La luz de cultivo LED es una fuente de luz artificial que utiliza el LED como el cuerpo luminoso para cumplir con las condiciones de iluminación de la fotosíntesis de la planta. Tiene muchos tipos, perteneciente a la tercera generación de luz de relleno de plantas.
En ausencia de luz solar, Este tipo de lámpara puede desempeñar el papel de la luz solar, para que las plantas puedan crecer normalmente o mejor.
Este tipo de lámpara tiene las funciones de fortalecer las raíces, Regular el período de la flor y el color, Promoción de la maduración y coloración de la fruta, así como Mejora del sabor y calidad.
Que es la luz del cultivo?
La luz de cultivo es un tipo de luz eléctrica para ayudar a que las plantas crezcan. La luz de cultivo proporciona un espectro similar al del sol, o un espectro más adecuado para las necesidades de la planta. Las luces de cultivo simulan las condiciones al aire libre variando su color, temperatura y salida espectral, así como la intensidad de la luz. Podemos ajustar el rango espectral, Eficiencia luminosa y temperatura de color de la luz de cultivo, Dependiendo del tipo de planta cultivada, la etapa de crecimiento (p.ej, Germinación/período vegetativo o de floración/fructificación), y el fotoperíodo requerido por la planta.
¿Qué es la luz LED??
Lámpara LED o bombilla LED es una fuente de luz eléctrica que utiliza un diodo emisor de luz para emitir luz. La lámpara LED comercial más eficiente tiene una eficiencia de 200 lúmenes por vatio (LM / W.). La vida útil de las lámparas LED comerciales es muchas veces más larga que la de las lámparas incandescentes.
La lámpara LED necesita una controlador de LED electrónico circuito para trabajar a través de la línea de alimentación principal. La pérdida del circuito significa que la eficiencia de la lámpara LED es menor que la del chip LED. El circuito del controlador puede requerir funciones especiales compatibles con atenuadores incandescentes. En términos generales, La forma de onda actual contiene un cierto grado de distorsión, que depende de la tecnología de la lámpara.
Se espera que el mercado LED crezca de nosotros $2 mil millones al principio 2014 a nosotros $25 mil millones en 2023.
El LED se ilumina inmediatamente sin precalentar el retraso. La conmutación frecuente no reduce la esperanza de vida como lámparas fluorescentes. Durante la vida útil del LED, la salida de luz disminuye gradualmente (Consulte la sección "Reducción de eficiencia").
Algunas lámparas LED son sustitutos directos de lámparas incandescentes o fluorescentes. Las luces LED pueden usar múltiples Paquetes LED Para mejorar la difusión de la luz, disipación de calor, y costo general. El texto en el paquete LED minorista se puede mostrar con salida de luz en lúmenes, Consumo de energía en Watts, Temperatura del color en Kelvin, o una descripción del color, como “blanco cálido”, “blanco fresco” o “luz”.
Principio de trabajo de LED Grow Light
La luz es un factor necesario en el crecimiento de las plantas. Sin luz, Las plantas no pueden sobrevivir. Controlar el crecimiento de las plantas a través del aire acondicionado es un medio importante de horticultura. La luz de cultivo LED es más eficiente y más efectiva. LED Grow Light proporciona una fuente de luz eficiente para las plantas, promueve la fotosíntesis de las plantas, acorta el tiempo de floración de las plantas, acelera el crecimiento de las plantas, y proporciona el rendimiento de las plantas. Es un componente importante realizar el desarrollo inteligente de la modernización agrícola.
Requisitos para la luz de la planta
La duración, cantidad, y la calidad de la luz regulan el desarrollo y el crecimiento de las plantas. En términos generales, Si una planta no puede obtener suficiente luz, no puede obtener suficiente fotosíntesis, nutrición, y no puede crecer normalmente. A medida que el pigmento disminuye, comienza a esconderse de la luz. Las plantas que no reciben la calidad de luz correcta pueden mostrar diferencias fisiológicas en comparación con las mismas plantas cultivadas en las mejores condiciones de luz.
En el pasado, La cantidad y la calidad de las luces de la planta eran técnicamente limitadas. Las lámparas de haluro de metal y las lámparas de sodio de alta presión siguen siendo fuentes de luz auxiliares comunes debido a sus propias ventajas, especialmente para invernadero y algunas operaciones de fuente de luz única. La luz de cultivo LED más antigua solo consiste en LED azul y rojo porque convierten la energía eléctrica en la eficiencia de los fotones y la eficiencia de la fotosíntesis de conducción. A medida que los LED se vuelven más baratos y más eficientes, El interés en la calidad de la luz ha aumentado en la ciencia de las plantas.
a. PAGradiación hotosintéticamente activa (PAR)
La curva de ponderación de fotones se usa para convertir PPFD a ypf; La curva de ponderación de energía se usa para ponderar el par en vatios o julios.
Lúmenes y Lux son unidades fotométricas de intensidad de luz, y sirven para medir la intensidad de la luz percibida por el ojo humano.
El nivel espectral de luz medido por Lumen es similar pero diferente al utilizado para la fotosíntesis. El rango espectral de radiación solar de 400 a 700 NM es el rango espectral de fotosíntesis correspondiente. Las plantas pueden usar esta gama de espectro para la fotosíntesis, y la luz en este rango también es radiación o par fotosintéticamente activa o par para corto. Por lo tanto, Al medir la cantidad de luz que las plantas pueden usar para la fotosíntesis, Los botánicos generalmente miden la cantidad de par que reciben las plantas.
La irradiancia del par se puede expresar como flujo de energía (w / M2), que está relacionado con el equilibrio energético de los organismos fotosintéticos. Los botánicos generalmente usan el número de fotones o la densidad de flujo de fotones fotosintéticos en el rango de 400-700 nm por unidad de área recibida en un tiempo dado para cuantificar el par, Porque la fotosíntesis es un proceso cuántico, y la cantidad de energía obtenida por la reacción química de la fotosíntesis depende más del número de fotones que la energía contenida en los fotones. Esto generalmente se mide usando Mol M-2 S-1, Pero el valor asociado con el crecimiento de la planta es la integral de la luz del día (DLI), con PPFD integral sobre 24 horas.
La mayoría de las especies de plantas crecerán bien en DLI de 5-15 mol M-2 D-1. Las especies tolerantes a la luz pueden manejar fácilmente 30-50 mol m -2 día -1, y las especies tolerantes a la sombra pueden crecer a los valores de DLI de 1-3 mol m -2 día -1.
b. Amonte de la luz
La cantidad de luz es la cantidad de luz que las plantas necesitan para crecer mejor todos los días.. Históricamente, La cantidad de luz se expresó en unidades de WM-2, lumen, o lux. Aunque estas unidades se pueden usar para los cálculos de energía de W M -2 o iluminación humana (lúmenes y lux), Los científicos de las plantas ahora prefieren usar la densidad de flujo de fotones fotosintéticos μ (PPFD) medido en mol M-2S-1. PPFD es un método de medición eficiente, que puede medir con precisión el número de fotones por metro cuadrado por segundo que afecta la superficie, para inferir la cooperación directa entre fotones y plantas.
La integración de DLI o solar también es una forma efectiva de medir la cantidad de luz. DLI considera el PPFD y las horas totales de exposición de la planta al PPFD para obtener la cantidad total de fotones por día en mol M-2 D-1. Asumir que PPFD es una constante, La fórmula para convertir PPFD en DLI es la siguiente.:
DLI (Mamá M-2 D-1 ) = 0.0036 * PPFD ( m mol m -2 S-1) * Tiempo de iluminación
En términos generales, El requisito de luz de cultivos específicos es mayor para los cultivos que tienen frutos y florecen, pero menos para los cultivos que mantienen la nutrición. Generalmente consideramos verduras de hoja verde como la lechuga., espinaca, y col rizada como cultivos de baja luz, requiriendo DLI de 12 a 17 mol M-2 D-1. Tomate, pepino, y la necesidad de pimienta 20-30 mol m -2 D-1. La marihuana es una de las plantas más exigentes para la luz, que necesita hasta 40 molde M-2 DLL.
do. lbuena calidad
La calidad de la luz es la distribución espectral, y la calidad de la luz que afecta el crecimiento de las plantas se refiere a la distribución espectral que afecta el crecimiento de las plantas. Por lo general, medimos los espectros de absorción de la clorofila libre B (rojo) y un (azul) en solvente. Según la interacción específica de pigmento-proteína, El espectro de interacción de la molécula de clorofila cambia ligeramente.
Diferentes longitudes de onda de luz tienen diferentes colores; 700-750 nm está muy rojo, 600-700 nm es rojo, 500-600 nm es verde, 400-500 nm es azul, y 320-400 nm es UVA. La calidad de la luz también se puede expresar como su irradiancia máxima, como 660 nm rojo y 450 nm azul, o a veces como una relación, como un 2:3 Relación azul a rojo. Las plantas pueden sentir el espectro a través de algunas sustancias especiales sensibles a la luz, como Zein, fitocromo, criptocromo, y fototropismo. Cada sustancia sensible a la luz tiene una sensibilidad diferente a la luz diferente. La fotomorfogénesis es un tipo de reacción mediada por la luz de la planta al espectro. Espectro puede enviar diferentes señales a las plantas, y las plantas darán comentarios diferentes de acuerdo con estas señales, que puede afectar el metabolismo de las plantas, el estado de crecimiento de las plantas, como el floración y la germinación, y la velocidad de crecimiento de las plantas.
d. PAGhotoperíodo
El fotoperíodo es el período oscuro y el período de luz que las plantas necesitan. El cambio del fotoperíodo puede desencadenar la floración. Por lo tanto, es necesario establecer la hora de encendido o apagado de la luz. Establezca el tiempo de cambio óptimo de acuerdo con la especie y las preferencias de las plantas, Porque a algunas plantas les gustan las noches largas y los días cortos, Mientras que a algunas plantas les gustan las noches cortas y los largos días, y a algunas plantas les gusta la misma duración de día y noche.
El fotoperíodo es un factor importante en el crecimiento y el desarrollo de las plantas., y debemos prestarle atención. Sin embargo, El tiempo de la oscuridad puede afectar el juicio de la planta sobre la duración del día. En términos generales, “sol corto” se refiere al sol con un fotoperíodo de no más de 12 horas" “Sol” se refiere al sol con un fotoperíodo de no menos de 14 horas. Las plantas de día largo son aquellas que florecen solo cuando el fotoperíodo es mayor que la duración crítica. Las plantas de día corto son aquellas que florecen cuando la longitud del día es menor que la duración crítica. Las plantas neutrales diurnas son aquellas que florecen independientemente del fotoperíodo.
Las plantas que florecen en respuesta al fotoperíodo pueden tener respuestas facultativas o específicas. La respuesta facultativa significa que independientemente del fotoperíodo, La planta eventualmente florecerá, pero si crece bajo un fotoperíodo específico, la tasa de floración será más rápida. La respuesta específica significa que las plantas solo pueden florecer bajo un fotoperíodo específico.
Características del LED Grow Light
Además del ahorro de energía y la protección del medio ambiente, LED tiene muchas características diferentes de otras fuentes de luz. Es la fuente de iluminación de cuarta generación. Debido al rico espectro de longitud de onda, La luz emitida por LED es consistente con el rango espectral de la morfogénesis y la fotosíntesis de la luz vegetal, Por lo tanto, LED es particularmente adecuado para el cultivo de plantas.
Refractar el espectro, El ángulo de refracción de las diferentes longitudes de onda de la luz es diferente. De este modo, Podemos obtener luz monocromática pura y espectro compuesto según sea necesario, y puede concentrar la luz de la longitud de onda específica para irradiar uniformemente.. Controlando el cambio de luz de cultivo para regular la germinación, crecimiento, y fructificación de cultivos, También puede controlar la tendencia creciente y los nutrientes de los cultivos.. La luz de cultivo LED se puede usar en un sistema de cultivo combinado tridimensional multicapa para realizar la miniaturización del espacio de producción y la baja carga de calor. Además, La fuerte durabilidad y la baja potencia de las luces de cultivo LED reducen los costos operativos. Debido a estas características notables, Los LED son muy adecuados para el cultivo de plantas, como la crianza de las plántulas, cultivo de tejidos vegetales, horticultura de la instalación, e incluso el sistema de protección de la vida ecológica aeroespacial.
Aplicación de LED Grow Light
a. Puede funcionar como iluminación suplementaria para la fotosíntesis de la planta cuando la cantidad de sol es pequeña o el tiempo del sol es corto.
b. Como la iluminación inducida del fotoperíodo de la planta y la morfogénesis de la luz.
- LED CRECURA Luz como la iluminación inducida de la morfogénesis de la luz y el fotoperíodo de la planta
La longitud de onda específica del LED afectará el tiempo de floración, duración, y la cantidad de flores. Algunas longitudes de onda del LED pueden ajustar la longitud del período de floración y el pedicelo, Algunas longitudes de onda pueden reducir la cantidad de flores, y algunas longitudes de onda pueden aumentar la cantidad de flores y brotes. El estado de floración y crecimiento de las plantas puede estar regulado por LED, que conduce a la producción y comercialización de flores y cultivos.
- Investigación sobre la aplicación de la luz de cultivo LED en el ecosistema aeroespacial
Para resolver el problema de soporte vital a largo plazo del vuelo espacial, El establecimiento de un sistema de soporte vital ecológico controlado es un enlace clave, en el que el cultivo de plantas superiores es una parte importante, y la luz es uno de los factores clave.
El entorno espacial es diferente del entorno interior general. La selección de fuentes de luz para el cultivo de plantas espaciales es más estricta y dura. Las luces deben ser seguras y confiables, sin contaminación ambiental, tamaño pequeño, ligero, larga vida, alta eficiencia, y la longitud de onda de luz de salida es adecuada para la fotosíntesis y la morfogénesis de las plantas. Comparado con otras fuentes de luz., LED puede convertir la energía de la luz en radiación fotosintéticamente activa; Además, LED tiene las características de peso ligero, tamaño pequeño, larga vida, etcétera, que ha atraído mucha atención en el campo del cultivo de plantas aeroespaciales. Los resultados muestran que estas características de la iluminación LED lo convierten en la fuente de luz más adecuada para el cultivo de plantas espaciales. Tal vez en el futuro cercano, Estableceremos nuestro propio sistema de circulación ecológica a través de la tecnología de cultivo LED en el espacio y en la luna.
- LED Grow Light como iluminación complementaria para la fotosíntesis de plantas
La fuente de luz tradicional produce demasiado calor. Si la fuente de luz auxiliar del asiento desperdicia energía, Aumentará el costo, y una temperatura demasiado alta no es propicio para el crecimiento de los cultivos. Relativamente hablando, El calor generado por LED es relativamente pequeño. Si se combina con el sistema hidropónico, el aire se puede usar, y se pueden eliminar el calor y el agua excesivos. Porque la fuente de luz generada por LED es similar al espectro de la fotosíntesis, La energía eléctrica se puede convertir en radiación fotosintética efectiva, y finalmente en bioenergía. Los resultados muestran que la tasa fotosintética y la tasa de crecimiento de la lechuga aumentarán en más de 20% mediante la iluminación LED. Es factible usar LED en las fábricas de plantas.
En comparación con la lámpara de haluro de metal ordinaria, Los tallos y las hojas de las escenas de fruta anual y perilla cultivadas bajo el LED de longitud de onda específica cambiaron significativamente, y la tasa fotosintética aumentó con el aumento de la densidad de la luz. LED de longitud de onda compuesta puede aumentar el número de estomas de Salvia multirrhiza y caléndula.
Los resultados muestran que, en comparación con otras fuentes de luz, el Fuente de luz LED de espectro completo puede mejorar significativamente la tasa de crecimiento de la lechuga, espinaca, y rábano. Puede hacer que la biomasa de remolacha sea máxima, La acumulación de elementos de remolacha en la raíz peluda es la más significativa, y producir la acumulación de azúcar y almidón más alta en la raíz peluda.
Conclusión
Con el amplio desarrollo de la industria agrícola moderna, La luz de cultivo LED es, sin duda, una oportunidad para regenerar estas empresas. Sin embargo, A pesar de las brillantes perspectivas de la luz de cultivo de la planta, El desarrollo de las fábricas de plantas sigue enfrentando algunas “cuellos de botella”. Por ejemplo, Si la inversión inicial es demasiado grande, una fábrica de plantas de luz artificiales con una producción diaria de 1000 Las plantas de lechuga generalmente necesitan una inversión inicial relativamente alta. Incluso si el gobierno subsidia 30%, Por lo general, lleva dos años obtener ganancias. Además, La tecnología de plantación en la era de la agricultura de la fábrica aún no ha sido madura, y el modo de venta de control de calidad y la logística relacionados todavía están en la fase de exploración.
