Свет является одним из важных факторов окружающей среды в росте растений. Благодаря своему небольшому размеру, легкий вес, долгий срок службы, и регулируемая интенсивность света, Светодиод стал одним из важных источников света для регулирования световой среды растений и имеет очевидные преимущества в энергосбережении и стимулировании роста растений.. В настоящий момент, Светодиод в определенной степени использовался в исследованиях культур тканей растений., и был достигнут некоторый большой прогресс. В этой статье представлены основные характеристики светодиодного освещения для выращивания растений и его применения в культуре тканей растений..
Уникальные преимущества светодиодов делают их одним из важных источников света для исследований в культурах тканей растений.. С 1980-х годов, некоторые страны мира последовательно начали исследования по применению светодиодов в культуре тканей растений. Некоторые колледжи, университеты и научно-исследовательские институты в Китае также начали исследования в этой области и добились определенного прогресса.. В данной статье кратко суммируются работы, проделанные светодиодом в условиях внутризаводского культивирования, со следующих аспектов и дается оценка перспектив его применения в этой области..
Роль роста ВЕЛ свет
Свет и растения
Свет – один из наиболее важных факторов окружающей среды для роста растений.. Он не только обеспечивает энергию излучения для фотосинтеза растений, но также обеспечивает передачу сигналов растениям и регулирует процесс их развития.. Растения всегда находятся в постоянно меняющейся световой среде на протяжении всего своего жизненного цикла.. В долгосрочной эволюции, Растения не только адаптируются к изменениям световой среды, но и влияют друг на друга, изменяя окружающую световую среду..
Свет и пигмент
Длина волны солнечного света, достигающего земли, составляет примерно от 300 к 2600 нм, из которых эффективная длина волны для фотосинтеза находится между 400 и 700 нм, из которых синий свет в 425 к 490 нм и красный свет на 610 к 700 нм способствовать фотосинтезу. Максимальное поглощение света растениями составляет 520~610 нм (зеленый), что очень низко. Из этого, мы видим, что не весь свет способствует фотосинтезу растений. Пигменты могут поглощать энергию света, вызывая серию биохимических реакций., и разные пигменты поглощают разные длины волн. В растениях много пигментов, которые играют разные роли..
Однако, два типа пигментов, фитохром, и криптохром, играют ключевую роль в регуляции реакции растений на свет.. Существуют два таутомера фитохромов – красный фитохром. (Премьер -министр) и дальнекрасный фитохром (Пфр). Pr поглощает красный свет с длиной волны около 660 нм, а Pfr поглощает дальний красный свет с длиной волны около 730 нм. Фитохром регулирует реакцию многих растений на свет., включая фотопериод, прорастание семян, развитие листьев, удлинение гипокотиля, и удаление желтизны. Криптохромы поглощают световые волны в диапазоне синего и ультрафиолетового света., и другие пигменты связаны с развитием растений. Видно, что синий свет вокруг 460 нм и красный свет вокруг 660 нм — световые волны, наиболее необходимые растениям, и они играют ключевую роль в росте и развитии растений..
Введение и преимущества светодиодов
Введение в светодиоды
ВЕЛ (Светодиоды диоды), то есть, Светодиоды диоды, это устройство, способное эффективно преобразовывать электрическую энергию в электромагнитное излучение.. В 1962, совместные лаборатории GE, Монсанто, и IBM разработали технологию красного излучения полупроводниковое соединение GaAsP. В 1965, родился первый в мире коммерчески доступный светодиод, излучающий инфракрасный свет, изготовленный из германия. Благодаря постоянному развитию технологий, В последние годы развитие светодиодов белого света происходит довольно быстро.. Световая эффективность светодиодов белого света достигла 30 лм/Вт, и результаты лабораторных исследований могут достигать 60 лм/Вт, значительно превосходя лампы накаливания и приближаясь к люминесцентным лампам. Эффективность роста Светодиодный светильник MOKOLight для выращивания растений очень высок, и его влияние на рост растений очень очевидно.
Анализ преимуществ светодиодов
Светодиод имеет преимущества длительного срока службы, высокий коэффициент конверсии света, энергосбережение, не легкое выцветание цвета, стабильность, защита окружающей среды, маленький размер, и так далее. Диапазон полуширины света, излучаемого светодиодами, составляет от десятков нанометров до нескольких нанометров., а диапазон длин волн соответствует длине волны, необходимой для роста растений.. Световой поток красного светодиода относительно велик., и светоотдача высокая.
Применение светодиодного источника света для выращивания растений в культуре тканей растений
Применение светодиодов в культуре тканей растений разработано на основе развития светодиодных технологий и экологического регулирования культуры тканей растений.. Еще 1982, появился протокол испытаний по использованию красного светодиодного источника света с длиной волны 650 нм для дополнительного освещения тепличных томатов. Позже, Светодиоды также применялись для регулирования окружающей среды в культуре тканей растений., и обсуждалась роль светодиодов в энергосбережении.
В настоящий момент, исследования роли светодиодов в растительных тканях больше склоняются к влиянию интенсивности и качества света на рост тканевой культуры. саженцы. С одной стороны, исследования двух пар фотопериодов меньше. Что касается мира, исследования по применению светодиодов в культуре тканей растений в основном сосредоточены в Японии и США.. Исследования Японии занимают лидирующие позиции в мире. Компания не только разработала светодиодную светоизлучающую систему, специально применяемую для культуры тканей растений., но также получили некоторые важные базовые данные в сочетании с другими факторами контроля окружающей среды.. Некоторые научно-исследовательские учреждения в Китае также начали исследования в этой области и самостоятельно разработали несколько систем светодиодных источников света для исследований в культурах тканей растений..
Выбор на лкачество света
Когда впервые были разработаны светодиоды, люди обнаружили красный свет на длине волны около 660 нм, использование красного света в качестве основного источника света и флуоресценции в качестве дополнения.. Благодаря углубленным исследованиям фотосинтеза растений и разработке новых светодиодных материалов., Светодиоды различной длины используются в культуре тканей растений., Исследования показали, что лучший эффект дает красный свет с длиной волны около 660 нм и синий свет с длиной волны около 460 нм..
Разное качество света оказывает большое влияние на рост растений. Ученые используют светодиодные лампы для выращивания орхидей и обнаружили, что красный свет очень полезен для роста рассады и может способствовать росту листьев рассады., но красный свет будет препятствовать накоплению хлорофилла, и синий свет будет способствовать выработке хлорофилла растениями.. Наилучшее соотношение красного и синего света для роста рассады орхидей составляет 8:2.
После многих сравнительных экспериментов, ученые обнаружили, что когда соотношение красного и синего света равно 3:1, эффект роста рассады, выращенной в тканевых культурах, является лучшим, а облучение красным светом имеет лучшую индукционную эффективность для рассады, культивируемой в тканях.. В групповой культуре винограда, мы обнаружили, что синий свет препятствует вытягиванию виноградных саженцев, но может способствовать образованию листьев и хлорофилла, и способствуют развитию устьиц листьев. Дальний красный свет оказывает определенное влияние на рост стебля и накопление хлорофилла.. Красный свет помогает росту и укоренению винограда..
Хотя красный свет светодиодного освещения для выращивания растений может в определенной степени ингибировать рост хлорофилла., Синий свет в светодиодном светильнике для выращивания может способствовать росту хлорофилла. Красный свет способствует накоплению растительных сахаров и крахмалов., а синий свет способствует синтезу хлорофилла и белка. Красный и синий свет оказывают огромное влияние на рост растений., и их влияние на рост растений различно. Разумное соотношение синего и красного света — лучший способ улучшить качество света.. Чтобы получить подходящее качество света, сначала понять потребности людей в целевых культурах, и увеличивайте коэффициенты освещения светодиодов в соответствии с потребностями для получения оптимальный источник света для тканей.
Выбор по интенсивности света
Интенсивность света обозначает количество фотонов, испускаемых на единицу площади в единицу времени., единица измерения — мкмоль/(M2 · с). Интенсивность света является важным фактором, влияющим на фотосинтез растений.. Для растений, Интенсивность света – это фотосинтетический квантовый поток (ППФ). Растения с разной интенсивностью света по-разному влияют на культуру тканей.. Клубника лучше всего растет, когда PPF составляет 60 мкмоль/(M2 · с); когда PPF составляет 60 ~ 70 мкмоль/(M2 · с), сырая масса проростков культуры ткани Таро относительно высокая.. Благодаря дальнейшим исследованиям, мы обнаружили, что интенсивность света по-прежнему оказывает различное влияние на разных стадиях роста культуры тканей растений.. В начале, раны тканей растения не зажили. Если интенсивность света слишком высока, растение легко сжечь. Причина расширения листьев растения должна увеличить интенсивность света.. , Стимулирование фотосинтеза растений.
Выбор на фотопериод
Исследование Чэнь Юсуна и др.. показали, что наиболее подходящей светодиодной средой для выращивания горечавки из бутылки является индекс 50% синего света, ППФ 120 мкмоль/(M2 · с), и фотопериод 16 час. Лучшая световая среда для исследований горечавки с использованием люминесцентных ламп в Тайваньском научно-исследовательском институте сахара — PPF 80 мкмоль/(M2 · с), и фотопериод 12 часов. Исследование RCJao et al.. показали, что когда фотопериод 16 час, эффект культивирования проростков ткани картофеля при одновременном облучении красным и синим светом лучше, чем при попеременном облучении красным и синим светом. Кроме того, долгосрочное облучение с низким PPF лучше, чем длительное облучение с высоким PPF. Эффект хороший.
Выбор на стр.режим питания
Лай Цзяньчжоу и др.. показал, что постоянным током для управления светодиодами, тот 40 Частота питания Гц, обеспечиваемая драйвером, может быть более энергоэффективной, чем 60 Гц. Однако, для дальнейшего снижения стоимости, мы можем напрямую использовать источник переменного тока для вождения, что позволяет избежать производственных затрат на схему преобразования AC-DC. Исследования показали, что можно использовать полностью красные светодиоды с питанием от переменного тока для получения цветных саженцев культуры ткани алоказии.. Джао Руэй-Чи и др.. в исследованиях по картофелю утверждалось, что если принять во внимание только скорость роста, растение растет лучше всего, когда светодиод горит 720 Гц (1.4 РС), рабочее соотношение 50%, и фотопериод 16 час. Рассмотрение вопроса энергопотребления, Светодиод является наиболее энергоэффективным, когда рабочий коэффициент 50% в 180 Гц (5.5 РС), и световой период 16 час.
Перспективы применения светодиодного источника света для выращивания растений в культуре тканей растений
Ограничительные факторы и контрмеры
Некоторые недостатки самого светодиода, например, низкая яркость, затрудненный отвод тепла от PN-перехода, плохая яркость пятен и однородность цветности, и высокая цена ограничивают продвижение и применение светодиодов в культуре тканей растений., что не способствует индустриализации светодиодов в культуре тканей растений. Широкомасштабное применение в производстве.. Решение этой проблемы требует развития и совершенствования оптоэлектронной техники., а также введение соответствующих политик и правил. С развитием оптоэлектронной техники, технические проблемы самого светодиода будут решены, и цена на светодиоды тоже снизится, что поможет широкому применению светодиодов в культуре тканей..
Тенденция развития
Светодиод — новый тип высокоэффективного и энергосберегающего источника света.. Использование светодиодов в качестве источника света в культуре тканей растений может снизить стоимость культуры тканей.. В то же время, из-за характеристик качества светодиодного света, регулируемая интенсивность света, и узкий диапазон волн, исследования фотофизиологии растений будут более глубокими. В будущем, применение светодиодов в культуре тканей растений должно строго контролировать осветительное устройство, выберите подходящий светодиод, учитывать производительность и надежность, а также особые условия использования освещения растений.; объединить характеристики светодиода, используйте светодиод рационально, и учитывать номинальные условия работы светодиода.
Проектирование схемы привода и выбор источника питания должны сочетаться с другими факторами экологического регулирования., например, внесение CO2, регулирование температуры, и так далее. Кроме того, необходимо сочетать использование регуляторов роста растений, чтобы сделать исследования по применению светодиодов в культуре тканей растений более глубокими и систематическими..
