Pada masa ini, terdapat beberapa pandangan mengenai isu ini:
1) Spektrum cahaya matahari adalah spektrum dengan kecekapan fotosintesis tertinggi, dan lampu tumbuh harus sama dengan spektrum cahaya matahari .
2) Tanaman di seluruh dunia tumbuh dan berkembang di bawah cahaya matahari, dan spektrum solar adalah spektrum terbaik untuk lampu tumbuhan .
3) Lampu tumbuhan dengan spektrum solar boleh menjadikan tumbuh -tumbuhan tumbuh terbaik .
Pertama, mari kita jelaskan titik .
Spektrum solar adalah spektrum plasma dengan komponen spektrum yang paling lengkap .
Seterusnya, kami akan memberikan jawapan kepada tiga soalan di atas .
1) Untuk fotosintesis tumbuhan, spektrum cahaya matahari bukan spektrum dengan kecekapan fotosintesis tertinggi . kerana ini, kita perlu mengkaji teknologi spektrum .
2) Tumbuhan di seluruh dunia tumbuh dengan cahaya matahari di bawah lintang, cahaya, iklim, dan keadaan geografi yang berbeza . untuk tumbuhan, tidak ada spektrum terbaik, hanya yang paling sesuai .
3) Berbanding dengan sumber cahaya LED, petunjuk biokimia dan pemakanan tumbuhan yang ditanam di bawah pencahayaan tiruan tidak lebih buruk daripada yang di bawah cahaya matahari, dan beberapa petunjuk lebih baik dikawal daripada yang di bawah cahaya matahari .
Untuk mempelajari teknologi spektrum bio-optik, kita mesti terlebih dahulu menjelaskan kognisi berikut:
Photosynthesis sinonim dengan penyerapan tenaga cahaya oleh tumbuhan .
Photosynthesis adalah cara menukar tenaga cahaya menjadi perkara .
Persamaan tenaga massa Einstein menunjukkan bahawa tenaga adalah perkara dan perkara juga tenaga .
Cahaya tidak berwarna, dan cahaya panjang gelombang yang berbeza hanyalah perbezaan tenaga foton .
Seterusnya, mari kita jelaskan mengapa .
1. kandungan tenaga cahaya matahari
Cahaya matahari adalah tenaga (elektromagnet) tenaga matahari . Ia memberikan cahaya dan panas ke bumi, dan memberikan tenaga untuk fotosintesis . tenaga radiasi ini diperlukan untuk persekitaran biologi dan metabolisme manusia {{2} 400-700 nm) dan inframerah .
Nota di sini: Jauh-merah dan inframerah tidak sama .
56% daripada tenaga sinaran suria yang mencapai bumi dapat mencapai permukaan bumi . namun, beberapa cahaya ini dicerminkan oleh salji atau tanah terang yang lain, sehingga hanya 48% dari tenaga dapat diserap oleh darat atau air (perhatikan bahwa permukaan air juga mencerminkan beberapa radiasi solar) .
Daripada cahaya matahari yang mencapai permukaan bumi, menyumbang radiasi inframerah untuk 49 . 4% dan akaun cahaya yang boleh dilihat untuk 42 . 3% . menyumbang radiasi ultraviolet untuk lebih dari 8% daripada jumlah sinaran solar. Setiap kumpulan ini mempunyai kesan yang berbeza terhadap alam sekitar.
2. Spektrum yang diperlukan untuk fotosintesis
Band cahaya matahari yang boleh diberikan kepada fotosintesis dipanggil radiasi aktif fotosintesis par, iaitu: 400-700 nm . Sains belum membatalkan persepsi umum ini .
UV-C termasuk panjang gelombang antara 100 - 280 nm . pelbagai radiasi ini hanya 0 . 5% daripada semua radiasi suria, tetapi ia adalah yang paling berbahaya kepada organisma .
Cahaya inframerah dan cahaya ultraviolet berada di kedua -dua belah spektrum par .
The wavelength of infrared light radiation >760 nm menyediakan 49 . 4% tenaga solar . radiasi inframerah mudah diserap oleh molekul air dan karbon dioksida dan ditukar menjadi tenaga haba {4} Bertanggungjawab untuk memanaskan permukaan bumi . cahaya inframerah mencerminkan lebih banyak daripada ultraviolet atau cahaya yang dapat dilihat kerana panjang gelombangnya yang lebih panjang . refleksi ini membolehkan radiasi inframerah untuk memindahkan haba antara permukaan, air, dan udara.
Sebagai tambahan kepada UVC, hanya UVA dan UVB yang dapat mencapai permukaan bumi . tindak balas penyerapan tumbuhan ke bahagian cahaya ini berkaitan dengan ciri -ciri tumbuhan dan masih di bawah kajian . satu perkara yang pasti bahawa fotosintesis mempunyai sedikit atau tidak ada korelasi dengan tenaga cahaya .
3. kecekapan kuantum fotosintesis
Fotosintesis terutamanya berlaku di daun tumbuhan, yang mengandungi kepekatan tertinggi kloroplas . tumbuhan mempunyai liang kecil pada daun mereka yang menyerap karbon dioksida dari udara sekitar .
Kloroplas mengandungi klorofil, dan tenaga yang kloroplas ditukar menjadi tenaga kimia adalah dengan menyerap tenaga cahaya matahari . dua bahan lain yang diperlukan untuk fotosintesis adalah karbon dioksida dan air . Pertumbuhan .
Kecekapan maksimum cahaya matahari untuk fotosintesis dapat dijelaskan dari nilai kuantitatif .
Untuk tenaga cahaya dalam band par, panjang gelombang purata ialah 570 nm; Oleh itu, tenaga cahaya yang digunakan dalam proses fotosintesis adalah kira -kira 50 cal per nanometer .
Biasanya, bilangan foton yang diserap untuk setiap molekul oksigen yang dikeluarkan dipanggil keperluan kuantum .
Keperluan kuantum biasanya 8-12 foton (tenaga par) . kita mengira ia berdasarkan 9 foton, dan tenaga foton yang digunakan adalah 9 × 50=450 cal, iaitu, 450 cal diperlukan untuk setiap molekul oksigen yang dikeluarkan .
Tenaga yang disimpan untuk setiap oksigen yang dikeluarkan adalah 117 kal, dan kecekapan tenaga maksimum fotosintesis adalah 117/450=0.26, atau 26%. ini adalah nilai maksimum tenaga teoretikal yang ditukar menjadi bahan .
Pelbagai faktor mengurangkan kecekapan ini, seperti suhu, kelembapan, perencatan cahaya, kecekapan penukaran tenaga asimilasi, kecekapan kitaran calvin, air, nutrien, dan lain 12%.
Kecekapan kuantum fotosintesis pencahayaan tiruan dengan teknologi spektrum jauh lebih besar daripada spektrum solar, yang boleh dikira .
Photosynthesis hanya menggunakan sebahagian kecil daripada cahaya matahari (par) untuk menukar ke dalam sebatian organik . Purata kecekapan karbon bersih tumbuhan terestrial hanya 3 . 3%, dan kebanyakan tumbuhan mempunyai kecekapan yang rendah dalam menggunakan cahaya matahari.
Kesimpulannya ialah: kecekapan fotosintesis spektrum solar lebih rendah daripada spektrum cahaya tumbuhan yang dipadankan secara buatan kerana banyak tenaga terbuang dalam komponen spektrum .
4. kandungan pemakanan dan rasa bahagian tumbuhan yang boleh dimakan
Seseorang mungkin mencadangkan bahawa tumbuh -tumbuhan di bawah spektrum solar mempunyai pemakanan dan rasa yang lebih baik . Saya fikir orang yang memegang pandangan ini mesti memberikan data eksperimen yang berulang, seperti penunjuk biokimia dan penunjuk kandungan pemakanan . dari perspektif penyerapan tumbuhan Satu -satunya perbezaan ialah kesan integral masa dan kesan tekanan .
Memandangkan persekitaran penanaman dan paras cahaya yang sama, tidak akan ada perbezaan dalam kandungan kandungan dan rasa bahagian-bahagian tumbuhan yang boleh dimakan, kerana tumbuhan tidak dapat membezakan antara cahaya matahari dan cahaya buatan di semua {.} itu tidak saintifik untuk membandingkan tumbuhan yang berkembang pesat dan tumbuh-t, tumbuhan yang semakin memberi kesan yang mempengaruhi
5. perlu mengikuti kaedah percubaan saintifik untuk dijelaskan
Untuk kajian perbandingan fotosintesis di bawah cahaya matahari dan cahaya buatan, kajian yang lebih sistematik adalah percubaan saintis Amerika Maukley .
Penyelidikan Maukley menunjukkan bahawa kecekapan penggunaan tumbuhan tenaga ringan dicerminkan dalam bentuk spektrum, dan bentuk spektrum adalah asas bagi reka bentuk spektrum pencahayaan buatan . teknologi spektrum menyediakan nisbah spektrum (formula) tenaga .
6. Tujuan penyelidikan teknologi spektrum tumbuhan
Inti dari sebarang kemajuan teknologi adalah untuk meningkatkan kecekapan aplikasi . Teknologi pencahayaan buatan tumbuhan juga untuk tujuan ini . di rumah hijau dan kilang -kilang tumbuhan, kerana bekalan tenaga ringan yang tidak mencukupi, pencahayaan buatan} didapati bahawa pencahayaan buatan benar -benar dapat menggantikan cahaya semulajadi . pada masa yang sama, kecekapan penanaman sangat bertambah baik, yang selaras dengan penukaran proses perindustrian penanaman pertanian .
Tujuan penyelidikan teknologi spektrum adalah untuk meningkatkan kecekapan penanaman, jadi teknologi spektrum mesti dikaji berdasarkan sifat -sifat penyerapan tumbuhan tenaga cahaya, dan bukannya berdasarkan spektrum solar .
Mekanisme fotosintesis mempunyai proses kejadian, pertumbuhan dan penuaan seperti mekanisme tumbuhan lain . kadar fotosintesis adalah rendah pada peringkat awal pembangunan; Ia tinggi selepas pertumbuhan dan stabil untuk beberapa waktu; Ia berkurangan apabila penuaan . keadaan fisiologi dan keadaan luaran tumbuh -tumbuhan mempunyai kesan yang signifikan pada tempoh setiap peringkat kadar fotosintesis dan tahap kadar fotosintesis . apabila permintaan untuk produk fotosintesis di bahagian lain meningkat, disekat, kadar fotosintesis akan secara beransur -ansur berkurangan .
Melalui teknologi spektrum pencahayaan buatan, ciri -ciri penyerapan tumbuhan ini dapat dipenuhi dengan baik untuk memberikan kecekapan penanaman ke tahap yang paling besar, yang merupakan tujuan lain penyelidikan mengenai teknologi spektrum lampu tumbuhan .
7. Teknologi Spektrum Lampu Tanaman Peguambela Penggunaan penuh cahaya matahari
Penggunaan teknologi spektrum lampu tumbuhan tidak pernah mengecualikan penggunaan cahaya matahari sepenuhnya, dan hubungan di antara mereka lebih berkait rapat di bawah kesan ekonomi pasaran .
Teknologi spektrum yang sangat baik adalah prestasi teknikal di bawah premis memaksimumkan penggunaan cahaya matahari .
Di sini, prinsip diulangi:
Tidak ada spektrum terbaik, hanya yang paling sesuai .
Dari segi teknologi yang boleh dikawal, teknologi spektrum lampu tumbuhan dan teknologi spektrum proses penanaman membawa misi sejarah kemudahan pertanian .
