nebo vícečipovou kombinaci laditelného spektra LED světla, je primárním hlediskem poměr vlnových délek, protože kromě kvality světla lze v reálném čase během provozu upravovat i další faktory. Nejdůležitějším hlediskem ve fázi projektování výrobních závodů by proto měl být výběr kvality světla.

Autor: Yong Xu

Zdroj článku: Wechat účet zemědělské inženýrské technologie (skleníkové zahradnictví)

Reference: Yong Xu,Strategie výběru kvality světla v závodech [J]. Technologie zemědělské techniky, 2022, 42(4): 22-25.