Фотосинтезата се поддържа отLED светлини?
Естественият източник на светлина, който поддържа земната растителност в продължение на милиарди години, слънчевата светлина, често се свързва с фотосинтезата, процесът, чрез който растенията трансформират светлинната енергия в химическа енергия, за да стимулират развитието. Но тъй като градовете растат, градинарството на закрито става все по-популярно и методите на отглеждане се насочват към контролирани настройки (като вертикални ферми), се повдига въпросът: могат ли изкуствени източници на светлина като LED светлини да насърчават фотосинтезата? Да, без съмнение, но ефикасността зависи от това да знаете как растенията използват светлината, LED характеристиките и щателната настройка на условията на осветление. За да проучим това, първо трябва да анализираме основите на фотосинтезата, след това да разгледаме как светодиодите се вписват в светлинните нужди на растенията и след това да обсъдим практическите употреби и проблеми.
Способността на растенията да използват пигменти като каротеноиди, хлорофил а и хлорофил b, за да абсорбират определени дължини на светлинните вълни, е основният компонент на фотосинтезата. Основният пигмент, хлорофил а, е най-ефективен при абсорбиране на светлина в два диапазона на дължина на вълната: червения спектър (600–700 nm) и синия спектър (400–500 nm). Каротеноидите абсорбират синьо-зелената светлина и предпазват растенията от увреждане на светлината, докато хлорофил b подобрява това, като абсорбира малко повече синя и малко оранжева светлина. Причината листата да изглеждат зелени за човешкото око е, че растенията консумират много малко зелена светлина (500–600 nm), като по-голямата част от нея се отразява. Въпреки че целият спектър на видимата светлина се осигурява от слънчева светлина, растенията използват само синята и червената част, които се наричат обхват на "фотосинтетично активно лъчение" (PAR). Това решаващо осъзнаване е от съществено значение за LED технологията: дори без да възпроизвеждат пълния спектър на слънцето, светодиодите може да са в състояние да улеснят фотосинтезата, ако могат да излъчват светлина в червените и сините PAR области.
светодиодиса особено-подходящи за фотосинтеза поради изключителната им способност да се насочват към определени дължини на вълните. Светодиодите могат да бъдат проектирани да излъчват тесни ленти светлина точно в синия и червения диапазон, за разлика от флуоресцентните тръби (които излъчват малко PAR, но също и ненужна зелена и жълта светлина) или крушките с нажежаема жичка (които излъчват широко-спектърна светлина, но губят повечето енергия като топлина). Високо{4}}ефективните сини светодиоди, например (които използват InGaN полупроводници, както беше споменато по-рано), излъчват светлина при 450–470 nm, дължина на вълната, която лесно се абсорбира от хлорофил a и b. При 660–670 nm, което също е друг диапазон на пикова абсорбция за хлорофил а, червените светодиоди, които обикновено са съставени от алуминиев галиев арсенид (AlGaAs) или галиев арсенид фосфид (GaAsP), излъчват светлина. Производителите могат да произведат „персонализиран“ светлинен спектър, който отговаря на фотосинтетичните изисквания на техните растения, като комбинират сини и червени светодиоди в определено съотношение, обикновено 1:3 до 1:5 синьо-към-червено, в зависимост от сорта растение. Светодиодите са с до 80% по-енергийно-ефективни от крушките с нажежаема жичка, което е огромно предимство за отглеждане на закрито, където разходите за осветление са ключов разход. Този целенасочен подход не само гарантира, че растенията получават светлината, от която се нуждаят, но също така минимизира загубата на енергия.
Способността на светодиодите да насърчават фотосинтезата-и в определени ситуации да превъзхождат естествената слънчева светлина-е последователно потвърждавана от научни изследвания. Проучване от 2018 г., сравняващо растежа на марулята под червено-синьоLED осветлениекъм слънчевата светлина е публикувано в Scientia Horticulturae. Според констатациите марулята, култивирана с помощта на светодиоди, има 20% повече биомаса (общо тегло на растението) и повече антиоксиданти от марулята, произведена на слънце. Това се дължи на факта, че светодиодите дават точен контрол върху спектъра, продължителността и интензитета на светлината-всички те варират в естествени настройки. Например, фотосинтезата се забавя в облачни дни, когато интензивността на слънчевата светлина намалява. Производителите могат да използват светодиоди, за да поддържат постоянно ниво на светлина (измерено в микромола на квадратен метър в секунда или μmol/m²/s), което е идеално за етапа на растеж на растението. „Фотопериодът“ или броят часове светлина всеки ден също може да се променя. Например, листни зеленчуци като спанак изискват 12 до 16 часа светлина, за да процъфтяват, докато цъфтящи растения като домати изискват по-кратки фотопериоди, за да започнат цъфтеж. Във вертикални ферми или палатки за отглеждане, светодиодите максимизират поглъщането на светлина и ефективността на пространството, като произвеждат по-малко топлина от други източници на светлина, което им позволява да бъдат разположени по-близо до растенията, без да изгарят листата им.
Тъй като светодиодите могат да се настройват, те могат да се регулират, за да отговорят на различните светлинни нужди на различните видове растения. Тъй като растежът им е съсредоточен върху развитието на листата им, листните зеленчуци (маруля, зеле и спанак) изискват синя и червена светлина преди всичко останало. Директната червен-синя светодиодна подредба е подходяща и на разумна цена за тези растения. Въпреки това, добавянето на малки количества зелена или далеч-червена светлина (700–800 nm) към осветлението може да помогне на растенията, които цъфтят и дават плодове, като домати, чушки и рози. Например далеч-червената светлина помага за контролиране на „фотоморфогенезата“ или как растенията реагират на светлина чрез отглеждане на неща като дължина на стъблото и започване на цветя. 10% далеч-червена светлина, добавена към червен-син LED спектър, подобрява добива на плодове от домати с 15% чрез насърчаване на образуването на цвят, според публикувано проучване от 2020 г. по физиология на растенията. Светодиодите могат да помогнат дори на растения, които обичат слаба-осветеност-, като например обикновени стайни растения като потос или змийски растения, които могат да оцелеят в пространства без естествена слънчева светлина благодарение на синя-червена LED лампа с нисък{17}}интензитет, която може да предложи достатъчно PAR, за да ги поддържа здрави. Поради своята адаптивност, светодиодите са идеални не само за промишлено земеделие, но и за домашни градинари, които искат да отглеждат стайни растения или билки през цялата година.
Въпреки че светодиодите са доста добри във фотосинтезата, има няколко неща, които трябва да имате предвид, за да извлечете максимума от тях. Първо, интензитетът на светлината трябва да е подходящ за нуждите на растението. Например възрастните растения може да изискват 400–600 μmol/m²/s за максимален растеж, докато разсадът изисква по-нисък интензитет (100–200 μmol/m²/s), за да се предотврати стрес. С остаряването на растението фермерите могат да променят интензитета, като използват светодиоди, които имат възможности за затъмняване. Вторият решаващ фактор е съотношението на спектъра: твърде много червена светлина може да доведе до слаби, хилави растения, докато твърде много синя светлина ще попречи на растежа (тънки листа, къси стъбла). От решаващо значение е да се тестват различни съотношения за всеки вид, като 1:4 синьо-към-червено за маруля и 1:3 за домати. Трето, светодиодите с-висока-мощност за управление на топлината, които се използват в търговски ферми, въпреки това могат да произведат топлина, която оказва влияние върху температурата на растението и продължителността на живота на светодиодите, въпреки факта, че светодиодите излъчват по-малко топлина от традиционните крушки. Светодиодните тела могат да избегнат прегряване чрез добавяне на вентилатори или радиатори. И накрая, въпреки че разходите за енергия са по-ниски от тези за осветление с нажежаема жичка или флуоресцентно осветление, те все още могат да се повишат за големи-бизнеси. Дългосрочните-разходи могат да бъдат намалени чрез избор на високо-ефективни светодиоди, които се измерват в лумени на ват (lm/W) или PAR на ват (μmol/J).
Възходът на селското стопанство на закрито и вертикалното земеделие вече е доказателство за практическите ефекти на фотосинтезата, поддържана от LED-. Хилядичервени-сини светодиодисе използват от фирми като Plenty и AeroFarms за отглеждане на листни зеленчуци в градовете, като консумират 95% по-малко вода от конвенционалното земеделие и дават реколта- през цялата година. Светодиодите позволяват да се произвежда храна на местно ниво в райони с екстремни температури, като Арктика, където слънцето е рядко в продължение на месеци, което намалява нуждата от вносни зеленчуци. Проучванията на НАСА за създаване на хранителни системи за продължителни космически пътувания (като пътувания до Марс) също използват светодиоди за отглеждане на растения в контролирани условия. В по-малък мащаб домашните производители превръщат мрачните зони в плодотворни градини, като използват LED светлини за отглеждане, за да засаждат зеленчуци, билки и микрозелени растения в мазета или апартаменти. Тези употреби показват, че светодиодите са революционна технология, която разширява диапазона от места и методи, в които могат да се отглеждат растения, в допълнение към това, че са практичен заместител на слънчевата светлина при фотосинтезата.
За да обобщим,LED светлининесъмнено могат да помогнат при фотосинтезата и могат да го направят по-ефективно, прецизно и многостранно от много конвенционални източници на светлина. Светодиодите дават на растенията прецизната светлина, от която се нуждаят за фотосинтеза, като излъчват определени дължини на вълните в червения и синия диапазон на PAR. Производителите могат също така да променят спектъра, интензитета и продължителността на светлината, за да отговарят на различните растителни видове и етапи на растеж. Светодиодите могат да увеличат растежа на растенията, добивите и качеството, според научни изследвания и практически приложения (като домашни градини и вертикални ферми). Въпреки че има фактори, които трябва да се вземат предвид, като контролиране на топлината и максимизиране на интензитета на светлината, те могат лесно да бъдат разрешени с внимателно проектиране. Приносът на LED технологията към фотосинтезата само ще се увеличи с по-нататъшното й развитие (по отношение на цена, ефективност и настройка на спектъра), отваряйки вратата към по-достъпно, продуктивно и устойчиво земеделие в бъдеще.
Често задавани въпроси
Q1. Как мога да получа тези проби?
A1: Здравейте, лесно за това. Дайте ми вашия адрес и ми кажете кой артикул ви трябва, ние ще уредим изпращането ви от DHL или FedEx.
Q2: Какво ще кажете за вашето качество?
A2: Всички суровини с най-високо качество, за да осигурят висока светлина и достатъчна яркост.
Q3: Какво ще кажете за времето за изпълнение?
A3: Пробата се нуждае от 3-5 дни, времето за масово производство се нуждае от 25-40 дни след получаване на депозита
Shenzhen Benwei Lighting Technology Co., Ltd
Телефон: +86 0755 27186329
Мобилен (+86)18673599565
Whatsapp:19113306783
Имейл:bwzm15@benweilighting.com
Skype: benweilight88
Уеб:www.benweilight.com
