[Absztrakt]Számos kísérleti adat alapján ez a cikk számos fontos kérdést tárgyal a növénygyári fényminőség kiválasztásával kapcsolatban, beleértve a fényforrások kiválasztását, a vörös, kék és sárga fény hatásait, valamint a spektrum kiválasztását. tartományok, annak érdekében, hogy betekintést nyújtsanak a fényminőségbe a növénygyárakban.Az illesztési stratégia meghatározása gyakorlati megoldást kínál, amelyek referenciaként használhatók.
Fényforrás kiválasztása

Az üzemi gyárak általában LED-lámpákat használnak.Ennek az az oka, hogy a LED-lámpák magas fényhatékonyságú, alacsony energiafogyasztású, kisebb hőtermeléssel, hosszú élettartammal és állítható fényintenzitású és spektrumú jellemzőkkel rendelkeznek, amelyek nem csak a növénynövekedés és a hatékony anyagfelhalmozás követelményeinek felelnek meg, hanem energiát is takarítanak meg, csökkenti a hőtermelés és a villamos energia költségeit.A LED növekedési lámpák tovább oszthatók egylapkás széles spektrumú, általános célú LED-lámpákra, egychipes, növényspecifikus széles spektrumú LED-lámpákra és több chipes kombinált, állítható spektrumú LED-lámpákra.Az utóbbi két fajta növényspecifikus LED-lámpák ára általában több mint ötszöröse a hagyományos LED-lámpákénak, ezért a különböző fényforrásokat más-más célnak megfelelően kell kiválasztani.A nagy növénygyárak esetében az általuk termesztett növények típusa a piaci kereslet függvényében változik.Az építési költségek csökkentése és a termelés hatékonyságának jelentős befolyásolása érdekében a szerző széles spektrumú LED-chipek használatát javasolja általános világításhoz fényforrásként.Kis üzemi gyárak esetében, ha az üzemtípusok viszonylag rögzítettek, a magas termelési hatékonyság és minőség elérése érdekében az építési költség jelentős növelése nélkül, széles spektrumú, üzemspecifikus vagy általános világításra szolgáló LED chipek használhatók fényforrásként.Ha a fénynek a növények növekedésére és a hatékony anyagok felhalmozódására gyakorolt ​​hatását kívánjuk tanulmányozni, hogy a jövőben a legjobb fényformulát biztosítsuk a nagyüzemi termeléshez, akkor az állítható spektrumú LED-lámpák több chipes kombinációja használható a változásra. olyan tényezőket, mint a fényintenzitás, spektrum és fényidő, hogy minden egyes növény számára a legjobb fényformulát kapjuk, ami a nagyüzemi termelés alapját képezi.

A piros és kék fény

Ami a konkrét kísérleti eredményeket illeti, ha a vörös fény (R) tartalma magasabb, mint a kék fény (B) (saláta R:B = 6:2 és 7:3; spenót R:B = 4): 1; tökpalánták R:B = 7:3; uborka palánták R:B = 7:3), a kísérlet kimutatta, hogy a biomassza-tartalom (beleértve a légi rész növénymagasságát, a maximális Levélterületet, friss tömeget és száraz tömeget) stb.) magasabbak voltak, de a növények szárátmérője és erős csíraindexe nagyobb volt, ha a kékfény-tartalom magasabb volt, mint a vörös fényé.A biokémiai indikátorok esetében a kéknél magasabb vörös fénytartalom általában előnyös a növények oldható cukortartalmának növelésére.A VC, az oldható fehérje, a klorofill és a karotinoidok növényekben történő felhalmozódására azonban előnyösebb a vörös fénynél magasabb kék fénytartalmú LED világítás alkalmazása, és a malondialdehid tartalma is viszonylag alacsony ilyen világítási viszonyok között.

Mivel a növénygyár főként leveles zöldségek termesztésére vagy ipari palántanevelésre szolgál, a fenti eredményekből az a következtetés vonható le, hogy a termésnövelés és a minőség figyelembe vétele mellett alkalmas a magasabb vörös színű LED chipek alkalmazása. fénytartalom, mint a kék fény fényforrásként.Jobb arány az R:B = 7:3.Ráadásul a vörös és kék fény ilyen aránya alapvetően minden levélzöldségre vagy palántára alkalmazható, és a különböző növényekre nincs külön követelmény.

Piros és kék hullámhossz választás

A fotoszintézis során a fényenergia főként a klorofil a-n és a klorofill b-n keresztül nyelődik el.Az alábbi ábra a klorofill a és b klorofill abszorpciós spektrumát mutatja, ahol a zöld színképvonal az a klorofill abszorpciós spektruma, a kék színkép pedig a b klorofill abszorpciós spektruma.Az ábrán látható, hogy mind a klorofill a, mind a b klorofillnak két abszorpciós csúcsa van, az egyik a kék, a másik a vörös fény tartományában.De a klorofill a és klorofill b 2 abszorpciós csúcsa kissé eltér egymástól.Pontosabban: a klorofill a két csúcshullámhossza 430 nm, illetve 662 nm, a klorofill b két csúcshullámhossza pedig 453 nm, illetve 642 nm.Ez a négy hullámhossz érték a különböző növényeknél nem fog változni, így a fényforrás vörös és kék hullámhosszának megválasztása nem változik a különböző növényfajtáknál.

A klorofill a és b klorofill abszorpciós spektruma

Az üzemi gyár fényforrásaként egy közönséges, széles spektrumú LED-es világítás használható, amennyiben a vörös és kék fény lefedi a klorofill a és klorofill b két csúcshullámhosszát, azaz a vörös fény hullámhossz-tartományát. általában 620-680 nm, míg a kék fény hullámhossz-tartománya 400-480 nm.A vörös és kék fény hullámhossz-tartománya azonban nem lehet túl széles, mert nem csak fényenergiát pazarol, hanem más hatásokkal is járhat.

Ha vörös, sárga és kék chipekből álló LED-lámpát használnak az üzem fényforrásaként, a vörös fény csúcshullámhosszát a klorofill a csúcshullámhosszára, azaz 660 nm-en a csúcshullámhosszra kell beállítani. A kék fényt a klorofill b csúcs hullámhosszára kell beállítani, azaz 450 nm-re.

A sárga és zöld fény szerepe

Helyesebb, ha a piros, zöld és kék fény aránya R:G:B=6:1:3.Ami a zöld fény csúcs hullámhosszának meghatározását illeti, mivel az elsősorban a növénynövekedés folyamatában játszik szabályozó szerepet, csak 530 és 550 nm között kell lennie.

Összegzés

Ez a cikk elméleti és gyakorlati szempontból is tárgyalja a fényminőség kiválasztásának stratégiáját növénygyárakban, beleértve a vörös és kék fény hullámhossz-tartományának kiválasztását a LED fényforrásban, valamint a sárga és zöld fény szerepét és arányát.A növénynövekedés során a három tényező – a fényintenzitás, a fényminőség és a fényidő – ésszerű összhangját, valamint a tápanyagokkal, a hőmérséklettel és páratartalommal, valamint a CO2-koncentrációval való kapcsolatát is átfogóan figyelembe kell venni.A tényleges gyártásnál, akár széles spektrumú, akár több chipes kombinációs hangolható spektrumú LED lámpát tervezünk, a hullámhosszok aránya az elsődleges szempont, mert a fényminőség mellett más tényezők is beállíthatók valós időben működés közben.Ezért a növénygyárak tervezési szakaszában a legfontosabb szempont a fényminőség megválasztása legyen.

Szerző: Yong Xu

A cikk forrása: Agrármérnöki technológia (üvegházi kertészet) Wechat-fiókja

Hivatkozás: Yong Xu,Fényminőség szelekciós stratégia növénygyárakban [J].Agrármérnöki technológia, 2022, 42(4): 22-25.