Razlog, zakaj rastline najbolj uspevajo pod vijoličnimi LED lučmi
Ko gre za vrtnarjenje v zaprtih prostorih, hidroponiko in vertikalno kmetovanje, je izbira razsvetljave bistvena komponenta, ki lahko zagotovi ali uniči uspeh operacije. Od te odločitve je odvisno zdravje rastlin, stopnja razvoja in kakovost pridelka. Zaradi svoje vrhunske energijske učinkovitosti in spektralne natančnosti so svetleče -diode (LED) postale zlati standard za rešitve razsvetljave, medtem ko so starejše možnosti, kot so fluorescenčne cevi in žarnice z žarilno nitko, padle na obeh področjih. Iz široke palete LED odtenkov, ki so na voljo, vključno z rdečo, modro, zeleno, belo in vijolično, se vijolične LED luči odlikujejo kot najučinkovitejša izbira, ko gre za podporo zdravemu razvoju rastlin. Ta članek obravnava fiziko interakcij-svetlobe rastlin, pojasnjuje, zakaj je vijolična svetloba boljša od drugih barv, in razpravlja o njenih praktičnih posledicah v sodobnem kmetijstvu.
Fotosinteza in spektralne potrebe: znanost o interakciji-svetlobe rastlin
Preden je mogoče razumeti razlog za vrhunsko delovanje vijolične barveLED luči, je nujno, da najprej razumemo, kako rastline uporabljajo svetlobo. Fotosinteza, ki je proces, v katerem rastline pretvorijo svetlobno energijo v kemično energijo (glukozo) s pomočjo klorofila, zelenega pigmenta, ki je prisoten v listih rastlin, je glavni mehanizem, ki poganja razvoj rastlin. Ko gre za absorpcijo svetlobnih valovnih dolžin, klorofil ne obravnava vseh enako. Namesto tega kaže različne "preference", ki ustrezajo določenim odsekom elektromagnetnega spektra.
Klorofil a in klorofil b sta dve najpomembnejši vrsti klorofila, ki sodelujeta v tem procesu. Najbolj razširjena oblika klorofila, znana kot klorofil a, ima največjo učinkovitost pri absorpciji svetlobe znotraj rdečega spektra (620–750 nm) in modrega spektra (450–495 nm). Klorofil b poleg klorofila a absorbira tudi modro svetlobo, vendar v nekoliko večji meri absorbira tudi svetlobo v vijoličnem območju (400–450 nm). Klorofil b je komplementaren klorofilu a. Ta dva pigmenta sodelujeta pri zbiranju energije, potrebne za spodbujanje fotosinteze, spodbujanje delitve celic in nadzor nad najpomembnejšimi stopnjami rasti, ki vključujejo kalitev, cvetenje in plodove.
Po drugi strani pa rastline v veliki meri odbijajo zeleno svetlobo (500–600 nm) in zaradi tega pojava so listi videti zeleni, ko jih gleda človeško oko. Čeprav je nekaj študij pokazalo, da zelena svetloba lahko prehaja skozi debele krošnje in doseže rastline, ki so na dnu, ni tako pomembna za proces fotosinteze kot sta rdeča in modra svetloba. Bela svetloba je kombinacija vseh valovnih dolžin, ki jih vidi človeško oko, kar vključuje tako rdečo kot modro svetlobo. Vsebuje pa tudi zeleno in rumeno svetlobo, ki ju rastline ne izkoristijo, zato se za te komponente troši energija. Zaradi tega je bela svetloba manj učinkovita izbira za usmerjen razvoj rastlin.
Katere so značilnosti, ki določajo vijoličnoLED lučirazen drugih vrst luči? Idealna kombinacija rdeče in modre
Medtem ko vijolične LED luči niso sestavljene iz ene same valovne dolžine, so sestavljene iz natančno kalibrirane mešanice rdeče in modre svetlobe, ki sta dva spektra, ki sta najpomembnejša za proces fotosinteze. Proizvajalci proizvajajo vijolične LED diode s kombiniranjem rdečih in modrih diod v eni sami napeljavi. Rdeče diode imajo običajno valovno dolžino 660 nm, kar je največja absorpcijska valovna dolžina za klorofil a, medtem ko imajo modre diode običajno valovno dolžino 450 nm, kar je odlično za klorofil b. Ta mešanica svetlobe simulira naravne svetlobne razmere, v katerih so se rastline razvile, da bi uspevale, hkrati pa odstranjuje valovne dolžine, ki so odvečne, saj bodisi tratijo energijo bodisi ne prispevajo k razvoju rastlin.
1. Doseganje najvišje možne stopnje fotosintetske učinkovitosti
V primeru vijoličnih svetlečih -diod (LED) se razmerje med rdečo in modro svetlobo pogosto prilagaja, da ustreza zahtevam večine rastlin. Rastline običajno potrebujejo večjo količino rdeče svetlobe kot modre svetlobe, zato je razmerje običajno nastavljeno na 3:1 oziroma 4:1. V zadnjih fazah razvoja je rdeča luč kritična. Spodbuja cvetenje, poveča raztezanje stebla in izboljša nastanek plodov. Po drugi strani pa je modra svetloba bistvena za zgodnji razvoj, saj uravnava kalitev semen, razvija koreninski sistem in spodbuja kompaktno, košato rast. To preprečuje "raztezanje", do katerega pride, ko rastline postanejo visoke in šibke, ko ni dovolj svetlobe.
Vijolične LED diodezagotavljajo spektralno rešitev »vse{0}}v-enem«, ki jo je mogoče uporabiti za pomoč pri vsaki stopnji rasti rastlin z integracijo dveh valovnih dolžin, ki sestavljata vijolično svetlobo. Vijolične svetleče -diode ali LED zagotavljajo rastlinam enakomerno in uravnoteženo oskrbo z energijo v celotnem življenjskem ciklu, od sadik do žetve. To je v nasprotju z rdečimi ali modrimi diodami LED, ki so eno-barvne in ciljajo le na določen vidik fotosintetskega procesa. Posledica tega ravnovesja je hitrejši razvoj. Glede na raziskave, ki jih je izvedla Univerza v Arizoni, je solata, ki je bila pridelana pod vijoličnimi LED diodami, dozorela dvajset odstotkov hitreje kot solata, ki je bila pridelana pod belimi LED diodami, prav tako je pokazala večjo vsebnost klorofila in izboljšano absorpcijo hranil.
2. Energijska učinkovitost in zmanjšanje toplote
Izjemna energetska učinkovitost, ki jo zagotavljajo vijolične LED luči, je le še ena prednost njihove uporabe. Njihova izključna koncentracija na rdeče in modre valovne dolžine, ki so edine valovne dolžine, ki jih rastline resnično uporabljajo, ima za posledico veliko nižjo količino energije, ki se porabi za nepotrebno svetlobo v primerjavi z belimi LED ali konvencionalno razsvetljavo. Na primer, 200-vatna bela svetleča-dioda (LED) ali 400-vatna visokotlačna natrijeva žarnica (HPS) imata potencial za ustvarjanje fotosintetsko aktivnega sevanja (PAR), kar je meritev količine svetlobe, ki se lahko uporabi za proces fotosinteze, na enak način kot 100-vatna vijolična LED svetilka. Ta učinkovitost poleg znižanja stroškov električne energije za kmete povzroči tudi zmanjšanje proizvodnje toplote.
Pri vrtnarjenju v zaprtih prostorih je toplota pomemben problem. Če je temperatura previsoka, se zemlja izsuši, listi se lahko poškodujejo, absorpcija hranil pa je lahko motena. Za delovanje vijoličnih svetlečih -diod (LED) ni potrebna uporaba dragih hladilnih sistemov, saj delujejo pri veliko nižji temperaturi kot visoko{3}}natrijeve (HPS) žarnice ali celo bele LED. To zmanjšanje toplote je še posebej koristno v vertikalnih kmetijah, kjer je prostor omejen in so napeljave nameščene blizu rastlin; omogoča kmetom, da postavijo luči bližje krošnjam, ne da bi pri tem povzročili stres rastlin, s čimer se še bolj povečata absorpcija svetlobe in rast.
3. Prilagodljivost med različnimi vrstami rastlin
Vijolične LED lučiniso omejeni na eno določeno rastlinsko vrsto; prilagoditi jih je mogoče tako, da ustrezajo zahtevam najrazličnejših rastlin, vključno s cvetočimi rastlinami, kot so paradižniki in vrtnice, listnato zelenjavo, kot sta špinača in solata, ter celo zdravilnimi zelišči, kot sta bazilika in meta. Rdeča-modra kombinacija, ki jo najdemo v vijoličnih svetlečih-diodah (LED), spodbuja rast občutljivega, gostega listja v listnati zeleni zelenjavi, ki spodbuja vegetativno rast. Komponenta rdeče svetlobe povzroči cvetenje in poveča vsebnost sladkorja v sadju v sadnih rastlinah, kot je paradižnik, zaradi česar so pridelki slajši in imajo boljši okus. Pothos in kačje rastline so primeri rastlin, ki uspevajo v okoljih s slabo svetlobo. Toda tudi rastlinam, kot so te, lahko koristijo vijolične LED diode, saj jim te luči zagotavljajo točno tisto vrsto svetlobe, ki jo želijo, ne da bi bile izpostavljene preveliki količini svetlosti.
Vijolične LED diodeso dovolj vsestranski za uporabo v različnih okoljih, vključno z domačimi vrtovi, komercialnimi hidroponskimi operacijami in vertikalnimi kmetijami. Vijolične LED diode so vsestranska in ekonomična možnost osvetlitve, ki jo je mogoče prilagoditi rastlinam, saj se njihove zahteve sčasoma spreminjajo z uporabo zatemnitve ali prilagajanja razmerja. To je v nasprotju s specializiranimi napeljavami, ki so primerne le za eno rastlinsko vrsto in jih ni mogoče spreminjati, da bi ustrezale spreminjajočim se zahtevam rastlin med rastjo.
Primerjava vijoličnih svetlobnih -diod (LED) z drugimi običajnimi možnostmi osvetlitve rastlin
Da bi popolnoma razumeli prednosti vijoličnih LED, jih je koristno primerjati z drugimi -znanimi možnostmi osvetlitve rastlin. Sem spadajo rdeče LED, modre LED, bele LED in visoko{2}}natrijeve (HPS) žarnice.
1. Rdeče LED proti vijoličnim LED
Rdeče LED diode so uporabne za cvetenje in plodove, vendar ne oddajajo modre svetlobe, ki je nujna za razvoj v zgodnjih fazah. Etiolacija je izraz, ki se uporablja za opis pojava, pri katerem rastline, ki rastejo izključno pod rdečimi LED, dobijo blede liste, šibke korenine in ozka stebla. Tej težavi se izognemo z vijoličastimi LED diodami, ki imajo že vgrajeno modro svetlobo, saj spodbujajo rast korenin in listov že na samem začetku. Posledica tega so rastline, ki so močnejše in bolj zdrave.
2. Svetleče-diode, ki oddajajo modro svetlobo, v primerjavi s tistimi, ki oddajajo vijolično svetlobo
Modre LED diode spodbujajo močne korenine in kompaktno rast, vendar so neustrezne za kasnejše faze razvoja, kot je cvetenje. Rastline težko cvetijo ali plodijo, če ni rdeče svetlobe, zato se njihova stopnja razvoja znatno upočasni. Dodatek rdeče svetlobe, ki jo zagotavljajo vijolične LED diode, rešuje to težavo in zagotavlja, da bodo rastline brez težav prešle skozi vsako stopnjo razvoja.
3.Oddajanje-vijolične svetlobeDiode v primerjavi z-svetlečimi diodami
Bele LED diode so sicer uporabne za človeški vid (z njimi je lažje preveriti zdravje rastlin), vendar so za rastline potratne. Pomemben del njihove energije se porabi za zeleno in rumeno svetlobo, ki je rastline ne sprejmejo. Ker potrebujejo več energije, da zagotovijo enak PAR kot vijolične LED, bele LED zvišajo cene in povečajo proizvodnjo toplote. Poleg tega lahko v določenih situacijah prevelika količina zelene svetlobe zmoti signale, ki jih rastline uporabljajo za medsebojno komunikacijo, kar lahko povzroči zapozneli razvoj.
4. Visokotlačne-natrijeve žarnice v primerjavi z vijoličnimi -diodami, ki oddajajo svetlobo
Vijolične svetleče-diode (LED) so naprednejše od-natrijevih (HPS) žarnic, kljub dejstvu, da se HPS luči že dolgo uporabljajo v komercialnem vrtnarstvu. Natrijeve-žarnice z visokim tlakom (HPS) proizvajajo veliko toplote, porabijo veliko energije in imajo zelo omejeno življenjsko dobo (ki je običajno okoli 10.000 ur). V nasprotju s tem imajo vijolične svetleče-diode (LED) življenjsko dobo, ki je pogosto 50.000 ur ali več. Proizvajajo tudi omejen spekter svetlobe, v katerem prevladujejo rumene in oranžne valovne dolžine, ki ne prispevajo pomembnega k procesu fotosinteze. V vsaki posamezni kategoriji vijolične LED diode prekašajo žarnice HPS. So učinkovitejši, imajo daljšo življenjsko dobo, proizvajajo manj toplote in zagotavljajo bolj prilagojen spekter svetlobe.
Praktične uporabe vijoličnih svetlobno-diod v sodobnem gojenju
Vijolične LED-luči so zaradi prednosti, ki jih zagotavljajo, postale temeljni sestavni del širokega nabora nastavitev rasti, od majhnih domačih postavitev do komercialnih-velikih operacij.
1. Notranje vrtnarjenje doma
Vijolični LED trakovi ali drobne napeljave so najboljša izbira za domače vrtnarje, ki na okenskih policah ali policah gojijo zelišča, mikrozelenjavo ali majhno zelenjavo. Ker so kompaktni, energetsko-učinkoviti in ustvarjajo malo toplote, so varni za uporabo v omejenih območjih. Ko gre za gojenje rastlin v hiši, je veliko ljudi poročalo, da so opazili hitrejša obdobja kalitve in popolnejši razvoj pri uporabi vijoličnih LED v primerjavi z belimi LED ali naravno svetlobo oken, ki je včasih nepredvidljiva, zlasti v zimskih mesecih.
2. Hidroponika in akvaponika
Ker so pogosto nameščeni v kleteh ali prostorih znotraj stavb, ki ne prejemajo naravne svetlobe, so hidroponski sistemi, pri katerih rastline gojijo v vodi brez uporabe zemlje, zelo odvisni od umetne razsvetljave. Ker njegov usmerjen spekter spodbuja absorpcijo hranil, so vijolične LED diode idealne za uporabo v hidroponiki. Rastline, ki se gojijo hidroponično pod vijoličnimi LED diodami, pogosto proizvedejo večje donose in imajo izboljšane prehranske profile (na primer solata, ki vsebuje več vitaminov, ali zelišča, ki imajo večje število antioksidantov) v primerjavi z rastlinami, ki se gojijo pod drugimi vrstami razsvetljave.
3. Kmetovanje na navpični način
Da bi preprečili pregrevanje in zagotovili enakomerno porazdelitev svetlobe, se navpične kmetije, ki rastline zlagajo v plasteh in tako prihranijo prostor, zanašajo na učinkovito nizko-toplotno razsvetljavo. Ker so vijolične LED diode kompaktne, lahke in jih je mogoče namestiti na omejenih mestih, so odlična možnost za vertikalne sisteme. Vijolične LED diode so sprejela podjetja, kot sta Plenty in AeroFarms, ki sta med najvidnejšimi blagovnimi znamkami v industriji vertikalnega kmetijstva. Ta podjetja so se zaradi višjih stopenj rasti in nižjih operativnih stroškov odločila za prehod na vijolične LED diode kot svojo primarno možnost osvetlitve.
4. Rastlinjaki
Uporaba vijoličnih svetlečih -diod (LED) kot dodatne osvetlitve je pogosta v rastlinjakih. To je zato, ker so rastlinjaki odvisni od naravnega sonca, v oblačnih dneh ali v zimskih mesecih pa ni na voljo veliko sončne svetlobe. Zagotavljajo, da se bodo rastline še naprej enakomerno razvijale vse leto z zagotavljanjem valov rdeče in modre svetlobe, ki je naravna svetloba morda ne more dati.
Odpravljanje razširjenih zmot glede vijoličnih LED luči
Čeprav se je izkazalo, da so vijolične LED luči dobre za rast rastlin, še vedno obstajajo nekateri pridelovalci, ki so sumničavi do njih, običajno zaradi nesporazumov.
Prva pogosta napačna predstava je, da je "vijolična svetloba nenaravna za rastline."
Čeprav sončna in vijolična svetloba nista enaki, je vijolična svetloba bolj koncentrirana oblika valovnih dolžin, ki jih rastline najbolj potrebujejo. Vijolične LED niso nič drugega kot modre in rdeče LED, združene v eno samo enoto. Delujejo tako, da odstranijo odvečne dele barvnega spektra, po čemer se razlikujejo od sončne svetlobe. Rastline ne "vidijo" barv na enak način kot ljudje; namesto tega reagirajo le na valovne dolžine, ki so odgovorne za fotosintezo. Vijolična svetloba ni škodljiva za rastline; namesto tega je bolj učinkovita metoda za zagotavljanje energije, ki jo potrebujejo.
Druga pogosta napačna predstava je, da je "bela svetloba boljša, ker izgleda bolj naravno."
Ko gre za razvoj rastlin, človeško zaznavanje svetlobe ni dejavnik, ki bi ga bilo treba upoštevati. Čeprav lahko bela svetloba pridelovalcem olajša prepoznavanje škodljivcev ali listov, ki porumenijo, ne prispeva k splošnemu zdravju rastline. Pravzaprav je obilica zelene svetlobe v belih LED lahko škodljiva za njihov namen. Da bi dosegli ravnovesje med obema zahtevama, so številni pridelovalci sprejeli prakso uporabe kombinacije vijoličnih LED, ki se uporabljajo za spodbujanje razvoja rastlin, in belih LED, ki porabijo malo energije in služijo za vidnost.
Tretja napačna predstava je, da so "vijolične LED diode predrage."
Kljub dejstvu, da imajo lahko vijolične LED-diode višje začetne stroške kot bele LED-diode ali žarnice HPS, so zaradi njihove podaljšane življenjske dobe (50000+ ur) in energetske učinkovitosti dolgoročno stroškovno-učinkovitejša možnost. HPS žarnico lahko zamenjate z vijolično LED svetilko, ki lahko zdrži do petkrat dlje in porabi 50–70 % manj energije. Začetni izdatek je znatno manjši od zneska denarja, prihranjenega pri stroških električne energije in zamenjave v teku leta.
Zaključek Za zaključek je pomembno priznati, da lahko uporaba umetne inteligence (AI) v različnih panogah povzroči pomembne spremembe. Čeprav obstajajo pomisleki glede etičnih posledic umetne inteligence, obstajajo tudi priložnosti za inovacije in napredek.
Ko gre za osvetlitev rastlin,vijolične LED lučiso najboljša možnost za spodbujanje rasti, ki je hitra, zdrava in visoko{0}}donosna. Dosegajo najvišjo možno stopnjo fotosintetske učinkovitosti, omejujejo količino izgubljene energije in minimizirajo proizvodnjo toplote s kombiniranjem rdečih in modrih valovnih dolžin, ki jih rastline potrebujejo v največjih količinah. Ta kombinirana valovna dolžina jim tudi omogoča, da se prilagodijo zahtevam praktično vseh rastlinskih vrst. Vijolične LED diode so sposobne dosledno zagotavljati zanesljive rezultate, ki se ne morejo primerjati z nobeno drugo izbiro razsvetljave, ne glede na to, ali se uporabljajo v hidroponskem sistemu, na domačem vrtu na okenski polici ali na veliki vertikalni kmetiji.
Vijolične LED lučibo postalo vedno bolj ključno pri zagotavljanju varnosti preskrbe s hrano, zmanjševanju vpliva na okolje in omogočanju dostopnosti gojenja vsem, saj vrtnarjenje v zaprtih prostorih in trajnostno kmetijstvo še naprej pridobivata na priljubljenosti.Vijolične LED lučiniso le možnost za kmete, ki želijo gojiti rastline, ki izkoristijo svoj polni potencial-ne glede na to, ali to počnejo za osebno uporabo ali komercialni dobiček-, temveč potreba.
Skupaj ga naredimo boljšega.
Shenzhen Benwei Lighting Technology Co., Ltd
Mobilni/Whatsapp :(+86)18673599565
E-pošta:bwzm15@benweilighting.com
Skype: benweilight88
Splet:www.benweilight.com
Dodaj: stavba F, industrijska cona Yuanfen, Longhua, okrožje Bao'an, Shenzhen, Kitajska
