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LED在植物照明革命中扮演关键角色,为何?


从最基本的意义上说,光对于在深海以上的绝大多数的生物来说至关重要。植物使用光,通过光合作用来生长,其中二氧化碳在植物细胞的叶绿体中被转化为碳水化合物。也可以使用人造光进行光合作用,并控制植物的生长、形状和开花期。


光的数量、质量以及光照持续时间在植物生长和成熟时对植物性状都有影响。因此,照明(及其技术发展)是当今园艺行业的一个重要变量。


举例来说,欧洲的新鲜水果和蔬菜市场目前正受到一系列外部因素的影响,包括气候变化、消费者对健康效益的认识提高、对“超级食品”的需求增加、供应链成本和确保可持续的“绿色”和“本地”园艺实践的压力。


面对这样一个不断增长的市场挑战,行业在提高产量以满足需求方面已经取得了一些进展,并确保能准时到达终端消费者手中。


在大城市中,由于空间有限,在温室或封闭的建筑物内,用人造和可控的照明进行室内种植已成为一种流行的方式。这种照明还使农民把它作为自然日光的补充,促进植物更快、更高质量的生长,或延长日光期,或者在没有自然光的情况下在封闭的空间内完全生长。


除此之外,农民还可以种植那些在自然条件下不能种植的水果、蔬菜、花卉和其他植物,例如,在城市废弃的仓库里种植异国水果。



多层或“垂直”栽培将植物平行排列在一起,一层接一层,节省了空间,但新的耕作可能性已经取代了这些系统的方法。更进一步,“三维农业”是另一个进步。 可控环境农业已被证明是传统农业的一个更好的选择,以确保为不断增长的人口提供可持续的粮食生产。其优点包括:不需要使用农药、除草剂和其他化学品,并有助于生态系统的修复。


然而,优化植物的最佳条件并保持一致性,完全取决于种植者在乎什么。一方面,要求产量、质量和控制(例如单产、果实大小和重量、颜色和风味),另一方面,要求速度、成本和材料利用率(例如发芽时间、每个季节的周期),两种情况使用的照明条件也不同。


但是,随着系统的进步,照明系统是一个关键挑战,特别是在紧密堆积的生长环境中,例如垂直或3D农业。现有的园艺照明通常基于高压钠灯(HPS)。高压钠灯产生超过100流明/瓦,但是波长范围很宽。高压钠灯的高功率消耗和产生的热量也要求光源与设备之间有相当的距离,主要适用于顶灯系统。高压钠灯的其他缺点包括仅有8,000小时的使用寿命,而且成本效益低。


由于发现提供给植物的光谱可以改变植物特性(例如开花和果实生长速率),所以园艺业对LED表现出极大的兴趣。LED照明已成为城市可持续农业生存的一个关键技术。


绿色植物主要利用蓝光(约430至490nm)和红光(约640至780nm)进行光合作用并产生能量,而且还具有其他吸收带,例如在红外范围内大约730nm。这个范围控制植物生长等。此外,正确的混合和临时增加特定波长(特别适合于植物的个体需求)可以产生预期的效果,比如产量、质量、控制、速度、成本和材料效率。LED特别适用于这种应用,这归因于确切的色谱和灵活的控制。


为了最佳的植物生长,光源必须提供上述的这些波长范围,并且避免整体的白色外观,正如我们习惯从LED看到的那样。


结合覆盖最佳波长范围的LED系统意味着照明可以适应任何类型的植物或花卉。改变LED的数量,提供光源以实现不同比率,完全是可能的,而不需要修改印刷电路板或灯具的设计。


今天,LED照明可以刺激植物生长,高达40%。持久和耐用的LED也是标准园艺照明的一种更环保的替代品。LED可以显著刺激植物生长,同时通过使用450、660和730纳米的目标照明,大幅减少能源消耗。LED为所有类型的植物和花卉照明提供了一个强有力的选择,使种植者能够根据各种农作物的需要调整照明。


园艺照明用LED的特点是小型化、高效率和使用寿命长,为种植者提供了灵活性。 可调光和可控的LED在需要时可以“瞬间开启”,并且可以简单地进行周期设置,促进健康的植物生长。



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