Андрей Смирнов
Время чтения: ~4 мин.
Просмотров: 0

Светодиодный светильник полный спектр

Светодиоды для растениеводства

Оптимизация светодиодного освещения для индустрии растениеводства все еще находится в зачаточном состоянии. Оптимальной стратегией для использования высококачественного светодиодного освещения в индустрии выращивания растений будет подбор наилучших спектров для конкретной культуры или сорта, одновременно улучшая качество и уменьшая потребление энергии. Фотосинтетические ответы у различных типов растений обычно сходны, по крайней мере, при рассмотрении квантового выхода, в то время как морфологический ответ, по-видимому, более специфичен для разных видов и сортов.
Свет в красных и синих областях спектра соответствует пикам поглощения хлорофиллов, участвующих в фотосинтезе, как показано на Fig. 2 .

Figure 2. Фотосинтетический ответ и поглощение хлорофилом фотонов для разных длин волн

Принято считать, что красное излучение в большей степени влияет на процессы фотосинтеза на основании его более высокого квантового выхода. Однако и синий свет необходим, как на этапе вегетации, так и во время стадии цветения растений. До последнего времени на таком функциональном подходе и строились традиционные узкие спектры для растениеводства, просто используя сочетание синего и красного света — подход, широко распространенный в Европе.

Figure 3. Схематическая демонстрация прозрачности листа для монохроматического света различной длины волны синий, зеленый и красный

Несмотря на то, что хлорофиллы (a и b) в клетках «in vivo» в процессе фотосинтеза преимущественно поглощают фотоны пришедшие в красной и синей областях спектра, а с фотонами из зеленой области спектра взаимодействует слабее, основываясь на квантовом выходе при поглощении СО2 в листьях, мы можем отметить что наибольший эффект при фотосинтезе оказывают красный, затем зеленый, и только потом идет синий свет. Это отмечено на кривой McCree, как можно увидеть на Fig. 2 . Зеленый свет может проникнуть в затененные части растения глубже, чем синий или красный из-за более высокого коэффициента пропускания в этой области спектра, что позволяет свету достигать нижних ветвей и листьев растения, как показано на Fig. 3 . Так же зеленый свет вовлечен в работу защитных механизмов растений, активируемых синим светом, таким образом он влияет и на цветение и морфогенез . Влияние каждой длины волны из области фотосинтеза показано на Fig. 4.

Figure 4. Влияние разных диапазонов длин волн света на рост и развитие растений

В Samsung попытались выработать несколько новых подходов, новый спектр для освещения растений. Одно из решений — использовать для освещения только белые светодиоды либо использовать белые светодиоды в сочетании с монохроматическими светодиодами для создания расширенного белого спектра. Такой подход, с использованием белых светодиодов Samsung, позволяет не только донести весь спектр света, помогающий растениям вырасти, но и сделать свет комфортным при культивации и добиться этого без ущерба для цветопередачи. (Fig. 5).

Figure 5. Фабрика растений с узкими (слева) и полным (справа) спектром освещения

Освещение для растений

Искусственное освещение позволяет нам выращивать растения в помещении в любое время года и при любом климате. Предназначение искусственного освещения для растений в том, чтобы создать свет нужного качества и в нужном количестве для стимулирования их роста и развития. Традиционно для выращивания растений используются различные источники искусственного света, такие как металлогалогенные лампы, натриевые лампы высокого давления (НЛВД) и люминесцентные лампы.

К недостаткам таких источников света можно отнести неэффективное использование энергии, небольшой срок службы, селективный и слабо контролируемый спектр свечения, что может существенно влиять на процессы фотосинтеза и морфогенеза растений. В тоже время использование светодиодных источников света (LED) открывает новые подходы к оптимизации освещения для различных задач по выращиванию растений.

Figure 1. Сравнение искусственных источников света.

Правильно подобранный спектр освещения может обеспечить ускоренный рост, большие урожаи и наилучшее качество растений. По сравнению с традиционными лампами HPS (натриевые высокого давления) и MH (металлогалогенными) светодиодные источники света в области растениеводства могут быть эффективнее и экономичнее за счет более низкого энергопотребления светодиодов, более продолжительного срока службы и возможностей по конструированию нужного спектра.
Конструирование спектра из светодиодов, излучающих свет с различными длинами волн, может сыграть важную роль в выращивании и формировании растений. Такое возможно, поскольку физиология и морфология растений сильно зависят как от длин волн света падающего на поверхность растений, так и от глубины проникновения света и его распределения. Сравнение различных источников света для растениеводства и их спектры показаны на Fig. 1.

Рейтинг автора
5
Материал подготовил
Максим Иванов
Наш эксперт
Написано статей
129
Ссылка на основную публикацию
Похожие публикации