Augalų gamyklų koncepcija, kaip svarbi šiuolaikinio žemės ūkio šaka, tapo labai populiari. Sodinimo patalpose augalų apšvietimas yra būtinas energijos šaltinis fotosintezei. LED augaliniai žibintai turi daug privalumų, kurių tradiciniai papildomi žibintai neturi, ir tikrai taps pirmuoju pagrindinių ar papildomų žibintų pasirinkimu didelėse komercinėse patalpose, pavyzdžiui, vertikaliuose ūkiuose ir šiltnamiuose.
Augalai yra viena sudėtingiausių gyvybės formų šioje planetoje. Augalų sodinimas yra labai paprastas, bet kartu ir sudėtingas. Be augalų apšvietimo, daugelis kintamųjų veikia vienas kitą, šių kintamųjų balansavimas yra puikus menas, kurį augintojai turi suprasti ir įsisavinti. Tačiau augalų apšvietimo požiūriu vis dar yra daug veiksnių, kuriuos reikia atidžiai apsvarstyti.
Pirma, supraskime' saulės spektrą ir augalų spektro absorbciją. Kaip matyti iš toliau pateikto paveikslo, saulės spektras yra ištisinis spektras, kuriame mėlynos ir žalios spalvos spektras yra stipresnis už raudonąjį spektrą, o matomos šviesos spektras svyruoja nuo 380 iki 780 nm. Yra keletas pagrindinių augalų augimo absorbcijos veiksnių, o kelių pagrindinių auksinų, turinčių įtakos augalų augimui, šviesos absorbcijos spektrai labai skiriasi. Todėl LED augalų augimo žibintų taikymas nėra paprastas dalykas, bet labai tikslingas. Čia būtina supažindinti su dviejų svarbiausių fotosintezės augalų augimo elementų sąvokomis.
Augalų fotosintezė priklauso nuo chlorofilo, esančio lapų chloroplaste, kuris yra vienas iš svarbiausių pigmentų, susijusių su fotosinteze. Jis egzistuoja visuose organizmuose, galinčiuose sukurti fotosintezę, įskaitant žaliuosius ir prokariotinius augalus. Melsvadumbliai (melsvadumbliai) ir eukariotiniai dumbliai. Chlorofilas sugeria šviesos energiją ir sintezuoja anglies dioksidą bei vandenį į angliavandenilius.
Chlorofilas a yra melsvai žalias ir daugiausia sugeria raudoną šviesą; chlorofilas b yra geltonai žalios spalvos ir daugiausia sugeria melsvai violetinę šviesą. Daugiausia reikia atskirti šešėlinius augalus nuo saulės augalų. Pavėsinių augalų chlorofilo b ir a chlorofilo a santykis yra mažas, todėl atspalvio augalai gali stipriai naudoti mėlyną šviesą ir prisitaikyti prie augimo pavėsyje. Yra dvi stiprios chlorofilo a ir chlorofilo b absorbcijos: raudona sritis, kurios bangos ilgis yra 630–680 nm, ir mėlynai violetinė sritis, kurios bangos ilgis yra 400–460 nm.
Karotinoidai (karotinoidai) yra bendras terminas svarbių natūralių pigmentų klasei, kuri dažniausiai aptinkama gyvūnų, aukštesniųjų augalų, grybų ir dumblių geltonos, oranžinės raudonos arba raudonos spalvos pigmentuose. Iki šiol buvo atrasta daugiau nei 600 natūralių karotinoidų. Augalų ląstelėse gaminami karotinoidai ne tik sugeria ir perduoda energiją, kad padėtų pažangiai fotosintezei, bet ir atlieka apsaugą, kad ląstelės nebūtų sunaikintos sužadintų vieno elektrono ryšių deguonies molekulių. Karotinoidai sugeria šviesą 303–505 nm diapazone. Jie suteikia maisto spalvą ir daro įtaką žmogaus organizmui' dumbliuose, augaluose ir mikroorganizmuose jų spalva negali būti pateikta dėl to, kad yra padengta chlorofilu.
Projektuojant ir atrenkant šviesos diodų augalų žibintus, reikia išvengti kelių nesusipratimų, visų pirma šiais aspektais.
1. Raudonos ir mėlynos šviesos bangos ilgio santykis
Kaip du pagrindiniai dviejų augalų fotosintezės absorbcijos regionai, LED augalų žibintų skleidžiamas spektras turėtų būti daugiausia raudona ir mėlyna. Tačiau to negalima tiesiog išmatuoti raudonos ir mėlynos spalvos santykiu. Pavyzdžiui, raudonos ir mėlynos spalvos santykis yra 4: 1, 6: 1, 9: 1 ir pan.
Augalų rūšys yra labai įvairios ir turi skirtingus įpročius, o skirtingi augimo etapai taip pat turi skirtingus šviesos fokusavimo poreikius. Augalų augimui reikalingas spektras turėtų būti ištisinis spektras, turintis tam tikrą pasiskirstymo plotį. Akivaizdu, kad netinkama naudoti šviesos šaltinį, pagamintą iš dviejų specifinių raudonos ir mėlynos bangos ilgio mikroschemų, turinčių labai siaurą spektrą. Atliekant eksperimentus nustatyta, kad augalai dažniausiai būna gelsvi, lapų stiebai labai šviesūs, o lapų stiebai - labai ploni. Buvo atlikta daugybė tyrimų apie augalų reakciją į skirtingus spektrus užsienio šalyse, pavyzdžiui, infraraudonųjų spindulių dalies poveikį fotoperiodui, geltonai žalios dalies poveikį šešėliniam poveikiui ir violetinė dalis apie atsparumą kenkėjams ir ligoms, maistinėms medžiagoms ir pan.
Faktiškai sodinukai dažnai sudeginami arba nudžiūsta. Todėl šio parametro dizainas turi būti suprojektuotas atsižvelgiant į augalų rūšis, augimo aplinką ir sąlygas.
2. Įprasta balta šviesa ir visas spektras
Šviesos efektas&"; matytas &"; augalais skiriasi nuo žmogaus akių. Mūsų dažniausiai naudojamos baltos šviesos lempos negali pakeisti saulės šviesos, tokios kaip Japonijoje plačiai naudojami trijų pirminių baltos šviesos vamzdžiai. Šių spektrų naudojimas turi tam tikrą poveikį augalų augimui, tačiau efektas nėra toks geras, kaip šviesos diodų sukurtas šviesos šaltinis. .
Fluorescenciniams vamzdžiams su trimis pagrindinėmis spalvomis, dažniausiai naudojamomis ankstesniais metais, nors sintezuojama balta, raudonos, žalios ir mėlynos spalvos spektrai yra atskirti, o spektro plotis yra labai siauras, o ištisinė spektro dalis yra palyginti silpna. Tuo pačiu metu galia, palyginti su šviesos diodais, vis dar yra gana didelė, suvartojama 1,5–3 kartus daugiau energijos. Visas specialiai augalų apšvietimui sukurtų šviesos diodų spektras optimizuoja spektrą. Nors vizualinis efektas vis dar yra baltas, jame yra svarbi šviesos dalis, reikalinga augalų fotosintezei.
3. Apšvietimo intensyvumo parametras PPFD
Fotosintezės srauto tankis (PPFD) yra svarbus augalų šviesos intensyvumo matavimo parametras. Jis gali būti išreikštas šviesos kvantomis arba spinduliuojančia energija. Tai reiškia efektyvų šviesos spinduliuotės srauto tankį fotosintezėje, kuris parodo bendrą šviesos kvantų skaičių, patenkantį į augalų lapų stiebus, bangų ilgio diapazone nuo 400 iki 700 nm per laiko vienetą ir ploto vienetą. Jo vienetas yra μE · m-2 · s-1 (μmol · m-2 · s-1). Fotosintetiškai aktyvi spinduliuotė (PAR) reiškia bendrą saulės spinduliuotę, kurios bangos ilgis yra nuo 400 iki 700 nm.
Augalų šviesos kompensavimo taškas, dar vadinamas šviesos kompensavimo tašku, reiškia, kad PPFD turi būti didesnis už šį tašką, kad fotosintezė būtų didesnė už kvėpavimą, o augalų augimas yra didesnis nei sunaudojimas, kol augalai gali augti. Skirtingi augalai turi skirtingus šviesos kompensavimo taškus, ir negalima tiesiog laikyti, kad jie pasiekia tam tikrą indeksą, pvz., PPFD didesnis nei 200μmol · m-2 · s-1.
Anksčiau naudojamo apšvietimo matuoklio šviesos intensyvumas yra ryškumas, bet dėl to, kad augalų augimo spektras keičiasi dėl šviesos šaltinio aukščio nuo augalo, šviesos aprėpties ir ar šviesa gali praeiti pro lapus ir tt, jis naudojamas kaip šviesa tiriant fotosintezę. Stiprūs rodikliai nėra pakankamai tikslūs, todėl dabar dažniausiai naudojamas PAR.
Paprastai fotosintezės mechanizmą gali inicijuoti teigiamas augalas PPFD> 50 μmol · m-2 · s-1; tuo tarpu šešėliniam augalui PPFD reikia tik 20 μmol · m-2 · s-1. Todėl, montuodami šviesos diodų lemputę, galite ją sumontuoti ir nustatyti pagal šią pamatinę vertę, pasirinkti tinkamą montavimo aukštį ir pasiekti idealią PPFD vertę ir vienodumą ant lapų paviršiaus.
4. Lengva formulė
Šviesos formulė yra nauja neseniai pasiūlyta koncepcija, kuri daugiausia apima tris veiksnius: šviesos kokybę, šviesos kiekį ir trukmę. Tiesiog supraskite, kad šviesos kokybė yra spektras, tinkamiausias augalų fotosintezei; šviesos kiekis yra tinkama PPFD vertė ir vienodumas; trukmė - tai bendra švitinimo vertė ir dienos bei nakties santykis. Nyderlandų žemės ūkio specialistai atrado, kad augalai naudoja infraraudonųjų ir raudonųjų šviesų santykį, kad įvertintų dienos ir nakties pokyčius. Saulėlydžio metu infraraudonųjų spindulių santykis žymiai padidėja, o augalai greitai reaguoja į miegą. Jei šis procesas nebūtų atliktas, gamykla užtruktų kelias valandas.
Praktinėse srityse būtina kaupti patirtį bandymų metu ir pasirinkti geriausią derinį.
