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La iluminación de las plantas de China se desarrolla rápidamente

Número Navegar:0     Autor:Editor del Sitio     publicar Tiempo: 2018-03-25      Origen:motorizado

En los últimos dos o tres años, ha habido numerosos informes sobre la aplicación de la tecnología de iluminación de semiconductores en fábricas de plantas estereoscópicas o el crecimiento de las plantas. Pero cuando lo lees, siempre hay un sentimiento de ansiedad. En general, no hay una comprensión real de qué papel debe jugar la aplicación de luz en el crecimiento de las plantas.Haz crecer la luz.

Introducción


La iluminación juega un papel clave en el crecimiento de las plantas. Es el mejor fertilizante para promover la absorción de clorofila de las plantas y la absorción de diversos materiales de crecimiento de las plantas, como las zanahorias. Sin embargo, el factor decisivo para determinar el crecimiento de las plantas es un factor integral, no solo relacionado con la luz, sino también inseparable con la asignación de agua y fertilizantes del suelo, las condiciones ambientales para el crecimiento y el control técnico integral.


En los últimos dos o tres años, ha habido numerosos informes sobre la aplicación de la tecnología de iluminación de semiconductores en fábricas de plantas estereoscópicas o el crecimiento de las plantas. Pero cuando lo lees, siempre hay un sentimiento de ansiedad. En general, no hay una comprensión real de qué papel debe jugar la aplicación de luz en el crecimiento de las plantas. china led


En primer lugar, para comprender el espectro del sol, como se muestra en la Figura 1. Se puede ver que el espectro solar es un continuo en el que los espectros azul y verde son más fuertes que los espectros rojos, y el espectro visible varía de aproximadamente 380 a 780 Nuevo Méjico. El crecimiento de los organismos naturales está relacionado con la intensidad del espectro. Por ejemplo, en las proximidades del ecuador, la mayoría de las plantas crecen a un ritmo muy rápido y crecen a un tamaño relativamente grande. Sin embargo, la intensidad de la irradiación del sol no es tan alta como sea posible, y es selectiva para el crecimiento de plantas y animales. Chinacrecer ligero


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Figura 1 Características del espectro solar y su espectro de luz visible.

En segundo lugar, el segundo diagrama del espectro de varios elementos clave de absorción para el crecimiento de las plantas se muestra en la Figura 2.


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Fig. 2 Espectros de absorción de varias auxinas en el crecimiento de las plantas.

Como se puede ver en la Figura 2, varias auxinas clave que afectan el crecimiento de las plantas son significativamente diferentes de los espectros de absorción de luz. Por lo tanto, la aplicación de luces de crecimiento de plantas LED no es una cuestión simple, sino muy específica. Aquí es necesario presentar el concepto de los dos elementos fotosintéticos más importantes para el crecimiento de las plantas.


Clorofila


Las clorofilas son los pigmentos más importantes asociados con la fotosíntesis y se encuentran en todos los organismos que contribuyen a la fotosíntesis, incluidas las plantas verdes, las algas procariotas azul-verdes (hongos azules) y las algas eucariotas. La clorofila absorbe la energía de la luz, y luego la energía se usa para convertir el dióxido de carbono en carbohidratos.

La clorofila a absorbe principalmente la luz roja, y la clorofila b absorbe principalmente la luz azul-violeta, principalmente para distinguir las plantas de sombra de las plantas positivas. La proporción de clorofila b y clorofila a en las plantas de sombra es pequeña, por lo que las plantas de sombra pueden usar luz azul fuertemente para adaptarse a la sombra. La clorofila a es verde azulada y la clorofila b es verde amarillenta. Hay dos fuertes absorciones de clorofila a y clorofila b, una en la región roja con una longitud de onda de 630-680 nm, y la otra en la región azul-violeta con una longitud de onda de 400-460 nm.


Carotenoides


Los carotenoides son un grupo de pigmentos naturales importantes que se encuentran comúnmente en los pigmentos amarillos, rojos anaranjados o rojos de animales, plantas superiores, hongos y algas. Hasta ahora se han descubierto más de 600 carotenoides naturales.

Los carotenoides absorben la luz en el rango de OD303-505 nm, lo que proporciona el color de los alimentos y afecta la ingesta de alimentos del cuerpo; en algas, plantas y microorganismos, no pueden representarse porque su color está cubierto por clorofila. En las células vegetales, los carotenoides producidos además de la absorción y transferencia de energía ayudan al proceso de fotosíntesis, pero también tienen la función de proteger las células de las moléculas de oxígeno excitadas por enlaces de un solo electrón.


Conceptos erróneos en algunos conceptos.


Independientemente del efecto de ahorro de energía, la selectividad de la luz y la cooperación de la luz, la iluminación de semiconductores ha demostrado grandes ventajas. Sin embargo, a partir del rápido desarrollo de los últimos dos años, también hemos visto muchos malentendidos en el diseño y la aplicación de la luz, que se reflejan principalmente en los siguientes aspectos. shenzhen led grow light

1 Mientras la cierta longitud de onda de las astillas rojas y azules se combinen en cierta proporción, se pueden aplicar al cultivo de plantas, por ejemplo, la proporción de rojo a azul es 4: 1, 6: 1, 9: 1 y así.


2 Siempre que sea una luz blanca, puede reemplazar la luz del sol, como el tubo de luz blanca de tres colores ampliamente utilizado en Japón, etc. El uso de estos espectros tiene un cierto efecto en el crecimiento de las plantas, pero el El efecto no es tan bueno como la fuente de luz hecha por LED.


3 Siempre que sea un parámetro importante de PPFD de luz (densidad de flujo de fotones) para lograr un determinado objetivo, por ejemplo, PPFD es mayor que 200 μmol · m-2 · s-1, pero cuando se usa este indicador debe prestar atención a Las plantas también son plantas vivas. Para buscar o encontrar los puntos de compensación de luz de estas plantas, también se le llama punto de compensación de luz. En aplicaciones prácticas, las plántulas a menudo se queman o se marchitan. Por lo tanto, el diseño de este parámetro debe diseñarse de acuerdo con las especies de plantas, el entorno de crecimiento y las condiciones.

Con respecto al primer aspecto, se explicó en la introducción que el espectro requerido para el crecimiento de las plantas debe ser un continuo con un cierto ancho de distribución, y el uso del rojo y el azul es muy estrecho en el espectro (Figura 3 (a)) . La fuente de luz hecha por el chip de longitud de onda obviamente no es adecuada. En el experimento, se descubrió que las plantas aparecerán amarillentas, los tallos y tallos son muy claros y los tallos de las hojas son muy delgados.

Para los tubos fluorescentes que se usan comúnmente en años anteriores y están dominados por tres colores primarios, aunque se sintetizan en blanco, sus espectros rojo, verde y azul son discretos (Figura 3 (b)), y el ancho del espectro es muy estrecho. La intensidad espectral de la siguiente parte continua es relativamente débil, mientras que la potencia sigue siendo relativamente grande en comparación con el LED y así sucesivamente, 1.5 a 3 veces el consumo de energía. Por lo tanto, el uso de efectos no es tan bueno como las luces LED.


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Figura 3 Luz de planta LED de chip rojo y azul y espectro de luz fluorescente tricromática

PPFD es la densidad de flujo de fotones, que se refiere a la densidad efectiva de flujo de luz en la fotosíntesis, y representa el número total de fotones incidentes en el tallo de la hoja de la planta en un rango de longitud de onda de 400 a 700 nm por unidad de tiempo. Su unidad es μE · m-2 · s-1 (μmol · m-2 · s-1). La radiación fotosintéticamente activa (PAR) es la radiación solar total con una longitud de onda en el rango de 400-700 nm. Puede ser representado por cuantos de luz o por energía radiante.

La intensidad de la luz reflejada por el iluminómetro utilizado anteriormente es el brillo, pero el espectro de crecimiento de la planta se usa como luz cuando se estudia la fotosíntesis porque la fuente de luz de la planta crece lejos de la altura de la planta, la cobertura de la luz y si la luz atraviesa las hojas o similares. Los indicadores fuertes no son lo suficientemente exactos y la mayoría de ellos ahora usan PAR.

Generalmente, PPFD> 50 μmol · m-2 · s-1 para plantas positivas podría iniciar el mecanismo de fotosíntesis; La PPFD para plantas negativas solo requirió 20 μmol · m-2 · s-1. Por lo tanto, al comprar luces LED para plantas, se puede seleccionar el número de luces LED para plantas en función de este valor de referencia y el tipo de planta que están plantando. Por ejemplo, si el PPFD de la bombilla LED de una sola planta es de 20 μmol · m-2 · s-1, se necesitan más de tres bombillas LED para cultivar una planta positiva.

Varios tipos de diseño de iluminación de semiconductores.

La iluminación de semiconductores se utiliza para el crecimiento o siembra de plantas. Hay dos métodos básicos de referencia.

En la actualidad, el modelo de plantación interior con calefacción doméstica es muy caliente. Este modelo tiene varias características:

La función de la lámpara de 1 LED es proporcionar el espectro completo de la iluminación de la planta, lo que requiere que las lámparas proporcionen la energía de iluminación completa, y el costo de producción es relativamente alto;

El diseño de las lámparas de crecimiento de plantas 2LED necesita considerar la continuidad e integridad del espectro;

3 El tiempo de iluminación y la intensidad de la iluminación deben controlarse de manera efectiva. Por ejemplo, si se deja que las plantas descansen durante algunas horas, la intensidad de la irradiación no es suficiente o demasiado fuerte.

4 Todo el proceso debe imitar las condiciones que las plantas necesitan en el mejor entorno de cultivo exterior, como la humedad, la temperatura y la concentración de CO2.

Hay un buen patrón de plantación al aire libre para invernaderos al aire libre. Las características de este modo son:

El papel de la lámpara 1LED es llenar la luz. Primero, para fortalecer la intensidad de la luz en las áreas de luz azul y roja durante el día para promover la fotosíntesis de las plantas, y en segundo lugar, para compensar la falta de luz solar durante la noche para promover la planta. Tasa de crecimiento;

2 La luz de relleno necesita considerar en qué etapa de crecimiento se encuentra la planta, como el período de vivero o el período de fructificación.

Por lo tanto, las plantas LED fomentan el diseño de lámparas primero, debe haber dos patrones de diseño básicos, a saber, el uso de iluminación para todo clima (interior) y el uso de luz de crecimiento de la planta (exterior). Para la plantación en interiores, el diseño de la planta de LED para alentar la lámpara necesita considerar tres aspectos, como se muestra en la Figura 4. No es posible tomar directamente los chips de los tres colores primarios en una cierta proporción.

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Figura 4 Ideas de diseño para el uso de plantas LED de interior para alentar las luces para la iluminación en todo clima

Por ejemplo, un espectro de la etapa de vivero, considerando que necesita fortalecer el crecimiento de raíces y tallos, fortalecer la bifurcación dividida, el uso de la fuente de luz está en la habitación, por lo que el espectro puede diseñarse en forma de Figura 5)

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Figura 5 Estructura espectral adecuada para la etapa de siembra en interiores de LED

Para el diseño del segundo tipo de lámpara de refuerzo de plantas LED, el plan de diseño para complementar la luz y propagar la base en el invernadero al aire libre está dirigido principalmente. La idea de diseño se muestra en la Figura 6.

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Figura 6: Ideas de diseño para plantas de exterior para fomentar lámparas

Los autores sugieren que más productores adopten el segundo esquema para usar lámparas LED para promover el crecimiento de las plantas.

En primer lugar, los invernaderos al aire libre de China se han plantado durante décadas, con grandes escalas, grandes volúmenes tanto en el sur como en el norte, y una buena base tecnológica para el cultivo en invernadero, proporcionando una gran cantidad de frutas y verduras recién listadas para las ciudades vecinas. , especialmente en presencia de tierra y fertilizantes. La siembra ha logrado excelentes resultados de investigación.

En segundo lugar, este esquema de luz suplementario puede reducir en gran medida el consumo innecesario de energía y al mismo tiempo puede aumentar efectivamente el rendimiento de frutas y verduras. Junto con la vasta posición geográfica en China, es muy conveniente para la promoción.

Como una investigación científica de la iluminación de plantas LED, también proporciona una base experimental más amplia. La figura 7 es un tipo de lámpara de refuerzo LED adecuada para el crecimiento de la luz en invernaderos y desarrollada por el equipo de investigación. El espectro se muestra en la figura 8.



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