הקדמה

ליכט שפּילט אַ שליסל ראָלע אין דעם פּראָצעס פֿון פלאַנצן וואוקס. עס איז דער בעסטער דüngער צו העלפֿן מיט דער אַבזאָרפּציע פֿון פלאַנצן כלאָראָפֿיל און די אַבזאָרפּציע פֿון פֿאַרשידענע פלאַנצן וואוקס קוואַליטעטן ווי קאַראָטין. אָבער, דער באַשטימענדיקער פֿאַקטאָר וואָס באַשטימט דעם וואוקס פֿון פלאַנצן איז אַ פֿולשטענדיקער פֿאַקטאָר, נישט נאָר פֿאַרבונדן מיט ליכט, נאָר אויך אומצוטיילנדיק פֿון דער קאָנפֿיגוראַציע פֿון וואַסער, באָדן און דüngער, וואוקס סביבה באַדינגונגען און פֿולשטענדיקער טעכנישער קאָנטראָל.

אין די לעצטע צוויי אדער דריי יאר, זענען געווען אומענדלעכע באריכטן וועגן דער אנווענדונג פון האַלב-קאָנדוקטאָר לייטינג טעכנאָלאָגיע אין באַצוג צו דריי-דימענסיאָנאַלע פלאַנצן פאַבריקן אדער פלאַנצן וווּקס. אבער נאָך לייענען עס קערפאַלי, איז שטענדיק דאָ עפּעס אַן אומבאַקוועם געפיל. בכלל גערעדט, איז נישטאָ קיין עכטע פארשטאנד פון וואָס ראָלע ליכט זאָל שפּילן אין פלאַנצן וווּקס.

ערשטנס, לאָמיר פֿאַרשטיין דעם ספּעקטרום פֿון דער זון, ווי געוויזן אין פֿיגור 1. מע קען זען אַז דער זון-ספּעקטרום איז אַ קאָנטינויִערלעכער ספּעקטרום, אין וועלכן דער בלויער און גרינער ספּעקטרום זענען שטאַרקער ווי דער רויטער ספּעקטרום, און דער זעבארער ליכט-ספּעקטרום גייט פֿון 380 ביז 780 נאַנאָמעטער. דער וואוקס פֿון אָרגאַניזמען אין דער נאַטור איז פֿאַרבונדן מיט דער אינטענסיטעט פֿון דעם ספּעקטרום. למשל, רובֿ געוויקסן אין דער געגנט לעבן דעם עקוואַטאָר וואַקסן זייער שנעל, און אין דער זעלבער צייט איז די גרייס פֿון זייער וואוקס רעלאַטיוו גרויס. אָבער די הויכע אינטענסיטעט פֿון דער זון'ס שטראַלונג איז נישט שטענדיק בעסער, און עס איז דאָ אַ געוויסע מאָס פֿון סעלעקטיוויטעט פֿאַר דעם וואוקס פֿון חיות און געוויקסן.

פיגור 1, די כאַראַקטעריסטיקס פון די זון ספּעקטרום און זיין זעבאר ליכט ספּעקטרום

צווייטנס, די צווייטע ספּעקטרום דיאַגראַם פון עטלעכע שליסל אַבזאָרפּשאַן עלעמענטן פון פלאַנצן וווּקס איז געוויזן אין פיגור 2.

פיגור 2, אבסארפציע ספעקטרא פון עטלעכע אוקסינען אין פלאנץ וואוקס

מען קען זען פון פיגור 2 אז די ליכט אבסארפציע ספעקטרא פון עטלעכע שליסל אוקסינען וואס ווירקן אויף פלאנץ וואוקס זענען באדייטנד אנדערש. דעריבער, די אנווענדונג פון LED פלאנץ וואוקס ליכט איז נישט קיין פשוטע זאך, נאר זייער צילגעריכטעט. דא איז נויטיג צו פארשטעלן די קאנצעפטן פון די צוויי וויכטיגסטע פאטאסינטעטישע פלאנץ וואוקס עלעמענטן.

• כלאָראָפיל

כלאָראָפיל איז איינער פון די וויכטיקסטע פּיגמענטן פֿאַרבונדן מיט פאָטאָסינטעז. עס עקזיסטירט אין אַלע אָרגאַניזמען וואָס קענען שאַפֿן פאָטאָסינטעז, אַרייַנגערעכנט גרינע געוויקסן, פּראָקאַריאָטישע בלוי-גרינע אַלדזשי (ציאַנאָבאַקטעריאַ) און עוקאַריאָטישע אַלדזשי. כלאָראָפיל אַבזאָרבירט ענערגיע פֿון ליכט, וואָס ווערט דערנאָך געניצט צו קאָנווערטירן קוילן דייאַקסייד אין קאַרבאָוכיידרייטן.

כלאָראָפיל a אַבזאָרבירט הויפּטזעכלעך רויט ליכט, און כלאָראָפיל b אַבזאָרבירט הויפּטזעכלעך בלוי-וויאָלעט ליכט, הויפּטזעכלעך צו אונטערשיידן שאָטן פלאַנצן פון זון פלאַנצן. די פאַרהעלטעניש פון כלאָראָפיל b צו כלאָראָפיל a פון שאָטן פלאַנצן איז קליין, אַזוי שאָטן פלאַנצן קענען שטאַרק נוצן בלוי ליכט און זיך צופּאַסן צו וואַקסן אין שאָטן. כלאָראָפיל a איז בלוי-גרין, און כלאָראָפיל b איז געל-גרין. עס זענען צוויי שטאַרקע אַבזאָרבאַציעס פון כלאָראָפיל a און כלאָראָפיל b, איינע אין דער רויטער געגנט מיט אַ כוואַליע לענג פון 630-680 נם, און די אַנדערע אין דער בלוי-וויאָלעט געגנט מיט אַ כוואַליע לענג פון 400-460 נם.

• קאַראָטענאָידן

קאַראָטענאָידן זענען דער אַלגעמיינער טערמין פֿאַר אַ קלאַס פֿון וויכטיקע נאַטירלעכע פּיגמענטן, וואָס ווערן געוויינטלעך געפֿונען אין געלע, אָראַנדזש-רויטע אָדער רויטע פּיגמענטן אין חיות, העכערע געוויקסן, שוואָמען און אַלגן. ביז איצט זענען מער ווי 600 נאַטירלעכע קאַראָטענאָידן אַנטדעקט געוואָרן.

די ליכט-אַבסאָרפּציע פון ​​קאַראָטענאָידן דעקט דעם קייט פון OD303~505 נאַנאָמעטער, וואָס גיט דעם קאָליר פון עסן און ווירקט אויף דעם קערפּער'ס אויפנאַם פון עסן. אין אַלדזשי, פלאַנצן און מיקראָאָרגאַניזמען איז זיין קאָליר באדעקט מיט כלאָראָפיל און קען נישט דערשייַנען. אין פלאַנצן צעלן, אַבזאָרבירן און טראַנספערירן די קאַראָטענאָידן וואָס ווערן פּראָדוצירט נישט נאָר ענערגיע צו העלפן פאָטאָסינטעז, נאָר האָבן אויך די פונקציע פון ​​באַשיצן צעלן פון ווערן חרובֿ דורך אויפגערעגטע איינציק-עלעקטראָן בונד זויערשטאָף מאָלעקולן.

עטלעכע קאָנצעפּטואַלע מיספאַרשטענדענישן

נישט קוקנדיק אויף דעם ענערגיע-שפּאָרנדיקן עפֿעקט, די סעלעקטיוויטעט פֿון ליכט און די קאָאָרדינאַציע פֿון ליכט, האָט האַלב-קאָנדוקטאָר לייטינג געוויזן גרויסע מעלות. אָבער, פֿון דער שנעלער אַנטוויקלונג פֿון די לעצטע צוויי יאָר, האָבן מיר אויך געזען אַ סך מיספֿאַרשטענדענישן אין דעם פּלאַן און אָנווענדונג פֿון ליכט, וואָס שפּיגלען זיך אָפּ דער עיקר אין די פֿאָלגנדיקע אַספּעקטן.

①אַזוי לאַנג ווי די רויטע און בלויע טשיפּס פון אַ געוויסער כוואַליע לענג זענען קאַמביינד אין אַ געוויסער פּראָפּאָרציע, קענען זיי געניצט ווערן אין פלאַנצן קולטיוואַציע, למשל, די פּראָפּאָרציע פון ​​רויט צו בלוי איז 4:1, 6:1, 9:1 און אַזוי ווייטער.

②אזוי לאנג ווי עס איז ווייס ליכט, קען עס פארטרעטן דאס זון'ס ליכט, ווי צום ביישפיל די דריי-ערשטע ווייסע ליכט רער וואס ווערט ברייט גענוצט אין יאפאן, א.א.וו. די נוצונג פון די ספעקטרוםן האט א געוויסע ווירקונג אויף דעם וואוקס פון פלאנצן, אבער דער ווירקונג איז נישט אזוי גוט ווי די ליכט מקור געמאכט דורך LED.

③אזוי לאנג ווי די PPFD (ליכט קוואנטום פלאקס געדיכטקייט), א וויכטיגער פאראמעטער פון באלויכטונג, דערגרייכט א געוויסן אינדעקס, למשל, PPFD איז גרעסער ווי 200 μmol·m-2·s-1. אבער, ווען מען ניצט דעם אינדיקאטאר, מוז מען אויפמערקן צי עס איז א שאטן פלאנץ אדער א זון פלאנץ. מען דארף נאכפרעגן אדער געפינען דעם ליכט קאמפענסאציע זעטיקונג פונקט פון די פלאנצן, וואס ווערט אויך גערופן דער ליכט קאמפענסאציע פונקט. אין פאקטישע אנווענדונגען, ווערן יונגע פלאנצן אפט פארברענט אדער פארוועלקט. דעריבער, מוז דער דיזיין פון דעם פאראמעטער זיין דיזיינט לויט די פלאנץ סארט, וואוקס סביבה און באדינגונגען.

בנוגע דעם ערשטן אַספּעקט, ווי איינגעפירט אין דער הקדמה, זאָל דער ספּעקטרום וואָס איז נויטיק פֿאַר פלאַנצן-וואוקס זיין אַ קאָנטינויִערלעכער ספּעקטרום מיט אַ געוויסער פֿאַרשפּרייטונג ברייט. עס איז קלאָר נישט פּאַסיק צו נוצן אַ ליכט-מקור געמאַכט פֿון צוויי ספּעציפֿישע כוואַליע-לענג טשיפּס פֿון רויט און בלוי מיט אַ זייער שמאָלן ספּעקטרום (ווי געוויזן אין פֿיגור 3(אַ)). אין עקספּערימענטן, איז געפֿונען געוואָרן אַז פלאַנצן טענדירן צו זיין געל, די בלעטער-שטענגלעך זענען זייער ליכטיק, און די בלעטער-שטענגלעך זענען זייער דין.

פֿאַר פֿלאָרעסצענט רערן מיט דריי הויפּט פֿאַרבן וואָס זענען געוויינטלעך געניצט געוואָרן אין פֿריִערדיקע יאָרן, כאָטש ווײַס ווערט סינטעזירט, זענען די רויטע, גרינע און בלויע ספּעקטראַ אפגעטיילט (ווי געוויזן אין פֿיגור 3(ב)), און די ברייט פֿון דעם ספּעקטרום איז זייער שמאָל. די ספּעקטראַלע אינטענסיטעט פֿון דעם פֿאָלגנדיקן קאָנטינויִערלעכן טייל איז רעלאַטיוו שוואַך, און די מאַכט איז נאָך אַלץ רעלאַטיוו גרויס קאַמפּערד צו LEDs, 1.5 ביז 3 מאָל די ענערגיע קאָנסומפּציע. דעריבער, איז דער נוצן-עפֿעקט נישט אַזוי גוט ווי LED לעמפּלעך.

פיגור 3, רויט און בלוי טשיפּ LED פלאַנצן ליכט און דריי-ערשטיק קאָליר פלורעסענט ליכט ספּעקטרום

PPFD איז די ליכט קוואַנטום פלאַקס געדיכטקייט, וואָס באַציט זיך צו דער עפעקטיווער ראַדיאַציע ליכט פלאַקס געדיכטקייט פון ליכט אין פאָטאָסינטעז, וואָס רעפּרעזענטירט די גאַנצע צאָל ליכט קוואַנטן וואָס פאַלן אויף פלאַנצן בלעטער סטעמס אין די כוואַליע לענג פון 400 צו 700 נם פּער איינהייט צייט און איינהייט שטח. איר איינהייט איז μE·m-2·s-1 (μmol·m-2·s-1). די פאָטאָסינטעטיש אַקטיווע ראַדיאַציע (PAR) באַציט זיך צו דער גאַנצער זון ראַדיאַציע מיט אַ כוואַליע לענג אין די קייט פון 400 צו 700 נם. עס קען אויסגעדריקט ווערן דורך ליכט קוואַנטן אָדער דורך ראַדיאַנט ענערגיע.

אין דער פארגאנגענהייט, איז די ליכט-אינטענסיטעט וואס איז רעפלעקטירט געווארן דורך דעם אילומינאָמעטער געווען ברייטקייט, אבער דער ספּעקטרום פון פלאנצן וואוקס ענדערט זיך צוליב דער הייך פון דער ליכט-פיקסטשער פון דער פלאנצן, די ליכט-דעקונג און צי דאס ליכט קען דורכגיין די בלעטער. דעריבער, איז עס נישט גענוי צו ניצן פאר אלס אן אינדיקאטאר פון ליכט-אינטענסיטעט אין דער שטודיע פון ​​פאָטאָסינטעז.

בכלל, קען דער פאָטאָסינטעז מעקאַניזם אָנהייבן ווען די PPFD פון דער זון-ליבענדיקער פלאַנץ איז גרעסער ווי 50 מיקראָמאָל·מ-2·ס-1, בשעת די PPFD פון דער שאָטענדיקער פלאַנץ דאַרף בלויז 20 מיקראָמאָל·מ-2·ס-1. דעריבער, ווען איר קויפט LED וואַקסן לייץ, קענט איר אויסקלײַבן די צאָל LED וואַקסן לייץ באַזירט אויף דעם רעפערענץ ווערט און די טיפּ פלאַנצן וואָס איר פלאַנצט. למשל, אויב די PPFD פון אַן איינציקער LED ליכט איז 20 מיקראָמאָל·מ-2·ס-1, זענען מער ווי 3 LED פלאַנצן גלאָבן נויטיק צו וואַקסן זון-ליבענדיקע פלאַנצן.

עטלעכע פּלאַן סאַלושאַנז פון האַלב-קאָנדוקטאָר לייטינג

האַלב-קאָנדוקטאָר לייטינג ווערט גענוצט פֿאַר פלאַנצן וווּקס אָדער פּלאַנטינג, און עס זענען צוויי גרונט רעפֿערענץ מעטהאָדס.

• איצט איז דער מאָדעל פון אינעווייניק פלאנצן זייער הייס אין כינע. דער מאָדעל האט עטלעכע כאַראַקטעריסטיקס:

①די ראלע פון ​​LED לייץ איז צו צושטעלן דעם פולן ספּעקטרום פון פלאַנצן לייטינג, און די לייטינג סיסטעם איז פארלאנגט צו צושטעלן אַלע די לייטינג ענערגיע, און די פּראָדוקציע קאָסטן איז לעפיערעך הויך;
②דער פּלאַן פון LED וואַקסן לייץ דאַרף נעמען אין באַטראַכט די קאָנטינעואַטי און אָרנטלעכקייט פון די ספּעקטרום;
③עס איז נייטיק צו עפעקטיוו קאָנטראָלירן די ליכט צייט און ליכט אינטענסיטעט, אַזאַ ווי לאָזן די געוויקסן רוען פֿאַר אַ פּאָר שעה, די אינטענסיטעט פון די שטראַלונג איז נישט גענוג אָדער צו שטאַרק, עטק.;
④דער גאנצער פּראָצעס דאַרף נאָכמאַכן די באַדינגונגען וואָס ווערן געפֿאָדערט דורך דער פאַקטישער אָפּטימאַלער וואוקס-סביבה פֿון פלאַנצן אינדרויסן, ווי למשל הומידיטי, טעמפּעראַטור און CO2 קאָנצענטראַציע.

• דרויסנדיקע פלאַנצונג מאָדע מיט אַ גוטער דרויסנדיקער גרינכאַוס פלאַנצונג יסוד. די קעראַקטעריסטיקס פון דעם מאָדעל זענען:

①די ראלע פון ​​LED לייץ איז צו דערגאנצן ליכט. איינס איז צו פארשטארקן די ליכט אינטענסיטעט אין די בלויע און רויטע געביטן אונטער דער באשטראלונג פון זונשייַן בעתן טאג צו פארבעסערן פאָטאָסינטעז פון פלאנצן, און די צווייטע איז צו קאמפענסירן ווען עס איז נישטא קיין זונשייַן ביינאכט צו פארבעסערן פלאנצן וואוקס ראטע.
②די צוגאב ליכט דארף נעמען אין באטראכט אין וועלכע וואוקס שטאפל די פלאנץ איז, ווי צום ביישפיל די זוימען פעריאדע אדער די בליה און פרוכט פעריאדע.

דעריבער, דער פּלאַן פון LED פלאַנצן וואַקסן לייץ זאָל ערשט האָבן צוויי גרונט פּלאַן מאָדעס, נעמלעך, 24 שעה לייטינג (אינעווייניק) און פלאַנצן וווּקס סופּפּלעמענט לייטינג (דרויסנדיק). פֿאַר אינעווייניק פלאַנצן קולטיוואַציע, דער פּלאַן פון LED וואַקסן לייץ דאַרף באַטראַכטן דריי אַספּעקטן, ווי געוויזן אין פיגור 4. עס איז נישט מעגלעך צו פּאַקן די טשיפּס מיט דריי ערשטיק פארבן אין אַ זיכער פּראָפּאָרציע.

פיגור 4, די פּלאַן געדאַנק פון ניצן אינעווייניק LED פלאַנצן בוסטער לייץ פֿאַר 24 שעה לייטינג

למשל, פֿאַר אַ ספּעקטרום אין דער קינדערצימער בינע, באַטראַכטנדיק אַז עס דאַרף פֿאַרשטאַרקן דעם וואוקס פֿון וואָרצלען און שטאַמען, פֿאַרשטאַרקן די צווייַג פֿון בלעטער, און די ליכט מקור ווערט גענוצט אינעווייניק, קען דער ספּעקטרום ווערן דיזיינט ווי געוויזן אין פֿיגור 5.

פיגור 5, ספּעקטראַלע סטרוקטורן פּאַסיק פֿאַר LED אינעווייניק קינדערצימער פּעריאָד

פארן דיזיין פון דעם צווייטן טיפ LED וואוקס-ליכט, איז עס בעיקר געצילט אויף דער דיזיין-לייזונג פון צוגעבן ליכט צו פארבעסערן דאס פלאנצן אין דער באזע פון ​​א דרויסנדיגע גרינהויז. די דיזיין-אידעע ווערט געוויזן אין פיגור 6.

פיגור 6, דיזיין געדאנקען פון דרויסנדיקע וואַקסן לייץ 

דער מחבר פֿאָרשלאָגט אַז מער פּלאַנטינג קאָמפּאַניעס זאָלן אַדאַפּטירן די צווייטע אָפּציע צו נוצן LED לייץ צו העכערן פלאַנצן וווּקס.

ערשטנס, כינע'ס דרויסנדיקע גרינהויז קולטיוואציע האט יארצענדלינג א גרויסע מאס און א ברייטע קייט פון דערפארונג, סיי אין דרום און סיי אין צפון. עס האט א גוטע יסוד פון גרינהויז קולטיוואציע טעכנאלאגיע און צושטעלט א גרויסע צאל פרישע פרוכטן און גרינסן אויפן מארק פאר ארומיקע שטעט. ספעציעל אין די פעלדער פון באדן און וואסער און פערטילייזער פלאנצן, זענען רייכע פארשונג רעזולטאטן געמאכט געווארן.

צווייטנס, די סארט צוגאב ליכט לייזונג קען שטארק רעדוצירן אומנייטיקע ענערגיע קאנסומאציע, און אין דער זעלבער צייט קען עס עפעקטיוו פארגרעסערן די פראדוקציע פון ​​פרוכטן און גרינסן. דערצו, כינע'ס ברייטע געאגראפישע געגנט איז זייער באקוועם פאר פראמאציע.

אלס די וויסנשאפטלעכע פארשונג פון LED פלאנצן לייטינג, גיט עס אויך א ברייטערע עקספערימענטאלע באזע דערפאר. פיגור 7 איז א סארט LED וואקס-ליכט וואס איז אנטוויקלט געווארן דורך דעם פארשונגס-טים, וואס איז פאסיג פאר וואקסן אין גרינהויזן, און איר ספעקטרום ווערט געוויזן אין פיגור 8.

פיגור 7, א סארט LED וואקס-ליכט

פיגור 8, ספּעקטרום פון אַ סאָרט LED וואַקסן ליכט

לויט די אויבנדערמאנטע פלאן געדאנקען, האט די פארשונג מאַנשאַפֿט דורכגעפֿירט אַ סעריע עקספּערימענטן, און די עקספּערימענטאַלע רעזולטאַטן זענען זייער באַדייטנדיק. למשל, פֿאַר וואַקסן ליכט בעת גאָרטנצערייַ, איז די אָריגינעלע לאָמפּ געניצט אַ פֿלאָרעסענט לאָמפּ מיט אַ מאַכט פֿון 32 וואט און אַ גאָרטנצערייַ ציקל פֿון 40 טעג. מיר צושטעלן אַ 12 וואט LED ליכט, וואָס פֿאַרקירצט דעם זוימען ציקל צו 30 טעג, עפֿעקטיוו רעדוצירט דעם השפּעה פֿון דער טעמפּעראַטור פֿון די לאָמפּן אין דער זוימען וואַרשטאַט, און שפּאָרט דעם ענערגיע קאָנסומאַציע פֿון דער לופֿטקילונג. די גרעב, לענג און קאָליר פֿון די זוימען זענען בעסער ווי די אָריגינעלע זוימען אויפֿצוציען לייזונג. פֿאַר די זוימען פֿון געוויינטלעכע גרינסן, זענען אויך באַקומען געוואָרן גוטע וועריפֿיקאַציע מסקנות, וואָס זענען צוזאַמענגעפֿאַסט אין דער פֿאָלגנדיקער טאַבעלע.

צווישן זיי, די צוגאב ליכט גרופע PPFD: 70-80 μmol·m-2·s-1, און די רויט-בלוי פאַרהעלטעניש: 0.6-0.7. די קייט פון טאָג PPFD ווערט פון די נאַטירלעך גרופּע איז געווען 40~800 μmol·m-2·s-1, און די פאַרהעלטעניש פון רויט צו בלוי איז געווען 0.6~1.2. עס קען זיין געזען אַז די אויבן דערמאנטע אינדיקאַטאָרן זענען בעסער ווי די פון נאַטירלעך געוואקסן זוימען.

מסקנא

דיזער אַרטיקל שטעלט פֿאָר די לעצטע אַנטוויקלונגען אין דער אַפּליקאַציע פֿון LED וואַקסן ליכט אין פלאַנצן קולטיוואַציע, און ווײַזט אויף עטלעכע מיספֿאַרשטענדענישן אין דער אַפּליקאַציע פֿון LED וואַקסן ליכט אין פלאַנצן קולטיוואַציע. צום סוף, ווערן פֿאָרגעשטעלט די טעכנישע געדאַנקען און סכעמעס פֿאַר דער אַנטוויקלונג פֿון LED וואַקסן ליכט געניצט פֿאַר פלאַנצן קולטיוואַציע. עס איז וויכטיק צו באַמערקן אַז עס זענען אויך עטלעכע פֿאַקטאָרן וואָס דאַרפֿן באַטראַכט ווערן בײַ דער אינסטאַלאַציע און נוצן פֿון ליכט, אַזאַ ווי די דיסטאַנץ צווישן ליכט און פלאַנץ, די שטראַלונג ראַנגע פֿון דער לאָמפּ, און ווי צו צולייגן ליכט מיט נאָרמאַל וואַסער, דüngער, און באָדן.

מחבר: יי וואַנג עט על. מקור: CNKI