[Özet] Çok sayıda deneysel veriye dayanarak, bu makalede, ışık kaynaklarının seçimi, kırmızı, mavi ve sarı ışığın etkileri ve spektral seçimi de dahil olmak üzere bitki fabrikalarında ışık kalitesinin seçiminde birkaç önemli konu tartışılmaktadır. Bitki fabrikalarında ışık kalitesine ilişkin bilgiler sağlamak için aralıklar. Eşleştirme stratejisinin belirlenmesi, referans için kullanılabilecek bazı pratik çözümler sunar.
Işık kaynağı seçimi

Bitki fabrikaları genellikle LED ışıkları kullanır. Bunun nedeni, LED ışıklarının yüksek aydınlık verimlilik, düşük enerji tüketimi, daha az ısı üretimi, uzun ömür ve ayarlanabilir ışık yoğunluğu ve spektrum özelliklerine sahip olmasıdır, bu da sadece bitki büyümesi ve etkili malzeme birikimi gereksinimlerini karşılayamayabilir, aynı zamanda enerji tasarrufu sağlar. Isı üretimini ve elektrik maliyetlerini azaltın. LED büyüme ışıkları, genel amaçlı tek çipli geniş spektrumlu LED ışıklara, tek çipli bitki spesifik geniş spektrumlu LED ışıklara ve çoklu buklu birleştirilmiş ayarlanabilir spektrumlu LED ışıklara bölünebilir. Son iki çeşit bitki spesifik LED ışığının fiyatı genellikle sıradan LED ışıkların 5 katından daha fazladır, bu nedenle farklı amaçlara göre farklı ışık kaynakları seçilmelidir. Büyük bitki fabrikaları için, büyüdükleri bitki türleri pazar talebi ile değişir. İnşaat maliyetlerini azaltmak ve üretim verimliliğini önemli ölçüde etkilememek için yazar, aydınlatma kaynağı olarak genel aydınlatma için geniş spektrumlu LED çipleri kullanılmasını önerir. Küçük bitki fabrikaları için, bitki türleri nispeten sabitse, inşaat maliyetini önemli ölçüde artırmadan yüksek üretim verimliliği ve kalitesi elde etmek için, bitki özgü veya genel aydınlatma için geniş spektrumlu LED yongaları aydınlatma kaynağı olarak kullanılabilir. Işığın bitki büyümesi ve etkili maddelerin birikimi üzerindeki etkisini incelemek için, gelecekte büyük ölçekli üretim için en iyi ışık formülü sağlamak için, ayarlanabilir spektrum LED ışıklarının çoklu buklu kombinasyonu değiştirmek için kullanılabilir. Büyük ölçekli üretim için temel sağlayan her bitki için en iyi ışık formülünü elde etmek için ışık yoğunluğu, spektrum ve ışık zamanı gibi faktörler.

Kırmızı ve Mavi Işık

Spesifik deneysel sonuçlar söz konusu olduğunda, kırmızı ışık (R) içeriği mavi ışıktan (b) daha yüksek olduğunda (marul r: b = 6: 2 ve 7: 3; ıspanak R: b = 4: 1 Kabak R: B = 7: 3; Ağırlık, vb.) Daha yüksekti, ancak mavi ışık içeriği kırmızı ışıktan daha yüksek olduğunda bitkilerin kök çapı ve güçlü fide endeksi daha büyüktü. Biyokimyasal göstergeler için, mavi ışıktan daha yüksek kırmızı ışık içeriği genellikle bitkilerdeki çözünür şeker içeriğinin artması için faydalıdır. Bununla birlikte, bitkilerde VC, çözünür protein, klorofil ve karotenoidlerin birikimi için, kırmızı ışıktan daha yüksek mavi ışık içeriğine sahip LED aydınlatma kullanmak daha avantajlıdır ve bu aydınlatma koşulu altında malondialdehit içeriği de nispeten düşüktür.

Bitki fabrikası esas olarak yapraklı sebzelerin yetiştirilmesi veya endüstriyel fide yetiştiriciliği için kullanıldığından, verimi artırma ve kaliteyi dikkate alarak, daha yüksek kırmızı olan LED çipleri kullanmanın uygun olduğu yukarıdaki sonuçlardan sonuçlanabilir. Işık kaynağı olarak mavi ışıktan daha ışık içeriği. Daha iyi bir oran R: B = 7: 3'tür. Dahası, böyle bir kırmızı ve mavi ışık oranı temelde her türlü yapraklı sebze veya fide için uygulanabilir ve farklı bitkiler için özel bir gereklilik yoktur.

Kırmızı ve mavi dalga boyu seçimi

Fotosentez sırasında, ışık enerjisi esas olarak klorofil A ve klorofil b ile emilir b. Aşağıdaki şekil, yeşil spektral çizginin klorofil A'nın emilim spektrumu olduğu ve mavi spektral çizgi klorofil b'nin emilim spektrumudur. Hem klorofil A hem de klorofil B'nin, biri mavi ışık bölgesinde diğeri kırmızı ışık bölgesinde olmak üzere iki emilim pikine sahip olduğu görülebilir. Ancak klorofil A ve klorofil B'nin 2 emilim pikleri biraz farklıdır. Kesin olarak, klorofil A'nın iki pik dalga boyu sırasıyla 430 nm ve 662 nm'dir ve klorofil B'nin iki tepe dalga boyu sırasıyla 453 nm ve 642 nm'dir. Bu dört dalga boyu değeri farklı bitkilerle değişmez, bu nedenle ışık kaynağındaki kırmızı ve mavi dalga boylarının seçimi farklı bitki türleriyle değişmez.

Klorofil A ve Klorofil B'nin emilim spektrumları

Kırmızı ve mavi ışık klorofil A ve klorofil B'nin iki tepe dalga boyunu, yani kırmızı ışık aralığını kaplayabildiği sürece, bitki fabrikasının ışık kaynağı olarak geniş bir spektrum olan sıradan bir LED aydınlatma kullanılabilir. genellikle 620 ~ 680 nm, mavi ışık dalga boyu aralığı 400 ila 480 nm arasındadır. Bununla birlikte, kırmızı ve mavi ışığın dalga boyu aralığı çok geniş olmamalıdır, çünkü sadece ışık enerjisini boşa harcamakla kalmaz, aynı zamanda başka etkileri de olabilir.

Bitki fabrikasının ışık kaynağı olarak kırmızı, sarı ve mavi parçalardan oluşan bir LED ışık kullanılırsa, kırmızı ışığın tepe dalga boyu klorofil A'nın tepe dalga boyuna, yani 660 nm'de tepe dalga boyuna ayarlanmalıdır. mavi ışığın klorofil B'nin tepe dalga boyuna, yani 450 nm'de ayarlanmalıdır.

Sarı ve yeşil ışığın rolü

Kırmızı, yeşil ve mavi ışık oranı R: G: B = 6: 1: 3 olduğunda daha uygundur. Yeşil ışık tepe dalga boyunun belirlenmesine gelince, esas olarak bitki büyümesi sürecinde düzenleyici bir rol oynadığı için, sadece 530 ila 550 nm arasında olması gerekir.

Özet

Bu makalede, LED ışık kaynağındaki kırmızı ve mavi ışık dalga boyu kırmızı ve mavi ışık aralığının seçimi ve sarı ve yeşil ışığın rolü ve oranı da dahil olmak üzere, bitki fabrikalarındaki ışık kalitesi seçim stratejisi tartışılmaktadır. Bitki büyümesi sürecinde, üç ışık yoğunluğu, ışık kalitesi ve ışık süresi ve besin maddeleri, sıcaklık ve nem ile ilişkileri arasındaki makul eşleşme de kapsamlı bir şekilde dikkate alınmalıdır. Gerçek üretim için, ister geniş bir spektrum veya çoklu buklu kombinasyon ayarlanabilir spektrum LED ışığı kullanmayı planlıyorsanız, dalga boylarının oranı birincil husustur, çünkü ışık kalitesine ek olarak, operasyon sırasında diğer faktörler gerçek zamanlı olarak ayarlanabilir. Bu nedenle, bitki fabrikalarının tasarım aşamasında en önemli husus, ışık kalitesinin seçimi olmalıdır.

Yazar: Yong Xu

Makale Kaynağı: Tarım Mühendisliği Teknolojisinin WeChat Hesabı (Sera Bahçeciliği)

Referans: Yong Xu,Bitki fabrikalarında hafif kalite seçim stratejisi [J]. Tarım Mühendisliği Teknolojisi, 2022, 42 (4): 22-25.