[Abstrak]Berdasarkan sejumlah besar data percobaan, artikel ini membahas beberapa isu penting dalam pemilihan kualitas cahaya di pabrik tanaman, antara lain pemilihan sumber cahaya, efek cahaya merah, biru dan kuning, dan pemilihan spektral rentang, untuk memberikan wawasan tentang kualitas cahaya di pabrik pabrik.Penentuan strategi pencocokan memberikan beberapa solusi praktis yang dapat digunakan untuk referensi.
Pemilihan sumber cahaya

Pabrik tanaman umumnya menggunakan lampu LED.Ini karena lampu LED memiliki karakteristik efisiensi bercahaya tinggi, konsumsi energi rendah, lebih sedikit panas yang dihasilkan, umur panjang dan intensitas dan spektrum cahaya yang dapat disesuaikan, yang tidak hanya dapat memenuhi persyaratan pertumbuhan tanaman dan akumulasi material yang efektif, tetapi juga menghemat energi, mengurangi pembangkitan panas dan biaya listrik.Lampu tumbuh LED dapat dibagi lagi menjadi lampu LED spektrum lebar chip tunggal untuk tujuan umum, lampu LED spektrum lebar khusus tanaman chip tunggal, dan lampu LED spektrum disesuaikan multi-chip gabungan.Harga dua jenis lampu LED khusus tanaman yang terakhir umumnya lebih dari 5 kali lipat dari harga lampu LED biasa, jadi sumber cahaya yang berbeda harus dipilih sesuai dengan tujuan yang berbeda.Untuk pabrik tanaman besar, jenis tanaman yang mereka tanam berubah sesuai permintaan pasar.Untuk mengurangi biaya konstruksi dan tidak mempengaruhi efisiensi produksi secara signifikan, penulis merekomendasikan penggunaan chip LED spektrum luas untuk penerangan umum sebagai sumber penerangan.Untuk pabrik tanaman kecil, jika jenis tanaman relatif tetap, untuk mendapatkan efisiensi dan kualitas produksi yang tinggi tanpa meningkatkan biaya konstruksi secara signifikan, chip LED spektrum lebar untuk pencahayaan khusus tanaman atau umum dapat digunakan sebagai sumber pencahayaan.Jika ingin mempelajari efek cahaya pada pertumbuhan tanaman dan akumulasi zat efektif, untuk memberikan formula cahaya terbaik untuk produksi skala besar di masa mendatang, kombinasi multi-chip dari lampu LED spektrum yang dapat disesuaikan dapat digunakan untuk mengubah faktor-faktor seperti intensitas cahaya, spektrum dan waktu cahaya untuk mendapatkan formula cahaya terbaik untuk setiap pabrik sehingga menjadi dasar untuk produksi skala besar.

Cahaya merah dan biru

Sejauh menyangkut hasil percobaan khusus, bila kandungan lampu merah (R) lebih tinggi daripada lampu biru (B) (selada R:B = 6:2 dan 7:3; bayam R:B = 4: 1; bibit labu R:B = 7:3; bibit mentimun R:B = 7:3), percobaan menunjukkan bahwa kandungan biomassa (meliputi tinggi tanaman bagian aerial, luas daun maksimum, berat segar dan berat kering , dll) lebih tinggi, tetapi diameter batang dan indeks kecambah kuat tanaman lebih besar ketika kandungan cahaya biru lebih tinggi daripada cahaya merah.Untuk indikator biokimia, kandungan lampu merah lebih tinggi dari lampu biru umumnya bermanfaat untuk peningkatan kadar gula larut dalam tanaman.Namun, untuk akumulasi VC, protein larut, klorofil dan karotenoid pada tanaman, lebih menguntungkan menggunakan pencahayaan LED dengan kandungan cahaya biru lebih tinggi daripada cahaya merah, dan kandungan malondialdehida juga relatif rendah pada kondisi pencahayaan ini.

Karena pabrik tanaman terutama digunakan untuk menanam sayuran berdaun atau untuk pembibitan industri, dapat disimpulkan dari hasil di atas bahwa dengan alasan untuk meningkatkan hasil dan dengan mempertimbangkan kualitas, sangat cocok untuk menggunakan chip LED dengan warna merah lebih tinggi. konten cahaya dari cahaya biru sebagai sumber cahaya.Rasio yang lebih baik adalah R:B = 7:3.Terlebih lagi, rasio cahaya merah dan biru seperti itu pada dasarnya berlaku untuk semua jenis sayuran atau bibit berdaun, dan tidak ada persyaratan khusus untuk tanaman yang berbeda.

Pemilihan panjang gelombang merah dan biru

Selama fotosintesis, energi cahaya terutama diserap melalui klorofil a dan klorofil b.Gambar di bawah menunjukkan spektra serapan klorofil a dan klorofil b, dimana garis spektral hijau merupakan spektrum serapan klorofil a, dan garis spektral biru merupakan spektrum serapan klorofil b.Terlihat dari gambar bahwa baik klorofil a maupun klorofil b memiliki dua puncak serapan, satu di daerah cahaya biru dan satu lagi di daerah lampu merah.Tetapi 2 puncak serapan klorofil a dan klorofil b sedikit berbeda.Tepatnya, dua panjang gelombang puncak klorofil a masing-masing adalah 430 nm dan 662 nm, dan dua panjang gelombang puncak klorofil b masing-masing adalah 453 nm dan 642 nm.Keempat nilai panjang gelombang ini tidak akan berubah pada tumbuhan yang berbeda, sehingga pemilihan panjang gelombang merah dan biru pada sumber cahaya tidak akan berubah pada spesies tumbuhan yang berbeda.

Spektrum serapan klorofil a dan klorofil b

Pencahayaan LED biasa dengan spektrum luas dapat digunakan sebagai sumber cahaya pabrik tanaman, selama cahaya merah dan biru dapat menutupi dua panjang gelombang puncak klorofil a dan klorofil b, yaitu rentang panjang gelombang cahaya merah. umumnya 620 ~ 680 nm, sedangkan cahaya biru Rentang panjang gelombang dari 400 hingga 480 nm.Namun, rentang panjang gelombang cahaya merah dan biru tidak boleh terlalu lebar karena tidak hanya memboroskan energi cahaya, tetapi juga dapat menimbulkan dampak lain.

Jika lampu LED yang terdiri dari keping merah, kuning dan biru digunakan sebagai sumber cahaya pabrik tanaman, panjang gelombang puncak lampu merah harus diatur ke panjang gelombang puncak klorofil a, yaitu pada 660 nm, panjang gelombang puncak cahaya biru harus diatur ke panjang gelombang puncak klorofil b, yaitu pada 450 nm.

Peran lampu kuning dan hijau

Lebih tepat bila rasio cahaya merah, hijau dan biru adalah R:G:B=6:1:3.Adapun penentuan panjang gelombang puncak lampu hijau, karena terutama memainkan peran pengaturan dalam proses pertumbuhan tanaman, hanya perlu antara 530 dan 550 nm.

Ringkasan

Artikel ini membahas strategi pemilihan kualitas cahaya di pabrik pabrik baik dari aspek teoretis maupun praktis, termasuk pemilihan rentang panjang gelombang cahaya merah dan biru pada sumber cahaya LED serta peran dan rasio cahaya kuning dan hijau.Dalam proses pertumbuhan tanaman, kesesuaian yang wajar antara ketiga faktor intensitas cahaya, kualitas cahaya dan waktu cahaya, serta hubungannya dengan unsur hara, suhu dan kelembapan, serta konsentrasi CO2 juga harus dipertimbangkan secara komprehensif.Untuk produksi aktual, apakah Anda berencana untuk menggunakan spektrum lebar atau kombinasi multi-chip lampu LED spektrum merdu, rasio panjang gelombang adalah pertimbangan utama, karena selain kualitas cahaya, faktor lain dapat disesuaikan secara real time selama operasi.Oleh karena itu, pertimbangan terpenting dalam tahap desain pabrik pabrik adalah pemilihan kualitas cahaya.

Pengarang: Yong Xu

Sumber artikel: akun Wechat Teknologi Rekayasa Pertanian (hortikultura rumah kaca)

Referensi: Yong Xu,Strategi seleksi kualitas cahaya di pabrik tanaman [J].Teknologi Rekayasa Pertanian, 2022, 42(4): 22-25.