Чи підтримується фотосинтезСвітлодіодні ліхтарі?
Природне джерело світла, яке підтримувало наземну рослинність протягом мільярдів років, сонячне світло, часто пов’язане з фотосинтезом, процесом, за допомогою якого рослини перетворюють світлову енергію в хімічну енергію для стимулювання розвитку. Але в міру того, як міста ростуть, кімнатне садівництво стає все більш популярним, а методи землеробства переходять до контрольованих установок (наприклад, вертикальних ферм), постає питання: чи можуть штучні джерела світла, такі як світлодіодні лампи, сприяти фотосинтезу? Так, без сумніву, але ефективність залежить від знання того, як рослини використовують світло, характеристик світлодіодів і ретельного налаштування умов освітлення. Щоб дослідити це, ми повинні спочатку розібрати основи фотосинтезу, потім подивитися, як світлодіоди відповідають потребам рослин у світлі, а потім обговорити практичне використання та проблеми.
Здатність рослин використовувати такі пігменти, як каротиноїди, хлорофіл а та хлорофіл b, для поглинання світлових хвиль певної довжини є фундаментальним компонентом фотосинтезу. Основний пігмент, хлорофіл а, найбільш ефективно поглинає світло у двох діапазонах довжин хвиль: червоному (600–700 нм) і синьому (400–500 нм). Каротиноїди поглинають синє-зелене світло та захищають рослини від шкідливого впливу світла, тоді як хлорофіл b посилює це, поглинаючи трохи більше синього та трохи оранжевого світла. Причина, чому листя здається зеленим для людського ока, полягає в тому, що рослини споживають дуже мало зеленого світла (500–600 нм), причому більшість його відбивається. Хоча весь спектр видимого світла забезпечується сонячним світлом, рослини використовують лише синю та червону частини, які називають діапазоном «фотосинтетично активного випромінювання» (PAR). Це важливе усвідомлення є важливим для світлодіодної технології: навіть без відтворення повного спектру сонця, світлодіоди можуть сприяти фотосинтезу, якщо вони можуть випромінювати світло в червоних і синіх областях PAR.
світлодіодиособливо добре-підходять для фотосинтезу завдяки своїй винятковій здатності націлюватися на певні довжини хвиль. Світлодіоди можуть випромінювати вузькі смуги світла саме в синьому та червоному діапазонах, на відміну від флуоресцентних ламп (які випромінюють деяку кількість PAR, але також непотрібне зелене та жовте світло) або ламп розжарювання (які випромінюють світло широкого-спектру, але втрачають більшу частину енергії у вигляді тепла). Наприклад, високоефективні сині світлодіоди (які використовують напівпровідники InGaN, як згадувалося раніше) випромінюють світло з довжиною хвилі 450–470 нм, що легко поглинається хлорофілом a і b. Червоні світлодіоди, які зазвичай складаються з арсеніду галію (AlGaAs) або фосфіду арсеніду галію (GaAsP), випромінюють світло при 660–670 нм, що також є іншим піковим діапазоном поглинання для хлорофілу a. Виробники можуть виробляти «власний» спектр світла, який відповідає фотосинтетичним потребам їхніх рослин, поєднуючи сині та червоні світлодіоди в певному співвідношенні, зазвичай від 1:3 до 1:5 синього-до-червоного, залежно від сорту рослини. Світлодіоди на 80% енергоефективніші-, ніж лампи розжарювання, що є величезною перевагою для внутрішнього землеробства, де витрати на освітлення є ключовими витратами. Цей цілеспрямований підхід не тільки гарантує, що рослини отримають необхідне світло, але й мінімізує витрати енергії.
Здатність світлодіодів сприяти фотосинтезу-і в певних ситуаціях перевершувати природне сонячне світло-було постійно перевірено науковими дослідженнями. Дослідження 2018 року порівнює ріст салату під червоним-синімсвітлодіодне освітленнядо сонячного світла було опубліковано в Scientia Horticulturae. Відповідно до висновків, салат, вирощений за допомогою світлодіодів, мав на 20% більше біомаси (загальна вага рослини) і більше антиоксидантів, ніж салат, вирощений на сонці. Це пов’язано з тим, що світлодіоди дають точний контроль над спектром, тривалістю та інтенсивністю світла-, які змінюються в природних умовах. Наприклад, фотосинтез сповільнюється в похмурі дні, коли інтенсивність сонячного світла зменшується. Виробники можуть використовувати світлодіоди для підтримки постійного рівня освітленості (вимірюється в мікромолях на квадратний метр за секунду, або мкмоль/м²/с), який ідеально підходить для стадії росту рослини. «Фотоперіод», або кількість годин світла щодня, також можна змінити. Наприклад, листовій зелені, як-от шпинат, потрібно від 12 до 16 годин світла, щоб процвітати, тоді як квітковим рослинам, як-от помідори, потрібен коротший фотоперіод для початку цвітіння. У вертикальних фермах або наметах для вирощування світлодіоди максимізують поглинання світла та ефективність використання простору, виробляючи менше тепла, ніж інші джерела світла, що дозволяє розташовувати їх ближче до рослин, не обпалюючи їх листя.
Оскільки світлодіоди можна налаштовувати, їх можна регулювати відповідно до потреб різних видів рослин у світлі. Оскільки їхній ріст зосереджений на розвитку листя, листові овочі (салат, капуста та шпинат) понад усе потребують синього та червоного світла. Просте розташування червоного-синього світлодіода є адекватним і доступним для цих рослин. Однак додавання невеликої кількості зеленого чи далеко-червоного світла (700–800 нм) до освітлення може допомогти рослинам, які цвітуть і плодоносять, наприклад помідорам, перцю та трояндам. Наприклад, далеко-червоне світло допомагає контролювати «фотоморфогенез», або те, як рослини реагують на світло, вирощуючи такі речі, як довжина стебла та початок цвітіння. 10% далеко-червоного світла, доданого до червоного-синього світлодіодного спектра, підвищило врожайність плодів томатів на 15%, заохочуючи формування цвіту, згідно з опублікованим дослідженням 2020 року в фізіології рослин. Світлодіоди можуть допомогти навіть слабко{15}}освітленим-рослинам, таким як звичайні кімнатні рослини, як-от потос або зміїні рослини, які можуть виживати в місцях без природного сонячного світла завдяки синій-червоній світлодіодній лампі низької{17}}інтенсивності, яка може забезпечити достатню кількість PAR для підтримки їх здоров’я. Завдяки своїй адаптивності світлодіоди ідеально підходять не тільки для промислового землеробства, але й для домашніх садівників, які хочуть вирощувати кімнатні рослини або трави цілий рік.
Незважаючи на те, що світлодіоди досить добре справляються з фотосинтезом, є кілька речей, про які слід пам’ятати, щоб отримати від них максимальну користь. По-перше, інтенсивність освітлення повинна відповідати потребам рослини. Наприклад, дорослим рослинам для максимального росту може знадобитися 400–600 мкмоль/м²/с, тоді як розсаді потрібна менша інтенсивність (100–200 мкмоль/м²/с), щоб запобігти стресу. Коли рослина старіє, фермери можуть змінювати інтенсивність, використовуючи світлодіоди з можливістю затемнення. Другим вирішальним фактором є співвідношення спектру: занадто багато червоного світла може призвести до слабких, в’ялих рослин, тоді як занадто багато синього світла буде перешкоджати росту (тонкі листки, короткі стебла). Дуже важливо перевіряти різні співвідношення для кожного виду, наприклад 1:4 синього-до-червоного для салату та 1:3 для помідорів. По-третє, світлодіоди-високої{17}}потуги з управлінням теплом, які використовуються на комерційних фермах, все ж можуть виробляти тепло, яке впливає на температуру рослин і термін служби світлодіодів, незважаючи на те, що світлодіоди випромінюють менше тепла, ніж традиційні лампи. Світлодіодні світильники можуть уникнути перегріву, додавши вентилятори або радіатори. Нарешті, хоча витрати на електроенергію нижчі, ніж витрати на лампи розжарювання або флуоресцентні лампи, вони все одно можуть зрости для великих-бізнесів. Довгострокові -витрати можна зменшити, вибравши високо-ефективні світлодіоди, які вимірюються в люменах на ват (лм/Вт) або PAR на ват (мкмоль/Дж).
Розвиток сільського господарства в закритих приміщеннях і вертикального землеробства вже свідчить про практичний ефект світлодіодного- фотосинтезу. Тисячічервоні-сині світлодіодивикористовуються такими компаніями, як Plenty та AeroFarms, для вирощування листової зелені в містах, споживаючи на 95% менше води, ніж звичайне землеробство, і даючи врожай -цілий рік. Світлодіоди дозволяють виробляти їжу на місцевому рівні в регіонах з екстремальними температурами, як-от Арктика, де сонячне світло буває рідкісним місяцями, що зменшує потребу в імпортних овочах. Дослідження НАСА зі створення харчових систем для тривалих космічних подорожей (наприклад, подорожей на Марс) також використовують світлодіоди для вирощування рослин у контрольованих умовах. У меншому масштабі домашні виробники перетворюють похмурі ділянки на плодоносні сади, використовуючи світлодіодні світильники для вирощування овочів, трав і мікрозелені в підвалах або квартирах. Ці способи використання показують, що світлодіоди є революційною технологією, яка розширює діапазон місць і методів, у яких можна вирощувати рослини, на додаток до того, що вони є практичною заміною сонячного світла під час фотосинтезу.
Підводячи підсумок,Світлодіодні ліхтарібезсумнівно, можуть допомогти у фотосинтезі, і вони можуть робити це ефективніше, точніше та універсальніше, ніж багато звичайних джерел світла. Світлодіоди дають рослинам точне світло, необхідне для фотосинтезу, випромінюючи хвилі певної довжини в червоному та синьому діапазонах PAR. Виробники також можуть змінювати спектр, інтенсивність і тривалість світла відповідно до різних видів рослин і стадій росту. Згідно з науковими дослідженнями та практичними застосуваннями (наприклад, домашні сади та вертикальні ферми), світлодіоди можуть збільшити ріст рослин, урожайність і якість. Хоча є фактори, які слід брати до уваги, такі як контроль тепла та максимізація інтенсивності світла, їх можна легко вирішити за допомогою ретельного проектування. Внесок світлодіодної технології у фотосинтез лише збільшуватиметься в міру її подальшого розвитку (з точки зору вартості, ефективності та налаштування спектру), відкриваючи двері для більш доступного, продуктивного та сталого сільського господарства в майбутньому.
поширені запитання
Q1. Як я можу отримати ці зразки?
A1: Привіт, це легко. Дайте мені свою адресу та скажіть, який товар вам потрібен, ми організуємо надсилання вам через DHL або FedEx.
Q2: Як щодо вашої якості?
A2: Вся сировина найвищої якості для забезпечення високого світла та достатньої яскравості.
Q3: Як щодо часу виконання?
A3: Зразок потребує 3-5 днів, час масового виробництва потребує 25-40 днів після отримання депозиту
Shenzhen Benwei Lighting Technology Co., Ltd
Телефон: +86 0755 27186329
Мобільний (+86)18673599565
WhatsApp:19113306783
Електронна пошта:bwzm15@benweilighting.com
Skype: benweilight88
Інтернет:www.benweilight.com
