[Résumé]Sur la base d'un grand nombre de données expérimentales, cet article aborde 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 des spectres. gammes, afin de fournir un aperçu de la qualité de la lumière dans les usines. 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 utilisent généralement des lumières LED. En effet, les lumières LED ont les caractéristiques d'une efficacité lumineuse élevée, d'une faible consommation d'énergie, d'une génération de chaleur moindre, d'une longue durée de vie et d'une intensité et d'un spectre lumineux réglables, qui peuvent non seulement répondre aux exigences de croissance des plantes et d'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 monopuce à usage général, en lumières LED à large spectre spécifiques aux plantes à puce unique et en lumières LED à spectre réglable combinées à plusieurs puces. Le prix de ces deux derniers types de lampes LED spécifiques aux plantes est généralement plus de 5 fois supérieur à celui des lampes LED ordinaires, de sorte que différentes sources de lumière doivent être sélectionnées en fonction de différents objectifs. Pour les grandes usines, les types de plantes qu’elles cultivent changent en fonction de 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'installations sont relativement fixes, afin d'obtenir une efficacité et une qualité de production élevées sans augmenter de manière significative le coût de construction, des puces LED à large spectre pour l'éclairage spécifique ou général de l'usine 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 une 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 la durée 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 ; épinards R:B = 4 : 1 ; plants de courge R:B = 7:3 ; plants de concombre R:B = 7:3), l'expérience a montré que la teneur en biomasse (y compris la hauteur de la partie aérienne de la plante, la surface foliaire maximale, le poids frais et le poids sec , etc.) étaient plus élevés, mais le diamètre de la tige et l'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, une teneur en lumière rouge supérieure à la lumière bleue est généralement bénéfique pour l’augmentation de la teneur en sucres solubles dans les 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 ces conditions d'éclairage.

Étant donné que l'usine de plantes est principalement utilisée pour la culture de légumes à feuilles ou pour la culture industrielle de semis, on peut conclure des résultats ci-dessus que, sous réserve d'augmenter le rendement et de prendre en compte la qualité, il convient d'utiliser des puces LED avec un rouge plus élevé. contenu lumineux 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 plants, et il n'y a pas d'exigences spécifiques pour les différentes plantes.

Sélection de 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 raie spectrale verte est le spectre d'absorption de la chlorophylle a et la raie 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 selon les plantes, donc la sélection des longueurs d'onde rouge et bleue dans la source lumineuse ne changera pas selon les espèces végétales.

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

Un éclairage LED ordinaire à large spectre peut être utilisé comme source de lumière dans l'usine, à condition que la lumière rouge et bleue puisse couvrir les deux longueurs d'onde maximales de la chlorophylle a et de la chlorophylle b, c'est-à-dire la plage de longueurs d'onde de la lumière rouge. est généralement de 620 à 680 nm, tandis que la lumière bleue La plage de longueurs 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 elle gaspille non seulement de l’énergie lumineuse, mais peut également avoir d’autres impacts.

Si une lumière LED composée de puces rouges, jaunes et bleues est utilisée comme source de lumière dans 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 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 maximale de la lumière verte, puisqu’elle joue principalement un rôle régulateur dans le processus de croissance des plantes, elle ne doit être comprise qu’entre 530 et 550 nm.

Résumé

Cet article traite de la stratégie de sélection de la qualité de la lumière dans les usines d'usines sous des aspects à la fois théoriques et pratiques, y compris la sélection de la plage de longueurs d'onde de la lumière rouge et bleue dans la source de lumière LED ainsi que 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 que sont l'intensité lumineuse, la qualité de la lumière et la durée d'éclairage, ainsi que leur relation avec les nutriments, la température et l'humidité, ainsi que la concentration de CO2, doivent également être pris en compte de manière globale. Pour la production réelle, que vous envisagiez d'utiliser un large spectre ou une lumière LED à spectre accordable combinée 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 devrait être le choix 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 [J]. Technologie du génie agricole, 2022, 42(4) : 22-25.