Das LED -Wachstum Licht ist eine künstliche Lichtquelle, die LED als leuchtender Körper verwendet, um die Beleuchtungsbedingungen der Pflanzenphotosynthese zu erfüllen. Es hat viele Arten, Zugehörigkeit zur dritten Generation von Pflanzenfülllicht.
In Abwesenheit von Sonnenlicht, Diese Art von Lampe kann die Rolle des Sonnenlichts spielen, damit Pflanzen normal oder besser wachsen können.
Diese Art von Lampe hat die Funktionen der Stärkung der Wurzeln, Blumenperiode und Farbe regulieren, Förderung der Fruchtreife und Färbung, sowie Geschmack verbessern und Qualität.
Was ist Licht wachsen?
Das wachsende Licht ist eine Art elektrisches Licht, mit dem Pflanzen wachsen können. Das Wachstumlicht liefert entweder ein Spektrum, das dem der Sonne ähnelt, oder ein Spektrum, das besser für die Bedürfnisse der Anlage geeignet ist. Wachstumlicht simulieren Außenbedingungen, indem sie seine Farbe variieren, Temperatur- und Spektralausgang, sowie die Intensität des Lichts. Wir können den Spektralbereich einstellen, leuchtende Effizienz und Farbtemperatur des Wachstumslichts, Abhängig von der Art der kultivierten Pflanze, die Wachstumsphase (z.B, Keimung/Vegetative oder Blüten-/Fruchtdauer), und die von der Pflanze erforderliche Photoperiode.
Was ist LED -Licht?
LED-Lampe oder LED-Glühbirne ist eine elektrische Lichtquelle, die eine lichtemittierende Diode verwendet, um Licht auszugeben. Die effizienteste kommerzielle LED -Lampe hat eine Effizienz von 200 Lumen pro Watt (LM / W). Die Lebensdauer von kommerziellen LED -Lampen ist um ein Vielfaches länger als die von Glühlampen.
Die LED -Lampe braucht eine elektronischer LED -Treiber Schaltung, um die Hauptscheibe zu überarbeiten. Der Verlust der Schaltung bedeutet, dass die Effizienz der LED -Lampe niedriger ist als der des LED -Chips. Die Treiberschaltung benötigt möglicherweise spezielle Funktionen, die mit Glühlunschreibungen kompatibel sind. Allgemein gesprochen, Die Stromwellenform enthält einen gewissen Grad an Verzerrung, Das hängt von der Lampentechnologie ab.
Der LED -Markt wird voraussichtlich von uns wachsen $2 Milliarden früh 2014 uns $25 Milliarden in 2023.
Die LED leuchtet sofort ohne Vorheizungsverzögerung auf. Häufige Schalten verringert keine Lebenserwartung wie Fluoreszenzlampen. Während der Lebensdauer der LED, Der Lichtausgang nimmt allmählich ab (Siehe Abschnitt „Effizienzreduzierung“).
Einige LED -Lampen sind direkte Substitute für Glühlampen oder Leuchtstofflampen. LED -Leuchten können mehrere verwenden LED -Pakete Um die Lichtdiffusion zu verbessern, Wärmeableitung, und Gesamtkosten. Der Text in der LED -Verpackung im Einzelhandel kann mit Lichtausgang in Lumen angezeigt werden, Stromverbrauch in Watts, Farbtemperatur in Kelvin, oder eine Farbbeschreibung, wie zum Beispiel “warm weiß”, “Cool weiß” oder “Tageslicht”.
Arbeitsprinzip des LED wachsen Licht
Licht ist ein notwendiger Faktor beim Pflanzenwachstum. Ohne Licht, Pflanzen können nicht überleben. Das Kontrolle des Pflanzenwachstums durch Klimaanlage ist ein wichtiges Mittel zum Gartenbau ist. LED -Wachstum Licht ist effizienter und effektiver. LED -Wachstum Licht bietet eine effiziente Lichtquelle für Pflanzen, fördert die Photosynthese von Pflanzen, verkürzt die blühende Zeit der Pflanzen, beschleunigt das Wachstum von Pflanzen, und liefert den Ertrag von Pflanzen. Es ist eine wichtige Komponente, um die intelligente Entwicklung der landwirtschaftlichen Modernisierung zu erkennen.
Anforderungen an Pflanzenlicht
Die Dauer, Menge, und Lichtqualität regulieren die Entwicklung und das Wachstum von Pflanzen. Allgemein gesprochen, Wenn eine Pflanze nicht genug Licht bekommen kann, Es kann nicht genug Photosynthese bekommen, Ernährung, Und es kann nicht normal wachsen. Wenn das Pigment abnimmt, Es beginnt sich vor Licht zu verstecken. Pflanzen, die nicht die richtige Lichtqualität erhalten.
In der Vergangenheit, Die Menge und Qualität von Pflanzenlichtern waren technisch begrenzt. Metallhalogenid-Lampen und Hochdrucknatriumlampen sind aufgrund ihrer eigenen Vorteile immer noch häufige Hilfslichtquellen, Besonders für Gewächshaus und einige einzelne Lichtquellenoperationen. Die ältere LED wachsen Licht besteht nur aus blaue und rote LEDs Weil sie elektrische Energie in die Effizienz von Photonen und die Effizienz der Fahren von Photosynthese umwandeln. Wenn LEDs billiger und effizienter werden, Das Interesse an Lichtqualität ist in der Pflanzenwissenschaft gestiegen.
A. PHotosynthetisch aktiver Strahlung (PAR)
Die Photongewichtungskurve wird zum Konvertieren verwendet PPFD nach ypf; Die Energiegewichtungskurve wird verwendet, um den Par in Watt oder Joule zu gewichten.
Lumen und Lux sind photometrische Einheiten der Lichtintensität, und sie dienen dazu, die vom menschliche Auge wahrgenommene Lichtintensität zu messen.
Das von Lumen gemessene spektrale Lichtniveau unterscheidet sich jedoch von der für die Photosynthese verwendete. Der spektrale Bereich der Sonnenstrahlung aus 400 Zu 700 NM ist der entsprechende Spektralbereich der Photosynthese. Pflanzen können diesen Spektrumbereich für die Photosynthese verwenden, und das Licht in diesem Bereich ist auch photosynthetisch aktiver Strahlung oder kurz par. daher, Bei der Messung der Lichtmenge, die Pflanzen für die Photosynthese verwenden können, Botaniker messen normalerweise die Menge an NAH, die Pflanzen erhalten.
The irradiance of PAR can be expressed as energy flux (w / M2), which is related to the energy balance of photosynthetic organisms. Botanists usually use the number of photons or photosynthetic photon flux density in the range of 400-700nm per unit area received in a given time to quantify par, because photosynthesis is a quantum process, and the amount of energy obtained by the chemical reaction of photosynthesis depends more on the number of photons than the energy contained in photons. This is usually measured using mol m-2 s-1, but the value associated with plant growth is the daylight integral (DLI), with PPFD integral over 24 Std..
Most plant species will grow well at DLI of 5-15 mol m-2 D-1. Light tolerant species can easily handle 30-50 mol m -2 day -1, and shade-tolerant species can grow at DLI values of 1-3 mol m -2 day -1.
B. Amount of light
Die Lichtmenge ist die Lichtmenge, die die Pflanzen jeden Tag am besten wachsen müssen. Historisch, Die Lichtmenge wurde in Einheiten von WM-2 ausgedrückt, Lumen, oder Lux. Obwohl diese Einheiten für Energieberechnungen von W m verwendet werden können -2 oder menschliche Beleuchtung (Lumen und Lux), Pflanzenwissenschaftler bevorzugen es jetzt, die μ Photosynthetische Photonenflussdichte zu verwenden (PPFD) gemessen in Mol M-2S-1. PPFD ist eine effiziente Messmethode, Dies kann die Anzahl der Photonen pro Quadratmeter pro Sekunde genau messen, die die Oberfläche beeinflussen, um die direkte Zusammenarbeit zwischen Photonen und Pflanzen zu schließen.
DLI oder Solarintegration ist auch eine effektive Möglichkeit, die Lichtmenge zu messen. DLI berücksichtigt die PPFD und die Gesamtstunden der Pflanzenexposition gegenüber dem PPFD, um den Gesamtphotonenbetrag pro Tag in Mol M-2 D-1 zu erhalten. Angenommen, PPFD ist eine Konstante, Die Formel zum Konvertieren von PPFD in DLI lautet wie folgt:
DLI (Mutter M-2 D-1 ) = 0,0036 * PPFD ( m mol m -2 S-1) * Beleuchtungszeit
Allgemein gesprochen, Der Lichtbedarf spezifischer Pflanzen ist für die Ernten, die Früchte und Blüte tragen, größer, Aber weniger für die Ernten, die die Ernährung halten. Wir betrachten im Allgemeinen grünes Blattgemüse wie Salat, Spinat, und Grünkohl als Niedriglichtpflanzen, DLI von 12 Zu 17 mol m-2 D-1. Tomate, Gurke, und Pfefferbedürfnis 20-30 mol m -2 D-1. Marihuana ist eine der anspruchsvollsten Pflanzen für Licht, was bis zu 40 Schimmel M-2 DLL.
C. LEIGHT -Qualität
Lichtqualität ist die spektrale Verteilung, und die Lichtqualität, die das Pflanzenwachstum beeinflusst. Wir messen typischerweise die Absorptionsspektren von freies Chlorophyll B (Rot) und a (Blau) im Lösungsmittel. Nach der spezifischen Pigment-Protein-Wechselwirkung, Das Wechselwirkungsspektrum des Chlorophyllmoleküls ändert sich geringfügig.
Unterschiedliche Wellenlängen des Lichts haben unterschiedliche Farben; 700-750 NM ist weit rot, 600-700 NM ist rot, 500-600 NM ist grün, 400-500 NM ist blau, Und 320-400 NM ist UVA. Lichtqualität kann auch als ihre Spitzenbestrahlung ausgedrückt werden, wie zum Beispiel 660 NM rot und 450 nm blau, oder manchmal als Verhältnis, wie a 2:3 Blau -rotes Verhältnis. Pflanzen können das Spektrum durch einige spezielle lichtempfindliche Substanzen spüren, wie Zein, Phytochrom, Kryptochrom, und Fototropismus. Jede lichtempfindliche Substanz hat eine andere Empfindlichkeit gegenüber unterschiedlichem Licht. Die Photomorphogenese ist eine Art lichtvermittelte Reaktion der Pflanze auf das Spektrum. Spektrum kann verschiedene Signale an Pflanzen senden, und Pflanzen geben nach diesen Signalen unterschiedliche Rückmeldungen, Dies kann den Stoffwechsel von Pflanzen beeinflussen, Der Wachstumszustand von Pflanzen, wie Blüte und Keimung, und die Wachstumsgeschwindigkeit von Pflanzen.
D. PHotoperiode
Photoperiode ist die dunkle Zeit und die Lichtperiode, die Pflanzen benötigen. Die Änderung der Photoperiode kann die Blüte auslösen. daher, Es ist notwendig, die Zeit des Lichts ein- oder abzuwehren. Stellen Sie die optimale Schaltzeit gemäß den Arten und Präferenzen von Pflanzen ein, Weil einige Pflanzen wie lange Nächte und kurze Tage mögen, während einige Pflanzen wie kurze Nächte und lange Tage mögen, und einige Pflanzen mögen die gleiche Länge von Tag und Nacht.
Photoperiode ist ein wichtiger Faktor für das Wachstum und die Entwicklung von Pflanzen und Entwicklung, und wir müssen darauf achten. Jedoch, Die Zeit der Dunkelheit kann das Urteil der Pflanze über die Dauer des Tages beeinflussen. Allgemein gesprochen, “Kurze Sonnenschein” bezieht sich auf Sonnenschein mit einer Photoperiode von nicht mehr als 12 Std" “Langer Sonnenschein” bezieht sich auf Sonnenschein mit einer Photoperiode von nicht weniger als 14 Std.. Lange Tagespflanzen sind diejenigen, die nur blühen, wenn die Photoperiode größer ist als die kritische Dauer. Kurztagsanlagen sind diejenigen, die blühen, wenn die Tagesdauer geringer ist als die kritische Dauer. Neutrale Pflanzen am Tag sind diejenigen, die unabhängig von der Photoperiode blühen.
Pflanzen blühen als Reaktion auf Photoperiode können fakultative oder spezifische Antworten haben. Fakultative Reaktion bedeutet, dass unabhängig von der Photoperiode, Die Pflanze wird irgendwann blühen, Aber wenn es unter einer bestimmten Photoperiode wächst, Die Blütequote wird schneller sein. Spezifische Antwort bedeutet, dass Pflanzen nur unter einer bestimmten Photoperiode blühen können.
Merkmale von LED wachsen Licht
Zusätzlich zum energiesparenden und des Umweltschutzes, LED hat viele Eigenschaften von anderen Lichtquellen. Es ist die Beleuchtungsquelle der vierten Generation. Aufgrund des reichhaltigen Wellenlängenspektrums, Das von LED emittierte Licht steht im Einklang mit dem Spektralbereich der morphogenese und photosynthese pflanzlichen Lichts, LED ist also besonders für den Anbau von Pflanzen geeignet.
Durch Bresion des Spektrums, Der Brechungswinkel verschiedener Lichtwellenlängen ist unterschiedlich. Auf diese Weise, Wir können ein reines monochromatisches Licht und ein Verbundspektrum nach Bedarf erhalten, und kann das Licht einer spezifischen Wellenlänge darauf konzentrieren, die Pflanzen gleichmäßig zu bestrahlen. Durch Kontrolle der Änderung des Wachstumslichts, um die Keimung zu regulieren, Wachstum, und Früchte von Pflanzen, Es kann auch den steigenden Trend und die Nährstoffe von Pflanzen kontrollieren. Das LED-Wachstum Licht kann in einem dreischichtigen dreidimensionalen kombinierten Kulturmystem verwendet werden. Zusätzlich, Die starke Haltbarkeit und die geringe Leistung von LED -Wachstumsleuchten senken die Betriebskosten. Wegen dieser bemerkenswerten Eigenschaften, LEDs sind sehr für den Pflanzenanbau geeignet, wie Sämlingserhöhungen, Pflanzengewebekultur, Einrichtung Gartenbau, und sogar Luft- und Raumfahrt -Ökologische Lebensschutzsysteme.
Anwendung von LED wachsen Licht
A. Es kann als zusätzliche Beleuchtung für die pflanzliche Photosynthese funktionieren, wenn die Sonnenscheinmenge klein ist oder die Sonnenscheinzeit kurz ist.
B. Als induzierte Beleuchtung von Pflanzenphotoperioden und Lichtmorphogenese.
- LED wachsen Licht als induzierte Beleuchtung der Lichtmorphogenese und Pflanzenphotoperiode
Die spezifische Wellenlänge der LED wirkt sich auf die Blühzeit aus, Dauer, und die Anzahl der Blumen. Einige LED -Wellenlängen können die Länge der Blütezeit und den Pedicel einstellen, Einige Wellenlängen können die Anzahl der Blumen verringern, und einige Wellenlängen können die Anzahl der Blumen und Knospen erhöhen. Der Blüten- und Wachstumsstatus von Pflanzen kann durch LED reguliert werden, was der Produktion und Vermarktung von Blumen und Ernte förderlich ist.
- Erforschung der Anwendung von LED wachsen Licht im Luft- und Raumfahrt -Ökosystem
Um das langfristige Lebenserhaltsproblem der Raumfahrt zu lösen, Die Einrichtung eines kontrollierten ökologischen Lebensunterstützungssystems ist ein zentraler Zusammenhang, in dem der Anbau höherer Pflanzen ein wichtiger Teil ist, und Licht ist einer der Schlüsselfaktoren.
Die Weltraumumgebung unterscheidet sich von der allgemeinen Innenumgebung. Die Auswahl der Lichtquellen für den Anbau von Weltraumpflanzen ist strenger und harter. Die Lichter müssen sicher und zuverlässig sein, ohne Umweltverschmutzung, kleine Größe, leicht, langes Leben, hoher Effizienz, und die Ausgangslichtwellenlänge ist für die pflanzliche Photosynthese und Morphogenese geeignet. Verglichen mit anderen Lichtquellen, LED kann Lichtenergie in photosynthetisch aktive Strahlung umwandeln; Zusätzlich, LED hat die Eigenschaften des Lichtgewichts, kleine Größe, langes Leben, und so weiter, das hat im Bereich des Anbaues der Luft- und Raumfahrtpflanze viel Aufmerksamkeit erregt. Die Ergebnisse zeigen, dass diese Eigenschaften der LED -Beleuchtung es zur am besten geeigneten Lichtquelle für die Anbau von Weltraumpflanzen machen. Vielleicht in naher Zukunft, Wir werden unser eigenes ökologisches Zirkulationssystem durch LED -Kultivierungstechnologie im Weltraum und auf dem Mond einrichten.
- LED wachsen Licht als ergänzende Beleuchtung für die pflanzliche Photosynthese
Die traditionelle Lichtquelle erzeugt zu viel Wärme. Wenn das Sitzhilfslicht die Energie verschwendet, Es wird die Kosten erhöhen, und zu hohe Temperatur ist dem Wachstum von Pflanzen nicht förderlich. Relativ gesehen, Die durch LED erzeugte Wärme ist relativ klein. Wenn Sie mit dem Hydroponiksystem kombiniert werden, Die Luft kann verwendet werden, und übermäßige Hitze und Wasser können entfernt werden. Da die durch LED erzeugte Lichtquelle dem Spektrum der Photosynthese ähnelt, Elektrische Energie kann in eine effektive photosynthetische Strahlung umgewandelt werden, und schließlich in Bioenergie. Die Ergebnisse zeigen, dass die photosynthetische Rate und die Wachstumsrate von Salat um mehr als 20% Durch Verwendung von LED -Beleuchtung. Es ist möglich, LEDs in Pflanzenfabriken zu verwenden.
Verglichen mit der normalen Metallhalogenid -Lampe, Die Stiele und Blätter von Capsicum Annum und Perilla -Fruchtszenen, die unter der spezifischen Wellenlängen -LED gezüchtet wurden, und die photosynthetische Rate stieg mit zunehmender Lichtdichte an. LED für zusammengesetzte Wellenlänge kann die Anzahl der Stomata von Salvia Multirrhiza und Ringelblumen erhöhen.
Die Ergebnisse zeigen das, verglichen mit anderen Lichtquellen, Die Volles Spektrum LED -Lichtquelle kann die Wachstumsrate von Salat erheblich verbessern, Spinat, und Radieschen. Es kann Rübenbiomasse maximal machen, Rübenelementakkumulation in haariger Wurzel ist die bedeutendste, und produzieren die höchste Zucker- und Stärkeakkumulation in der haarigen Wurzel.
Abschluss
Mit der umfassenden Entwicklung der modernen Agrarindustrie, Das LED -Wachstum Licht ist zweifellos eine Gelegenheit, diese Unternehmen zu regenerieren. Jedoch, Trotz der hellen Aussichten von Pflanzen werden Licht wachsen, Die Entwicklung von Pflanzenfabriken steht noch vor einigen gegenüber “Engpässe”. Zum Beispiel, Wenn die anfängliche Investition zu groß ist, eine künstliche Lichtpflanzungsfabrik mit einer täglichen Leistung von 1000 Salatpflanzen benötigen im Allgemeinen eine relativ hohe anfängliche Investition. Auch wenn die Regierung subventioniert 30%, Normalerweise dauert es zwei Jahre, um Gewinn zu erzielen. Zusätzlich, Die Pflanztechnologie im Zeitalter der Fabriklandwirtschaft muss noch ausgereift sein, und der damit verbundene Qualitätskontroll- und Logistikverkaufsmodus befindet sich noch in der Explorationsphase.
