[Resumo] Com base em um grande número de dados experimentais, este artigo discute várias questões importantes na seleção da qualidade da luz nas fábricas de plantas, incluindo a seleção de fontes de luz, os efeitos da luz vermelha, azul e amarela e a seleção de espectral varia, a fim de fornecer informações sobre a qualidade da luz nas fábricas de plantas. A determinação da estratégia de correspondência fornece algumas soluções práticas que podem ser usadas para referência.
Seleção de fonte de luz

As fábricas de plantas geralmente usam luzes LED. This is because LED lights have the characteristics of high luminous efficiency, low energy consumption, less heat generation, long life and adjustable light intensity and spectrum, which can not only meet the requirements of plant growth and effective material accumulation, but also save energy, Reduza os custos de geração de calor e eletricidade. As luzes de cultivo de LED podem ser divididas em luzes LED de amplo espectro de chip único para fins gerais, luzes LED de amplo espectro específicas de chip de lascas únicas e luzes LED de espectro ajustável combinadas com vários chips. O preço dos dois últimos tipos de luzes LED específicas da planta é geralmente mais de 5 vezes o das luzes LED comuns, portanto, diferentes fontes de luz devem ser selecionadas de acordo com diferentes propósitos. Para grandes fábricas de plantas, os tipos de plantas que eles cultivam mudam com a demanda do mercado. Para reduzir os custos de construção e não afetar significativamente a eficiência da produção, o autor recomenda o uso de chips LED de amplo espectro para iluminação geral como fonte de iluminação. Para fábricas de pequenas plantas, se os tipos de plantas forem relativamente fixos, a fim de obter alta eficiência e qualidade da produção sem aumentar significativamente o custo de construção, lascas de LED de amplo espectro para iluminação específica da planta ou de planta podem ser usadas como fonte de iluminação. Se for estudar o efeito da luz no crescimento das plantas e no acúmulo de substâncias eficazes, de modo a fornecer a melhor fórmula de luz para a produção em larga escala no futuro, uma combinação de luzes LED de espectro ajustável pode ser usado para mudar Fatores como intensidade da luz, espectro e tempo leve para obter a melhor fórmula de luz para cada planta, para fornecer a base para a produção em larga escala.

A luz vermelha e azul

No que diz respeito aos resultados experimentais específicos, quando o conteúdo da luz vermelha (r) é maior que o da luz azul (b) (alface r: b = 6: 2 e 7: 3; espinafre r: b = 4: 1; Peso, etc.) foram maiores, mas o diâmetro do caule e o forte índice de plântulas das plantas eram maiores quando o teor de luz azul era maior que o da luz vermelha. Para indicadores bioquímicos, o conteúdo da luz vermelha mais alta que a luz azul é geralmente benéfica para o aumento do teor de açúcar solúvel nas plantas. No entanto, para o acúmulo de VC, proteína solúvel, clorofila e carotenóides nas plantas, é mais vantajoso usar iluminação LED com maior teor de luz azul que a luz vermelha, e o conteúdo de malondialdeído também é relativamente baixo sob essa condição de iluminação.

Como a fábrica da planta é usada principalmente para cultivar vegetais folhosos ou para o aumento das mudas industriais, ela pode ser concluída a partir dos resultados acima que, sob a premissa de aumentar o rendimento e levar em consideração a qualidade, é adequado usar chips LED com vermelho mais alto Conteúdo leve que a luz azul como fonte de luz. Uma proporção melhor é R: B = 7: 3. Além disso, essa proporção de luz vermelha e azul é basicamente aplicável a todos os tipos de vegetais ou mudas folhosas, e não há requisitos específicos para diferentes plantas.

Seleção de comprimento de onda vermelha e azul

Durante a fotossíntese, a energia luminosa é absorvida principalmente através da clorofila A e clorofila b. A figura abaixo mostra os espectros de absorção da clorofila A e clorofila B, onde a linha espectral verde é o espectro de absorção da clorofila A, e a linha espectral azul é o espectro de absorção da clorofila b. Pode ser visto a partir da figura que a clorofila A e a clorofila B têm dois picos de absorção, um na região da luz azul e a outra na região da luz vermelha. Mas os 2 picos de absorção da clorofila A e clorofila B são ligeiramente diferentes. Para ser preciso, os dois comprimentos de onda de pico da clorofila A são 430 nm e 662 nm, respectivamente, e os dois comprimentos de onda de pico da clorofila B são 453 nm e 642 nm, respectivamente. Esses quatro valores de comprimento de onda não mudarão com diferentes plantas; portanto, a seleção de comprimentos de onda vermelha e azul na fonte de luz não mudará com diferentes espécies vegetais.

Espectros de absorção de clorofila A e clorofila B

Uma iluminação LED comum com um amplo espectro pode ser usada como fonte de luz da fábrica de plantas, desde que a luz vermelha e azul possa cobrir os dois comprimentos de onda de pico da clorofila A e clorofila B, ou seja, a faixa de comprimento de onda da luz vermelha é geralmente 620 ~ 680 nm, enquanto a luz azul a faixa de comprimento de onda é de 400 a 480 nm. No entanto, a faixa de comprimento de onda da luz vermelha e azul não deve ser muito larga, pois não apenas desperdiça energia luminosa, mas também pode ter outros impactos.

Se uma luz LED composta de lascas vermelhas, amarelas e azuis for usada como fonte de luz da fábrica de plantas, o comprimento de onda do pico da luz vermelho deve ser definido no comprimento de onda de pico da clorofila A, isto é, a 660 nm, o comprimento de onda de pico de luz azul deve ser ajustada para o comprimento de onda de pico da clorofila B, ou seja, a 450 nm.

O papel da luz amarela e verde

É mais apropriado quando a proporção de luz vermelha, verde e azul é R: G: B = 6: 1: 3. Quanto à determinação do comprimento de onda do pico de luz verde, uma vez que desempenha principalmente um papel regulatório no processo de crescimento da planta, ele só precisa estar entre 530 e 550 nm.

Resumo

Este artigo discute a estratégia de seleção de qualidade da luz nas fábricas de plantas de aspectos teóricos e práticos, incluindo a seleção da faixa de comprimento de onda da luz vermelha e azul na fonte de luz LED e o papel e a proporção de luz amarela e verde. No processo de crescimento da planta, a correspondência razoável entre os três fatores de intensidade da luz, qualidade da luz e tempo de luz e sua relação com nutrientes, temperatura e umidade e concentração de CO2 também devem ser considerados de maneira abrangente. Para a produção real, se você planeja usar um amplo espectro ou uma combinação de múltiplos chips. Portanto, a consideração mais importante no estágio de design das fábricas de plantas deve ser a seleção da qualidade da luz.

Autor: Yong Xu

Artigo Fonte: WeChat Conta of Agricultural Engineering Technology (Greenhouse Horticulture)

Referência: Yong Xu,Estratégia de seleção de qualidade leve em fábricas de plantas [J]. Tecnologia de Engenharia Agrícola, 2022, 42 (4): 22-25.