Stöds fotosyntes avLED-ljus?
Den naturliga ljuskällan som har stöttat markvegetation i miljarder år, solljus, är ofta kopplad till fotosyntes, den process genom vilken växter omvandlar ljusenergi till kemisk energi för att driva utvecklingen. Men när städer växer, trädgårdsskötsel inomhus blir mer populärt och jordbruksmetoderna går mot kontrollerade miljöer (som vertikala gårdar), väcks frågan: Kan artificiella ljuskällor som LED-lampor främja fotosyntes? Ja, utan tvekan, men effektiviteten beror på att veta hur växter använder ljus, LED-egenskaper och noggrann inställning av ljusförhållanden. För att undersöka detta måste vi först dissekera grunderna för fotosyntes, sedan titta på hur lysdioder passar in i växters ljusbehov och sedan diskutera praktiska användningsområden och frågor.
Växternas förmåga att använda pigment som karotenoider, klorofyll a och klorofyll b för att absorbera speciella ljusvåglängder är den grundläggande komponenten i fotosyntesen. Huvudpigmentet, klorofyll a, är mest effektivt för att absorbera ljus i två våglängdsområden: det röda spektrumet (600–700 nm) och det blåa spektrumet (400–500 nm). Karotenoider absorberar blått-grönt ljus och skyddar växter från ljusskador, medan klorofyll b förstärker detta genom att absorbera lite mer blått och lite orange ljus. Anledningen till att bladen ser gröna ut för det mänskliga ögat är för att växter förbrukar väldigt lite grönt ljus (500–600 nm), och majoriteten av det reflekteras. Även om hela spektrumet av synligt ljus tillhandahålls av solljus, använder växter bara de blå och röda delarna, som kallas "fotosyntetiskt aktiv strålning" (PAR). Denna avgörande insikt är väsentlig för LED-teknik: även utan att reproducera hela solens spektrum kan lysdioder kanske underlätta fotosyntesen om de kan avge ljus i de röda och blå PAR-områdena.
lysdioderär särskilt väl-lämpade för fotosyntes på grund av deras exceptionella förmåga att rikta in sig på specifika våglängder. Lysdioder kan designas för att avge smala band av ljus exakt i det blå och röda området, i motsats till lysrör (som avger en del PAR men även onödigt grönt och gult ljus) eller glödlampor (som avger brett-ljus men förlorar mest energi som värme). Hög-effektiva blå lysdioder, till exempel (som använder InGaN-halvledare, som tidigare nämnts), avger ljus vid 450–470 nm, en våglängd som lätt absorberas av klorofyll a och b. Vid 660–670 nm, vilket också är ett annat toppabsorptionsområde för klorofyll a, avger röda lysdioder, som vanligtvis är sammansatta av aluminiumgalliumarsenid (AlGaAs) eller galliumarsenidfosfid (GaAsP), ljus. Odlare kan producera ett "anpassat" ljusspektrum som uppfyller de fotosyntetiska kraven för deras växter genom att kombinera blå och röda lysdioder i ett visst förhållande, vanligtvis 1:3 till 1:5 blått-till-rött, beroende på växtens sort. Lysdioder är upp till 80 % mer energieffektiva- än glödlampor, vilket är en stor fördel för inomhusbruk där belysningskostnaderna är en viktig kostnad. Detta fokuserade tillvägagångssätt garanterar inte bara att växter får det ljus de behöver utan minimerar också energislöseri.
Lysdiodernas förmåga att främja fotosyntes-och i vissa situationer överträffa naturligt solljus-har konsekvent verifierats av vetenskapliga studier. En studie från 2018 som jämför tillväxten av sallad under rött-blåttLED-belysningtill solljus publicerades i Scientia Horticulturae. Enligt resultaten hade sallad som odlats med lysdioder 20 % mer biomassa (total växtvikt) och mer antioxidanter än sallad producerad i solen. Detta beror på det faktum att lysdioder ger exakt kontroll över ljusets spektrum, varaktighet och intensitet-som alla varierar i naturliga miljöer. Till exempel saktas fotosyntesen ner på molniga dagar när solljusintensiteten minskar. Odlare kan använda lysdioder för att upprätthålla en konstant ljusnivå (mätt i mikromol per kvadratmeter per sekund, eller μmol/m²/s) som är idealisk för växtstadiet. "Ljusperioden", eller antalet timmar ljus varje dag, kan också ändras. Till exempel kräver bladgrönsaker som spenat 12 till 16 timmars ljus för att blomstra, medan blommande växter som tomater kräver kortare fotoperioder för att sätta igång blomningen. I vertikala gårdar eller odlingstält maximerar lysdioder ljusabsorption och utrymmeseffektivitet genom att producera mindre värme än andra ljuskällor, vilket gör att de kan placeras närmare växter utan att bränna löven.
Eftersom lysdioder är inställbara kan de justeras för att möta olika ljusbehov hos olika växtarter. Eftersom deras tillväxt är centrerad på utvecklingen av deras lövverk kräver bladgrönsaker (sallat, grönkål och spenat) blått och rött ljus framför allt annat. Ett enkelt rött-blå LED-arrangemang är tillräckligt och rimligt prissatt för dessa växter. Men att lägga till små mängder grönt eller långt-rött ljus (700–800 nm) till belysningen kan hjälpa växter som blommar och bär frukt, som tomater, paprika och rosor. Till exempel hjälper långt-rött ljus till att kontrollera "fotomorfogenes" eller hur växter reagerar på ljus genom att växa saker som stjälklängd och blomstart . 10% långt-rött ljus lagt till ett rött-blått LED-spektrum förbättrat avkastningen av tomatfrukter med 15 % genom att uppmuntra växten 2020 Fysiologi. Lysdioder kan hjälpa även låg-ljus-älskande växter, som vanliga krukväxter som pothos eller ormväxter, som kan överleva i utrymmen utan naturligt solsken tack vare en blå-lågintensitetsblå-röd LED-lampa som kan ge tillräckligt med PAR för att hålla dem friska. På grund av sin anpassningsförmåga är lysdioder inte bara perfekta för industriellt jordbruk utan även för trädgårdsmästare som vill odla krukväxter eller örter året runt.
Även om lysdioder är ganska bra på fotosyntes, finns det några saker att tänka på för att få ut det mesta av dem. För det första måste ljusintensiteten vara lämplig för växtens krav. Till exempel kan vuxna växter kräva 400–600 μmol/m²/s för maximal tillväxt, medan plantor kräver lägre intensitet (100–200 μmol/m²/s) för att förhindra stress. När växten åldras kan lantbrukare ändra intensiteten genom att använda lysdioder som har dämpningsförmåga. Den andra avgörande faktorn är spektrumförhållandet: för mycket rött ljus kan resultera i svaga, gängliga växter, medan för mycket blått ljus hindrar tillväxten (tunna löv, korta stjälkar). Det är viktigt att testa olika förhållanden för varje art, till exempel 1:4 blå-till-röd för sallad och 1:3 för tomater. För det tredje kan värmehanterings-hög-lysdioder, som används i kommersiella gårdar, ändå producera värme som påverkar anläggningens temperatur och LED-livslängd, trots att lysdioder avger mindre värme än traditionella glödlampor. LED-armaturer kan undvika överhettning genom att lägga till fläktar eller kylflänsar. Slutligen, även om energikostnaderna är lägre än för glöd- eller lysrörsbelysning, kan de fortfarande öka för storföretag-. Långsiktiga-kostnader kan minskas genom att välja hög-effektiva lysdioder, som mäts i lumen per watt (lm/W) eller PAR per watt (μmol/J).
Framväxten av inomhusjordbruk och vertikalt jordbruk är redan bevis på de praktiska effekterna av LED-stödd fotosyntes. Tusentalsröda-blå lysdioderanvänds av företag som Plenty och AeroFarms för att odla bladgrönt i städer, förbrukar 95 % mindre vatten än konventionellt jordbruk och ger skördar-om året. Lysdioder gör det möjligt att producera mat lokalt i områden med extrema temperaturer, som Arktis, där solsken är sparsamt i månader i taget, vilket minskar behovet av importerade grönsaker. NASA:s studier för att skapa matsystem för längre rymdresor (som resor till Mars) använder också lysdioder för att odla växter under kontrollerade förhållanden. I mindre skala förvandlar hemodlare dystra områden till fruktbara trädgårdar genom att använda LED-odlingslampor för att plantera grönsaker, örter och mikrogröt i källare eller lägenheter. Dessa användningsområden visar att lysdioder är en revolutionerande teknik som breddar utbudet av platser och metoder där växter kan odlas, förutom att de är ett praktiskt substitut för solljus i fotosyntesen.
Sammanfattningsvis,LED-lamporkan utan tvekan hjälpa till med fotosyntesen, och de kan göra det mer effektivt, exakt och mångsidigt än många konventionella ljuskällor. Lysdioder ger växter det exakta ljus de behöver för fotosyntes genom att sända ut vissa våglängder i det röda och blåa PAR-intervallet. Odlare kan också modifiera ljusets spektrum, intensitet och varaktighet för att passa olika växtarter och tillväxtstadier. Lysdioder kan öka växternas tillväxt, avkastning och kvalitet, enligt vetenskapliga studier och praktiska tillämpningar (som hemmaträdgårdar och vertikala gårdar). Även om det finns faktorer att ta hänsyn till, såsom att kontrollera värmen och maximera ljusintensiteten, kan dessa enkelt lösas med noggrann design. LED-teknikens bidrag till fotosyntesen kommer bara att öka när den utvecklas ytterligare (i termer av kostnad, effektivitet och spektruminställning), vilket öppnar dörren till ett mer tillgängligt, produktivt och hållbart jordbruk i framtiden.
Vanliga frågor
Q1. Hur kan jag få dessa prover?
A1: Hej, lätt för detta. Ge mig din adress och berätta vilken vara du behöver; vi kommer att ordna att skicka det till dig med DHL eller FedEx.
F2: Vad sägs om din kvalitet?
A2: Allt råmaterial med högsta kvalitet för att säkerställa hög ljusstyrka och tillräckligt med ljusstyrka.
F3: Hur är det med ledtiden?
A3: Provet behöver 3-5 dagar, massproduktionstiden behöver 25-40 dagar efter mottagandet av insättningen
Shenzhen Benwei Lighting Technology Co.,Ltd
Telefon: +86 0755 27186329
Mobil(+86)18673599565
Whatsapp:19113306783
E-post:bwzm15@benweilighting.com
Skype: benweilight88
Web:www.benweilight.com
