[Abstract]Tässä artikkelissa käsitellään lukuisten kokeellisten tietojen perusteella useita tärkeitä kysymyksiä valonlaadun valinnassa kasvitehtaissa, mukaan lukien valonlähteiden valinta, punaisen, sinisen ja keltaisen valon vaikutukset sekä spektrin valinta. valikoimat, jotta saadaan tietoa kasvitehtaiden valon laadusta.Sovitusstrategian määrittäminen tarjoaa joitain käytännön ratkaisuja, joita voidaan käyttää viitteenä.
Valonlähteen valinta

Tehdastehtaat käyttävät yleensä LED-valoja.Tämä johtuu siitä, että LED-valoilla on korkea valotehokkuus, alhainen energiankulutus, vähemmän lämmöntuotantoa, pitkä käyttöikä ja säädettävä valon intensiteetti ja spektri, jotka eivät vain täytä kasvien kasvun ja tehokkaan materiaalin kertymisen vaatimuksia, vaan myös säästävät energiaa, alentaa lämmöntuotannon ja sähkön kustannuksia.LED-kasvatusvalot voidaan edelleen jakaa yksisiruisiin laajaspektrisiin LED-valoihin yleiskäyttöön, yksisiruisiin kasvikohtaisiin laajaspektrisiin LED-valoihin ja monisiruisiin yhdistettyihin säädettävän spektrin LED-valoihin.Kahden jälkimmäisen tyyppisten kasvikohtaisten LED-valojen hinta on yleensä yli 5 kertaa tavallisten LED-valojen hinta, joten eri valonlähteet kannattaa valita eri käyttötarkoitusten mukaan.Suurilla kasvitehtailla niiden kasvattama kasvityyppi muuttuu markkinoiden kysynnän mukaan.Rakennuskustannusten pienentämiseksi ja tuotannon tehokkuuden vähentämiseksi, kirjoittaja suosittelee laaja-alaisten LED-sirujen käyttöä yleisvalaistukseen valonlähteenä.Pienissä tehdastehtaissa, jos laitostyypit ovat suhteellisen kiinteitä, voidaan käyttää valolähteenä laaja-alaisia ​​LED-siruja tehdaskohtaiseen tai yleisvalaistukseen korkean tuotannon tehokkuuden ja laadun saavuttamiseksi rakennuskustannuksia merkittävästi nostamatta.Jos halutaan tutkia valon vaikutusta kasvien kasvuun ja tehokkaiden aineiden kertymiseen, jotta tulevaisuudessa saataisiin paras valokaava laajamittaiseen tuotantoon, voidaan vaihtaa säädettävän spektrin LED-valojen monisiruyhdistelmällä. tekijöitä, kuten valon intensiteetti, spektri ja valoaika, jotta kullekin kasville saadaan paras valokaava, mikä muodostaa perustan laajamittaiselle tuotannolle.

Punainen ja sininen valo

Mitä tulee erityisiin koetuloksiin, kun punaisen valon (R) pitoisuus on suurempi kuin sinisen valon (B) (salaatti R:B = 6:2 ja 7:3; pinaatti R:B = 4): 1; kurpitsan taimet R:B = 7:3; kurkun taimet R:B = 7:3), koe osoitti, että biomassapitoisuus (mukaan lukien ilmaosan kasvin korkeus, lehtien enimmäispinta-ala, tuorepaino ja kuivapaino jne.) olivat korkeammat, mutta kasvien varren halkaisija ja vahva taimiindeksi olivat suurempia, kun sinisen valon pitoisuus oli korkeampi kuin punaisen valon.Biokemiallisissa indikaattoreissa sinistä valoa korkeampi punaisen valon pitoisuus on yleensä hyödyllinen kasvien liukoisen sokerin pitoisuuden lisäämiselle.VC:n, liukoisen proteiinin, klorofyllin ja karotenoidien kerääntymiseen kasveissa on kuitenkin edullisempaa käyttää LED-valaistusta, jossa on korkeampi sininen valo kuin punaista valoa, ja myös malondialdehydipitoisuus on suhteellisen alhainen näissä valaistusolosuhteissa.

Koska kasvitehdasta käytetään pääasiassa lehtivihannesten viljelyyn tai teolliseen taimien kasvatukseen, voidaan edellä olevista tuloksista päätellä, että sadon lisäämisen edellytyksenä ja laatu huomioon ottaen on sopivaa käyttää LED-siruja, joissa on korkeampi punainen. valon sisältö kuin sininen valo valonlähteenä.Parempi suhde on R:B = 7:3.Lisäksi tällainen punaisen ja sinisen valon suhde soveltuu periaatteessa kaikenlaisiin lehtivihanneksiin tai taimiin, eikä eri kasveille ole erityisiä vaatimuksia.

Punaisen ja sinisen aallonpituuden valinta

Fotosynteesin aikana valoenergia imeytyy pääasiassa klorofylli a:n ja klorofylli b:n kautta.Alla oleva kuva esittää klorofyllin a ja klorofylli b absorptiospektrit, jossa vihreä spektriviiva on klorofylli a absorptiospektri ja sininen spektriviiva on klorofylli b:n absorptiospektri.Kuvasta voidaan nähdä, että sekä klorofyllillä a että klorofyllillä b on kaksi absorptiopiikkiä, toinen sinisen valon alueella ja toinen punaisen valon alueella.Mutta klorofylli a:n ja klorofylli b:n 2 absorptiopiikkiä ovat hieman erilaisia.Tarkemmin sanottuna klorofylli a:n kaksi huippuaallonpituutta ovat 430 nm ja 662 nm, ja klorofylli b:n kaksi huippuaallonpituutta ovat 453 nm ja 642 nm.Nämä neljä aallonpituusarvoa eivät muutu eri kasveilla, joten punaisten ja sinisten aallonpituuksien valinta valonlähteessä ei muutu eri kasvilajien mukaan.

Klorofylli a:n ja klorofylli b:n absorptiospektrit

Tehdastehtaan valonlähteenä voidaan käyttää tavallista laajaspektristä LED-valoa, kunhan punainen ja sininen valo voivat kattaa klorofylli a ja klorofylli b:n kaksi huippuaallonpituutta eli punaisen valon aallonpituusalueen. on yleensä 620-680 nm, kun taas sininen valo Aallonpituusalue on 400-480 nm.Punaisen ja sinisen valon aallonpituusalue ei kuitenkaan saa olla liian laaja, koska se ei ainoastaan ​​tuhlaa valoenergiaa, vaan sillä voi olla myös muita vaikutuksia.

Jos tehdastehtaan valonlähteenä käytetään punaisista, keltaisista ja sinisistä siruista koostuvaa LED-valoa, tulee punaisen valon huippuaallonpituus asettaa klorofylli a:n huippuaallonpituuteen eli 660 nm:ssä huippuaallonpituuteen. Sinisen valon aallonpituus on asetettava klorofylli b:n huippuaallonpituudelle eli 450 nm:lle.

Keltaisen ja vihreän valon rooli

Se on sopivampi, kun punaisen, vihreän ja sinisen valon suhde on R:G:B=6:1:3.Mitä tulee vihreän valon huipun aallonpituuden määrittämiseen, koska sillä on pääasiassa säätelevä rooli kasvien kasvuprosessissa, sen tarvitsee olla vain välillä 530-550 nm.

Yhteenveto

Tässä artikkelissa käsitellään valonlaadun valintastrategiaa kasvitehtaissa sekä teoreettisista että käytännön näkökohdista, mukaan lukien LED-valonlähteen punaisen ja sinisen valon aallonpituusalueen valinta sekä keltaisen ja vihreän valon rooli ja suhde.Kasvien kasvuprosessissa tulee myös harkita kokonaisvaltaisesti kolmen tekijän, valon voimakkuuden, valon laadun ja valon ajan, kohtuullinen yhteensopivuus sekä niiden suhde ravinteisiin, lämpötilaan ja kosteuteen sekä CO2-pitoisuuteen.Varsinaisessa tuotannossa, aiotpa sitten käyttää laaja- tai monisiruista viritettävän spektrin LED-valoa, aallonpituuksien suhde on ensisijaisesti huomioitu, sillä valon laadun lisäksi muita tekijöitä voidaan säätää reaaliajassa käytön aikana .Siksi tehdastehtaiden suunnitteluvaiheessa tärkeintä on oltava valon laadun valinta.

Kirjailija: Yong Xu

Artikkelin lähde: Agricultural Engineering Technology (kasvihuonepuutarha) Wechat-tili

Viite: Yong Xu,Valonlaadun valintastrategia tehdastehtailla [J].Agricultural Engineering Technology, 2022, 42(4): 22-25.