[Abstract] Basato su un gran numero di dati sperimentali, questo articolo discute diverse importanti questioni nella selezione della qualità della luce nelle fabbriche di piante, tra cui la selezione di fonti di luce, gli effetti della luce rossa, blu e gialla e la selezione dello spettrale intervalli, al fine di fornire approfondimenti sulla qualità della luce nelle fabbriche di piante. La determinazione della strategia di abbinamento fornisce alcune soluzioni pratiche che possono essere utilizzate per riferimento.
Selezione della sorgente luminosa

Le fabbriche vegetali generalmente usano le luci a LED. Questo perché le luci a LED hanno le caratteristiche dell'elevata efficienza luminosa, del basso consumo di energia, della minore generazione di calore, della lunga vita e dell'intensità della luce regolabile e dello spettro, che non solo possono soddisfare i requisiti della crescita delle piante e dell'accumulo di materiale efficace, ma anche a risparmiare energia, Ridurre i costi di generazione di calore e elettricità. Le luci di coltivazione a LED possono essere ulteriormente suddivise in luci a LED a spettro largo a ginnastica singolo, luci a LED a spettro ampio specifico per piante a singolo chip e luci a LED a spettro regolabile combinate multi-chip. Il prezzo di questi ultimi due tipi di luci a LED specifiche della pianta è generalmente più di 5 volte quello delle normali luci a LED, quindi le diverse fonti di luce dovrebbero essere selezionate in base a scopi diversi. Per le grandi fabbriche vegetali, i tipi di piante che crescono cambiano con la domanda di mercato. Al fine di ridurre i costi di costruzione e non influire significativamente sull'efficienza della produzione, l'autore raccomanda di utilizzare chip a LED ad ampio spettro per l'illuminazione generale come fonte di illuminazione. Per le piccole fabbriche vegetali, se i tipi di piante sono relativamente fissi, al fine di ottenere un'elevata efficienza di produzione e qualità senza aumentare significativamente i costi di costruzione, i chip a LED a spettro ampio per l'illuminazione specifica o generale delle piante possono essere utilizzati come fonte di illuminazione. Se deve studiare l'effetto della luce sulla crescita delle piante e l'accumulo di sostanze efficaci, in modo da fornire la migliore formula di luce per la produzione su larga scala in futuro, una combinazione multi-chip di luci a LED a spettro regolabile può essere utilizzata per cambiare Fattori come l'intensità della luce, lo spettro e il tempo leggero per ottenere la migliore formula di luce per ciascuna pianta per fornire la base per la produzione su larga scala.

La luce rossa e blu

Per quanto riguarda i risultati sperimentali specifici, quando il contenuto della luce rossa (R) è superiore a quello della luce blu (b) (lattuga r: b = 6: 2 e 7: 3; spinaci R: b = 4: 1; , ecc.) erano più alti, ma il diametro dello stelo e il forte indice di piantine delle piante erano più grandi quando il contenuto di luce blu era più alto di quello della luce rossa. Per gli indicatori biochimici, il contenuto di luce rossa più alta della luce blu è generalmente vantaggioso per l'aumento del contenuto di zucchero solubile nelle piante. Tuttavia, per l'accumulo di VC, proteine ​​solubili, clorofilla e carotenoidi nelle piante, è più vantaggioso usare l'illuminazione a LED con un contenuto di luce blu più elevata rispetto alla luce rossa e il contenuto di malondialdeide è anche relativamente basso in questa condizione di illuminazione.

Poiché la fabbrica di piante viene utilizzata principalmente per coltivare verdure a foglia o per la raccolta di piantine industriali, può essere concluso dai risultati di cui sopra che, in base alla premessa di aumentare la resa e tenere conto della qualità, è adatto a utilizzare chip a LED con rosso più alto Contenuto della luce della luce blu come sorgente luminosa. Un rapporto migliore è R: B = 7: 3. Inoltre, un tale rapporto tra luce rossa e blu è sostanzialmente applicabile a tutti i tipi di verdure a foglia o piantine e non ci sono requisiti specifici per piante diverse.

Selezione di lunghezze d'onda rossa e blu

Durante la fotosintesi, l'energia della luce viene assorbita principalmente attraverso la clorofilla A e la clorofilla b. La figura seguente mostra gli spettri di assorbimento della clorofilla A e della clorofilla B, dove la linea spettrale verde è lo spettro di assorbimento della clorofilla A e la linea spettrale blu è lo spettro di assorbimento della clorofilla B. Dalla figura si può vedere che sia la clorofilla A che la clorofilla B hanno due picchi di assorbimento, uno nella regione della luce blu e l'altro nella regione della luce rossa. Ma i 2 picchi di assorbimento della clorofilla A e della clorofilla B sono leggermente diversi. Per essere precisi, le due lunghezze d'onda di picco della clorofilla A sono rispettivamente di 430 nm e 662 nm e le due lunghezze d'onda di picco della clorofilla B sono rispettivamente 453 nm e 642 nm. Questi quattro valori di lunghezza d'onda non cambieranno con piante diverse, quindi la selezione di lunghezze d'onda rosse e blu nella sorgente luminosa non cambierà con diverse specie vegetali.

Spettri di assorbimento di clorofilla A e clorofilla B

Un normale illuminazione a LED con un ampio spettro può essere utilizzata come sorgente luminosa della fabbrica di piante, purché la luce rossa e blu possa coprire le due lunghezze d'onda di picco della clorofilla A e la clorofilla B, cioè la gamma di lunghezze d'onda della luce in rosso è generalmente 620 ~ 680 nm, mentre la luce blu la gamma di lunghezze d'onda è compresa tra 400 e 480 nm. Tuttavia, la gamma di lunghezze d'onda di luce rossa e blu non dovrebbe essere troppo ampia perché non solo spreca energia luminosa, ma può anche avere altri impatti.

Se una luce a LED composta da chip rossi, gialli e blu viene utilizzata come fonte luminosa della fabbrica di piante, la lunghezza d'onda di picco della luce rossa dovrebbe essere impostata sulla lunghezza d'onda di picco della clorofilla A, cioè a 660 nm, la lunghezza d'onda di picco, la lunghezza d'onda di picco di luce blu dovrebbe essere impostata sulla lunghezza d'onda di picco della clorofilla B, cioè a 450 nm.

Il ruolo della luce gialla e verde

È più appropriato quando il rapporto tra luce rossa, verde e blu è R: G: B = 6: 1: 3. Per quanto riguarda la determinazione della lunghezza d'onda del picco della luce verde, poiché svolge principalmente un ruolo normativo nel processo di crescita delle piante, deve solo essere compreso tra 530 e 550 nm.

Riepilogo

Questo articolo discute la strategia di selezione della qualità della luce nelle fabbriche di piante da aspetti sia teorici che pratici, inclusa la selezione della gamma di lunghezze d'onda di luce rossa e blu nella sorgente di luce a LED e il ruolo e il rapporto tra luce gialla e verde. Nel processo di crescita delle piante, dovrebbe essere considerata la ragionevole abbinamento tra i tre fattori di intensità di luce, qualità della luce e tempo leggero e la loro relazione con i nutrienti, la temperatura e l'umidità e la concentrazione di CO2 dovrebbe essere considerata in modo completo. Per la produzione effettiva, sia che si preveda di utilizzare un ampio spettro o una luce a LED di spettro di sintonizzabile combinabile multi-chip, il rapporto tra lunghezze d'onda è la considerazione principale, poiché oltre alla qualità della luce, altri fattori possono essere regolati in tempo reale durante il funzionamento. Pertanto, la considerazione più importante nella fase di progettazione delle fabbriche vegetali dovrebbe essere la selezione della qualità della luce.

Autore: Yong Xu

Fonte dell'articolo: Conto WeChat della tecnologia di ingegneria agricola (orticoltura serra)

Riferimento: Yong Xu,Strategia di selezione della qualità della luce nelle fabbriche di piante [J]. Tecnologia di ingegneria agricola, 2022, 42 (4): 22-25.