一, Grunnleggende om fotobiologi: hvordan planter "ser" LED-lys
Planter kan se lys på grunn av de kombinerte effektene av det fotosyntetiske pigmentsystemet og lysfølsomme pigmenter. Klorofyll a/b absorberer lys best ved 660nm rødt og 450nm blått, mens karotenoider hjelper ved 480nm blått. Denne naturlige spektrale selektiviteten lar LED-teknologi påvirke planteveksten ved å nøye endre spekterkomponentene.
Spekteret av vanlige LED-lys (hvit LED) er laget for menneskelig syn, men det har fortsatt blått lys (450–470 nm) og rødt lys (620–660 nm) som planter trenger for å fotosyntese. Studier indikerer at omtrent 18 % til 25 % av fotonfluksen som sendes ut av hvite lysdioder, faller innenfor det effektive fotosyntetiske strålingsspekteret for planter (400-700 nm). Denne prosentandelen er lavere enn 80 % til 90 % av profesjonelle plantelamper, men den kan fortsatt dekke minimumsbehovet for ekstra lys. For eksempel, når det regner eller når det ikke er mye lys inne, kan vanlige LED-lys holde planter utsatt for lys i 14 til 16 timer om dagen. Dette forkorter livssyklusen til grønne matvarer som salat med 15 % til 20 %.
2, Bruksscenario: Utvalget av typiske LED-lys
1. Kortsiktig-mer lys og planter med blader
For planter med blader, som jackfruit og chlorophytum comosum, kan vanlige LED-lys brukes som kortsiktige-lyskilder. Eksperimenter har vist at bestråling av planter i 6 timer om dagen fra en avstand på 30 cm kan øke klorofyllinnholdet i bladene med 12 % til 15 %. Men å bruke den i lang tid (mer enn tre måneder) kan gjøre stilkene for lange, og du må trimme dem regelmessig.
2. Dyrking av frøplanter og urteaktige planter
Når du lager urteaktige planter som spirer og urter på en fabrikk, kan vanlige LED-lys og reflekterende film bruke 80 % av lysenergien. En familiegård i Shenzhen brukte et modifisert LED-taklys (PPFD-verdi på omtrent 120 μ mol/m ²/s), som økte rothastigheten til basilikumfrøplanter fra 65 % i naturlig lys til 92 %. Men hastigheten som fruktavlinger (som tomater) setter frukt med, gikk bare opp med 8 %, som er mye mindre enn økningen på 35 % som profesjonell plantebelysning forårsaket.
3. Nødlys gjennom sesongene
Om vinteren kan vanlige LED-lys brukes til å tenne drivhus i nordlige strøk. Tester på en grønnsaksbase i Hebei-provinsen har vist at å legge til vanlige LED-lys i 4 timer om dagen, selv når været er veldig dårlig og det er mindre enn 4 timer med lys, kan beholde 78 % av det normale agurkutbyttet. Imidlertid er C-vitamininnholdet i frukten 19 % lavere enn for den profesjonelle supplerende belysningsgruppen.
3, Tekniske problemer: Tre hovedproblemer med vanlige LED-lys
1. Ubalanserte spektrale deler
Grønt lys (500–570 nm) utgjør 40 % til 50 % av vanlige LED-lys, men planter absorberer bare mindre enn 5 % av det. Dette "ineffektive lyset" gjør ikke bare lysenergi mindre nyttig, men det kan også øke temperaturen på bladene med 2 til 3 grader Celsius gjennom termiske effekter. For å fikse dette, bør lampeavstanden økes (40 til 50 cm er best).
2. Ikke nok lysintensitet
Profesjonelle plantelys kan ha en PPFD-verdi på 600–1000 μ mol/m ²/s, mens vanlige LED-lys kun har en PPFD-verdi på 80–150 μ mol/m ²/s i en avstand på 30 cm. For avlinger som trenger mye lys for å trives (som chilipepper), må vanlige LED-lys stå på i mer enn 12 timer for å gi samme effekt som profesjonelle lys i 6 timer. Dette bruker 2,3 ganger mer energi enn profesjonelle lys.
3. Ingen dynamisk regulering
For at planter skal vokse, må lyskvaliteten endres mellom det vegetative vekststadiet (når 60 % blått lys er nødvendig) og den reproduktive vekstperioden (når 70 % rødt lys er nødvendig). Vanlige LED-lys har et fast spektrum og kan ikke endre kvaliteten på lyset dynamisk slik profesjonelle lys kan. Dette forårsaker "lett kvalitetsubehag" i avlinger som tomater, noe som betyr svake stengler i næringsvekstperioden og ikke nok blomsterknopperdifferensiering i reproduktiv vekstperioden.
4, Optimaliseringsplan: En plan for å få vanlige LED-lys til å fungere bedre
1. Teknologi for å endre spekteret
Noe grønt lys kan endres til rødt lys ved å sette fluorescerende pulver på overflaten av LED-perler. Det er allerede sett på markedet som kan endre vanlige LED-lys slik at de har 15 % til 30 % mer rødt lys og 18 % mer fotosyntetisk effektivitet. For eksempel, når du dyrker sukkulente planter, kan de tilpassede LED-lysene gjøre plantene 25 % mer kompakte og bladene 12 % tykkere.
2. Sette sammen et refleksjonssystem
Ved bruk med aluminiumsfoliereflektorer eller diffuse reflekterende belegg kan lysenergiutnyttelsesgraden gå opp fra 35 % til 58 %. En hjemmelaboratorietest i Hangzhou fant at etter å ha brukt et reflekterende system i et planteområde på 1 ㎡, er det ekstra lyset fra vanlige LED-lys bare 68 % så godt som det fra profesjonelle lys, men de koster bare 1/5 så mye.
3. Smart kontrollmodul
En ekstern lysfølsom sensor og timer kan automatisk endre lysmengden og tiden. For eksempel, hvis omgivelseslysnivået er mindre enn 2000 lux, slår systemet automatisk på LED-fyllingslyset for den gitte tiden for å unngå lysundertrykkelse fra for mye lys.
5, markedstrend: hvordan vanlige LED-lys endres
Etter hvert som plantefabrikker flytter inn i hjemmene, har den «plante-baserte» endringen av vanlige LED-lys blitt en ny mote. I 2024 vil virksomheter som Xiaomi og Philips gi ut "fullspektret LED-pærer." Disse pærene bruker multi-brikkekombinasjonsteknologi for å spenne over hele 400-700nm-området, har en PPFD-verdi på 200 μ mol/m²/s og koster 60 % mindre enn profesjonelle lyskilder. Denne typen produkter utgjør 32 % av markedet for balkonghagearbeid, og innen 2025 er det spådd å utgjøre mer enn 50 %.
Samtidig har modulær design blitt en viktig ny idé. IKEAs "Plant Growth Light Bar" kan enkelt legges til dagens LED-lamper. Du kan endre spekteret og lysstyrken til lyset med en mobilapp, og gjøre vanlige lamper om til "smarte plantelys" med en gang. Denne "lette transformasjons"-tilnærmingen gjør det lettere for folk å starte hjemmeplanteselskaper.
