LED光源用于植物照明中的意义
光影响植物生长发育与产量品质形成的机理有两类:其一是通过光受体影响植物的光形态建成;其二是通过光合色素调节植物光合作用,改变植物体内的碳氨代谢和光合产物的分配。除光强、光周期外,光质是光环境调控的重要内容。光合作用与光形态建成均受光质影响,相互左右,共同决定植物最终外观形态的三维构型。由于价格的降低,以及LED有效波长的增多,使得将LED纳入园艺生产实践中的可能性逐年骤增,必须把光源特殊的光谱特征与植物光合及光形态建成需求相匹配。
1、特有的波长优势:
LED植物生长灯具一直以来都被看作是未来植物照明领域的主流光源。LED的光谱域宽在(±20)nm 左右,波长正好与植物光合作用和形态建成的光谱范围吻合。近年来,随着LED光源研究与开发的不断深入,使其在植物栽培领域的应用成为可能。植物光合作用在可见光光谱(380-760nm)范围内,所吸收的光能约占生理辐射光能的60%-65%,其中主要是波长为610-720nm的红、橙光和波长为400-510nm的蓝、紫光。LED能够发出植物生长所需要的单色光光谱,光能有效利用率可达80%~90%,并能对不同光质和发光强度实现单独控制。
2、宽幅可调性:
目前植物工厂使用的光源大部分都是复合光谱,其光质比等一些光环境因素难以调节,无法满足不同植物的需求。LED作为单色光光源,可以有效调节红蓝光质比、红红外光质比等 一系列的光环境因素,可根据植物需求组合任意光谱(R/B、R/G/B、 R/G/B/Y),同时 LED本身的光照强度也具有很多调节方式,如直流电源调光、脉宽调制(PWM)调光、分段式开关调光等。根据不同植物的需求,可以自由调节光环境因素,形成最适宜植物生长发育的光环境。
3、空间利用率高:
体积小、散热少,用于植物工厂层间距最小可以达到 300mm,对于植物工厂而言,空间利用率的大小也是决定 其产能的一个关键因素。利用紧凑型的设备,能够实现高密度的种植环境,而LED灯具在这个方面具备了得天独厚的优势。由于选择单色大功率LED,可以有效控制光谱中红外和远红外光谱分布,从而可以实现对植物进行近距离照射而不会发生灼伤植物的现象。同时由于LED光源体积小,可以自由设计照明系统的形状,大幅度提高光源利用率和空间利用率,适用于多层多段紧凑式的栽培模式,在如今耕地面积不断减小的形式下具有积极的意义。
4、能耗低:
耗电量仅为节能灯的 1/2,HPS 的 1/5,节能效果显著。
5、寿命长:
寿命可达100000小时,维护成本低。