Støttes fotosyntese avLED-lys?
Den naturlige lyskilden som har støttet terrestrisk vegetasjon i milliarder av år, sollys, er ofte knyttet til fotosyntese, prosessen der planter transformerer lysenergi til kjemisk energi for å drive utviklingen. Men etter hvert som byer vokser, innendørs hagearbeid blir mer populært, og jordbruksmetoder beveger seg mot kontrollerte innstillinger (som vertikale gårder), blir problemet reist: Kan kunstige lyskilder som LED-lys fremme fotosyntese? Ja, uten tvil, men effektiviteten avhenger av å vite hvordan planter bruker lys, LED-egenskaper og omhyggelig justering av lysforhold. For å undersøke dette må vi først dissekere det grunnleggende om fotosyntese, deretter se på hvordan LED passer inn i plantenes lysbehov, og deretter diskutere praktiske bruksområder og problemstillinger.
Planters evne til å bruke pigmenter som karotenoider, klorofyll a og klorofyll b for å absorbere spesielle lysbølgelengder er den grunnleggende komponenten i fotosyntesen. Hovedpigmentet, klorofyll a, er mest effektivt til å absorbere lys i to bølgelengdeområder: det røde spekteret (600–700 nm) og det blå spekteret (400–500 nm). Karotenoider absorberer blått-grønt lys og skjermer planter mot lysskader, mens klorofyll b forsterker dette ved å absorbere litt mer blått og litt oransje lys. Grunnen til at bladene ser grønne ut for det menneskelige øyet er fordi planter bruker svært lite grønt lys (500–600 nm), og mesteparten av det reflekteres. Selv om hele spekteret av synlig lys leveres av sollys, bruker planter bare de blå og røde delene, som omtales som "fotosyntetisk aktiv stråling" (PAR)-området. Denne avgjørende erkjennelsen er avgjørende for LED-teknologi: Selv uten å reprodusere hele spekteret av solen, kan LED-er være i stand til å lette fotosyntesen hvis de kan sende ut lys i de røde og blå PAR-områdene.
LED-erer spesielt godt-egnet for fotosyntese på grunn av deres eksepsjonelle evne til å målrette bestemte bølgelengder. LED kan utformes for å sende ut smale lysbånd nøyaktig i det blå og røde området, i motsetning til lysstoffrør (som avgir noe PAR, men også unødvendig grønt og gult lys) eller glødepærer (som sender ut bredspektret lys, men som mister mest energi som varme). Høyeffektive blå LED-er, for eksempel (som bruker InGaN-halvledere, som tidligere nevnt), sender ut lys ved 450–470 nm, en bølgelengde som lett absorberes av klorofyll a og b. Ved 660–670 nm, som også er et annet toppabsorpsjonsområde for klorofyll a, avgir røde lysdioder, som vanligvis er sammensatt av aluminium galliumarsenid (AlGaAs) eller galliumarsenidfosfid (GaAsP), lys. Dyrkere kan produsere et "egendefinert" lysspekter som oppfyller plantenes fotosyntetiske krav ved å kombinere blå og røde lysdioder i et visst forhold, vanligvis 1:3 til 1:5 blått-til-rødt, avhengig av plantevariasjonen. Lysdioder er opptil 80 % mer energieffektive- enn glødepærer, noe som er en stor fordel for innendørs jordbruk der belysningskostnader er en viktig utgift. Denne fokuserte tilnærmingen garanterer ikke bare at planter får lyset de trenger, men minimerer også energisløsing.
Lysdiodens evne til å fremme fotosyntese-og i visse situasjoner overgå naturlig sollys-har konsekvent blitt bekreftet av vitenskapelige studier. En studie fra 2018 som sammenligner veksten av salat under rød-blåttLED-belysningtil sollys ble publisert i Scientia Horticulturae. I følge funnene hadde salat dyrket ved bruk av lysdioder 20 % mer biomasse (total plantevekt) og mer antioksidanter enn salat produsert i solen. Dette skyldes det faktum at lysdioder gir nøyaktig kontroll over spekteret, varigheten og intensiteten til lyset-som alle varierer i naturlige omgivelser. For eksempel bremses fotosyntesen på overskyede dager når sollysintensiteten avtar. Dyrkere kan bruke lysdioder for å opprettholde et konstant lysnivå (målt i mikromol per kvadratmeter per sekund, eller μmol/m²/s) som er ideelt for vekststadiet til planten. "Fotoperioden", eller antall timer med lys hver dag, kan også endres. For eksempel krever bladgrønt som spinat 12 til 16 timer med lys for å blomstre, mens blomstrende planter som tomater krever kortere fotoperioder for å starte blomstringen. I vertikale gårder eller dyrketelt maksimerer LED lysabsorpsjon og plasseffektivitet ved å produsere mindre varme enn andre lyskilder, slik at de kan plasseres nærmere plantene uten å brenne bladene.
Fordi lysdioder er justerbare, kan de justeres for å møte de forskjellige lysbehovene til forskjellige plantearter. Siden veksten deres er sentrert om utviklingen av løvet deres, krever bladgrønnsaker (salat, grønnkål og spinat) blått og rødt lys over alt annet. Et enkelt rødt-blå LED-arrangement er tilstrekkelig og rimelig for disse plantene. Men å legge til små mengder grønt eller langt-rødt lys (700–800 nm) til belysningen kan hjelpe planter som blomstrer og bærer frukt, som tomater, paprika og roser. For eksempel hjelper langt-rødt lys med å kontrollere "fotomorfogenesen", eller hvordan planter reagerer på lys ved å dyrke ting som stilklengde og blomstens begynnelse. 10% langt-rødt lys lagt til et rødt-blått LED-spektrum forbedret utbytte av tomatfrukter med 15 % ved å oppmuntre til plantedannelse, ifølge en studie publisert i 2020 Fysiologi. Lysdioder kan hjelpe til og med lite-lys-elskende planter, for eksempel vanlige potteplanter som pothos eller slangeplanter, som kan overleve i rom uten naturlig solskinn takket være en blå-rød LED-lampe med lav-intensitet som kan gi nok PAR for å holde dem sunne. På grunn av deres tilpasningsevne er lysdioder ikke bare perfekte for industrielt jordbruk, men også for hjemmegartnere som ønsker å dyrke stueplanter eller urter hele året.
Selv om lysdioder er ganske gode til fotosyntese, er det et par ting å huske på for å få mest mulig ut av dem. For det første må lysintensiteten passe til plantens krav. For eksempel kan voksne planter kreve 400–600 μmol/m²/s for maksimal vekst, mens frøplanter krever lavere intensitet (100–200 μmol/m²/s) for å forhindre stress. Når planten eldes, kan bønder endre intensiteten ved å bruke lysdioder som har dimmefunksjoner. Den andre avgjørende faktoren er spektrumforholdet: for mye rødt lys kan føre til svake, ranke planter, mens for mye blått lys vil hindre veksten (tynne blader, korte stilker). Det er avgjørende å teste ulike forhold for hver art, for eksempel 1:4 blå-til-rød for salat og 1:3 for tomater. For det tredje kan varmestyring-høy-lysdioder, som brukes i kommersielle gårder, likevel produsere varme som påvirker anleggets temperatur og LED-levetid, til tross for at lysdioder avgir mindre varme enn tradisjonelle pærer. LED-armaturer kan unngå overoppheting ved å legge til vifter eller varmeavledere. Til slutt, selv om energiutgiftene er lavere enn for gløde- eller lysstoffrør, kan de fortsatt øke for store{20}}bedrifter. Langsiktige-utgifter kan reduseres ved å velge høy-lysdioder, som måles i lumen per watt (lm/W) eller PAR per watt (μmol/J).
Fremveksten av innendørs jordbruk og vertikalt jordbruk er allerede bevis på de praktiske effektene av LED-støttet fotosyntese. Tusenvis avrøde-blå lysdioderbrukes av bedrifter som Plenty og AeroFarms til å dyrke grønne blader i byer, forbruker 95 % mindre vann enn konvensjonell jordbruk og gir avlinger-om året. Lysdioder gjør det mulig å produsere mat lokalt i områder med ekstreme temperaturer, som Arktis, hvor solskinnet er sparsomt i flere måneder av gangen, noe som reduserer behovet for importerte grønnsaker. NASAs studier for å lage matsystemer for lengre romreiser (som reiser til Mars) bruker også lysdioder for å dyrke planter under kontrollerte forhold. I mindre skala forvandler hjemmedyrkere dystre områder til fruktbare hager ved å bruke LED-vekstlys til å plante grønnsaker, urter og mikrogrønt i kjellere eller leiligheter. Disse bruksområdene viser at LED er en revolusjonerende teknologi som utvider spekteret av steder og metoder som planter kan dyrkes på, i tillegg til å være en praktisk erstatning for sollys i fotosyntesen.
For å oppsummere,LED-lyskan utvilsomt hjelpe til med fotosyntese, og de kan gjøre det mer effektivt, presist og allsidig enn mange konvensjonelle lyskilder. Lysdioder gir planter det nøyaktige lyset de trenger for fotosyntese ved å sende ut visse bølgelengder i de røde og blå PAR-områdene. Dyrkere kan også endre spekteret, intensiteten og varigheten av lyset for å passe til forskjellige plantearter og vekststadier. LED kan øke plantevekst, utbytte og kvalitet, i henhold til vitenskapelige studier og praktiske bruksområder (som hager og vertikale gårder). Selv om det er faktorer å ta hensyn til, for eksempel å kontrollere varme og maksimere lysintensiteten, kan disse lett løses med forsiktig design. LED-teknologiens bidrag til fotosyntesen vil bare øke etter hvert som den utvikler seg videre (i form av kostnader, effektivitet og spektruminnstilling), og åpner døren for mer tilgjengelig, produktivt og bærekraftig landbruk i fremtiden.
Vanlige spørsmål
Q1. Hvordan kan jeg få disse prøvene?
A1: Hei, lett for dette. Gi meg adressen din og fortell meg hvilken vare du trenger; vi vil sørge for å sende den til deg med DHL eller FedEx.
Q2: Hva med kvaliteten din?
A2: Alt råmateriale med topp kvalitet for å sikre høy lysstyrke og nok lysstyrke.
Q3: Hva med ledetiden?
A3: Prøven trenger 3-5 dager, masseproduksjonstiden trenger 25-40 dager etter mottak av innskuddet
Shenzhen Benwei Lighting Technology Co.,Ltd
Telefon: +86 0755 27186329
Mobil (+86)18673599565
Whatsapp:19113306783
E-post:bwzm15@benweilighting.com
Skype: benweilight88
Internett:www.benweilight.com
