一,Ljuskvalitetsreglering: ta reda på hur växter "pratar" med varandra genom fotosyntes
Växter absorberar ljus mycket selektivt, och deras fotosyntetiska pigmentsystem fungerar som en mycket exakt spektrometer. Klorofyll a/b absorberar ljus vid 660 nm rött och 450 nm blått, medan karotenoider hjälper till med absorption vid 480 nm blått. LED-teknik kan exakt möta växternas behov på grund av dess naturliga spektrala selektivitet.
1. De biologiska effekterna av olika typer av ljus
Mitsubishi Chemicals empiriska forskning i Japan visar att användning av en LED-ljuskälla som består av 660 nm rött ljus och 450 nm blått ljus kan förbättra den fotosyntetiska effektiviteten hos sallad med 37 % jämfört med konventionella lysrör, samtidigt som C-vitaminhalten höjs med 22 %. NASA:s forskning när det gäller att odla växter i rymden visade att en viss blandning av rött och blått ljus kan öka den stomatala tätheten hos ringblomma med 40 %, vilket gör transpirationen mycket effektivare. Denna teknik för att kontrollera ljusets kvalitet har lett till idén om en "ljusformel", som låter dig ändra spektrumkombinationerna baserat på typen av gröda och dess tillväxtstadium. Till exempel, under näringstillväxtstadiet för tomater, används ett spektrum med 60 % blått ljus för att hjälpa stjälkar och blad att växa. Under reproduktionsstadiet används ett spektrum med 70 % rött ljus för att hjälpa plantorna att blomma och bära frukt, vilket ger en avkastning på mer än 40 kilo per planta varje år.
2. En teknik för att kontrollera kvaliteten på dynamiskt ljus
Internet of Things styr ett dynamiskt belysningssystem i en vertikal gård i Shenzhen som ändrar ljusstyrkan på ljusen baserat på väderdata i realtid.- I vått väder bör PPFD-värdet (photosynthetic photon flux density) automatiskt gå upp för att säkerställa att grödor utvecklas stadigt. Den kinesiska akademin för jordbruksvetenskaper kom med en teknik för "ljuskontrollerad dvärgväxt" som använder pulserande blått ljus för att sänka höjden på jordgubbsplantor med 35 % och öka fruktproduktionen med 25 %. Detta är ett grönt sätt att odla växter i en byggnad.
2, Energieffektivitetsrevolution: Från solvärmeavfall till exakt försörjning
Högtrycksnatriumlampor omvandlar bara 12 % av den elektriska energin till fotosyntetiskt aktiv strålning, medan metallhalogenlampor producerar mycket lång-infraröd strålning som bränner växter. Utvecklingen av LED-teknik har gjort stor skillnad i hur väl vi kan använda ljusenergi.
1. Ett stort steg framåt i hur bra fotoelektrisk omvandling fungerar
GreenPower-seriens LED från Philips Lighting erbjuder en fotonflödeseffektivitet på 2,8 μ mol/J, vilket är 233 % högre än för högtrycksnatriumlampor. Institute of Semiconductors vid den kinesiska vetenskapsakademin skapade ett djuprött LED-chip som har en extern kvantverkningsgrad på mer än 85 %. Detta sänker energikostnaden för växtindustrin till 0,15 yuan per kilo produkt. Denna energieffektivitetsrevolution hjälper direkt anläggningstillverkningen att bli mer ekonomiskt lönsam. Till exempel producerade en vertikal gård i Shenzhen som använde ett intelligent dimmer LED-system 20 gånger mer grödor per kvadratmeter än att odla dem på ett öppet fält. Den använde bara en{11}}femtedel av vattnet och elen.
2. Smart styrsystem för ljusmiljön
Moderna LED-fabriker använder sensornätverk för att hålla ett öga på saker som ljusintensitet, spektralfördelning och CO₂-innehåll i realtid. De använder sedan maskininlärningsalgoritmer för att ändra sin belysningsstrategi i farten. Till exempel, om bladtemperaturen är för hög, kommer systemet automatiskt att sänka mängden rött ljus och öka mängden långt rött ljus. Detta kommer att öppna stomata och kyla växten genom att öka transpirationen. Denna slutna-slinga styrteknik håller växternas tillväxtmiljö stabil 99,7 % av tiden, vilket är tre gånger bättre än vanliga växthus.
