[บทคัดย่อ]จากข้อมูลการทดลองจำนวนมาก บทความนี้จะกล่าวถึงประเด็นสำคัญหลายประการในการเลือกคุณภาพแสงในโรงงานในโรงงาน รวมถึงการเลือกแหล่งกำเนิดแสง ผลกระทบของแสงสีแดง น้ำเงิน และเหลือง และการเลือกสเปกตรัม ช่วงเพื่อให้ข้อมูลเชิงลึกเกี่ยวกับคุณภาพแสงในโรงงานโรงงาน การกำหนดกลยุทธ์การจับคู่ทำให้เกิดวิธีแก้ปัญหาเชิงปฏิบัติบางประการที่สามารถนำมาใช้อ้างอิงได้
การเลือกแหล่งกำเนิดแสง

โรงงานโรงงานโดยทั่วไปจะใช้ไฟ LED เนื่องจากไฟ LED มีลักษณะเฉพาะของประสิทธิภาพการส่องสว่างสูง การใช้พลังงานต่ำ การสร้างความร้อนน้อยกว่า อายุการใช้งานยาวนาน และความเข้มของแสงและสเปกตรัมที่ปรับได้ ซึ่งไม่เพียงแต่สามารถตอบสนองความต้องการของการเจริญเติบโตของพืชและการสะสมวัสดุอย่างมีประสิทธิภาพ แต่ยังประหยัดพลังงานอีกด้วย ลดการผลิตความร้อนและค่าไฟฟ้า ไฟ LED เติบโตสามารถแบ่งเพิ่มเติมได้เป็นไฟ LED สเปกตรัมกว้างชิปตัวเดียวสำหรับวัตถุประสงค์ทั่วไป ไฟ LED สเปกตรัมกว้างเฉพาะพืชชิปตัวเดียว และไฟ LED สเปกตรัมที่ปรับได้รวมหลายชิป โดยทั่วไปราคาของไฟ LED เฉพาะพืชสองชนิดหลังจะมากกว่าไฟ LED ธรรมดาถึง 5 เท่า ดังนั้นควรเลือกแหล่งกำเนิดแสงที่แตกต่างกันตามวัตถุประสงค์ที่ต่างกัน สำหรับโรงงานโรงงานขนาดใหญ่ ประเภทของพืชที่ปลูกจะเปลี่ยนแปลงไปตามความต้องการของตลาด เพื่อลดต้นทุนการก่อสร้างและไม่ส่งผลกระทบอย่างมีนัยสำคัญต่อประสิทธิภาพการผลิต ผู้เขียนแนะนำให้ใช้ชิป LED สเปกตรัมกว้างสำหรับไฟทั่วไปเป็นแหล่งกำเนิดแสง สำหรับโรงงานโรงงานขนาดเล็ก หากประเภทโรงงานค่อนข้างคงที่ เพื่อให้ได้ประสิทธิภาพและคุณภาพการผลิตสูงโดยไม่ต้องเพิ่มต้นทุนการก่อสร้างอย่างมีนัยสำคัญ ชิป LED สเปกตรัมกว้างสำหรับแสงเฉพาะโรงงานหรือแสงทั่วไปสามารถใช้เป็นแหล่งกำเนิดแสงได้ หากเป็นการศึกษาผลกระทบของแสงต่อการเจริญเติบโตของพืชและการสะสมของสารที่มีประสิทธิภาพ เพื่อให้ได้สูตรแสงที่ดีที่สุดสำหรับการผลิตขนาดใหญ่ในอนาคต สามารถใช้ไฟ LED สเปกตรัมแบบปรับได้หลายชิปที่สามารถนำมาใช้ในการเปลี่ยนแปลงได้ ปัจจัยต่างๆ เช่น ความเข้มของแสง สเปกตรัม และเวลาแสง เพื่อให้ได้สูตรแสงที่ดีที่สุดสำหรับโรงงานแต่ละแห่งเพื่อเป็นพื้นฐานสำหรับการผลิตขนาดใหญ่

แสงสีแดงและสีน้ำเงิน

สำหรับผลการทดลองเฉพาะที่เกี่ยวข้อง เมื่อเนื้อหาของแสงสีแดง (R) สูงกว่าแสงสีน้ำเงิน (B) (ผักกาดหอม R:B = 6:2 และ 7:3; ผักโขม R:B = 4: 1; ต้นกล้ามะระ R:B = 7:3; ต้นกล้าแตงกวา R:B = 7:3) การทดลองพบว่าปริมาณชีวมวล (รวมถึงความสูงของพืชส่วนทางอากาศ พื้นที่ใบสูงสุด น้ำหนักสด และน้ำหนักแห้ง ฯลฯ) มีค่าสูงกว่า แต่เส้นผ่านศูนย์กลางลำต้นและดัชนีต้นกล้าที่แข็งแรงของพืชจะมีขนาดใหญ่กว่าเมื่อปริมาณแสงสีน้ำเงินสูงกว่าแสงสีแดง สำหรับตัวบ่งชี้ทางชีวเคมี ปริมาณแสงสีแดงที่สูงกว่าแสงสีน้ำเงินโดยทั่วไปจะเป็นประโยชน์ต่อการเพิ่มปริมาณน้ำตาลที่ละลายน้ำได้ในพืช อย่างไรก็ตาม สำหรับการสะสมของ VC โปรตีนที่ละลายน้ำได้ คลอโรฟิลล์ และแคโรทีนอยด์ในพืช การใช้ไฟ LED ที่มีปริมาณแสงสีน้ำเงินสูงกว่าแสงสีแดงจะเป็นประโยชน์มากกว่า และปริมาณของ malondialdehyde ก็ค่อนข้างต่ำเช่นกันภายใต้สภาพแสงเช่นนี้

เนื่องจากโรงงานโรงงานส่วนใหญ่จะใช้สำหรับการปลูกผักใบหรือเพื่อการเพาะกล้าไม้เชิงอุตสาหกรรมเป็นหลัก จึงสรุปได้จากผลลัพธ์ข้างต้นว่าภายใต้สมมติฐานในการเพิ่มผลผลิตและคำนึงถึงคุณภาพจึงเหมาะสมที่จะใช้ชิป LED ที่มีสีแดงสูงกว่า มีปริมาณแสงมากกว่าแสงสีน้ำเงินเป็นแหล่งกำเนิดแสง อัตราส่วนที่ดีกว่าคือ R:B = 7:3 ยิ่งไปกว่านั้น อัตราส่วนของแสงสีแดงและสีน้ำเงินนั้นโดยทั่วไปใช้ได้กับผักใบหรือต้นกล้าทุกชนิด และไม่มีข้อกำหนดเฉพาะสำหรับพืชที่แตกต่างกัน

การเลือกความยาวคลื่นสีแดงและสีน้ำเงิน

ในระหว่างการสังเคราะห์ด้วยแสง พลังงานแสงส่วนใหญ่จะถูกดูดซับผ่านคลอโรฟิลล์ เอ และคลอโรฟิลล์ บี รูปด้านล่างแสดงสเปกตรัมการดูดกลืนแสงของคลอโรฟิลล์ a และคลอโรฟิลล์ b โดยที่เส้นสเปกตรัมสีเขียวคือสเปกตรัมการดูดกลืนแสงของคลอโรฟิลล์ a และเส้นสเปกตรัมสีน้ำเงินคือสเปกตรัมการดูดกลืนแสงของคลอโรฟิลล์ b จากรูปที่ทั้งคลอโรฟิลล์ เอ และคลอโรฟิลล์ บี มีพีคการดูดกลืนแสง 2 จุด จุดหนึ่งอยู่บริเวณแสงสีน้ำเงิน และอีกจุดหนึ่งอยู่บริเวณแสงสีแดง แต่ค่าการดูดซึม 2 พีคของคลอโรฟิลล์ เอ และคลอโรฟิลล์ บี แตกต่างกันเล็กน้อย เพื่อให้แม่นยำยิ่งขึ้น ความยาวคลื่นสูงสุดของคลอโรฟิลล์ a สองค่าคือ 430 นาโนเมตร และ 662 นาโนเมตร ตามลำดับ และความยาวคลื่นสูงสุดของคลอโรฟิลล์ b สองค่าคือ 453 นาโนเมตร และ 642 นาโนเมตร ตามลำดับ ค่าความยาวคลื่นทั้งสี่นี้จะไม่เปลี่ยนแปลงตามพืชที่แตกต่างกัน ดังนั้นการเลือกความยาวคลื่นสีแดงและสีน้ำเงินในแหล่งกำเนิดแสงจะไม่เปลี่ยนแปลงตามพันธุ์พืชที่แตกต่างกัน

สเปกตรัมการดูดซึมของคลอโรฟิลล์ เอ และคลอโรฟิลล์ บี

ไฟ LED ธรรมดาที่มีสเปกตรัมกว้างสามารถใช้เป็นแหล่งกำเนิดแสงของโรงงานโรงงานได้ ตราบใดที่แสงสีแดงและสีน้ำเงินสามารถครอบคลุมความยาวคลื่นสูงสุดสองค่าของคลอโรฟิลล์ a และคลอโรฟิลล์ b นั่นคือช่วงความยาวคลื่นของแสงสีแดง โดยทั่วไปจะอยู่ที่ 620~680 นาโนเมตร ในขณะที่แสงสีน้ำเงิน มีช่วงความยาวคลื่นอยู่ระหว่าง 400 ถึง 480 นาโนเมตร อย่างไรก็ตาม ช่วงความยาวคลื่นของแสงสีแดงและสีน้ำเงินไม่ควรกว้างเกินไป เพราะไม่เพียงแต่จะสิ้นเปลืองพลังงานแสงเท่านั้น แต่ยังอาจมีผลกระทบอื่นๆ ด้วย

หากใช้ไฟ LED ที่ประกอบด้วยชิปสีแดง เหลือง และน้ำเงินเป็นแหล่งกำเนิดแสงของโรงงาน โรงงาน ควรตั้งค่าความยาวคลื่นสูงสุดของแสงสีแดงไว้ที่ความยาวคลื่นสูงสุดของคลอโรฟิลล์ a นั่นคือที่ 660 นาโนเมตร ซึ่งเป็นความยาวคลื่นสูงสุด ของแสงสีน้ำเงินควรตั้งค่าไว้ที่ความยาวคลื่นสูงสุดของคลอโรฟิลล์ b คือที่ 450 นาโนเมตร

บทบาทของแสงสีเหลืองและสีเขียว

จะเหมาะสมกว่าเมื่ออัตราส่วนของแสงสีแดง เขียว และสีน้ำเงินเป็น R:G:B=6:1:3 สำหรับการกำหนดความยาวคลื่นสูงสุดของแสงสีเขียว เนื่องจากส่วนใหญ่มีบทบาทด้านกฎระเบียบในกระบวนการเจริญเติบโตของพืช จึงจำเป็นต้องมีความยาวคลื่นระหว่าง 530 ถึง 550 นาโนเมตรเท่านั้น

สรุป

บทความนี้จะกล่าวถึงกลยุทธ์การคัดเลือกคุณภาพแสงในโรงงานโรงงานทั้งในด้านทฤษฎีและการปฏิบัติ รวมถึงการเลือกช่วงความยาวคลื่นของแสงสีแดงและสีน้ำเงินในแหล่งกำเนิดแสง LED และบทบาทและอัตราส่วนของแสงสีเหลืองและสีเขียว ในกระบวนการเจริญเติบโตของพืช ควรพิจารณาการจับคู่ที่เหมาะสมระหว่างปัจจัย 3 ประการ ได้แก่ ความเข้มของแสง คุณภาพแสง และเวลาแสง ตลอดจนความสัมพันธ์กับสารอาหาร อุณหภูมิและความชื้น และความเข้มข้นของคาร์บอนไดออกไซด์ สำหรับการผลิตจริง ไม่ว่าคุณจะวางแผนที่จะใช้ไฟ LED สเปกตรัมที่ปรับได้แบบสเปกตรัมกว้างหรือแบบหลายชิป อัตราส่วนของความยาวคลื่นถือเป็นการพิจารณาเบื้องต้น เนื่องจากนอกเหนือจากคุณภาพแสงแล้ว ปัจจัยอื่นๆ ยังสามารถปรับแบบเรียลไทม์ระหว่างการทำงานได้ ดังนั้นการพิจารณาที่สำคัญที่สุดในขั้นตอนการออกแบบโรงงานโรงงานควรเลือกคุณภาพแสง

ผู้เขียน: หยง ซู

แหล่งที่มาของบทความ: บัญชี Wechat ของเทคโนโลยีวิศวกรรมเกษตร (พืชสวนเรือนกระจก)

อ้างอิง: หยง ซูกลยุทธ์การคัดเลือกคุณภาพแสงในโรงงานโรงงาน [J] เทคโนโลยีวิศวกรรมเกษตร, 2022, 42(4): 22-25.