Badania nad lampą LED do wzrostu roślin

W ciągu ostatniej dekady obszar ogrodnictwa obiektowego w Chinach rozwijał się szybko, a technologia oświetleniowa do kontrolowania środowiska świetlnego wzrostu roślin przyciągnęła uwagę. Technologia oświetlenia obiektowego ogrodnictwa jest stosowana głównie w dwóch aspektach:
1. Stosowane jako oświetlenie uzupełniające wspomagające fotosyntezę roślin w okresach słabego lub krótkiego nasłonecznienia;
2. Jako oświetlenie indukowane dla fotoperiodu i fotomorfologii roślin.
1. Badania nad diodami LED jako oświetleniem uzupełniającym fotosyntezę roślin
Tradycyjne sztuczne źródła światła generują zbyt dużo ciepła, takie jak stosowanie dodatkowego oświetlenia LED i systemów hydroponicznych. Powietrze można poddać recyklingowi, nadmiar ciepła i wilgoci można usunąć, a energię elektryczną można skutecznie przekształcić w efektywne promieniowanie fotosyntetyczne, ostatecznie przekształcając ją w materię roślinną. Badania wykazały, że stosowanie oświetlenia LED może zwiększyć tempo wzrostu i tempo fotosyntezy sałaty o ponad 20%, co sprawia, że ​​stosowanie LED w fabrykach roślin jest wykonalne.
Badania wykazały, że w porównaniu do lamp fluorescencyjnych, źródła światła LED o mieszanej długości fali mogą znacząco stymulować wzrost i rozwój szpinaku, rzodkiewki i sałaty oraz poprawiać wskaźniki morfologiczne; mogą maksymalizować biologiczną akumulację buraków cukrowych, przy czym największa akumulacja betainy następuje w korzeniach włośnikowatych, a także powodować największą akumulację cukru i skrobi w korzeniach włośnikowatych.
W porównaniu z lampami metalohalogenkowymi, rośliny pieprzu i perilli uprawiane pod długościami fal LED wykazują znaczące zmiany anatomiczne w łodygach i liściach, a ich szybkość fotosyntezy wzrasta wraz ze wzrostem gęstości światła. Złożona długość fali LED może powodować wzrost liczby aparatów szparkowych zarówno u roślin nagietka, jak i szałwii.
2. Dioda LED jako oświetlenie indukowane do budowy fotoperiodu roślin i morfologii światła
Diody LED o określonych długościach fal mogą wpływać na czas kwitnienia, jakość i długość kwitnienia roślin. Diody LED o określonych długościach fal mogą zwiększać liczbę pąków kwiatowych i kwiatów w roślinach; diody LED o określonych długościach fal mogą zmniejszać reakcję kwitnienia, regulować długość i okres kwitnienia łodyg kwiatowych oraz ułatwiać produkcję i marketing kwiatów ciętych. Można zauważyć, że regulacja diod LED może regulować kwitnienie i późniejszy wzrost roślin.
3. Badania nad zastosowaniem diod LED w ekologicznych systemach podtrzymywania życia w lotnictwie
Utworzenie kontrolowanego ekologicznego systemu podtrzymywania życia (CELSS) jest podstawowym sposobem rozwiązania problemu podtrzymywania życia w długoterminowych lotach kosmicznych człowieka, a uprawa wyższych roślin jest ważnym elementem CELSS, jednym z nich jest oświetlenie.
W oparciu o szczególne wymagania środowiska przestrzennego, źródła światła stosowane w uprawie wyższych roślin w kosmosie muszą mieć wysoką wydajność świetlną, fale świetlne wyjściowe odpowiednie do fotosyntezy i morfogenezy roślin, niewielkie rozmiary, niewielką wagę, długą żywotność, wysokie bezpieczeństwo i niezawodność oraz brak zanieczyszczenia środowiska. W porównaniu z innymi źródłami światła, takimi jak lampy fluorescencyjne o zimnym białym świetle, lampy sodowe wysokoprężne i lampy metalohalogenkowe, diody LED są bardziej skuteczne w przekształcaniu energii świetlnej w promieniowanie fotosyntetycznie czynne; Ponadto charakteryzują się długą żywotnością, niewielkimi rozmiarami, niewielką wagą i stanem stałym, dlatego w ostatnich latach są wysoko cenione w uprawie roślin naziemnych i kosmicznych. Badania wykazały, że systemy oświetleniowe LED mogą zapewniać oświetlenie o równomiernym rozkładzie energii widmowej, a ich wydajność w przekształcaniu energii elektrycznej w światło wymagane przez rośliny jest 520 razy wyższa niż w przypadku lamp metalohalogenkowych.