Tukeeko fotosynteesiäLED valot?
Luonnollinen valonlähde, joka on tukenut maan kasvillisuutta miljardeja vuosia, auringonvalo, liittyy usein fotosynteesiin, prosessiin, jossa kasvit muuttavat valoenergiaa kemialliseksi energiaksi kehityksen edistämiseksi. Mutta kun kaupungit kasvavat, sisäpuutarhanhoidosta tulee suositumpaa ja viljelymenetelmät siirtyvät kohti kontrolloituja asetuksia (kuten pystysuorat maatilat), kysymys nousee esiin: Voivatko keinotekoiset valonlähteet, kuten LED-valot, edistää fotosynteesiä? Kyllä, epäilemättä, tehokkuus riippuu kuitenkin siitä, miten tiedetään, miten kasvit käyttävät valoa, LED-ominaisuuksia ja huolellista valaistusolosuhteiden viritystä. Tämän tutkimiseksi meidän on ensin selvitettävä fotosynteesin perusteet, tarkasteltava sitten, kuinka LEDit sopivat kasvien valotarpeisiin, ja keskusteltava sitten käytännön käytöstä ja ongelmista.
Kasvien kyky käyttää pigmenttejä, kuten karotenoideja, klorofylli a ja klorofylli b absorboimaan tiettyjä valon aallonpituuksia, on fotosynteesin peruskomponentti. Pääpigmentti, klorofylli a, absorboi tehokkaimmin valoa kahdella aallonpituusalueella: punaisella spektrillä (600–700 nm) ja sinisellä spektrillä (400–500 nm). Karotenoidit imevät sinistä-vihreää valoa ja suojaavat kasveja valohaitoilta, kun taas klorofylli b tehostaa tätä absorboimalla hieman enemmän sinistä ja oranssia valoa. Lehdet näyttävät vihreiltä ihmissilmälle, koska kasvit kuluttavat hyvin vähän vihreää valoa (500–600 nm), ja suurin osa siitä heijastuu. Vaikka koko näkyvän valon spektri saadaan auringonvalosta, kasvit käyttävät vain sinistä ja punaista osaa, joita kutsutaan "fotosynteettisesti aktiiviseksi säteilyksi" (PAR). Tämä ratkaiseva oivallus on olennainen LED-tekniikan kannalta: LEDit saattavat pystyä helpottamaan fotosynteesiä jopa ilman koko auringon spektriä, jos ne voivat lähettää valoa punaisilla ja sinisillä PAR-alueilla.
LEDitsoveltuvat erityisen hyvin-fotosynteesiin, koska niillä on ainutlaatuinen kyky kohdistaa tiettyihin aallonpituuksiin. LEDit voidaan suunnitella lähettämään kapeita valokaistoja täsmälleen sinisellä ja punaisella alueella, toisin kuin loisteputket (jotka lähettävät jonkin verran PAR-valoa, mutta myös tarpeetonta vihreää ja keltaista valoa) tai hehkulamput (jotka lähettävät laajan -spektrin valoa, mutta menettävät suurimman osan energiasta lämpönä). Esimerkiksi tehokkaat siniset LED-valot (jotka käyttävät InGaN-puolijohteita, kuten aiemmin mainittiin) lähettävät valoa 450–470 nm:n aallonpituudella, jonka klorofylli a ja b absorboivat helposti. Aallonpituudella 660–670 nm, joka on myös toinen klorofylli a:n huippuabsorptioalue, punaiset LEDit, jotka yleensä koostuvat alumiinigalliumarsenidista (AlGaAs) tai galliumarsenidifosfidista (GaAsP), säteilevät valoa. Viljelijät voivat tuottaa "mukautetun" valospektrin, joka täyttää kasviensa fotosynteesivaatimukset, yhdistämällä sinisiä ja punaisia LED-valoja tietyssä suhteessa, yleensä 1:3-1:5 sinisestä---punaiseen, kasvilajikkeesta riippuen. LEDit ovat jopa 80 % energiatehokkaampia kuin hehkulamput, mikä on valtava etu sisätiloissa, joissa valaistuskustannukset ovat keskeinen kustannus. Tämä keskittynyt lähestymistapa ei ainoastaan takaa, että kasvit saavat tarvitsemansa valon, vaan myös minimoi energiahukkaa.
LEDien kyky edistää fotosynteesiä{0}}ja ylittää tietyissä tilanteissa luonnollisen auringonvalon-on jatkuvasti todistettu tieteellisissä tutkimuksissa. Vuoden 2018 tutkimus, jossa verrataan salaatin kasvua punaisen-sinisen allaLED valaistusto sunlight julkaistiin Scientia Horticulturaessa. Tulosten mukaan LEDien avulla viljellyssä salaatissa oli 20 % enemmän biomassaa (kasvin kokonaispaino) ja enemmän antioksidantteja kuin auringossa tuotetussa salaatissa. Tämä johtuu siitä, että LEDit säätelevät tarkasti valon spektriä, kestoa ja voimakkuutta,{3}}jotka kaikki vaihtelevat luonnollisissa olosuhteissa. Esimerkiksi fotosynteesi hidastuu pilvisinä päivinä, kun auringonvalon intensiteetti vähenee. Kasvattajat voivat käyttää LEDejä ylläpitämään tasaisen valotason (mitattu mikromoleina neliömetriä sekunnissa tai μmol/m²/s), joka on ihanteellinen kasvin kasvuvaiheeseen. "Photoperiodia" tai valotuntien lukumäärää joka päivä voidaan myös muuttaa. Esimerkiksi lehtivihannekset, kuten pinaatti, vaativat 12–16 tuntia valoa kukoistaakseen, kun taas kukkivat kasvit, kuten tomaatit, vaativat lyhyempiä valojaksoja kukinnan aloittamiseksi. Pystytiloilla tai teltoissa LEDit maksimoivat valon absorption ja tilan tehokkuuden tuottamalla vähemmän lämpöä kuin muut valonlähteet, jolloin ne voidaan sijoittaa lähemmäksi kasveja ilman, että niiden lehtiä poltetaan.
Koska LEDit ovat viritettävät, ne voidaan säätää vastaamaan eri kasvilajien erilaisia valotarpeita. Koska niiden kasvu keskittyy lehtien kehitykseen, lehtivihannekset (salaatti, lehtikaali ja pinaatti) tarvitsevat sinistä ja punaista valoa ennen kaikkea. Selkeä punainen-sininen LED-järjestely on riittävä ja kohtuuhintainen näille kasveille. Pienen määrän vihreää tai etä-punaista valoa (700–800 nm) lisääminen valaistukseen voi kuitenkin auttaa kukkivia ja hedelmää kantavia kasveja, kuten tomaatteja, paprikaa ja ruusuja. Esimerkiksi kauko-punainen valo auttaa hallitsemaan "fotomorfogeneesiä" tai sitä, miten kasvit reagoivat valoon kasvattamalla varren pituutta ja kukinnan alkua. 10% kauko{10}}punaista valoa lisättynä punaiseen-siniseen LED-spektriin, mikä paransi tomaattien hedelmäsatoa 15 %:lla julkaistussa Plan20 muodostumista kannustavassa tutkimuksessa. Fysiologia. LEDit voivat auttaa jopa vähän -valoa-rakastavia kasveja, kuten tavallisia huonekasveja, kuten pothos- tai käärmekasveja, jotka selviävät tiloissa, joissa ei ole luonnollista auringonpaistetta matalan-intensiteetin sinisen-punaisen LED-lampun ansiosta, joka voi tarjota tarpeeksi PAR-arvoa pitääkseen ne terveinä. Mukautumiskykynsä ansiosta LEDit eivät ole täydellisiä vain teolliseen viljelyyn, vaan myös kotipuutarhureille, jotka haluavat viljellä huonekasveja tai yrttejä ympäri vuoden.
Vaikka LEDit ovat melko hyviä fotosynteesissä, on muutamia asioita, jotka on pidettävä mielessä saadaksesi niistä kaiken irti. Ensinnäkin valon voimakkuuden on vastattava kasvin vaatimuksia. Esimerkiksi aikuiset kasvit voivat vaatia 400–600 μmol/m²/s maksimaalisen kasvun saavuttamiseksi, kun taas taimet vaativat alhaisemman intensiteetin (100–200 μmol/m²/s) stressin estämiseksi. Kasvin ikääntyessä viljelijät voivat muuttaa voimakkuutta käyttämällä LEDejä, joissa on himmennysominaisuudet. Toinen ratkaiseva tekijä on spektrisuhde: liian paljon punaista valoa voi johtaa heikkoihin, hohoihin kasveihin, kun taas liian paljon sinistä valoa haittaa kasvua (ohuet lehdet, lyhyet varret). On erittäin tärkeää testata erilaisia suhteita kullekin lajille, kuten 1:4 sinistä-punaiseen{12}}salaatille ja 1:3 tomaateille. Kolmanneksi lämmönhallinta-suuritehoiset-LEDit, joita käytetään kaupallisilla maatiloilla, voivat kuitenkin tuottaa lämpöä, joka vaikuttaa kasvien lämpötilaan ja LEDien käyttöikään, vaikka LEDit lähettävät vähemmän lämpöä kuin perinteiset polttimot. LED-valaisimet voivat välttää ylikuumenemisen lisäämällä puhaltimia tai jäähdytyselementtejä. Lopuksi, vaikka energiakustannukset ovat alhaisemmat kuin hehkulamppujen tai loisteputkivalaistuksen kustannukset, ne voivat silti kasvaa suurille yrityksille.{20} Pitkän-ajan kuluja voidaan pienentää valitsemalla korkean-tehokkuuden LEDit, jotka mitataan lumeneina wattia kohden (lm/W) tai PAR:na wattia kohden (μmol/J).
Sisäviljelyn ja vertikaalisen viljelyn nousu on jo todiste LED{0}}tuetun fotosynteesin käytännön vaikutuksista. Tuhansiapunaiset-siniset LEDitYritykset, kuten Plenty ja AeroFarms, käyttävät niitä lehtivihanneksien kasvattamiseen kaupungeissa. Ne kuluttavat 95 % vähemmän vettä kuin perinteinen viljely ja tuottavat ympärivuotisia satoja{1}}. LEDit mahdollistavat ruoan tuotannon paikallisesti äärimmäisillä lämpötiloilla, kuten arktisella alueella, jossa auringonpaistetta on vähän kuukausia kerrallaan, mikä vähentää tuontivihanneksien tarvetta. NASAn tutkimukset elintarvikejärjestelmien luomiseksi pitkiä avaruusmatkoja varten (kuten matkat Marsiin) käyttävät myös LEDejä kasvien kasvattamiseen kontrolloiduissa olosuhteissa. Pienemmässä mittakaavassa kotiviljelijät muuttavat synkät alueet hedelmällisiksi puutarhoiksi käyttämällä LED-valaisimia vihannesten, yrttien ja mikrovihanneksien istuttamiseen kellareihin tai huoneistoihin. Nämä käyttötavat osoittavat, että LEDit ovat vallankumouksellinen tekniikka, joka laajentaa kasvien viljelypaikkojen ja -menetelmien valikoimaa, sen lisäksi, että ne ovat käytännöllinen korvike auringonvalolle fotosynteesissä.
Yhteenvetona,LED valotvoivat epäilemättä auttaa fotosynteesiä, ja ne voivat tehdä sen tehokkaammin, tarkemmin ja monipuolisemmin kuin monet perinteiset valonlähteet. LEDit antavat kasveille tarkan valon, jota ne tarvitsevat fotosynteesiin lähettämällä tiettyjä aallonpituuksia punaisella ja sinisellä PAR-alueella. Kasvattajat voivat myös muokata valon spektriä, voimakkuutta ja kestoa eri kasvilajeille ja kasvuvaiheille sopivaksi. LEDit voivat lisätä kasvien kasvua, satoa ja laatua tieteellisten tutkimusten ja käytännön sovellusten (kuten kotipuutarhojen ja pystytilojen) mukaan. Vaikka on otettava huomioon tekijöitä, kuten lämmön säätely ja valon voimakkuuden maksimointi, ne voidaan helposti ratkaista huolellisella suunnittelulla. LED-teknologian panos fotosynteesiin vain kasvaa sen kehittyessä (kustannusten, tehokkuuden ja spektrin virityksen suhteen), mikä avaa oven helpommin saavutetulle, tuottavammalle ja kestävämmälle maataloudelle tulevaisuudessa.
UKK
Q1. Kuinka saan tämän näytteen?
A1: Hei, tämä on helppoa. Anna minulle osoitteesi ja kerro mitä tuotetta tarvitset, järjestämme sen lähettämisen sinulle DHL:n tai FedExin kautta.
Q2: Entä laatusi?
A2: Kaikki raaka-aineet huippulaadukkaalla korkean valoisuuden ja riittävän kirkkauden varmistamiseksi.
Q3: Entä läpimenoaika?
A3: Näyte tarvitsee 3-5 päivää, massatuotantoaika 25-40 päivää talletuksen vastaanottamisen jälkeen
Shenzhen Benwei Lighting Technology Co., Ltd
Puhelin: +86 0755 27186329
Mobiili (+86)18673599565
Whatsapp:19113306783
Sähköposti:bwzm15@benweilighting.com
Skype: benweilight88
Verkkosivusto:www.benweilight.com
