植物工厂应该选择什么植物led灯

发表于 : 2022-06-10 来源:崧盛电源

植物工厂生产一般选用LED灯。这是因为LED灯具有光效高、能耗低、发热少、寿命长及光强光谱可调等特点,既可以满足植物生长和有效物资积累的要求,又能达到节约能源、减少发热和用电成本的目的。LED又可分为单芯片普通照明用宽光谱LED灯、单芯片植物专用宽光谱LED灯及多芯片组合可调光谱LED灯。后两种植物专用LED灯的价格一般为普通照明用LED灯价格的5倍以上,所以应该根据不同的目的而选用不同的光源。对于大型植物工厂而言,其种植植物的种类随着市场需求变化而变化,为了降低建造成本且不显著影响生产效率,笔者建议采用一般照明用宽光谱LED作为照明光源。对于小型的植物工厂,如果种植植物的种类相对固定,为获得较高的生产效率和品质且不显著增加建造成本,则可以采用植物专用或普通照明用宽光谱LED作为照明光源;如果是为了研究光照对植物生长和有效物质积累的影响,从而为今后大规模生产提供最佳的光照配方,则可选用多芯片组合可调光谱LED灯,通过在种植过程中改变光强、光质和光照时间这些因素,为每种植物获得最佳光照配方,为大规模的生产提供依据。


红蓝光作用


就具体实验结果而言,当红光(R)的含量高于蓝光(B)时(生菜R:B = 6:2和7:3;菠菜R:B = 4:1;瓠瓜苗R:B = 7:3;黄瓜苗R:B = 7:3),实验表明所有受试植物在各个不同阶段(7天、14天和21天等)的生物量含量(包括地上部分的株高、最大叶面积、鲜重和干重等)都较高,但植株的茎粗和壮苗指数则是在蓝光含量高于红光时较大。对生化指标而言,红光含量高于蓝光一般有利于植物体内可溶性糖含量的增加,但对于植物体内VC、可溶性蛋白、叶绿素和类胡萝卜素含量的积累,则用蓝光含量高于红光的LED照明比较有利,在这种光照条件下丙二醛的含量也相对较低。


由于植物工厂主要用于种植叶菜类植物或进行工厂化育苗,从以上结果可以得出,在提高产量并兼顾品质的前提下,适于选用红光含量高于蓝光的LED作为光源,具体配比为R:B = 7:3为佳。并且这样的红蓝光配比对各类叶菜或苗菜都基本适用,对不同植物也没有特异性的要求。


红蓝光波长选择


在光合作用期间,光能主要是通过叶绿素a和叶绿素b而被吸收的。下图给出了叶绿素a和叶绿素b的吸收光谱,其中绿色谱线为叶绿素a的吸收光谱,蓝色谱线为叶绿素b的吸收光谱。从图中可以看出,叶绿素a和叶绿素b都有2个吸收峰,一个在蓝光区,另一个在红光区。但叶绿素a和叶绿素b的2个吸收峰略有不同。准确说来,叶绿素a两个峰值波长分别为430 nm和662 nm,而叶绿素b两个峰值波长分别为453 nm和642 nm。这4个波长值不会随着植物的不同而变化,因此照明光源中红蓝光波长的选用也不会随植物种类的不同而不同。


如果用宽光谱的普通LED照明灯作为植物工厂的光源,只要红蓝光部分能够覆盖叶绿素a和叶绿素b的两个峰值波长即可,即一般选用红光的波长范围为620~680 nm,而蓝光的波长范围为400~480 nm。但红蓝光波长范围不能太宽,太宽了不仅浪费光能,还可能会产生其他影响。


如果要用由红黄蓝三色芯片组成的LED灯作为植物工厂的光源,则应将红光的峰值波长设置为叶绿素a的峰值波长,即在660 nm处,蓝光的峰值波长则应设置为叶绿素b的峰值波长,即在450 nm处。


黄绿光作用


红绿蓝三色光的配比为R:G:B=6:1:3较为合适。至于绿光峰值波长的确定,由于它在植物生长过程中主要起调节作用,只要介于530~550 nm即可。


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