[Abstrak]Berdasarkan sejumlah besar data eksperimen, artikel ini membincangkan beberapa isu penting dalam pemilihan kualiti cahaya di kilang tumbuhan, termasuk pemilihan sumber cahaya, kesan cahaya merah, biru dan kuning, dan pemilihan spektrum julat, untuk memberikan pandangan tentang kualiti cahaya di kilang kilang.Penentuan strategi padanan menyediakan beberapa penyelesaian praktikal yang boleh digunakan untuk rujukan.
Pemilihan sumber cahaya

Kilang kilang biasanya menggunakan lampu LED.Ini kerana lampu LED mempunyai ciri-ciri kecekapan bercahaya tinggi, penggunaan tenaga yang rendah, penjanaan haba yang kurang, jangka hayat dan keamatan dan spektrum cahaya boleh laras, yang bukan sahaja dapat memenuhi keperluan pertumbuhan tumbuhan dan pengumpulan bahan yang berkesan, tetapi juga menjimatkan tenaga, mengurangkan kos penjanaan haba dan elektrik.Lampu tumbuh LED boleh dibahagikan lagi kepada lampu LED spektrum lebar cip tunggal untuk tujuan umum, lampu LED spektrum lebar khusus tumbuhan cip tunggal dan lampu LED spektrum boleh laras gabungan berbilang cip.Harga bagi dua jenis lampu LED khusus tumbuhan yang terakhir adalah lebih daripada 5 kali ganda daripada lampu LED biasa, jadi sumber cahaya yang berbeza harus dipilih mengikut tujuan yang berbeza.Bagi kilang tumbuhan besar, jenis tumbuhan yang ditanam berubah mengikut permintaan pasaran.Untuk mengurangkan kos pembinaan dan tidak menjejaskan kecekapan pengeluaran dengan ketara, penulis mengesyorkan menggunakan cip LED spektrum luas untuk pencahayaan umum sebagai sumber pencahayaan.Untuk kilang kilang kecil, jika jenis loji agak tetap, untuk mendapatkan kecekapan dan kualiti pengeluaran yang tinggi tanpa meningkatkan kos pembinaan dengan ketara, cip LED spektrum luas untuk pencahayaan khusus tumbuhan atau umum boleh digunakan sebagai sumber pencahayaan.Jika ia adalah untuk mengkaji kesan cahaya pada pertumbuhan tumbuhan dan pengumpulan bahan berkesan, untuk menyediakan formula cahaya terbaik untuk pengeluaran berskala besar pada masa hadapan, gabungan pelbagai cip lampu LED spektrum boleh laras boleh digunakan untuk menukar faktor seperti keamatan cahaya, spektrum dan masa cahaya untuk mendapatkan formula cahaya terbaik bagi setiap loji untuk menyediakan asas untuk pengeluaran berskala besar.

Cahaya merah dan biru

Setakat keputusan eksperimen khusus berkenaan, apabila kandungan cahaya merah (R) lebih tinggi daripada cahaya biru (B) (lettuce R:B = 6:2 dan 7:3; bayam R:B = 4: 1; anak benih labu R:B = 7:3; anak benih timun R:B = 7:3), eksperimen menunjukkan bahawa kandungan biojisim (termasuk ketinggian tumbuhan bahagian udara, luas daun maksimum, berat segar dan berat kering. , dsb.) lebih tinggi, tetapi diameter batang dan indeks anak benih yang kuat bagi tumbuhan lebih besar apabila kandungan cahaya biru lebih tinggi daripada cahaya merah.Bagi penunjuk biokimia, kandungan cahaya merah yang lebih tinggi daripada cahaya biru secara amnya memberi manfaat kepada peningkatan kandungan gula larut dalam tumbuhan.Walau bagaimanapun, untuk pengumpulan VC, protein larut, klorofil dan karotenoid dalam tumbuhan, adalah lebih berfaedah untuk menggunakan lampu LED dengan kandungan cahaya biru yang lebih tinggi daripada cahaya merah, dan kandungan malondialdehid juga agak rendah di bawah keadaan pencahayaan ini.

Oleh kerana kilang tumbuhan digunakan terutamanya untuk penanaman sayur-sayuran berdaun atau untuk penanaman anak benih industri, dapat disimpulkan daripada keputusan di atas bahawa di bawah premis meningkatkan hasil dan mengambil kira kualiti, adalah sesuai untuk menggunakan cip LED dengan warna merah yang lebih tinggi. kandungan cahaya daripada cahaya biru sebagai sumber cahaya.Nisbah yang lebih baik ialah R:B = 7:3.Lebih-lebih lagi, nisbah cahaya merah dan biru sedemikian pada asasnya digunakan untuk semua jenis sayur-sayuran berdaun atau anak benih, dan tidak ada keperluan khusus untuk tumbuhan yang berbeza.

Pemilihan panjang gelombang merah dan biru

Semasa fotosintesis, tenaga cahaya terutamanya diserap melalui klorofil a dan klorofil b.Rajah di bawah menunjukkan spektrum serapan klorofil a dan klorofil b, di mana garis spektrum hijau ialah spektrum serapan klorofil a, dan garis spektrum biru ialah spektrum serapan klorofil b.Ia dapat dilihat daripada rajah bahawa kedua-dua klorofil a dan klorofil b mempunyai dua puncak serapan, satu di kawasan cahaya biru dan satu lagi di kawasan cahaya merah.Tetapi 2 puncak penyerapan klorofil a dan klorofil b sedikit berbeza.Untuk tepat, dua panjang gelombang puncak klorofil a masing-masing ialah 430 nm dan 662 nm, dan dua panjang gelombang puncak klorofil b masing-masing ialah 453 nm dan 642 nm.Empat nilai panjang gelombang ini tidak akan berubah dengan tumbuhan yang berbeza, jadi pemilihan panjang gelombang merah dan biru dalam sumber cahaya tidak akan berubah dengan spesies tumbuhan yang berbeza.

Spektrum penyerapan klorofil a dan klorofil b

Pencahayaan LED biasa dengan spektrum luas boleh digunakan sebagai sumber cahaya kilang kilang, selagi cahaya merah dan biru dapat meliputi dua panjang gelombang puncak klorofil a dan klorofil b, iaitu julat panjang gelombang cahaya merah. biasanya 620~680 nm, manakala cahaya biru Julat panjang gelombang adalah dari 400 hingga 480 nm.Walau bagaimanapun, julat panjang gelombang cahaya merah dan biru tidak boleh terlalu lebar kerana ia bukan sahaja membazirkan tenaga cahaya, tetapi mungkin juga mempunyai kesan lain.

Jika lampu LED yang terdiri daripada cip merah, kuning dan biru digunakan sebagai sumber cahaya kilang tumbuhan, panjang gelombang puncak cahaya merah hendaklah ditetapkan kepada panjang gelombang puncak klorofil a, iaitu pada 660 nm, panjang gelombang puncak cahaya biru hendaklah ditetapkan kepada panjang gelombang puncak klorofil b, iaitu pada 450 nm.

Peranan lampu kuning dan hijau

Ia lebih sesuai apabila nisbah cahaya merah, hijau dan biru ialah R:G:B=6:1:3.Bagi penentuan panjang gelombang puncak cahaya hijau, kerana ia memainkan peranan pengawalseliaan dalam proses pertumbuhan tumbuhan, ia hanya perlu antara 530 dan 550 nm.

Ringkasan

Artikel ini membincangkan strategi pemilihan kualiti cahaya di kilang tumbuhan dari kedua-dua aspek teori dan praktikal, termasuk pemilihan julat panjang gelombang cahaya merah dan biru dalam sumber cahaya LED dan peranan serta nisbah cahaya kuning dan hijau.Dalam proses pertumbuhan tumbuhan, padanan munasabah antara tiga faktor keamatan cahaya, kualiti cahaya dan masa cahaya, dan hubungannya dengan nutrien, suhu dan kelembapan, dan kepekatan CO2 juga perlu dipertimbangkan secara menyeluruh.Untuk pengeluaran sebenar, sama ada anda bercadang untuk menggunakan spektrum luas atau gabungan pelbagai cip lampu LED spektrum boleh tala, nisbah panjang gelombang adalah pertimbangan utama, kerana sebagai tambahan kepada kualiti cahaya, faktor lain boleh diselaraskan dalam masa nyata semasa operasi .Oleh itu, pertimbangan yang paling penting dalam peringkat reka bentuk kilang tumbuhan haruslah pemilihan kualiti cahaya.

Pengarang: Yong Xu

Sumber artikel: Akaun Wechat Teknologi Kejuruteraan Pertanian (hortikultur rumah hijau)

Rujukan: Yong Xu,Strategi pemilihan kualiti ringan di kilang kilang [J].Teknologi Kejuruteraan Pertanian, 2022, 42(4): 22-25.