浅谈LED植物灯技术及应用

   2013-12-05 12700

2、LED光源做植物灯的优势

由前面的分析我们知道,不同的波段对植物的生长发育具有不同的功效,当要抑制植物的茎生长时可以照射紫外光,当要增加植物光合作用的效益时可以加强蓝光强度,若要调控开花或种子发芽可通过调配红光的比例达到效果。

LED具有体积小、重量轻、固态、寿命长、波长特殊、驱动电压较低、光效率高、能耗小、安全、可靠耐用、不容易色衰的优点,且红光LED光子具有较大的光通量。另外,LED的发光是Ⅲ、Ⅴ族化合物的发光,具有较窄的波谱,波谱半宽范围从几纳米到几十纳米,在±20 nm左右,波长正好与植物光合成和光形态形成的光谱范围相吻合。因此以LED作为植物特殊用途照明,不论在效率或功效都将比用传统光源具有优势,因传统光源一般都为全波段,若以日光灯为光源,需要加一过滤而取得所需特定波长的光,这将减少光的利用率且对于被过滤的光源将有可能转化成热的形式。下图4为LED灯和荧光灯影响植物生长的对比图,由图可见以LED为光源栽培的蔬菜明显要比以荧光灯栽培的蔬菜茁壮。

不同光源对植物的影响

图4 不同光源对植物的影响

3、LED光源参数的选择

对于光源参数的选择,主要包括了红光与蓝光比例的选择、光源强度的选择以及功率的选择。

3.1红光LED与蓝光LED比例的选择

从植物生长对红光和蓝光的需求看,植物灯的红蓝灯色谱比例一般在5:1 ~ 10:1之间为宜,通常可选7~ 9:1的比例。当然不同的植物对红光和蓝光的需求会不一样,而不同的植物灯选用的红光LED和蓝光LED也不一样,因此最佳的比例应该是根据植物的种类和LED的性能来选择。

 不同红蓝LED比例对植物生长的影响

图5 不同红蓝LED比例对植物生长的影响

上述图5是台湾某机构用不同比例的红蓝LED做的一组实验,实验表明与其它组实验的蔬菜相比,当红/蓝光LED的比例为90/10时,所得蔬菜的长势最好,体重最重。

为了更形象的说明,红光和蓝光对植物生长的影响,本人引用文献数据,对红光和蓝光对植物的影响作用做进一步分析。如图6、图7和图8所示。

蓝光对植物根部生长的影响

图6 蓝光对植物根部生长的影响

红光对植物茎部生长的影响

图7 红光对植物茎部生长的影响

红光对植物茎部生长的影响

图8 红光对植物茎部生长的影响

由图6可知,缺乏蓝光,对植物的根部发育不利。由图7和图8可知,红光尤其红外光有利于植物茎部的伸长,但有红外光时植物的茎部比较纤细。

 
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