La luz de crecimiento LED es una fuente de luz artificial que utiliza LED como cuerpo luminoso para cumplir con las condiciones de iluminación de la fotosíntesis de las plantas.. tiene muchos tipos, perteneciente a la tercera generación de luz de relleno vegetal.
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 la función de fortalecer las raíces., Regulación del período y color de las flores., favoreciendo la maduración y coloración de la fruta, así como mejorar el sabor y calidad.
¿Qué es crecer ligero??
La luz de crecimiento es un tipo de luz eléctrica para ayudar a que las plantas crezcan.. La luz de crecimiento proporciona un espectro similar al del sol., o un espectro más adecuado a las necesidades de la planta. Las luces de cultivo simulan las condiciones exteriores 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 crecimiento., dependiendo del tipo de planta cultivada, la etapa de crecimiento (p.ej, período de germinación/vegetativo o de floración/fructificación), y el fotoperiodo requerido por la planta.
¿Qué es la luz LED??
La 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 mayor que la de las lámparas incandescentes..
La lámpara LED necesita un controlador LED electrónico Circuito para trabajar a través de la línea eléctrica 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.. Generalmente hablando, 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 desde EE. UU. $2 mil millones a principios 2014 a nosotros $25 mil millones en 2023.
El LED se enciende inmediatamente sin demora de precalentamiento.. El cambio frecuente no reduce la esperanza de vida como las lámparas fluorescentes. Durante la vida útil del LED, la salida de luz disminuye gradualmente (ver la sección “reducción de eficiencia”).
Algunas lámparas LED son sustitutos directos de las lámparas incandescentes o fluorescentes.. Las luces LED pueden usar múltiples paquetes de LED para mejorar la difusión de la luz, disipación de calor, y costo total. El texto en el embalaje del LED minorista se puede mostrar con salida de luz en lúmenes., consumo de energía en vatios, temperatura de color en Kelvin, o una descripción del color, como “blanco cálido”, “blanco frío” o “luz”.
Principio de funcionamiento de la luz LED de cultivo.
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 mediante el aire acondicionado es un medio importante en la horticultura.. La luz de cultivo LED es más eficiente y efectiva. La luz de crecimiento LED 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 para lograr el desarrollo inteligente de la modernización agrícola..
Requisitos para la luz de las plantas.
la duracion, cantidad, y la calidad de la luz regulan el desarrollo y crecimiento de las plantas. Generalmente hablando, Si una planta no puede recibir 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 adecuada pueden mostrar diferencias fisiológicas en comparación con las mismas plantas cultivadas en las mejores condiciones de luz..
En el pasado, la cantidad y calidad de las luces de las plantas eran técnicamente limitadas. Las lámparas de halogenuros metálicos y las lámparas de sodio de alta presión siguen siendo fuentes de luz auxiliares comunes debido a sus propias ventajas., especialmente para invernaderos y algunas operaciones con una sola fuente de luz. La luz de crecimiento LED más antigua solo consta de LED azules y rojos porque convierten la energía eléctrica en la eficiencia de los fotones y la eficiencia de impulsar la fotosíntesis.. A medida que los LED se vuelven más baratos y eficientes, El interés por la calidad de la luz ha aumentado en la ciencia vegetal..
a. PAGradiación hotosintéticamente activa (PAR)
La curva de ponderación de fotones se utiliza para convertir PPFD a YPF; La curva de ponderación de energía se utiliza para ponderar el par en vatios o julios..
Los lúmenes y los lux son unidades fotométricas de intensidad luminosa., y sirven para medir la intensidad de la luz percibida por el ojo humano.
El nivel espectral de luz medido en lúmenes es similar pero diferente al utilizado para la fotosíntesis.. El rango espectral de la radiación solar de 400 a 700 nm es el rango espectral correspondiente de la fotosíntesis. Las plantas pueden utilizar este rango de espectro para la fotosíntesis., y la luz en este rango también es radiación fotosintéticamente activa o par para abreviar. Por lo tanto, al medir la cantidad de luz que las plantas pueden utilizar para la fotosíntesis, Los botánicos suelen medir la cantidad de par que reciben las plantas..
La irradiancia de PAR se puede expresar como flujo de energía. (w / m2), que está relacionado con el balance energético de los organismos fotosintéticos. Los botánicos suelen utilizar el número de fotones o la densidad del flujo de fotones fotosintéticos en el rango de 400-700 nm por unidad de área recibida en un tiempo determinado para cuantificar la paridad., 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 de la energía contenida en los fotones.. Esto generalmente se mide usando mol m-2 s-1, pero el valor asociado con el crecimiento de las plantas es la integral de luz diurna. (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 valores DLI de 1-3 mol m -2 día -1.
b. Amonte de luz
La cantidad de luz es la cantidad de luz que las plantas necesitan para crecer mejor cada día.. Históricamente, la cantidad de luz se expresó en unidades de WM-2, luz, o lux. Aunque estas unidades se pueden utilizar para cálculos de energía de W M -2 o iluminación humana (lúmenes y lux), Los científicos de plantas ahora prefieren utilizar 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 la cantidad de fotones por metro cuadrado por segundo que impactan la superficie, para inferir la cooperación directa entre fotones y plantas..
La integración DLI o solar también es una forma eficaz de medir la cantidad de luz.. DLI considera el PPFD y el total de horas de exposición de la planta al PPFD para obtener la cantidad total de fotones por día en mol m-2 D-1. Suponiendo que PPFD es una constante, la fórmula para convertir PPFD a DLI es la siguiente:
DLI (mol m-2 d-1 ) =0,0036 * PPFD ( m mol m -2 s-1) * tiempo de iluminación
Generalmente hablando, El requerimiento de luz de cultivos específicos es mayor para los cultivos que dan frutos y florecen., pero menos para los cultivos que mantienen la nutrición. Generalmente consideramos verduras de hojas verdes como la lechuga., espinaca, y col rizada como cultivos con poca luz, requiriendo DLI de 12 a 17 mol m-2 D-1. Tomate, pepino, y necesidad de pimienta 20-30 mol m -2 D-1. La marihuana es una de las plantas más exigentes en cuanto a luz, que necesita hasta 40 mol m-2 D-1 DLI.
C. 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.. Normalmente medimos los espectros de absorción de la clorofila b libre. (rojo) y un (azul) en solvente. Según la interacción específica 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 es rojo lejano, 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 proporción, tal como un 2:3 proporción azul a rojo. Las plantas pueden sentir el espectro a través de algunas sustancias especiales sensibles a la luz., como el zeína, 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 de la planta mediada por la luz al espectro.. Espectro Puede enviar diferentes señales a las plantas., Y las plantas darán diferentes respuestas según estas señales., que puede afectar el metabolismo de las plantas., el estado de crecimiento de las plantas, como la floración y la germinación, y la velocidad de crecimiento de las plantas.
d. PAGhotoperiodo
El fotoperíodo es el período de oscuridad y el período de luz que necesitan las plantas.. El cambio de fotoperiodo puede desencadenar la floración.. Por lo tanto, es necesario configurar el tiempo de encendido o apagado de la luz. Establezca el tiempo de conmutación óptimo según las especies y 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 días largos, y a algunas plantas les gusta la misma duración del día y de la noche.
El fotoperiodo es un factor importante en el crecimiento y desarrollo de las plantas., y debemos prestarle atención. Sin embargo, El tiempo de oscuridad puede afectar el juicio de la planta sobre la duración del día.. Generalmente hablando, “sol corto” Se refiere a la luz solar con un fotoperíodo de no más de 12 horas" “Largo sol” se refiere a la luz del sol con un fotoperíodo de no menos de 14 horas. Las plantas de día largo son aquellas que florecen sólo cuando el fotoperiodo es mayor que la duración crítica.. Las plantas de días cortos son aquellas que florecen cuando la duración del día es menor que la duración crítica.. Las plantas neutras diurnas son aquellas que florecen independientemente del fotoperiodo..
Las plantas que florecen en respuesta al fotoperíodo pueden tener respuestas facultativas o específicas.. Respuesta facultativa significa que independientemente del fotoperiodo, la planta eventualmente florecerá, pero si crece bajo un fotoperiodo específico, la tasa de floración será más rápida. La respuesta específica significa que las plantas sólo pueden florecer bajo un fotoperíodo específico..
Características de la luz de cultivo LED
Además del ahorro de energía y la protección del medio ambiente., El LED tiene muchas características diferentes a otras fuentes de luz.. Es la fuente de iluminación de cuarta generación.. Debido al rico espectro de longitudes de onda, La luz emitida por el LED es consistente con el rango espectral de la morfogénesis y fotosíntesis de la luz de las plantas., Por eso el LED es especialmente adecuado para el cultivo de plantas..
Al refractar el espectro, el ángulo de refracción de diferentes longitudes de onda de luz es diferente. De este modo, Podemos obtener luz monocromática pura y espectro compuesto según sea necesario., y puede concentrar la luz de una longitud de onda específica para irradiar cultivos de manera uniforme. Controlando el cambio de luz de crecimiento para regular la germinación., crecimiento, y Fructificación de cultivos, También puede controlar la tendencia al alza y los nutrientes de los cultivos.. La luz de cultivo LED se puede utilizar en un sistema de cultivo combinado tridimensional multicapa para lograr la miniaturización del espacio de producción y una baja carga de calor.. Además, La gran durabilidad y el bajo consumo de las luces de cultivo LED reducen los costos operativos.. Debido a estas notables características, Los LED son muy adecuados para el cultivo de plantas., como el cultivo de plántulas, cultivo de tejidos vegetales, horticultura de instalaciones, e incluso sistema de protección de vida ecológica aeroespacial.
Aplicación de luz de cultivo LED
a. Puede funcionar como iluminación complementaria para la fotosíntesis de las plantas cuando la cantidad de luz solar es pequeña o el tiempo de luz solar es corto..
b. Como la iluminación inducida del fotoperiodo de la planta y la morfogénesis de la luz..
- La luz de crecimiento LED como iluminación inducida por la morfogénesis de la luz y el fotoperiodo de las plantas
La longitud de onda específica del LED afectará el tiempo de floración., duración, y el numero de flores. Algunas longitudes de onda de LED pueden ajustar la duración 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 capullos. El estado de floración y crecimiento de las plantas se puede regular mediante LED., que sea propicio para la producción y comercialización de flores y cultivos..
- Investigación sobre la aplicación de la iluminación LED en el ecosistema aeroespacial
Para resolver el problema del soporte vital a largo plazo de los vuelos espaciales, El establecimiento de un sistema de soporte de vida ecológico controlado es un vínculo 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, talla pequeña, ligero, larga vida, alta eficiencia, Y la longitud de onda de la luz de salida es adecuada para la fotosíntesis y morfogénesis de las plantas.. Comparado con otras fuentes de luz., El LED puede convertir la energía luminosa en radiación fotosintéticamente activa; Además, El LED tiene las características de peso ligero., talla pequeña, 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 la convierten en la fuente de luz más adecuada para el cultivo de plantas espaciales.. Quizás en un futuro próximo, Estableceremos nuestro propio sistema de circulación ecológica mediante tecnología de cultivo LED en el espacio y en la luna..
- Luz de cultivo LED como iluminación complementaria para la fotosíntesis de las 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 favorece el crecimiento de los cultivos. Relativamente hablando, El calor generado por el LED es relativamente pequeño.. Si se combina con el sistema hidropónico, el aire se puede utilizar, y se puede eliminar el exceso de calor y agua.. Porque la fuente de luz generada por el 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 el uso de iluminación LED. Es factible utilizar LED en fábricas de plantas.
En comparación con la lámpara de halogenuros metálicos ordinaria, Los tallos y hojas de las escenas frutales de Capsicum annum 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 luz.. El LED de longitud de onda compuesta puede aumentar la cantidad 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 maximizar la biomasa de remolacha, La acumulación de elementos de remolacha en la raíz peluda es la más significativa., y producen la mayor acumulación de azúcar y almidón 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 estos emprendimientos.. Sin embargo, a pesar de las brillantes perspectivas de que las plantas crezcan ligeras, El desarrollo de las fábricas de plantas todavía se enfrenta a algunos “cuellos de botella”. Por ejemplo, si la inversión inicial es demasiado grande, una fábrica de plantas de luz artificial con una producción diaria de 1000 Las plantas de lechuga generalmente necesitan una inversión inicial relativamente alta.. Incluso si el gobierno subsidia 30%, normalmente se necesitan dos años para obtener ganancias. Además, la tecnología de siembra en la era de la agricultura industrial aún no está madura, y el modo de ventas de logística y control de calidad relacionado aún se encuentran en la fase de exploración..
