Nola aukeratu eta diseinatu LED Landareen Argiztapena Landareen Hazteko Argiak?

2021-01-06

Nekazaritza modernoaren adar garrantzitsua izanik, landare fabriken kontzeptua oso ezaguna bihurtu da. Barruko landaketa giroan, landareen argiztapena ezinbesteko energia iturri da fotosintesirako. LED landareen argiek ohiko argi osagarriek ez dituzten abantaila izugarriak dituzte eta ziur aski argi nagusi edo osagarrietarako lehen aukera bihurtuko dira aplikazio komertzial handietan, hala nola baserri bertikaletan eta negutegietan.


Landareak planeta honetako bizitza forma konplexuenetako bat dira. Landareak landatzea erraza da, baina zaila eta konplexua da. Landareen argiztapenaz gain, aldagai askok elkarri eragiten diote eta aldagai horiek orekatzea mahastizainek ulertu eta menderatu behar duten arte bikaina da. Baina landareen argiztapenari dagokionez, oraindik ere faktore asko daude arretaz kontuan hartu beharrekoak.


First, let's understand the spectrum of the sun and the absorption of the spectrum by plants. As can be seen from the figure below, the solar spectrum is a continuous spectrum, in which the blue and green spectrum is stronger than the red spectrum, and the visible light spectrum ranges from 380 to 780 nm. There are several key absorption factors in plant growth, and the light absorption spectra of several key auxins that affect plant growth are significantly different. Therefore, the application of LED plant growth lights is not a simple matter, but very targeted. Here it is necessary to introduce the concepts of the two most important photosynthetic plant growth elements.


The photosynthesis of plants relies on chlorophyll in leaf chloroplasts, which is one of the most important pigments related to photosynthesis. It exists in all organisms that can create photosynthesis, including green plants and prokaryotic plants. Blue-green algae (cyanobacteria) and eukaryotic algae. Chlorophyll absorbs the energy of light and synthesizes carbon dioxide and water into hydrocarbons.


Chlorophyll a is blue-green and mainly absorbs red light; chlorophyll b is yellow-green and mainly absorbs blue-violet light. Mainly to distinguish shade plants from sun plants. The ratio of chlorophyll b to chlorophyll a of shade plants is small, so shade plants can use blue light strongly and adapt to growing in shade. There are two strong absorptions of chlorophyll a and chlorophyll b: the red region with a wavelength of 630~680 nm, and the blue-violet region with a wavelength of 400~460 nm.


Carotenoids (carotenoids) is a general term for a class of important natural pigments, which are commonly found in yellow, orange-red or red pigments in animals, higher plants, fungi, and algae. More than 600 natural carotenoids have been discovered so far. Carotenoids produced in plant cells not only absorb and transfer energy to help photosynthesis, but also have the function of protecting cells from being destroyed by excited single-electron bond oxygen molecules. The light absorption of carotenoids covers the range of 303~505 nm. It provides the color of food and affects the human body's intake of food; in algae, plants and microorganisms, its color cannot be presented because it is covered by chlorophyll.


Landareen arteko LED argiak landareen barruko argia betetzeko erabiltzen dira


LED landareen argiak diseinatu eta hautatzeko prozesuan, hainbat gaizki-ulertu saihestu behar dira, batez ere honako alderdi hauetan.


Red and blue wavelength ratio of light wavelength


Bi landareen fotosintesia egiteko xurgapeneko bi eskualde nagusiak diren heinean, LED landareen argiek igorritako espektroak argi gorria eta argi urdina izan behar dira batez ere. Baina ezin da neurtu gorriaren eta urdinaren arteko erlazioarekin. Adibidez, gorriaren eta urdinaren arteko erlazioa 4: 1, 6: 1, 9: 1 eta abar da.


Landare espezie desberdin asko daude ohitura ezberdinekin, eta hazkunde fase desberdinek argi foku behar desberdinak dituzte. Landareen hazkuntzarako beharrezkoa den espektroak banaketa zabalera jakin bat duen espektro jarraitua izan behar du. Jakina, ez da egokia espektro oso estua duten gorri eta urdineko uhin luzerako bi txip zehatzez osatutako argi iturria erabiltzea. Esperimentuetan, landareak horixkak izan ohi direla ikusi zen, hosto zurtoinak oso argiak direla eta hosto zurtoinak oso meheak direla. Landareek espektro desberdinen aurrean izandako erantzunari buruzko ikerketa ugari egin dira atzerriko herrialdeetan, hala nola, zati infragorriak fotoperiodoan duen eragina, zati hori-berdea itzal efektuan eta efektuaren gainean. zati morea izurriteen eta gaixotasunen, elikagaien eta abarren aurkako erresistentzian.


In actual applications, seedlings are often burned or withered. Therefore, the design of this parameter must be designed according to the plant species, growth environment and conditions.



2. Argi zuri arrunta eta espektro osoa


The light effect "seen" by plants is different from the human eye. Our commonly used white light lamps are not able to replace the sunlight, such as the three-primary white light tubes widely used in Japan, etc. The use of these spectrums has a certain effect on the growth of plants, but the effect is not as good as the light source made by LEDs. .


Aurreko urteetan erabili ohi diren hiru kolore primarioko hodi fluoreszenteentzat, zuria sintetizatzen den arren, espektro gorriak, berdeak eta urdinak bereizten dira eta espektroaren zabalera oso estua da eta espektroaren zati jarraia nahiko ahula da. Aldi berean, potentzia nahiko handia da LEDekin alderatuta, energia kontsumoa 1,5 edo 3 aldiz handiagoa da. Landareen argiztapenerako diseinatutako LEDen espektro osoak espektroa optimizatzen du. Ikusizko efektua zuria den arren, landareen fotosintesia egiteko beharrezkoak diren argi zati garrantzitsuak ditu.


3. Illumination intensity parameter PPFD


Fotosintesi fluxuaren dentsitatea (PPFD) parametro garrantzitsua da landareen argiaren intentsitatea neurtzeko. Kuantiko arinak edo energia distiratsuaren bidez adieraz daiteke. Fotosintesia egiten duen argiaren fluxu erradiantearen dentsitate eraginkorrari egiten dio erreferentzia, landareen hostoen zurtoinen gorabehera argien kopuru osoa adierazten du 400 eta 700 nm bitarteko uhin luzera denbora unitateko eta unitateko azalerako. Unitatea μE · m-2 · s-1 da (μmol · m-2 · s-1). Erradiazio fotosintetikoki aktiboa (PAR) 400 eta 700 nm bitarteko uhin luzera duen eguzki erradiazio osoari dagokio.


Landarearen argiaren konpentsazio puntuak, argiaren konpentsazio puntua ere deitua, esan nahi du PPFD puntu hori baino handiagoa izan behar dela, fotosintesia arnasketa baino handiagoa izan daiteke, landarearen hazkundea kontsumoa baino handiagoa eta landarea haz daiteke. Landare ezberdinek argiaren konpentsazio puntu desberdinak dituzte, eta ezin da indize jakin batera iristen direla, esate baterako, 200FmD · m-2 · s-1 baino handiagoa den PPFD.


The light intensity reflected by the illuminance meter used in the past is the brightness, but because the spectrum of plant growth changes due to the height of the light source from the plant, the coverage of the light, and whether the light can pass through the leaves, etc., it is used as light when studying photosynthesis. Strong indicators are not precise enough, and PAR is now mostly used.


Orokorrean, PPFD landare positiboak> 50 μmol · m-2 · s-1 fotosintesi mekanismoa abiaraz dezakete; landare itzalak, berriz, PPFDk 20 Îmol · m-2 · s-1 behar ditu. Hori dela eta, LED landare argiak instalatzerakoan, erreferentzia balio horren arabera instalatu eta ezar dezakezu, instalazio altuera egokia hautatu eta hosto gainazalean PPFD balio eta uniformetasun ezin hobea lor dezakezu.


4. Light formula


Argiaren formula berriki proposatu den kontzeptu berria da, batez ere hiru faktore biltzen dituena: argiaren kalitatea, argi kantitatea eta iraupena. Ulertu besterik ez duzu argiaren kalitatea landareen fotosintesirako egokiena den espektroa dela; argi kantitatea PPFD balio eta uniformetasun egokia da; iraupena irradiazioaren balio metatua eta eguneko gauaren arteko erlazioa da. Nekazaritza holandarrek aurkitu dute landareek argi infragorriaren eta gorriaren arteko erlazioa erabiltzen dutela eguneko eta gaueko aldaketak epaitzeko. Infragorriaren erlazioa nabarmen handitzen da ilunabarrean eta landareek azkar erantzuten dute lo egitean. Prozesu hori egin gabe, ordu batzuk beharko dituzte landareek prozesu hori burutzeko.


Aplikazio praktikoetan, beharrezkoa da esperientzia proben bidez pilatzea eta konbinaziorik onena hautatzea.