Hoe LED-kweeklampen kiezen en ontwerpen?

Als belangrijke tak van de moderne landbouw is het concept van fabrieksfabrieken erg populair geworden. In de binnenbeplantingsomgeving is plantenverlichting een essentiële energiebron voor fotosynthese.LED-groeilicht heeft overweldigende voordelen die traditionele aanvullende verlichting niet heeft, en zal zeker de eerste keuze worden voor hoofd- of aanvullende verlichting in grote commerciële toepassingen zoals verticale boerderijen en kassen.

Planten zijn een van de meest complexe levensvormen op deze planeet. Het planten van planten is eenvoudig, maar moeilijk en complex. Naast kweekverlichting beïnvloeden veel variabelen elkaar. Het balanceren van deze variabelen is een prachtige kunst die kwekers moeten begrijpen en beheersen. Maar op het gebied van plantenverlichting zijn er nog steeds veel factoren waarmee zorgvuldig rekening moet worden gehouden.

Laten we eerst het spectrum van de zon en de absorptie van het spectrum door planten begrijpen. Zoals uit de onderstaande figuur blijkt, is het zonnespectrum een ​​continu spectrum, waarbij het blauwe en groene spectrum sterker zijn dan het rode spectrum, en het spectrum van zichtbaar licht varieert van 380 tot 780 nm. Er zijn verschillende belangrijke absorptiefactoren bij de plantengroei, en de lichtabsorptiespectra van verschillende belangrijke auxines die de plantengroei beïnvloeden zijn aanzienlijk verschillend. Daarom is de toepassing vanLED-groeilichtis geen eenvoudige zaak, maar zeer doelgericht. Hier is het noodzakelijk om de concepten van de twee belangrijkste fotosynthetische plantengroei-elementen te introduceren.

De fotosynthese van planten is afhankelijk van chlorofyl in bladchloroplast, een van de belangrijkste pigmenten die verband houden met fotosynthese. Het komt voor in alle organismen die fotosynthese kunnen creëren, inclusief groene planten en prokaryote planten. Blauwgroene algen (cyanobacteriën) en eukaryotische algen. Chlorofyl absorbeert de energie van licht en synthetiseert kooldioxide en water tot koolwaterstoffen.

Chlorofyl a is blauwgroen en absorbeert voornamelijk rood licht; chlorofyl b is geelgroen en absorbeert voornamelijk blauwviolet licht. Hoofdzakelijk om schaduwplanten van zonplanten te onderscheiden. De verhouding chlorofyl b tot chlorofyl a van schaduwplanten is klein, dus schaduwplanten kunnen blauw licht sterk gebruiken en zich aanpassen aan het groeien in de schaduw. Er zijn twee sterke absorpties van chlorofyl a en chlorofyl b: het rode gebied met een golflengte van 630 ~ 680 nm, en het blauwviolette gebied met een golflengte van 400 ~ 460 nm.

Carotenoïden (carotenoïden) is een algemene term voor een klasse van belangrijke natuurlijke pigmenten, die vaak worden aangetroffen in gele, oranjerode of rode pigmenten bij dieren, hogere planten, schimmels en algen. Tot nu toe zijn er meer dan 600 natuurlijke carotenoïden ontdekt. Carotenoïden die in plantencellen worden geproduceerd, absorberen en dragen niet alleen energie over om de fotosynthese te bevorderen, maar hebben ook de functie om cellen te beschermen tegen vernietiging door aangeslagen zuurstofmoleculen met een enkele elektronbinding. De lichtabsorptie van carotenoïden beslaat het bereik van 303~505 nm. Het geeft de kleur van voedsel en beïnvloedt de voedselinname van het menselijk lichaam; bij algen, planten en micro-organismen kan de kleur ervan niet worden weergegeven omdat deze bedekt is met chlorofyl.

In het ontwerp- en selectieproces vanLED-kweeklampen, zijn er verschillende misverstanden die moeten worden vermeden, vooral op de volgende aspecten.

1. De verhouding tussen de rode en blauwe golflengte van de lichtgolflengte

Als de twee belangrijkste absorptiegebieden voor fotosynthese van twee planten, wordt het spectrum uitgezonden doorLED-groeilichtmoet voornamelijk rood licht en blauw licht zijn. Maar het kan niet simpelweg worden gemeten aan de hand van de verhouding tussen rood en blauw. De verhouding tussen rood en blauw is bijvoorbeeld 4:1, 6:1, 9:1 enzovoort.

Er zijn veel verschillende plantensoorten met verschillende gewoonten, en verschillende groeifasen hebben ook verschillende lichtfocusbehoeften. Het spectrum dat nodig is voor de plantengroei moet een continu spectrum zijn met een bepaalde verspreidingsbreedte. Het is duidelijk ongepast om een ​​lichtbron te gebruiken die bestaat uit twee specifieke golflengtechips, rood en blauw, met een zeer smal spectrum. Uit experimenten is gebleken dat planten de neiging hebben gelig te zijn, dat de bladstelen erg licht zijn en dat de bladstelen erg dun zijn. Er is een groot aantal onderzoeken gedaan naar de reactie van planten op verschillende spectra in het buitenland, zoals het effect van het infrarode deel op de fotoperiode, het effect van het geelgroene deel op het schaduweffect en het effect van de violet deel over de weerstand tegen ziekten en plagen, voedingsstoffen enzovoort.

In praktische toepassingen worden zaailingen vaak verbrand of verdord. Daarom moet het ontwerp van deze parameter worden ontworpen in overeenstemming met de plantensoort, de groeiomgeving en de omstandigheden.

2. Gewoon wit licht en volledig spectrum

Het lichteffect dat planten ‘zien’ is anders dan het menselijk oog. Onze veelgebruikte witlichtlampen zijn niet in staat het zonlicht te vervangen, zoals de drie primaire witlichtbuizen die veel worden gebruikt in Japan, enz. Het gebruik van deze spectrums heeft een bepaald effect op de groei van planten, maar het effect is niet zo goed als de lichtbron van LED's. .

Voor fluorescentiebuizen met drie primaire kleuren die in voorgaande jaren vaak werden gebruikt, is wit weliswaar gesynthetiseerd, maar zijn de rode, groene en blauwe spectra gescheiden, is de breedte van het spectrum erg smal en is het continue deel van het spectrum relatief zwak. Tegelijkertijd is het vermogen nog steeds relatief groot in vergelijking met LED's, 1,5 tot 3 keer het energieverbruik. Het volledige spectrum van LED's die speciaal zijn ontworpen voor de verlichting van plantengroei, optimaliseert het spectrum. Hoewel het visuele effect nog steeds wit is, bevat het belangrijke lichte delen die nodig zijn voor de fotosynthese van planten.

3. Parameter van de verlichtingsintensiteit PPFD

De fotosynthesefluxdichtheid (PPFD) is een belangrijke parameter om de intensiteit van licht in planten te meten. Het kan worden uitgedrukt in lichtkwanta of stralingsenergie. Het verwijst naar de effectieve stralingsfluxdichtheid van licht bij fotosynthese, die het totale aantal lichtkwanta vertegenwoordigt dat invalt op bladstelen van planten in het golflengtebereik van 400 tot 700 nm per tijdseenheid en oppervlakte-eenheid. De eenheid isμE·m-2·s-1 (μmol·m-2·s-1). De fotosynthetisch actieve straling (PAR) verwijst naar de totale zonnestraling met een golflengte in het bereik van 400 tot 700 nm.

Het lichtcompensatieverzadigingspunt van planten, ook wel lichtcompensatiepunt genoemd, betekent dat de PPFD hoger moet zijn dan dit punt, dat de fotosynthese groter kan zijn dan de ademhaling, en dat de groei van planten groter is dan het verbruik voordat planten kunnen groeien. Verschillende planten hebben verschillende lichtcompensatiepunten en er kan niet eenvoudigweg van worden uitgegaan dat ze een bepaalde index bereiken, zoals een PPFD groter dan 200.μmol·m-2·s-1.

De lichtintensiteit die wordt gereflecteerd door de verlichtingssterktemeter die in het verleden werd gebruikt, is de helderheid, maar omdat het spectrum van de plantengroei verandert als gevolg van de hoogte van de lichtbron vanaf de plant, de dekking van het licht en de vraag of het licht door de plant kan gaan. bladeren, enz., het wordt gebruikt als licht bij het bestuderen van fotosynthese. Sterke indicatoren zijn niet nauwkeurig genoeg en PAR wordt nu vooral gebruikt.

Over het algemeen positieve plant PPFD> 50μmol·m-2·s-1 kan het fotosynthesemechanisme starten; terwijl schaduwplant PPFD er slechts 20 nodig heeftμmol·m-2·s-1. Daarom kunt u bij het installeren van de LED-plantenverlichting deze volgens deze referentiewaarde installeren en instellen, de juiste installatiehoogte kiezen en de ideale PPFD-waarde en uniformiteit op het bladoppervlak bereiken.

4. Lichte formule

Lichtformule is een nieuw concept dat onlangs is voorgesteld en dat hoofdzakelijk drie factoren omvat: lichtkwaliteit, lichtkwantiteit en duur. Begrijp eenvoudig dat lichtkwaliteit het spectrum is dat het meest geschikt is voor fotosynthese van planten; lichthoeveelheid is de juiste PPFD-waarde en uniformiteit; De duur is de cumulatieve waarde van de bestraling en de verhouding tussen dag en nacht. Nederlandse landbouwers hebben ontdekt dat planten de verhouding tussen infrarood en rood licht gebruiken om de dag- en nachtveranderingen te beoordelen. De infraroodverhouding neemt aanzienlijk toe bij zonsondergang en planten reageren snel op de slaap. Zonder dit proces zou het enkele uren duren voordat planten dit proces voltooien.

Bij praktische toepassingen is het noodzakelijk om ervaring op te doen door middel van testen en de beste combinatie te selecteren.