En els últims anys, amb el ràpid desenvolupament de l'agricultura d'instal·lacions, s'han fet més i més investigacions sobre la il·luminació de les plantes. La font de llum LED ha estat àmpliament utilitzada en el camp de la il·luminació de les plantes a causa dels seus avantatges únics. Atès que el creixement de les plantes té certs requisits sobre els paràmetres òptics de l'entorn de llum, és necessari disposar de tècniques i instruments de mesura corresponents per mesurar amb precisió si els paràmetres òptics de l'entorn lleuger compleixen els requisits de creixement de les plantes corresponents, font i determinació de la font de llum. La quantitat i l'arranjament proporcionen una solució adequada per al desenvolupament i l'aplicació de fonts de llum d'acord amb la demanda raonable de les plantes per a la llum.
Quan s'utilitza en la il·luminació de cultius de plantes, els productes d'il·luminació LED no només han de tenir en compte les seves propietats de lluminositat i radiància bàsiques, sinó també considerar la densitat fotònica i la lluminositat de la planta de la superfície de la planta en sistemes quàntics lleugers i fotomètrics vegetals segons les característiques de la fotosíntesi de les plantes. Conegui paràmetres per avaluar de manera integral el rendiment de les fonts d'il·luminació de les plantes.
Factors clau en la il·luminació de les plantes i els requisits dels productes d'il·luminació
En primer lloc, la qualitat de la llum. Les plantes generalment confien en la clorofil·la a les fulles per absorbir la llum que il·lumina, i la banda d'absorció generalment es troba a les regions blaves i vermelles, com es mostra a la figura 1. La llum absorbida es converteix en energia orgànica per la fotosíntesi en plantes per al creixement i la reproducció. Per tant, per a productes d'il·luminació vegetal, la irradiància de la banda d'absorció s'hauria de considerar primer, generalment l'irradiació de 400nm ~ 500nm de llum blava i 600nm ~ 700nm de llum vermella, i la composició espectral i el rang de la il·luminació de la combinació seleccionada de la planta han de ser determinat. Longitud màxima d'ona i temperatura de color, etc.
En segon lloc, la densitat òptica. Les plantes que reben diferents densitats òptiques afectaran directament el creixement i les característiques estructurals de les plantes. Si la densitat òptica es debilita, hi haurà una disminució en el mateix cultiu, la diferenciació de la floració tardana i la displàsia de l'ovari. A causa de que les característiques de resposta de les plantes i els ulls humans a l'espectre són diferents, la percepció de la llum de l'ull humà es mesura en general en el sistema fotomètric, mentre que la fotosíntesi de les plantes es mesura generalment i s'avalua en el sistema quàntic òptic i el sistema fotomètric vegetal. Els paràmetres d'avaluació són Photon Flux Density (PPFD). Mitjançant una gran quantitat d'estudis, Mc.Cree ha demostrat que l'energia radiant efectiva de la fotosíntesi es pot comparar amb l'efecte fotobiològic real utilitzant la densitat òptica de flux quàntic entre 400-700 nm.
De nou, la llum és uniforme. Atès que la il·luminació del LED té una forta direccionalitat i hi pot haver uniformitat de distribució de color de la llum espacial, en el cas de la plantació de grans superfícies també s'hauria d'investigar la uniformitat de la irradiància de la superfície il·luminada de la planta per obtenir un uniforme d'alta qualitat entorn d'il·luminació.
Finalment, tinc molt de temps. Les diferents plantes tenen diferents requisits espectrals, i diferents etapes de creixement requereixen diferents espectres. La suplementació lumínica artificial en l'agricultura d'instal·lacions ha de seguir les propietats fotofisiològiques de les plantes per aconseguir el millor efecte de farciment de llum. Per tant, no només és necessari mesurar amb precisió la composició espectral de la font de llum LED, sinó també saber com la il·luminació canvia amb el temps.
Mesurament de productes d'il·luminació LED per al creixement de les plantes
En el passat, en el camp de l'enllumenat vegetal, la fotantometometria s'utilitza sovint per a la mesura, però la concordança d'espectres és difícil d'aconseguir una adequada coincidència, i fins i tot la incompatibilitat serà relativament greu, que té una gran influència en la precisió del mesurament. Amb el desenvolupament de la tecnologia d'espectrometria, la tecnologia de mesura i equips basats en l'espectroscòpia cada vegada són més madurs, i s'aplica gradualment al camp de la detecció d'il·luminació vegetal.
La corba corresponent espectral de la fotosíntesi vegetal és diferent de la corba espectral d'eficiència lumínica de l'ull humà. Per tant, en avaluar els efectes d'il·luminació de diverses fonts de llum, l'efecte d'irradiació s'ha d'avaluar d'acord amb la corba de resposta espectral de la planta. El mètode d'espectroscòpia no només presenta problemes d'incompatibilitat, sinó que també pot avaluar el rendiment de la qualitat de la llum, la densitat òptica i la uniformitat de la il·luminació del producte d'il·luminació en tot l'espectre. No obstant això, la mesura espectral general té problemes com la baixa linealitat i la llum allunyada, que limita la precisió de la prova i imposa nous requisits als equips de mesura.