一, De varierende effektene av spektrale komponenter på avlingsutbytte
1. Den kombinerte påvirkningen av rødt og blått lys
Hovedbåndene for fotosyntese er rødt lys (630–660 nm) og blått lys (400–500 nm). Når disse to lystypene fungerer sammen, kan de øke produktiviteten betraktelig. Rødt lys slår på absorpsjonstoppen av klorofyll a/b, som fremskynder overføringen av elektroner i fotosystem II (PSII) og driver direkte prosessen med fotosyntetisk karbonassimilering. Blått lys hjelper planter å bruke lysenergi mer effektivt ved å kontrollere åpningen av stomata, veksten av kloroplaster og lysets form. For eksempel viste et drivhuseksperiment med søt melon i Shouguang, Shandong-provinsen at bruk av LED-påfyllingslys med et rødt blått lysforhold på 3:1 i 4–6 timer om dagen kan øke utbyttet av søt melon med 40 %. Den gjennomsnittlige årlige produksjonsverdien kan gå opp fra 42000 yuan/mu til 87000 yuan/mu.
Den synergistiske effekten av kombinasjonen av rødt og blått lys gjenspeiles også i reguleringen av avlingsmorfologi. Rødt lys kan stoppe stilkene fra å bli lengre og hjelpe sideknopper til å vokse, mens blått lys kan gjøre stilkene sterkere og stoppe dem fra å falle over. I drivhustomateksperimentet i Beijing økte et lystilskuddsopplegg med et rødt blått lysforhold på 4:1 plantetettheten til 4,17 planter per kvadratmeter, økte utbyttet med 27 %, og økte fruktsukkerinnholdet med 2,3 grader og vitamin C-innholdet med 15 %.
2. Grønt lyss påvirkning på penetrering og regulering
Grønt lys (500–600 nm) er ikke hovedbåndet for fotosyntese, men det er nyttig for dyrking i tette områder eller avlinger med tykke baldakiner. Grønt lys kan gå gjennom de øverste bladene og bli absorbert av den nedre kalesjen. Dette gjør det lettere for planter å bruke lysenergi og reduserer mengden lyskonkurranse. Yunnan Rose Greenhouse Project avslører at å legge til 10 % grønt lys til rødt og blått lys kan øke utbyttet av snittblomster med 57 %. Det kan også øke friskvekten til blomstergrener og stilker og bredden på blomsterhoder. Grønt lys kan også stoppe effekten av blått lys som åpner stomata, kontrollerer transpirasjon og reduserer vanntapet når temperaturen er høy.
3. De morfologiske effektene av langt rødt lys på regulering
Langt rødt lys (720–740 nm) bidrar ikke direkte til fotosyntesen; det kan imidlertid påvirke morfogenesen til avlinger via modulerende fytokromaktivitet. Forholdet mellom langt rødt lys og rødt lys (R/FR) er en viktig faktor for å bestemme hvor høy en plante vil vokse, hvor lange internodene vil være og hvor mye bladareal den vil ha. Planter vokser lengre stilker og større blader når R/FR-forholdet går ned, slik at de kan fange opp mer lysenergi. På den annen side stopper det dem fra å vokse lenger og oppmuntrer dem til å forgrene seg. For eksempel kan tilsetning av langt rødt lys (730nm) om natten til dragefruktplanter øke antallet blomsterknopper med 30 %, tempoet til blomstrende grener med 25 %, og forskjøvet markedsføring.
4. Effekter av stress forårsaket av UV-lys
UV-lys (UV-A 320–380nm; UV-B 280–320nm) kan bremse veksten av avlinger, men å legge til litt av det kan hjelpe avlingene til å lage sekundære metabolitter, gjøre dem mer motstandsdyktige mot stress og øke næringsinnholdet. UV-B kan hjelpe avlinger med å bygge opp antioksidanter som flavonoider og antocyaniner, noe som gjør det mindre sannsynlig at de blir syke eller angrepet av skadedyr. For eksempel kan tilsetning av UV-B til salatdyrking øke mengden fenoliske forbindelser i bladene med 40 % og redusere mengden nitrater med 20 %, noe som gjør produktet sikrere.
2, Den beste måten å bruke spektral dynamisk kontroll for å øke avlingsutbyttet
1. Spektral tilpasning av vekstsyklusen
De spektrale behovene til avlinger endrer seg mye i ulike vekstfaser. En høyere andel blått lys (40-50%) er nødvendig under frøplantestadiet for å hemme overdreven vekst og fremme rotutvikling; I løpet av den ernæringsmessige vekstperioden er det nødvendig å øke andelen rødt lys (60-70%) for å forbedre fotosynteseeffektiviteten; I den reproduktive vekstperioden er det nødvendig å supplere med langt rødt lys (10-15%) for å fremme blomsterknoppdifferensiering. For eksempel, i Yunnan, under vevskulturstadiet til Dendrobium officinale, kan bruk av et opplegg der rødt lys utgjør 80 % av lyset øke overlevelsesraten for frøplanter til over 95 % og kutte vekstsyklusen med 15 %.
2. Justering av miljøresponsspekteret
Lysmiljøet må koordineres med miljøfaktorer som temperatur og fuktighet for å oppnå maksimalt utbytte. Om sommeren, når det er varmt, kan mer blått lys redusere transpirasjon og vanntap. Om vinteren, når det er kaldt, kan tilsetning av mer rødt lys øke hastigheten på fotosyntesen og gjøre plantene mer motstandsdyktige mot kulde. For eksempel, mens du dyrker dragefrukt i Guangdong, kan tilsetning av lys om natten (fra 22:30 til 2:30) og avkjøling med atomisering øke fruktutbyttet med 12 % og holde frukten på markedet i 8 måneder lenger.
3. Lage baldakinen spektral gradient
Ved tett planting trenger ulike deler av kalesjen varierende lysmengde. De øvre bladene trenger mye rødt lys for å fotosyntese, og de nedre bladene trenger mer grønt lys for å komme gjennom kalesjen. Ved å arrangere LED-lyslister i lag, kan man oppnå presis kontroll av lysfordelingen i kalesjen. Shouguang tomatdrivhus i Shandong-provinsen bruker for eksempel et lagdelt supplerende lyssystem som øker fotosyntesehastigheten til de nedre bladene med 20 % og det totale utbyttet med 15 %.
3, Gjeldende praksis i bransjen og hva som vil skje i fremtiden
1. Anvendelse av standardisert spektral formel
Industrien har nå kommet opp med vanlige spektralformler for ulike typer avlinger. For eksempel bør bladgrønnsaker som salat og spinat ha et rødt-blått lysforhold på 3:1. Frukt- og grønnsaksavlinger (som tomater og meloner) bør ha et rødt-blått lysforhold på 4:1, med 10 % langt rødt lys tilsatt. Blomsteravlinger (som roser og krysantemum) bør ha et blått lysforhold på 50 % for å få dem til å se bedre ut.
2. Smart Spectral Control System
Intelligente spektrumkontrollsystemer blir mer populære i bransjen ettersom IoT-teknologien blir bedre. Sanntidsovervåking av avlingsvekststatus gjennom sensorer, kombinert med AI-algoritmer for dynamisk å justere spektrale komponenter og intensitet, kan oppnå presis kontroll av utbytte og kvalitet. Philips GreenPower LED-plantevekstlys har for eksempel kombinert lysformel og avlingsvekstmodeller så godt at de nesten har doblet utbyttet av tomater og gjort fargen og smaken på frukten mye bedre.
3. Et stort skritt fremover i full-LED-teknologi
Tradisjonelle LED-plantelys bruker ofte en blanding av røde og blå spektre, noe som kan forårsake vanskeligheter, inkludert fargeforvrengning og gjøre det vanskelig å finne ut hva sykdommer er. Fullspektret LED-teknologi etterligner solspekteret for å gi et lysmiljø som er mer som naturlig lys. Dette gjør avlingene mer motstandsdyktige mot stress og forbedrer kvaliteten på produktene. For eksempel kan det nyutviklede fullspektrede LED-lyset øke antocyaninnholdet i salatblader med 30 % og redusere forekomsten av sykdommer med 25 %.
