Het LED Grow Light is een kunstmatige lichtbron die LED gebruikt als het lichtgevende lichaam om te voldoen aan de lichtomstandigheden van plantenfotosynthese. Het heeft vele soorten, behorend tot de derde generatie plantvullicht.
Bij afwezigheid van zonlicht, dit soort lamp kan de rol van zonlicht spelen, zodat planten normaal of beter kunnen groeien.
Dit soort lamp heeft de functie van het versterken van wortels, het reguleren van de bloeiperiode en kleur, het bevorderen van de rijping en kleuring van fruit, evenals het verbeteren van de smaak en kwaliteit.
Wat is groeilicht?
Het groeilicht is een soort elektrisch licht om planten te helpen groeien. Het groeilicht biedt ofwel een spectrum dat lijkt op dat van de zon, of een spectrum dat meer geschikt is voor de behoeften van de plant. Kweeklampen simuleren buitenomstandigheden door de kleur te variëren, temperatuur en spectrale output, evenals de intensiteit van het licht. We kunnen het spectrale bereik aanpassen, lichtopbrengst en kleurtemperatuur van het kweeklicht, afhankelijk van het soort gekweekte plant, de groeifase (bijv, kiem-/vegetatieve of bloei-/vruchtperiode), en de fotoperiode die de plant nodig heeft.
Wat is LED-licht?
LED-lamp of LED-lamp is een elektrische lichtbron die gebruik maakt van een lichtgevende diode om licht uit te stralen. De meest efficiënte commerciële LED-lamp heeft een rendement van 200 lumen per watt (Lm / W). De levensduur van commerciële LED-lampen is vele malen langer dan die van gloeilampen.
De LED-lamp heeft een elektronische LED-driver circuit om via de hoofdstroomlijn te werken. Door het wegvallen van de schakeling is het rendement van de LED-lamp lager dan dat van de LED-chip. Het stuurcircuit vereist mogelijk speciale functies die compatibel zijn met gloeilampdimmers. Over het algemeen, de huidige golfvorm bevat een zekere mate van vervorming, wat afhankelijk is van de lamptechnologie.
De LED-markt zal naar verwachting vanuit de VS groeien $2 miljard in het begin 2014 naar de VS $25 miljard binnen 2023.
De LED licht onmiddellijk op, zonder voorverwarmvertraging. Veelvuldig schakelen verkort de levensduur niet, zoals bij fluorescentielampen het geval is. Tijdens de levensduur van de LED, de lichtopbrengst neemt geleidelijk af (zie het hoofdstuk “efficiëntievermindering”.).
Sommige LED-lampen zijn directe vervangers voor gloeilampen of fluorescentielampen. LED-lampen kunnen er meerdere gebruiken LED-pakketten om de lichtverspreiding te verbeteren, Warmte -dissipatie, en totale kosten. De tekst op de retail LED-verpakking kan worden weergegeven met lichtopbrengst in lumen, stroomverbruik in watt, kleurtemperatuur in Kelvin, of een kleurbeschrijving, zoals “warm wit”, “koel wit” of “daglicht”.
Werkingsprincipe van LED-groeilicht
Licht is een noodzakelijke factor bij de plantengroei. Zonder licht, planten kunnen niet overleven. Het beheersen van de plantengroei door middel van airconditioning is een belangrijk middel in de tuinbouw. LED-groeilicht is efficiënter en effectiever. LED-groeilicht biedt een efficiënte lichtbron voor planten, bevordert de fotosynthese van planten, verkort de bloeitijd van planten, versnelt de groei van planten, en zorgt voor de opbrengst van planten. Het is een belangrijk onderdeel om de intelligente ontwikkeling van de modernisering van de landbouw te realiseren.
Vereisten voor plantenlicht
De duur, hoeveelheid, en de kwaliteit van het licht reguleren de ontwikkeling en groei van planten. Over het algemeen, Als een plant niet genoeg licht kan krijgen, het kan niet genoeg fotosynthese krijgen, voeding, en het kan niet normaal groeien. Naarmate het pigment afneemt, het begint zich te verbergen voor het licht. Planten die niet de juiste lichtkwaliteit krijgen, kunnen fysiologische verschillen vertonen vergeleken met dezelfde planten die onder de beste lichtomstandigheden worden gekweekt.
In het verleden, de kwantiteit en kwaliteit van fabrieksverlichting waren technisch beperkt. Metaalhalogenidelampen en hogedruknatriumlampen zijn vanwege hun eigen voordelen nog steeds veelgebruikte hulplichtbronnen, vooral voor kassen en sommige bewerkingen met één lichtbron. Het oudere LED-groeilicht bestaat alleen uit blauwe en rode LED's omdat ze elektrische energie omzetten in de efficiëntie van fotonen en de efficiëntie van het aansturen van fotosynthese. Naarmate LED's goedkoper en efficiënter worden, De belangstelling voor lichtkwaliteit is in de plantenwetenschap toegenomen.
A. Photosynthetisch actieve straling (PAR)
Voor de conversie wordt gebruik gemaakt van de fotonwegingscurve PPFD aan YPF; De energiewegingscurve wordt gebruikt om de par in watt of joule te wegen.
Lumen en lux zijn fotometrische eenheden van lichtintensiteit, en ze dienen om de lichtintensiteit te meten die door het menselijk oog wordt waargenomen.
Het spectrale lichtniveau, gemeten in lumen, is vergelijkbaar met, maar verschillend van, het niveau dat wordt gebruikt voor fotosynthese. Het spectrale bereik van zonnestraling van 400 naar 700 nm is het overeenkomstige spectrale bereik van fotosynthese. Planten kunnen dit spectrumbereik gebruiken voor fotosynthese, en het licht in dit bereik is ook fotosynthetisch actieve straling, of kortweg par. Daarom, bij het meten van de hoeveelheid licht die planten kunnen gebruiken voor fotosynthese, plantkundigen meten gewoonlijk de hoeveelheid par die planten ontvangen.
De bestralingssterkte van PAR kan worden uitgedrukt als energieflux (w / M2), die verband houdt met de energiebalans van fotosynthetische organismen. Botanici gebruiken gewoonlijk het aantal fotonen of de fotosynthetische fotonenfluxdichtheid in het bereik van 400-700 nm per oppervlakte-eenheid die in een bepaalde tijd wordt ontvangen om de pariteit te kwantificeren., omdat fotosynthese een kwantumproces is, en de hoeveelheid energie die wordt verkregen door de chemische reactie van fotosynthese hangt meer af van het aantal fotonen dan van de energie die in fotonen zit. Dit wordt meestal gemeten met mol m-2 s-1, maar de waarde die geassocieerd wordt met plantengroei is de daglichtintegraal (Dli), met PPFD integraal over 24 uren.
De meeste plantensoorten zullen goed groeien bij DLI van 5-15 mol m-2 D-1. Lichttolerante soorten kunnen er gemakkelijk mee omgaan 30-50 mol m -2 dag -1, en schaduwtolerante soorten kunnen groeien bij DLI-waarden van 1-3 mol m -2 dag -1.
B. Aberg van licht
De hoeveelheid licht is de hoeveelheid licht die planten nodig hebben om elke dag het beste te groeien. Historisch gezien, de hoeveelheid licht werd uitgedrukt in eenheden van WM-2, lumen, of luxe. Hoewel deze eenheden kunnen worden gebruikt voor energieberekeningen van W M -2 of menselijke verlichting (lumen en Lux), plantenwetenschappers geven er nu de voorkeur aan om de μ fotosynthetische fotonfluxdichtheid te gebruiken (PPFD) gemeten in mol m-2s-1. PPFD is een efficiënte meetmethode, die nauwkeurig het aantal fotonen per vierkante meter per seconde kan meten dat op het oppervlak inslaat, om de directe samenwerking tussen fotonen en planten af te leiden.
Ook DLI of Solar Integration is een effectieve manier om de hoeveelheid licht te meten. DLI houdt rekening met de PPFD en het totale aantal uren blootstelling van planten aan de PPFD om de totale hoeveelheid fotonen per dag in mol m-2 D-1 te verkrijgen. Ervan uitgaande dat PPFD een constante is, de formule voor het converteren van PPFD naar DLI is als volgt:
Dli (moeder m-2 d-1 ) =0,0036 * PPFD ( m Mol m -2 s-1) * verlichting tijd
Over het algemeen, de lichtbehoefte van specifieke gewassen is groter voor de gewassen die vrucht dragen en bloeien, maar minder voor de gewassen die voeding bevatten. Over het algemeen denken wij aan groene bladgroenten zoals sla, spinazie, en boerenkool als gewassen bij weinig licht, waarvoor een DLI nodig is van 12 naar 17 mol m-2 D-1. Tomaat, komkommer, en peper nodig 20-30 mol m -2 D-1. Marihuana is een van de meest veeleisende planten voor licht, wat nodig is tot 40 mal m-2 DLL.
C. Llichte kwaliteit
Lichtkwaliteit is de spectrale verdeling, en de lichtkwaliteit die de plantengroei beïnvloedt, verwijst naar de spectrale verdeling die de plantengroei beïnvloedt. We meten doorgaans de absorptiespectra van vrij chlorofyl b (rood) en een (blauw) in oplosmiddel. Volgens de specifieke pigment-eiwitinteractie, het interactiespectrum van het chlorofylmolecuul verandert enigszins.
Verschillende golflengten van licht hebben verschillende kleuren; 700-750 nm is verrood, 600-700 nm is rood, 500-600 nm is groen, 400-500 nm is blauw, En 320-400 nm is UVA. De lichtkwaliteit kan ook worden uitgedrukt als hun maximale bestralingssterkte, zoals 660 nm rood en 450 nm blauw, of soms als verhouding, zoals een 2:3 verhouding blauw tot rood. Planten kunnen het spectrum waarnemen via een aantal speciale lichtgevoelige stoffen, zoals zeïne, fytochroom, cryptochroom, en fototropisme. Elke lichtgevoelige stof heeft een andere gevoeligheid voor ander licht. Fotomorfogenese is een soort lichtgemedieerde reactie van de plant op het spectrum. Spectrum kan verschillende signalen naar planten sturen, en planten zullen op basis van deze signalen verschillende feedback geven, die het metabolisme van planten kunnen beïnvloeden, de groeitoestand van planten, zoals bloei en kieming, en de groeisnelheid van planten.
D. Pwarme periode
Fotoperiode is de donkere periode en de lichtperiode die planten nodig hebben. De verandering van de fotoperiode kan de bloei veroorzaken. Daarom, het is noodzakelijk om de aan- of uittijd van het licht in te stellen. Stel de optimale schakeltijd in op basis van de soort en voorkeuren van planten, omdat sommige planten van lange nachten en korte dagen houden, terwijl sommige planten houden van korte nachten en lange dagen, en sommige planten houden van dezelfde lengte van dag en nacht.
Fotoperiode is een belangrijke factor in de groei en ontwikkeling van planten, en we moeten er aandacht aan besteden. Echter, Het tijdstip van duisternis kan het oordeel van de plant over de lengte van de dag beïnvloeden. Over het algemeen, “korte zonneschijn” verwijst naar zonneschijn met een fotoperiode van niet meer dan 12 uur“ “Lange zonneschijn” verwijst naar zonneschijn met een fotoperiode van niet minder dan 14 uren. Langedagplanten zijn planten die alleen bloeien als de fotoperiode langer is dan de kritische duur. Kortedagplanten zijn planten die bloeien als de daglengte korter is dan de kritische duur. Neutrale overdagplanten zijn planten die bloeien ongeacht de fotoperiode.
Planten die bloeien als reactie op de fotoperiode kunnen facultatieve of specifieke reacties hebben. Facultatieve respons betekent dat ongeacht de fotoperiode, de plant zal uiteindelijk bloeien, maar als het groeit onder een specifieke fotoperiode, de bloeisnelheid zal sneller zijn. Specifieke respons betekent dat planten alleen kunnen bloeien onder een specifieke fotoperiode.
Kenmerken van LED-groeilicht
Naast energiebesparing en milieubescherming, LED heeft veel kenmerken die verschillen van andere lichtbronnen. Het is de vierde generatie lichtbron. Vanwege het rijke golflengtespectrum, het door LED uitgezonden licht komt overeen met het spectrale bereik van de morfogenese en fotosynthese van plantenlicht, LED is dus bijzonder geschikt voor de plantenteelt.
Door het spectrum te breken, de brekingshoek van verschillende golflengten van licht is anders. Op deze manier, we kunnen indien nodig puur monochromatisch licht en een samengesteld spectrum verkrijgen, en kan het licht van een specifieke golflengte concentreren om gewassen gelijkmatig te bestralen. Door de verandering van het groeilicht te regelen om de kieming te reguleren, groei, en Vruchtvorming van gewassen, het kan ook de stijgende trend en voedingsstoffen van gewassen beheersen. Het LED-groeilicht kan worden gebruikt in een meerlaags driedimensionaal gecombineerd kweeksysteem om de miniaturisatie van de productieruimte en een lage warmtebelasting te realiseren. In aanvulling, de sterke duurzaamheid en het lage vermogen van LED-groeilampen verlagen de bedrijfskosten. Vanwege deze opmerkelijke kenmerken, LED's zijn zeer geschikt voor de plantenteelt, zoals het kweken van zaailingen, plantenweefselkweek, facilitaire tuinbouw, en zelfs een ecologisch levensbeschermingssysteem voor de ruimtevaart.
Toepassing van LED-groeilicht
A. Het kan werken als aanvullende verlichting voor de fotosynthese van planten wanneer de hoeveelheid zonneschijn klein is of de zonnetijd kort is.
B. Zoals de geïnduceerde verlichting van de fotoperiode van planten en de lichtmorfogenese.
- LED-groeilicht als de geïnduceerde verlichting van lichtmorfogenese en fotoperiode van planten
De specifieke golflengte van LED heeft invloed op de bloeitijd, duur, en het aantal bloemen. Sommige golflengten van LED kunnen de lengte van de bloeiperiode en de steel aanpassen, sommige golflengten kunnen het aantal bloemen verminderen, en sommige golflengten kunnen het aantal bloemen en knoppen vergroten. De bloei- en groeistatus van planten kan worden geregeld met LED, wat bevorderlijk is voor de productie en marketing van bloemen en gewassen.
- Onderzoek naar de toepassing van LED-groeilicht in het lucht- en ruimtevaartecosysteem
Om het levensondersteunende probleem van de ruimtevaart op de lange termijn op te lossen, de oprichting van een gecontroleerd ecologisch levensondersteunend systeem is een belangrijke schakel, waarbij de teelt van hogere planten een belangrijk onderdeel is, en licht is een van de sleutelfactoren.
Het ruimtemilieu verschilt van het algemene binnenmilieu. De selectie van lichtbronnen voor de teelt van ruimteplanten is strenger en strenger. De verlichting moet veilig en betrouwbaar zijn, zonder milieuvervuiling, klein formaat, lichtgewicht, lang leven, hoog rendement, en de golflengte van het uitgangslicht is geschikt voor fotosynthese en morfogenese van planten. Vergeleken met andere lichtbronnen, LED kan lichtenergie omzetten in fotosynthetisch actieve straling; In aanvulling, LED heeft de kenmerken van lichtgewicht, klein formaat, lang leven, en zo verder, die veel aandacht heeft getrokken op het gebied van de lucht- en ruimtevaartplantenteelt. De resultaten laten zien dat deze eigenschappen van LED-verlichting het de meest geschikte lichtbron maken voor de teelt van ruimteplanten. Misschien in de nabije toekomst, we zullen ons eigen ecologische circulatiesysteem opzetten door middel van LED-teelttechnologie in de ruimte en op de maan.
- LED-groeilicht als aanvullende verlichting voor de fotosynthese van planten
De traditionele lichtbron produceert te veel warmte. Als de extra lichtbron van de stoel energie verspilt, het zal de kosten verhogen, en een te hoge temperatuur is niet bevorderlijk voor de groei van gewassen. Relatief gezien, de door LED gegenereerde warmte is relatief klein. Indien gecombineerd met het hydrocultuursysteem, de lucht kan worden gebruikt, en overmatige hitte en water kunnen worden verwijderd. Omdat de door LED gegenereerde lichtbron vergelijkbaar is met het spectrum van fotosynthese, elektrische energie kan worden omgezet in effectieve fotosynthetische straling, en ten slotte naar bio-energie. De resultaten laten zien dat de fotosynthesesnelheid en de groeisnelheid van sla met meer dan zullen toenemen 20% door gebruik te maken van LED-verlichting. Het is haalbaar om LED's te gebruiken in fabrieken.
Vergeleken met de gewone metaalhalogenidelamp, de stengels en bladeren van Capsicum annum en Perilla-fruitscènes gekweekt onder de specifieke golflengte-LED veranderden aanzienlijk, en de fotosynthesesnelheid nam toe met de toename van de lichtdichtheid. Samengestelde golflengte-LED kan het aantal huidmondjes van Salvia multirrhiza en goudsbloem vergroten.
De resultaten laten dat zien, vergeleken met andere lichtbronnen, de LED-lichtbron met volledig spectrum kan de groeisnelheid van sla aanzienlijk verbeteren, spinazie, en radijs. Het kan de bietenbiomassa maximaal maken, Ophoping van bietenelementen in de harige wortel is het meest significant, en produceren de hoogste suiker- en zetmeelophoping in de harige wortel.
Conclusie
Met de uitgebreide ontwikkeling van de moderne agrarische industrie, het LED-groeilicht is ongetwijfeld een kans om deze bedrijven nieuw leven in te blazen. Echter, ondanks de mooie vooruitzichten van plantengroeilicht, de ontwikkeling van fabrieksfabrieken wordt nog steeds geconfronteerd met sommigen “knelpunten”. Bijvoorbeeld, als de initiële investering te groot is, een kunstlichtfabriek met een dagelijkse productie van 1000 Slaplanten vergen doorgaans een relatief hoge initiële investering. Zelfs als de overheid subsidieert 30%, het duurt meestal twee jaar om winst te maken. In aanvulling, de planttechnologie in het tijdperk van de bio-industrie moet nog volwassen worden, en de daarmee samenhangende kwaliteitscontrole en logistieke verkoopwijze bevinden zich nog in de verkenningsfase.
