Ar fotosintezę palaikoLED lemputės?
Natūralus šviesos šaltinis, milijardus metų palaikęs sausumos augmeniją, saulės šviesa, dažnai siejamas su fotosinteze – procesu, kurio metu augalai šviesos energiją paverčia chemine energija, kad paskatintų vystymąsi. Tačiau augant miestams, sodininkystė patalpose tampa vis populiaresnė, o ūkininkavimo metodai pereina prie kontroliuojamų nustatymų (pvz., vertikalūs ūkiai), iškyla problema: ar dirbtiniai šviesos šaltiniai, tokie kaip LED lemputės, gali skatinti fotosintezę? Taip, be jokios abejonės, tačiau efektyvumas priklauso nuo žinojimo, kaip augalai naudoja šviesą, LED charakteristikas ir kruopštų apšvietimo sąlygų derinimą. Norėdami tai ištirti, pirmiausia turime išsklaidyti fotosintezės pagrindus, tada pažvelgti į tai, kaip šviesos diodai atitinka augalų šviesos poreikius, o tada aptarti praktinį naudojimą ir problemas.
Augalų gebėjimas naudoti pigmentus, tokius kaip karotinoidai, chlorofilas a ir chlorofilas b, kad sugertų tam tikrus šviesos bangos ilgius, yra pagrindinis fotosintezės komponentas. Pagrindinis pigmentas, chlorofilas a, efektyviausiai sugeria šviesą dviem bangų ilgių diapazonais: raudonojo spektro (600–700 nm) ir mėlynojo spektro (400–500 nm). Karotenoidai sugeria mėlyną{6}}žalią šviesą ir apsaugo augalus nuo šviesos žalos, o chlorofilas b sustiprina tai, sugerdamas šiek tiek daugiau mėlynos ir šiek tiek oranžinės šviesos. Žmogaus akiai lapai atrodo žali, nes augalai sunaudoja labai mažai žalios šviesos (500–600 nm), o didžioji jos dalis atsispindi. Nors visą matomos šviesos spektrą suteikia saulės šviesa, augalai naudoja tik mėlyną ir raudoną dalis, kurios vadinamos „fotosintetiškai aktyvios spinduliuotės“ (PAR) diapazonu. Šis esminis suvokimas yra labai svarbus LED technologijai: net ir neatkuriant viso saulės spektro, šviesos diodai gali palengvinti fotosintezę, jei gali skleisti šviesą raudonose ir mėlynose PAR srityse.
šviesos diodaiypač gerai{0}}tinka fotosintezei dėl išskirtinio gebėjimo taikyti tam tikrus bangos ilgius. Šviesos diodai gali būti suprojektuoti taip, kad skleistų siauras šviesos juostas tiksliai mėlynos ir raudonos spalvos diapazonuose, priešingai nei fluorescenciniai vamzdžiai (kurie skleidžia šiek tiek PAR, bet ir nereikalingą žalią bei geltoną šviesą) arba kaitrinės lemputės (kurios skleidžia plataus -spektro šviesą, bet praranda didžiąją dalį energijos kaip šiluma). Pavyzdžiui, didelio -efektyvumo mėlyni šviesos diodai (kuriuose naudojami InGaN puslaidininkiai, kaip minėta anksčiau), skleidžia šviesą 450–470 nm bangos ilgiu, kurį lengvai sugeria chlorofilas a ir b. Esant 660–670 nm, kuris taip pat yra dar vienas didžiausias chlorofilo a sugerties diapazonas, raudoni šviesos diodai, paprastai sudaryti iš aliuminio galio arsenido (AlGaAs) arba galio arsenido fosfido (GaAsP), skleidžia šviesą. Augintojai gali sukurti „priskirtą“ šviesos spektrą, atitinkantį jų augalų fotosintezės reikalavimus, derindami mėlynus ir raudonus šviesos diodus tam tikru santykiu, paprastai nuo 1:3 iki 1:5 mėlynos -ir -raudonos, atsižvelgiant į augalų veislę. Šviesos diodai yra iki 80 % efektyvesni nei kaitrinės lemputės, o tai yra didžiulis privalumas ūkininkaujant patalpose, kur apšvietimo išlaidos yra pagrindinės išlaidos. Šis kryptingas požiūris ne tik garantuoja, kad augalai gaus reikiamą šviesą, bet ir sumažina energijos švaistymą.
Šviesos diodų gebėjimas skatinti fotosintezę{0}}ir tam tikromis aplinkybėmis pranokti natūralią saulės šviesą{1}}nuolat buvo patvirtintas moksliniais tyrimais. 2018 m. atliktas tyrimas, kuriame lyginamas salotų augimas po raudona-mėlyna spalvaLED apšvietimasį saulės šviesą buvo paskelbtas Scientia Horticulturae. Remiantis išvadomis, salotos, auginamos naudojant šviesos diodus, turėjo 20% daugiau biomasės (bendro augalo svorio) ir daugiau antioksidantų nei salotos, auginamos saulėje. Taip yra dėl to, kad šviesos diodai tiksliai valdo šviesos spektrą, trukmę ir intensyvumą, -kurie skiriasi natūraliomis sąlygomis. Pavyzdžiui, fotosintezė sulėtėja debesuotomis dienomis, kai mažėja saulės šviesos intensyvumas. Augintojai gali naudoti šviesos diodus, kad išlaikytų pastovų šviesos lygį (matuojamas mikromoliais kvadratiniam metrui per sekundę arba μmol/m²/s), kuris idealiai tinka augalo augimo stadijai. Taip pat galima keisti „fotoperiodą“ arba šviesos valandų skaičių kiekvieną dieną. Pavyzdžiui, žalumynams, tokiems kaip špinatai, žydėti reikia 12–16 valandų šviesos, o žydintiems augalams, pavyzdžiui, pomidorams, reikia trumpesnių fotoperiodų, kad pradėtų žydėti. Vertikaliuose ūkiuose ar augintuose palapinėse šviesos diodai padidina šviesos sugertį ir erdvės efektyvumą gamindami mažiau šilumos nei kiti šviesos šaltiniai, todėl juos galima pastatyti arčiau augalų, nedeginant jų lapų.
Kadangi šviesos diodai yra reguliuojami, juos galima reguliuoti taip, kad atitiktų skirtingus skirtingų augalų rūšių šviesos poreikius. Lapinėms daržovėms (salotoms, lapiniams kopūstams ir špinatams) reikia mėlynos ir raudonos šviesos, nes jų augimas yra nukreiptas į lapijos vystymąsi. Paprastas raudonos-mėlynos šviesos diodų išdėstymas yra tinkamas šiems augalams ir už prieinamą kainą. Tačiau į apšvietimą įtraukus nedidelį kiekį žalios arba toli{4}}raudonos šviesos (700–800 nm), gali padėti žydintys ir vaisingi augalai, pavyzdžiui, pomidorai, paprikos ir rožės. Pavyzdžiui, tolima -raudona šviesa padeda kontroliuoti „fotomorfogenezę“ arba tai, kaip augalai reaguoja į šviesą, augindami tokius dalykus kaip stiebo ilgis ir žiedų pradžia. 10 % toli- raudona šviesa, pridėta prie raudonos-mėlynos šviesos diodų spektro, 15 % padidino pomidorų vaisių derlių, remiantis paskelbtu Planu20t2 tyrimu. fiziologija. Šviesos diodai gali padėti net mažai -šviesą-mėgstantiems augalams, pvz., įprastiems kambariniams augalams, pvz., pothos ar gyvačių augalams, kurie gali išgyventi erdvėse be natūralios saulės dėl mažo-intensyvumo mėlynos-raudonos LED lempos, kuri gali pasiūlyti pakankamai PAR, kad jie būtų sveiki. Dėl savo pritaikomumo šviesos diodai puikiai tinka ne tik pramoniniam ūkininkavimui, bet ir sodininkams, norintiems auginti kambarines gėles ar vaistažoles ištisus metus.
Nors šviesos diodai gana gerai atlieka fotosintezę, reikia atsiminti keletą dalykų, kad išnaudotumėte visas jų galimybes. Pirma, šviesos intensyvumas turi atitikti augalo poreikius. Pavyzdžiui, suaugusiems augalams gali prireikti 400–600 μmol/m²/s maksimaliam augimui, o sodinukams – mažesnio intensyvumo (100–200 μmol/m²/s), kad būtų išvengta streso. Augalui senstant, ūkininkai gali keisti intensyvumą naudodami šviesos diodus, kurie turi pritemdymo funkciją. Antras esminis veiksnys yra spektro santykis: per daug raudonos šviesos gali nulemti silpnus, lieknus augalus, o per daug mėlynos šviesos trukdys augti (ploni lapai, trumpi stiebai). Labai svarbu išbandyti įvairius kiekvienos rūšies santykius, pvz., 1:4 mėlynos{11}}ir-raudonos salotoms ir 1:3 pomidorams. Trečia, šilumą valdantys-didelės{17}}galios šviesos diodai, naudojami komerciniuose ūkiuose, vis dėlto gali gaminti šilumą, kuri turi įtakos augalų temperatūrai ir šviesos diodų eksploatavimo trukmei, nepaisant to, kad šviesos diodai skleidžia mažiau šilumos nei tradicinės lemputės. LED šviestuvai gali išvengti perkaitimo pridedant ventiliatorius arba radiatorius. Galiausiai, nors energijos sąnaudos yra mažesnės nei kaitrinės arba fluorescencinės lempos, jos vis tiek gali padidėti didelėms įmonėms. Ilgalaikes{22}}išlaidas galima sumažinti pasirinkus didelio-efektyvumo šviesos diodus, kurie matuojami liumenais vatui (lm/W) arba PAR vienam vatui (μmol/J).
Augantis patalpų ūkis ir vertikalus ūkininkavimas jau liudija apie praktinį LED{0}}palaikomos fotosintezės poveikį. Tūkstančiairaudoni-mėlyni šviesos diodainaudojamos tokiose įmonėse kaip „Plenty“ ir „AeroFarms“, augindamos lapinius augalus miestuose, sunaudoja 95 % mažiau vandens nei tradicinis ūkininkavimas ir duoda derlių ištisus metus. Šviesos diodai leidžia gaminti maistą vietoje, kur yra ekstremalių temperatūrų, pvz., Arkties regione, kur ištisus mėnesius retai šviečia saulė, todėl sumažėja importuotų daržovių poreikis. NASA tyrimai, skirti sukurti maisto sistemas ilgoms kelionėms į kosmosą (pvz., kelionėms į Marsą), taip pat naudoja šviesos diodus augalams auginti kontroliuojamomis sąlygomis. Mažesniu mastu namų augintojai niūrias vietas paverčia vaisingais sodais, naudodami LED lemputes, kad rūsiuose ar butuose sodintų daržoves, žoleles ir mikrožalumynus. Šie naudojimo būdai rodo, kad šviesos diodai yra revoliucinė technologija, praplečianti augalų auginimo vietų ir metodų spektrą, be to, jie yra praktiškas saulės šviesos pakaitalas fotosintezės metu.
Apibendrinant,LED lemputėsneabejotinai gali padėti fotosintezei, ir jie gali tai padaryti efektyviau, tiksliau ir įvairiapusiškiau nei daugelis įprastų šviesos šaltinių. Šviesos diodai suteikia augalams tikslią šviesą, reikalingą fotosintezei, spinduliuodami tam tikrus bangos ilgius raudonos ir mėlynos spalvos PAR diapazonuose. Augintojai taip pat gali keisti šviesos spektrą, intensyvumą ir trukmę, kad atitiktų skirtingas augalų rūšis ir augimo tarpsnius. Remiantis moksliniais tyrimais ir praktiniu pritaikymu (pvz., soduose ir vertikaliuose ūkiuose), šviesos diodai gali padidinti augalų augimą, derlių ir kokybę. Nors yra veiksnių, į kuriuos reikia atsižvelgti, pvz., šilumos valdymą ir maksimalų šviesos intensyvumą, juos galima lengvai išspręsti kruopščiai suprojektavus. LED technologijos indėlis į fotosintezę tik didės, kai ji toliau vystysis (kaštų, efektyvumo ir spektro derinimo požiūriu), atvers duris į prieinamesnį, produktyvesnį ir tvaresnį žemės ūkį ateityje.
DUK
Q1. Kaip galiu gauti šiuos pavyzdžius?
A1: Sveiki, tai lengva. Duok man savo adresą ir pasakyk, kokios prekės tau reikia; mes pasirūpinsime, kad jį atsiųstume jums per DHL arba FedEx.
2 klausimas: kaip apie jūsų kokybę?
A2: Visa žaliava yra aukščiausios kokybės, kad būtų užtikrintas didelis šviesumas ir pakankamas ryškumas.
3 klausimas: kaip apie pristatymo laiką?
A3: pavyzdžiui reikia 3-5 dienų, masinės gamybos laikas - 25-40 dienų po indėlio gavimo
Shenzhen Benwei Lighting Technology Co., Ltd
Telefonas: +86 0755 27186329
Mobilusis (+86)18673599565
Whatsapp:19113306783
El. paštas:bwzm15@benweilighting.com
Skype: benweilight88
Tinklalapis:www.benweilight.com
