一, Kesan pelbagai komponen spektrum ke atas hasil tanaman
1. Pengaruh gabungan cahaya merah dan biru
Jalur utama fotosintesis ialah cahaya merah (630–660 nm) dan cahaya biru (400–500 nm). Apabila kedua-dua jenis cahaya ini berfungsi bersama-sama, ia boleh meningkatkan produktiviti tanaman. Lampu merah menghidupkan puncak penyerapan klorofil a/b, yang mempercepatkan pemindahan elektron dalam fotosistem II (PSII) dan secara langsung memacu proses asimilasi karbon fotosintesis. Cahaya biru membantu tumbuhan menggunakan tenaga cahaya dengan lebih cekap dengan mengawal pembukaan stomata, pertumbuhan kloroplas, dan bentuk cahaya. Sebagai contoh, percubaan rumah hijau dengan tembikai manis di Shouguang, Wilayah Shandong menunjukkan bahawa menggunakan lampu pengisi LED dengan nisbah cahaya biru merah 3:1 selama 4–6 jam sehari boleh meningkatkan hasil tembikai manis sebanyak 40%. Purata nilai keluaran tahunan boleh meningkat daripada 42000 yuan/mu kepada 87000 yuan/mu.
Kesan sinergistik gabungan cahaya merah dan biru juga dicerminkan dalam peraturan morfologi tanaman. Cahaya merah boleh menghentikan batang daripada menjadi lebih panjang dan membantu tunas sisi tumbuh, manakala cahaya biru boleh menjadikan batang lebih kuat dan menghalangnya daripada jatuh. Dalam eksperimen tomato rumah hijau di Beijing, skim tambahan ringan dengan nisbah cahaya biru merah 4:1 meningkatkan ketumpatan tumbuhan kepada 4.17 tumbuhan setiap meter persegi, meningkatkan hasil sebanyak 27%, dan meningkatkan kandungan gula buah sebanyak 2.3 darjah dan kandungan vitamin C sebanyak 15%.
2. Pengaruh lampu hijau terhadap penembusan dan peraturan
Cahaya hijau (500–600 nm) bukanlah jalur utama fotosintesis, tetapi ia berguna untuk tumbuh di kawasan padat atau tanaman dengan kanopi tebal. Cahaya hijau boleh melalui daun atas dan diserap oleh kanopi bawah. Ini memudahkan tumbuhan menggunakan tenaga cahaya dan mengurangkan jumlah persaingan cahaya. Projek Rumah Hijau Mawar Yunnan mendedahkan bahawa menambah 10% lampu hijau kepada cahaya merah dan biru boleh meningkatkan hasil bunga potong sebanyak 57%. Ia juga boleh meningkatkan berat segar dahan dan batang bunga dan lebar kepala bunga. Lampu hijau juga boleh menghentikan kesan cahaya biru yang membuka stomata, mengawal transpirasi, dan mengurangkan kehilangan air apabila suhu tinggi.
3. Kesan morfologi cahaya merah jauh pada peraturan
Cahaya merah jauh (720–740 nm) tidak secara langsung menyumbang kepada fotosintesis; walau bagaimanapun, ia boleh mempengaruhi morfogenesis tanaman melalui aktiviti phytochrome yang memodulasi. Nisbah cahaya merah jauh kepada cahaya merah (R/FR) merupakan faktor penting dalam menentukan berapa tinggi tumbuhan akan tumbuh, berapa lama internodenya dan berapa banyak luas daun yang akan ada. Tumbuhan tumbuh lebih panjang batang dan daun lebih besar apabila nisbah R/FR turun supaya mereka boleh menangkap lebih banyak tenaga cahaya. Sebaliknya, ia menghalang mereka daripada membesar lebih lama dan menggalakkan mereka untuk bercabang. Sebagai contoh, menambahkan cahaya merah jauh (730nm) pada waktu malam pada tanaman buah naga boleh meningkatkan bilangan putik bunga sebanyak 30%, kadar dahan berbunga sebanyak 25%, dan pemasaran berperingkat.
4. Kesan tekanan yang disebabkan oleh cahaya UV
Cahaya UV (UV-A 320–380nm; UV-B 280–320nm) boleh melambatkan pertumbuhan tanaman, tetapi menambah sedikit boleh membantu tanaman membuat metabolit sekunder, menjadikannya lebih tahan terhadap tekanan dan meningkatkan kandungan nutrisinya. UV-B boleh membantu tanaman membina antioksidan seperti flavonoid dan anthocyanin, yang menyebabkan tanaman kurang berkemungkinan sakit atau diserang perosak. Contohnya, menambahkan UV-B pada penanaman salad boleh meningkatkan jumlah sebatian fenolik dalam daun sebanyak 40% dan menurunkan jumlah nitrat sebanyak 20%, menjadikan produk lebih selamat.
2, Cara terbaik untuk menggunakan kawalan dinamik spektrum untuk meningkatkan hasil tanaman
1. Penyesuaian spektrum kitaran pertumbuhan
Keperluan spektrum tanaman banyak berubah pada fasa pertumbuhan yang berbeza. Bahagian cahaya biru yang lebih tinggi (40-50%) diperlukan semasa peringkat anak benih untuk menghalang pertumbuhan yang berlebihan dan menggalakkan perkembangan akar; Semasa tempoh pertumbuhan pemakanan, adalah perlu untuk meningkatkan bahagian cahaya merah (60-70%) untuk meningkatkan kecekapan fotosintesis; Semasa tempoh pertumbuhan pembiakan, adalah perlu untuk menambah cahaya merah jauh (10-15%) untuk menggalakkan pembezaan putik bunga. Sebagai contoh, di Yunnan, semasa peringkat kultur tisu Dendrobium officinale, menggunakan skema di mana cahaya merah membentuk 80% cahaya boleh meningkatkan kadar kemandirian anak benih kepada lebih 95% dan mengurangkan kitaran pertumbuhan sebanyak 15%.
2. Melaraskan spektrum tindak balas alam sekitar
Persekitaran cahaya perlu diselaraskan dengan faktor persekitaran seperti suhu dan kelembapan untuk mencapai hasil maksimum. Pada musim panas, apabila cuaca panas, menambahkan lebih banyak cahaya biru boleh mengurangkan transpirasi dan kehilangan air. Pada musim sejuk, apabila ia sejuk, menambah lebih banyak cahaya merah boleh mempercepatkan fotosintesis dan menjadikan tumbuhan lebih tahan terhadap sejuk. Sebagai contoh, semasa menanam buah naga di Guangdong, menambahkan cahaya pada waktu malam (dari 22:30 hingga 2:30) dan penyejukan dengan pengabusan boleh meningkatkan hasil buah sebanyak 12% dan mengekalkan buah di pasaran selama 8 bulan lebih lama.
3. Membuat kecerunan spektrum kanopi
Apabila menanam padat, bahagian kanopi yang berbeza memerlukan jumlah cahaya yang berbeza-beza. Daun atas memerlukan banyak cahaya merah untuk berfotosintesis, dan daun bawah memerlukan lebih banyak cahaya hijau untuk melalui kanopi. Dengan menyusun jalur cahaya LED dalam lapisan, kawalan tepat pengagihan cahaya dalam kanopi boleh dicapai. Sebagai contoh, rumah hijau tomato Shouguang di Wilayah Shandong menggunakan sistem cahaya tambahan berperingkat yang meningkatkan kadar fotosintesis daun bawah sebanyak 20% dan hasil keseluruhan sebanyak 15%.
3, Amalan semasa dalam industri dan apa yang akan berlaku pada masa hadapan
1. Penggunaan formula spektrum piawai
Industri kini telah menghasilkan formula spektrum biasa untuk pelbagai jenis tanaman. Contohnya, sayur-sayuran berdaun seperti salad dan bayam harus mempunyai nisbah cahaya biru-merah 3:1. Tanaman buah-buahan dan sayur-sayuran (seperti tomato dan tembikai) hendaklah mempunyai nisbah cahaya biru-merah 4:1, dengan 10% cahaya merah jauh ditambah. Tanaman bunga (seperti mawar dan kekwa) harus mempunyai nisbah cahaya biru sebanyak 50% untuk menjadikannya kelihatan lebih baik.
2. Sistem Kawalan Spektrum Pintar
Sistem kawalan spektrum pintar menjadi lebih popular dalam perniagaan apabila teknologi IoT menjadi lebih baik. Pemantauan masa nyata status pertumbuhan tanaman melalui penderia, digabungkan dengan algoritma AI untuk melaraskan komponen dan keamatan spektrum secara dinamik, boleh mencapai kawalan hasil dan kualiti yang tepat. Lampu pertumbuhan tumbuhan Philips GreenPower LED, contohnya, telah menggabungkan formula ringan dan model pertumbuhan tanaman dengan begitu baik sehingga hampir dua kali ganda hasil tomato dan menjadikan warna dan rasa buah lebih baik.
3. Satu langkah besar ke hadapan dalam-teknologi LED spektrum penuh
Lampu loji LED tradisional sering menggunakan campuran spektrum merah dan biru, yang boleh menyebabkan kesukaran termasuk herotan warna dan menyukarkan untuk mengetahui penyakit apa. Teknologi LED spektrum penuh meniru spektrum matahari untuk menyediakan persekitaran cahaya yang lebih seperti cahaya semula jadi. Ini menjadikan tanaman lebih tahan terhadap tekanan dan meningkatkan kualiti produk. Sebagai contoh, lampu LED spektrum penuh yang baru dibangunkan boleh meningkatkan kandungan antosianin dalam daun salad sebanyak 30% dan mengurangkan kejadian penyakit sebanyak 25%.
