Adakah Fotosintesis Disokong olehLampu LED?
Sumber cahaya semula jadi yang telah menyokong tumbuh-tumbuhan darat selama berbilion tahun, cahaya matahari, sering dikaitkan dengan fotosintesis, proses di mana tumbuhan mengubah tenaga cahaya kepada tenaga kimia untuk memacu pembangunan. Tetapi apabila bandar berkembang, berkebun dalam bangunan menjadi lebih popular, dan kaedah pertanian bergerak ke arah tetapan terkawal (seperti ladang menegak), isu itu dibangkitkan: Bolehkah sumber cahaya buatan seperti lampu LED menggalakkan fotosintesis? Ya, tanpa keraguan, namun keberkesanannya bergantung pada mengetahui cara tumbuhan menggunakan cahaya, ciri LED, dan penalaan keadaan pencahayaan yang teliti. Untuk menyiasat perkara ini, kita mesti terlebih dahulu membedah asas fotosintesis, kemudian melihat bagaimana LED sesuai dengan keperluan cahaya tumbuhan, dan kemudian membincangkan kegunaan dan isu praktikal.
Keupayaan tumbuhan menggunakan pigmen seperti karotenoid, klorofil a, dan klorofil b untuk menyerap panjang gelombang cahaya tertentu adalah komponen asas fotosintesis. Pigmen utama, klorofil a, paling berkesan untuk menyerap cahaya dalam dua julat panjang gelombang: spektrum merah (600–700 nm) dan spektrum biru (400–500 nm). Karotenoid menyerap-cahaya hijau biru dan melindungi tumbuhan daripada bahaya cahaya, manakala klorofil b meningkatkannya dengan menyerap lebih sedikit cahaya biru dan sedikit oren. Sebab daun kelihatan hijau pada mata manusia adalah kerana tumbuhan menggunakan cahaya hijau yang sangat sedikit (500–600 nm), dengan kebanyakannya dipantulkan. Walaupun keseluruhan spektrum cahaya boleh dilihat disediakan oleh cahaya matahari, tumbuhan hanya menggunakan bahagian biru dan merah, yang dirujuk sebagai julat "sinaran aktif fotosintesis" (PAR). Kesedaran penting ini penting untuk teknologi LED: walaupun tanpa mengeluarkan semula spektrum penuh matahari, LED mungkin dapat memudahkan fotosintesis jika ia boleh memancarkan cahaya di kawasan PAR merah dan biru.
LEDamat sesuai-untuk fotosintesis kerana keupayaan luar biasa mereka untuk menyasarkan panjang gelombang tertentu. LED boleh direka bentuk untuk memancarkan jalur cahaya sempit tepat dalam julat biru dan merah, berbeza dengan tiub pendarfluor (yang memancarkan beberapa PAR tetapi juga cahaya hijau dan kuning yang tidak diperlukan) atau mentol pijar (yang memancarkan-cahaya spektrum luas tetapi kehilangan kebanyakan tenaga sebagai haba). Contohnya,-LED biru berkecekapan tinggi (yang menggunakan semikonduktor InGaN, seperti yang dinyatakan sebelum ini), memancarkan cahaya pada 450–470 nm, panjang gelombang yang mudah diserap oleh klorofil a dan b. Pada 660–670 nm, yang juga merupakan satu lagi julat penyerapan puncak untuk klorofil a, LED merah, yang biasanya terdiri daripada aluminium gallium arsenide (AlGaAs) atau gallium arsenide phosphide (GaAsP), memancarkan cahaya. Penanam boleh menghasilkan spektrum cahaya "tersuai" yang memenuhi keperluan fotosintesis tumbuhan mereka dengan menggabungkan LED biru dan merah dalam nisbah tertentu, biasanya 1:3 hingga 1:5 biru-hingga-merah, bergantung pada kepelbagaian tumbuhan. LED adalah sehingga 80% lebih cekap tenaga-daripada mentol pijar, yang merupakan manfaat besar untuk pertanian dalaman yang kos pencahayaan merupakan perbelanjaan utama. Pendekatan berfokus ini bukan sahaja menjamin bahawa tumbuhan menerima cahaya yang mereka perlukan tetapi juga meminimumkan sisa tenaga.
Keupayaan LED untuk menggalakkan fotosintesis-dan dalam situasi tertentu, mengatasi cahaya matahari semula jadi-telah disahkan secara konsisten oleh kajian saintifik. Kajian 2018 yang membandingkan pertumbuhan selada di bawah merah-biruPencahayaan LEDkepada cahaya matahari telah diterbitkan dalam Scientia Horticulturae. Menurut penemuan, salad yang ditanam menggunakan LED mempunyai 20% lebih biojisim (jumlah berat tumbuhan) dan lebih banyak antioksidan daripada salad yang dihasilkan di bawah sinar matahari. Ini disebabkan oleh fakta bahawa LED memberikan kawalan tepat ke atas spektrum, tempoh dan keamatan cahaya-yang kesemuanya berbeza-beza dalam tetapan semula jadi. Contohnya, fotosintesis diperlahankan pada hari mendung apabila intensiti cahaya matahari berkurangan. Penanam boleh menggunakan LED untuk mengekalkan tahap cahaya yang malar (diukur dalam mikromol per meter persegi sesaat, atau μmol/m²/s) yang sesuai untuk peringkat pertumbuhan tumbuhan. "Fotokala," atau bilangan jam cahaya setiap hari, juga boleh diubah. Sebagai contoh, sayur-sayuran berdaun seperti bayam memerlukan 12 hingga 16 jam cahaya untuk berkembang, manakala tumbuhan berbunga seperti tomato memerlukan masa foto yang lebih pendek untuk mula mekar. Di ladang menegak atau menanam khemah, LED memaksimumkan penyerapan cahaya dan kecekapan ruang dengan menghasilkan kurang haba daripada sumber cahaya lain, membolehkan mereka diletakkan lebih dekat dengan tumbuhan tanpa membakar daunnya.
Oleh kerana LED boleh dilaras, ia boleh dilaraskan untuk memenuhi keperluan cahaya yang berbeza bagi spesies tumbuhan yang berbeza. Memandangkan pertumbuhan mereka tertumpu pada perkembangan dedaunan mereka, sayur-sayuran berdaun (salad, kangkung, dan bayam) memerlukan cahaya biru dan merah di atas segala-galanya. Susunan LED merah-biru yang jelas adalah memadai dan harga yang berpatutan untuk tumbuhan ini. Walau bagaimanapun, menambahkan sedikit cahaya hijau atau jauh-merah (700–800 nm) pada pencahayaan boleh membantu tumbuhan yang mekar dan berbuah, seperti tomato, lada dan mawar. Contohnya,-cahaya merah jauh membantu dalam mengawal "fotomorfogenesis," atau cara tumbuhan bertindak balas terhadap cahaya dengan membesarkan perkara seperti panjang batang dan permulaan bunga. 10% jauh-cahaya merah yang ditambahkan pada-spektrum LED biru meningkatkan hasil buah tomato sebanyak 15% dengan menggalakkan pembentukan bunga, menurut kajian diterbitkan dalam Fisiologi Tumbuhan. LED boleh membantu walaupun-cahaya rendah-tanaman suka, seperti tumbuhan dalaman biasa seperti pothos atau tumbuhan ular, yang boleh hidup di angkasa tanpa cahaya matahari semula jadi berkat lampu LED merah-berintensiti rendah-merah yang boleh menawarkan PAR yang mencukupi untuk memastikan mereka sihat. Oleh kerana kebolehsuaian mereka, LED bukan sahaja sesuai untuk pertanian industri tetapi juga untuk tukang kebun rumah yang ingin menanam tanaman dalaman atau herba sepanjang tahun.
Walaupun LED agak baik dalam fotosintesis, terdapat beberapa perkara yang perlu diingat untuk memanfaatkannya sepenuhnya. Pertama, keamatan cahaya mestilah sesuai untuk permintaan tumbuhan. Sebagai contoh, tumbuhan dewasa mungkin memerlukan 400–600 μmol/m²/s untuk pertumbuhan maksimum, manakala anak benih memerlukan keamatan yang lebih rendah (100–200 μmol/m²/s) untuk mengelakkan tekanan. Apabila tumbuhan semakin tua, petani boleh mengubah keamatan dengan menggunakan LED yang mempunyai keupayaan pemalapan. Faktor penting kedua ialah nisbah spektrum: terlalu banyak cahaya merah mungkin mengakibatkan tumbuhan yang lemah dan kurus, manakala terlalu banyak cahaya biru akan menghalang pertumbuhan (daun nipis, batang pendek). Adalah penting untuk menguji pelbagai nisbah untuk setiap spesies, seperti 1:4 biru-hingga-merah untuk salad dan 1:3 untuk tomato. Ketiga, pengurusan haba-tinggi-LED kuasa, yang digunakan di ladang komersial, bagaimanapun boleh menghasilkan haba yang memberi kesan kepada suhu tumbuhan dan jangka hayat LED, walaupun pada hakikatnya LED mengeluarkan haba yang kurang daripada mentol tradisional. Lekapan LED boleh mengelakkan terlalu panas dengan menambah kipas atau sink haba. Akhir sekali, walaupun perbelanjaan tenaga adalah lebih rendah daripada perbelanjaan lampu pijar atau pendarfluor, ia masih boleh meningkat untuk-perniagaan berskala besar. Perbelanjaan jangka-panjang boleh dikurangkan dengan memilih-LED kecekapan tinggi, yang diukur dalam lumen per watt (lm/W) atau PAR per watt (μmol/J).
Peningkatan pertanian dalaman dan pertanian menegak sudah pun menjadi bukti kesan praktikal fotosintesis yang disokong LED-. beribu-ribumerah-LED birudigunakan oleh perniagaan seperti Plenty dan AeroFarms untuk menanam sayur-sayuran berdaun di bandar, menggunakan 95% kurang air daripada pertanian konvensional dan menghasilkan tanaman sepanjang tahun-. LED memungkinkan untuk menghasilkan makanan secara tempatan di kawasan yang mempunyai suhu yang melampau, seperti Artik, di mana cahaya matahari jarang untuk beberapa bulan pada satu masa, mengurangkan keperluan pada sayur-sayuran yang diimport. Kajian NASA untuk mencipta sistem makanan untuk perjalanan angkasa lepas (seperti perjalanan ke Marikh) juga menggunakan LED untuk menanam tumbuhan dalam keadaan terkawal. Pada skala yang lebih kecil, penanam rumah mengubah kawasan suram menjadi taman yang berbuah dengan menggunakan lampu tumbuh LED untuk menanam sayur-sayuran, herba dan mikrohijau di ruang bawah tanah atau pangsapuri. Penggunaan ini menunjukkan bahawa LED ialah teknologi revolusioner yang meluaskan julat tempat dan kaedah di mana tumbuhan boleh ditanam, selain sebagai pengganti praktikal untuk cahaya matahari dalam fotosintesis.
Kesimpulannya,lampu LEDsudah pasti boleh membantu dalam fotosintesis, dan mereka boleh melakukannya dengan lebih berkesan, tepat, dan serba boleh daripada banyak sumber cahaya konvensional. LED memberikan tumbuhan cahaya tepat yang mereka perlukan untuk fotosintesis dengan memancarkan panjang gelombang tertentu dalam julat PAR merah dan biru. Penanam juga boleh mengubah suai spektrum, keamatan, dan tempoh cahaya untuk disesuaikan dengan spesies tumbuhan dan peringkat pertumbuhan yang berbeza. LED boleh meningkatkan pertumbuhan, hasil dan kualiti tumbuhan, menurut kajian saintifik dan aplikasi praktikal (seperti taman rumah dan ladang menegak). Walaupun terdapat faktor yang perlu diambil kira, seperti mengawal haba dan memaksimumkan keamatan cahaya, ini boleh diselesaikan dengan mudah dengan reka bentuk yang teliti. Sumbangan teknologi LED kepada fotosintesis hanya akan meningkat apabila ia berkembang lebih jauh (dari segi kos, kecekapan, dan penalaan spektrum), membuka pintu kepada pertanian yang lebih mudah diakses, produktif dan mampan pada masa hadapan.
Soalan Lazim
S1. Bagaimana Saya Boleh Dapatkan Sampel Ini?
J1: Hai, mudah untuk ini. berikan saya alamat anda dan beritahu saya item yang anda perlukan, kami akan mengatur penghantaran kepada anda melalui DHL atau FedEx.
S2: Bagaimana dengan Kualiti Anda?
A2: Semua bahan mentah dengan kualiti terbaik untuk memastikan kecerahan bercahaya tinggi dan mencukupi.
S3: Bagaimana dengan Masa Utama?
A3: Sampel memerlukan 3-5 hari, masa pengeluaran besar-besaran memerlukan 25-40 hari selepas menerima deposit
Shenzhen Benwei Lighting Technology Co.,Ltd
Telefon: +86 0755 27186329
Mudah Alih(+86)18673599565
Whatsapp :19113306783
e-mel:bwzm15@benweilighting.com
Skype: benweilight88
web:www.benweilight.com
