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

As fábricas de plantas geralmente usam luzes LED.Isso ocorre porque as luzes LED têm as características de alta eficiência luminosa, baixo consumo de energia, menos geração de calor, longa vida útil e intensidade e espectro de luz ajustáveis, que podem não apenas atender aos requisitos de crescimento da planta e acumulação efetiva de material, mas também economizar energia, reduzir a geração de calor e os custos de eletricidade.As luzes LED para cultivo podem ser divididas em luzes LED de amplo espectro de chip único para uso geral, luzes LED de amplo espectro específicas de plantas de chip único e luzes LED de espectro ajustável combinadas de vários chips.O preço dos dois últimos tipos de luzes LED específicas para plantas é geralmente mais de 5 vezes o das luzes LED comuns, então diferentes fontes de luz devem ser selecionadas de acordo com diferentes propósitos.Para grandes fábricas de plantas, os tipos de plantas que elas cultivam mudam com a demanda do mercado.A fim de reduzir os custos de construção e não afetar significativamente a eficiência da produção, o autor recomenda o uso de chips de LED de amplo espectro para iluminação geral como fonte de iluminação.Para pequenas fábricas, se os tipos de plantas forem relativamente fixos, a fim de obter alta eficiência e qualidade de produção sem aumentar significativamente o custo de construção, chips de LED de amplo espectro para iluminação geral ou específica da planta podem ser usados ​​como fonte de iluminação.Se for para estudar o efeito da luz no crescimento da planta e acúmulo de substâncias eficazes, de modo a fornecer a melhor fórmula de luz para produção em larga escala no futuro, uma combinação de vários chips de luzes LED de espectro ajustável pode ser usada para alterar fatores como intensidade de luz, espectro e tempo de luz para obter a melhor fórmula de luz para cada planta, fornecendo assim a base para produção em larga escala.

A luz vermelha e azul

No que diz respeito aos resultados experimentais específicos, quando o teor de luz vermelha (R) é maior que o de luz azul (B) (alface R:B = 6:2 e 7:3; espinafre R:B = 4: 1; mudas de cabaça R:B = 7:3; mudas de pepino R:B = 7:3), o experimento mostrou que o teor de biomassa (incluindo a altura da planta da parte aérea, a área foliar máxima, peso fresco e peso seco , etc.) foram maiores, mas o diâmetro do caule e o forte índice de plântulas das plantas foram maiores quando o teor de luz azul foi maior do que o da luz vermelha.Para indicadores bioquímicos, o teor de luz vermelha maior que o de luz azul é geralmente benéfico 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 do que luz vermelha, e o teor de malondialdeído também é relativamente baixo nessa condição de iluminação.

Uma vez que a fábrica de plantas é usada principalmente para o cultivo de vegetais folhosos ou para a criação de mudas industriais, pode-se concluir dos resultados acima que, sob a premissa de aumentar o rendimento e levar em consideração a qualidade, é adequado usar chips de LED com maior vermelho conteúdo de luz do que a luz azul como fonte de luz.Uma proporção melhor é R:B = 7:3.Além do mais, tal proporção de luz vermelha e azul é basicamente aplicável a todos os tipos de vegetais folhosos ou mudas, e não há requisitos específicos para plantas diferentes.

Seleção de comprimento de onda vermelho e azul

Durante a fotossíntese, a energia luminosa é absorvida principalmente pela clorofila a e clorofila b.A figura abaixo mostra os espectros de absorção da clorofila a e da 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 na figura que tanto a clorofila a quanto a clorofila b têm dois picos de absorção, um na região de luz azul e outro na região de luz vermelha.Mas os 2 picos de absorção da clorofila a e da clorofila b são ligeiramente diferentes.Para ser preciso, os dois picos de comprimento de onda da clorofila a são 430 nm e 662 nm, respectivamente, e os dois picos de comprimento de onda da clorofila b são 453 nm e 642 nm, respectivamente.Esses quatro valores de comprimento de onda não mudarão com diferentes plantas, então a seleção de comprimentos de onda vermelho e azul na fonte de luz não mudará com diferentes espécies de plantas.

Espectros de absorção de clorofila a e clorofila b

Uma iluminação LED comum com amplo espectro pode ser usada como fonte de luz da fábrica de plantas, desde que a luz vermelha e azul possa cobrir os dois picos de comprimento de onda da clorofila a e da 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 ampla porque não apenas desperdiça energia luminosa, mas também pode ter outros impactos.

Se uma luz LED composta de chips vermelhos, amarelos e azuis for usada como fonte de luz da fábrica de plantas, o comprimento de onda de pico da luz vermelha deve ser definido para o comprimento de onda de pico da clorofila a, ou seja, em 660 nm, o comprimento de onda de pico de luz azul deve ser definido para o pico de comprimento de onda da clorofila b, ou seja, 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 de pico da luz verde, uma vez que desempenha principalmente um papel regulador no processo de crescimento da planta, só precisa estar entre 530 e 550 nm.

Resumo

Este artigo discute a estratégia de seleção da qualidade da luz nas fábricas de fábricas 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 da luz amarela e verde.No processo de crescimento da planta, a correspondência razoável entre os três fatores de intensidade de luz, qualidade de luz e tempo de luz, e sua relação com nutrientes, temperatura e umidade e concentração de CO2 também deve ser considerada de forma abrangente.Para a produção real, se você planeja usar um amplo espectro ou uma combinação multichip de luz LED de espectro ajustável, a proporção de comprimentos de onda é a principal consideração, porque além da qualidade da luz, outros fatores podem ser ajustados em tempo real durante a operação.Portanto, a consideração mais importante no estágio de projeto das fábricas de plantas deve ser a seleção da qualidade da luz.

Autor: Yong Xu

Fonte do artigo: Conta Wechat de Tecnologia de Engenharia Agrícola (horticultura com efeito de estufa)

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