Spectre lumineux pour Plant Factory

[Résumé]Sur la base d'un grand nombre de données expérimentales, cet article traite de plusieurs questions importantes dans la sélection de la qualité de la lumière dans les usines, notamment la sélection des sources lumineuses, les effets de la lumière rouge, bleue et jaune et la sélection de la lumière spectrale. gammes, afin de donner un aperçu de la qualité de la lumière dans les usines de l'usine.La détermination de la stratégie d'appariement fournit des solutions pratiques qui peuvent être utilisées à titre de référence.
Sélection de la source lumineuse

Les usines d'usine utilisent généralement des lumières LED.En effet, les lampes à LED ont les caractéristiques d'une efficacité lumineuse élevée, d'une faible consommation d'énergie, d'une moindre génération de chaleur, d'une longue durée de vie et d'une intensité lumineuse et d'un spectre réglables, qui peuvent non seulement répondre aux exigences de la croissance des plantes et de l'accumulation efficace de matériaux, mais également économiser de l'énergie, réduire la production de chaleur et les coûts d'électricité.Les lampes de culture à LED peuvent être divisées en lampes à LED à large spectre à puce unique à usage général, à LED à large spectre spécifiques aux plantes à puce unique et à LED à spectre réglable combinées à plusieurs puces.Le prix de ces deux derniers types de lampes à LED spécifiques aux plantes est généralement plus de 5 fois supérieur à celui des lampes à LED ordinaires, de sorte que différentes sources de lumière doivent être sélectionnées en fonction de différents objectifs.Pour les grandes usines de plantes, les types de plantes qu'elles cultivent changent avec la demande du marché.Afin de réduire les coûts de construction et de ne pas affecter de manière significative l'efficacité de la production, l'auteur recommande d'utiliser des puces LED à large spectre pour l'éclairage général comme source d'éclairage.Pour les petites usines, si les types d'usines sont relativement fixes, afin d'obtenir une efficacité et une qualité de production élevées sans augmenter considérablement le coût de construction, des puces LED à large spectre pour l'éclairage spécifique à l'usine ou général peuvent être utilisées comme source d'éclairage.S'il s'agit d'étudier l'effet de la lumière sur la croissance des plantes et l'accumulation de substances efficaces, afin de fournir la meilleure formule lumineuse pour la production à grande échelle à l'avenir, une combinaison multi-puces de lumières LED à spectre réglable peut être utilisée pour changer des facteurs tels que l'intensité lumineuse, le spectre et le temps d'éclairage pour obtenir la meilleure formule lumineuse pour chaque plante, fournissant ainsi la base d'une production à grande échelle.

La lumière rouge et bleue

En ce qui concerne les résultats expérimentaux spécifiques, lorsque la teneur en lumière rouge (R) est supérieure à celle en lumière bleue (B) (laitue R:B = 6:2 et 7:3; épinard R:B = 4 : 1 ; semis de courge R:B = 7:3 ; semis de concombre R:B = 7:3), l'expérience a montré que la teneur en biomasse (y compris la hauteur de la plante de la partie aérienne, la surface foliaire maximale, le poids frais et le poids sec , etc.) étaient plus élevés, mais le diamètre de la tige et le fort indice de semis des plantes étaient plus grands lorsque la teneur en lumière bleue était supérieure à celle de la lumière rouge.Pour les indicateurs biochimiques, la teneur en lumière rouge supérieure à la lumière bleue est généralement bénéfique à l'augmentation de la teneur en sucres solubles des plantes.Cependant, pour l'accumulation de VC, de protéines solubles, de chlorophylle et de caroténoïdes dans les plantes, il est plus avantageux d'utiliser un éclairage LED avec une teneur en lumière bleue plus élevée que la lumière rouge, et la teneur en malondialdéhyde est également relativement faible dans cette condition d'éclairage.

Étant donné que l'usine de plantes est principalement utilisée pour la culture de légumes à feuilles ou pour l'élevage industriel de semis, on peut conclure des résultats ci-dessus que sous l'hypothèse d'augmenter le rendement et en tenant compte de la qualité, il convient d'utiliser des puces LED avec un rouge plus élevé. teneur en lumière que la lumière bleue comme source de lumière.Un meilleur rapport est R:B = 7:3.De plus, un tel rapport de lumière rouge et bleue est fondamentalement applicable à toutes sortes de légumes à feuilles ou de semis, et il n'y a pas d'exigences spécifiques pour différentes plantes.

Sélection de la longueur d'onde rouge et bleue

Lors de la photosynthèse, l'énergie lumineuse est principalement absorbée par la chlorophylle a et la chlorophylle b.La figure ci-dessous montre les spectres d'absorption de la chlorophylle a et de la chlorophylle b, où la ligne spectrale verte est le spectre d'absorption de la chlorophylle a et la ligne spectrale bleue est le spectre d'absorption de la chlorophylle b.On peut voir sur la figure que la chlorophylle a et la chlorophylle b ont deux pics d'absorption, l'un dans la région de la lumière bleue et l'autre dans la région de la lumière rouge.Mais les 2 pics d'absorption de la chlorophylle a et de la chlorophylle b sont légèrement différents.Pour être précis, les deux longueurs d'onde maximales de la chlorophylle a sont respectivement de 430 nm et 662 nm, et les deux longueurs d'onde maximales de la chlorophylle b sont respectivement de 453 nm et 642 nm.Ces quatre valeurs de longueur d'onde ne changeront pas avec différentes plantes, de sorte que la sélection des longueurs d'onde rouges et bleues dans la source lumineuse ne changera pas avec différentes espèces de plantes.

Spectres d'absorptionSpectres d'absorption de la chlorophylle a et de la chlorophylle b

 

Un éclairage LED ordinaire à large spectre peut être utilisé comme source lumineuse de l'usine de l'usine, tant que la lumière rouge et bleue peut couvrir les deux longueurs d'onde maximales de la chlorophylle a et de la chlorophylle b, c'est-à-dire la gamme de longueurs d'onde de la lumière rouge est généralement de 620 à 680 nm, tandis que la lumière bleue La plage de longueur d'onde est de 400 à 480 nm.Cependant, la gamme de longueurs d'onde de la lumière rouge et bleue ne doit pas être trop large car non seulement elle gaspille de l'énergie lumineuse, mais elle peut également avoir d'autres impacts.

 

Si une lumière LED composée de puces rouges, jaunes et bleues est utilisée comme source lumineuse de l'usine de l'usine, la longueur d'onde maximale de la lumière rouge doit être réglée sur la longueur d'onde maximale de la chlorophylle a, c'est-à-dire à 660 nm, la longueur d'onde maximale de la lumière bleue doit être réglée sur la longueur d'onde maximale de la chlorophylle b, c'est-à-dire à 450 nm.

Le rôle de la lumière jaune et verte

Il est plus approprié lorsque le rapport de lumière rouge, verte et bleue est R:G:B=6:1:3.Quant à la détermination de la longueur d'onde du pic de lumière verte, puisqu'elle joue principalement un rôle régulateur dans le processus de croissance des plantes, il suffit qu'elle soit comprise entre 530 et 550 nm.

Résumé

Cet article traite de la stratégie de sélection de la qualité de la lumière dans les usines d'usine à partir d'aspects théoriques et pratiques, y compris la sélection de la gamme de longueurs d'onde de la lumière rouge et bleue dans la source de lumière LED et le rôle et le rapport de la lumière jaune et verte.Dans le processus de croissance des plantes, la correspondance raisonnable entre les trois facteurs d'intensité lumineuse, de qualité de la lumière et de temps d'éclairage, et leur relation avec les nutriments, la température et l'humidité, et la concentration de CO2 doivent également être prises en compte de manière approfondie.Pour la production réelle, que vous envisagiez d'utiliser une lumière LED à large spectre ou à spectre accordable combiné à plusieurs puces, le rapport des longueurs d'onde est la principale considération, car en plus de la qualité de la lumière, d'autres facteurs peuvent être ajustés en temps réel pendant le fonctionnement.Par conséquent, la considération la plus importante lors de la phase de conception des usines doit être la sélection de la qualité de la lumière.

Auteur : Yong Xu

Source de l'article : Compte Wechat de la technologie du génie agricole (horticulture en serre)

Référence : Yong Xu,Stratégie de sélection de la qualité de la lumière dans les usines végétales [J].Technologie du génie agricole, 2022, 42(4): 22-25.

 


Heure de publication : 25 avril 2022