[Sažetak]Na osnovu velikog broja eksperimentalnih podataka, ovaj članak razmatra nekoliko važnih pitanja u odabiru kvalitete svjetlosti u tvornicama biljaka, uključujući izbor izvora svjetlosti, efekte crvene, plave i žute svjetlosti, te odabir spektralne svjetlosti. rasponima, kako bi se pružio uvid u kvalitet svjetla u fabrikama.Određivanje strategije podudaranja pruža neka praktična rješenja koja se mogu koristiti kao referenca.
Izbor izvora svjetlosti

Fabrike uglavnom koriste LED svjetla.To je zato što LED svjetla imaju karakteristike visoke svjetlosne efikasnosti, niske potrošnje energije, manje proizvodnje topline, dugog vijeka trajanja i podesivog intenziteta i spektra svjetlosti, što ne samo da može zadovoljiti zahtjeve rasta biljaka i efektivne akumulacije materijala, već i uštedjeti energiju, smanjiti troškove proizvodnje topline i električne energije.LED svjetla za uzgoj mogu se dalje podijeliti na LED svjetla širokog spektra s jednim čipom za opću namjenu, LED svjetla širokog spektra specifične za biljke s jednim čipom i kombinirana LED svjetla s podesivim spektrom s više čipova.Cijena posljednje dvije vrste LED svjetala specifičnih za biljke je općenito više od 5 puta veća od običnih LED svjetala, tako da različite izvore svjetlosti treba odabrati prema različitim namjenama.Za velike fabrike biljaka, vrste biljaka koje uzgajaju mijenjaju se s potražnjom tržišta.Kako bi se smanjili troškovi izgradnje i ne bi značajno utjecali na efikasnost proizvodnje, autor preporučuje korištenje LED čipova širokog spektra za opću rasvjetu kao izvora rasvjete.Za male fabrike biljaka, ako su tipovi postrojenja relativno fiksni, kako bi se postigla visoka proizvodna efikasnost i kvalitet bez značajnog povećanja troškova izgradnje, kao izvor rasvjete mogu se koristiti LED čipovi širokog spektra za biljnu ili opću rasvjetu.Ako se želi proučavati utjecaj svjetlosti na rast biljaka i akumulaciju djelotvornih supstanci, kako bi se osigurala najbolja svjetlosna formula za veliku proizvodnju u budućnosti, kombinacija više čipova LED svjetala podesivog spektra može se koristiti za promjenu faktore kao što su intenzitet svjetlosti, spektar i svjetlosno vrijeme kako bi se dobila najbolja svjetlosna formula za svaku biljku, čime se pruža osnova za proizvodnju velikih razmjera.

Crveno i plavo svjetlo

Što se konkretnih eksperimentalnih rezultata tiče, kada je sadržaj crvene svjetlosti (R) veći od plavog svjetla (B) (zelena salata R:B = 6:2 i 7:3; spanać R:B = 4: 1; sadnice tikvice R:B = 7:3; presadnice krastavaca R:B = 7:3), eksperiment je pokazao da je sadržaj biomase (uključujući visinu biljke nadzemnog dijela, maksimalnu površinu lista, svježu i suvu težinu itd.) bili su veći, ali su prečnik stabljike i indeks jakih sadnica biljaka bili veći kada je sadržaj plave svjetlosti bio veći od crvenog svjetla.Za biohemijske pokazatelje, sadržaj crvene svjetlosti veći od plave svjetlosti općenito je koristan za povećanje sadržaja rastvorljivog šećera u biljkama.Međutim, za akumulaciju VC, rastvorljivog proteina, klorofila i karotenoida u biljkama, povoljnije je koristiti LED rasvjetu s većim sadržajem plave svjetlosti od crvene svjetlosti, a sadržaj malondialdehida je također relativno nizak pod ovim svjetlosnim uvjetima.

Budući da se fabrika biljaka uglavnom koristi za uzgoj lisnatog povrća ili za industrijsko podizanje rasada, iz navedenih rezultata može se zaključiti da je pod pretpostavkom povećanja prinosa i uzimajući u obzir kvalitetu pogodna upotreba LED čipova sa većom crvenom bojom. sadržaj svetlosti od plave svetlosti kao izvora svetlosti.Bolji odnos je R:B = 7:3.Štaviše, takav omjer crvenog i plavog svjetla je u osnovi primjenjiv na sve vrste lisnatog povrća ili rasada, a ne postoje posebni zahtjevi za različite biljke.

Izbor talasne dužine crvene i plave

Tokom fotosinteze, svjetlosna energija se uglavnom apsorbira kroz hlorofil a i hlorofil b.Slika ispod prikazuje apsorpcione spektre hlorofila a i hlorofila b, gde je zelena spektralna linija apsorpcioni spektar hlorofila a, a plava spektralna linija je apsorpcioni spektar hlorofila b.Sa slike se može vidjeti da i hlorofil a i hlorofil b imaju dva apsorpciona vrha, jedan u području plavog svjetla, a drugi u području crvenog svjetla.Ali 2 apsorpciona vrha hlorofila a i hlorofila b se malo razlikuju.Da budemo precizni, dve vršne talasne dužine hlorofila a su 430 nm i 662 nm, respektivno, a dve vršne talasne dužine hlorofila b su 453 nm i 642 nm, respektivno.Ove četiri vrijednosti valne dužine neće se mijenjati s različitim biljkama, tako da se izbor crvene i plave valne dužine u izvoru svjetlosti neće mijenjati s različitim biljnim vrstama.

Spektri apsorpcije hlorofila a i hlorofila b

Obična LED rasvjeta širokog spektra može se koristiti kao izvor svjetlosti u fabrici biljaka, sve dok crvena i plava svjetlost mogu pokriti dvije vršne valne dužine hlorofila a i hlorofila b, odnosno opseg valnih dužina crvene svjetlosti je općenito 620~680 nm, dok je plavo svjetlo Opseg talasne dužine je od 400 do 480 nm.Međutim, raspon talasnih dužina crvene i plave svjetlosti ne bi trebao biti preširok jer ne samo da troši svjetlosnu energiju, već može imati i druge utjecaje.

Ako se LED svjetlo sastavljeno od crvenih, žutih i plavih čipova koristi kao izvor svjetlosti u fabrici, vršna talasna dužina crvenog svetla treba da bude podešena na vršnu talasnu dužinu hlorofila a, odnosno na 660 nm, vršnu talasnu dužinu plave svjetlosti treba postaviti na vršnu talasnu dužinu hlorofila b, tj. na 450 nm.

Uloga žutog i zelenog svjetla

Prikladnije je kada je odnos crvenog, zelenog i plavog svjetla R:G:B=6:1:3.Što se tiče određivanja valne dužine vrha zelenog svjetla, s obzirom da ono uglavnom igra regulatornu ulogu u procesu rasta biljaka, potrebno je samo da bude između 530 i 550 nm.

Sažetak

Ovaj članak razmatra strategiju odabira kvalitete svjetlosti u fabrikama sa teoretskog i praktičnog aspekta, uključujući izbor raspona valnih dužina crvene i plave svjetlosti u LED izvoru svjetlosti i ulogu i odnos žute i zelene svjetlosti.U procesu rasta biljaka, potrebno je sveobuhvatno razmotriti razumno usklađivanje između tri faktora intenziteta svjetlosti, kvalitete svjetlosti i vremena svjetlosti, te njihovog odnosa s hranjivim tvarima, temperaturom i vlažnošću i koncentracijom CO2.Za stvarnu proizvodnju, bez obzira da li planirate da koristite LED svjetlo širokog spektra ili kombinaciju podesivog spektra s više čipova, omjer valnih dužina je primarno razmatranje, jer osim kvalitete svjetla, drugi faktori se mogu prilagoditi u realnom vremenu tokom rada.Stoga, najvažniji faktor u fazi projektovanja fabrika postrojenja treba da bude izbor kvaliteta svetla.

Autor: Yong Xu

Izvor članka: Wechat račun tehnologije poljoprivrednog inženjerstva (hortikultura staklenika)

Referenca: Yong Xu,Strategija odabira svjetlosnog kvaliteta u fabrikama [J].Tehnologija poljoprivrede, 2022, 42(4): 22-25.