การสังเคราะห์ด้วยแสงได้รับการสนับสนุนโดยไฟ LED?
แหล่งกำเนิดแสงธรรมชาติที่สนับสนุนพืชพรรณบนบกมาเป็นเวลาหลายพันล้านปี ซึ่งก็คือแสงแดด มักเชื่อมโยงกับการสังเคราะห์ด้วยแสง ซึ่งเป็นกระบวนการที่พืชเปลี่ยนพลังงานแสงเป็นพลังงานเคมีเพื่อขับเคลื่อนการพัฒนา แต่เมื่อเมืองต่างๆ เติบโตขึ้น การทำสวนในร่มก็ได้รับความนิยมมากขึ้น และวิธีการทำฟาร์มก็เปลี่ยนไปสู่การตั้งค่าที่มีการควบคุม (เช่น ฟาร์มแนวตั้ง) ปัญหาก็เกิดขึ้น: แหล่งกำเนิดแสงเทียม เช่น ไฟ LED สามารถส่งเสริมการสังเคราะห์ด้วยแสงได้หรือไม่ ใช่ โดยไม่ต้องสงสัย อย่างไรก็ตาม ประสิทธิภาพขึ้นอยู่กับการรู้ว่าพืชใช้แสงอย่างไร คุณลักษณะของ LED และการปรับสภาพแสงอย่างพิถีพิถัน เพื่อที่จะตรวจสอบสิ่งนี้ อันดับแรกเราต้องวิเคราะห์พื้นฐานของการสังเคราะห์ด้วยแสง จากนั้นดูว่า LED เหมาะสมกับความต้องการแสงของพืชอย่างไร จากนั้นจึงหารือเกี่ยวกับการใช้งานและประเด็นต่างๆ ในทางปฏิบัติ
ความสามารถของพืชในการใช้เม็ดสี เช่น แคโรทีนอยด์ คลอโรฟิลล์ เอ และคลอโรฟิลล์ บี ในการดูดซับความยาวคลื่นแสงโดยเฉพาะเป็นองค์ประกอบพื้นฐานของการสังเคราะห์ด้วยแสง เม็ดสีหลักคือคลอโรฟิลล์ เอ มีประสิทธิภาพมากที่สุดในการดูดซับแสงในช่วงความยาวคลื่นสองช่วง ได้แก่ สเปกตรัมสีแดง (600–700 นาโนเมตร) และสเปกตรัมสีน้ำเงิน (400–500 นาโนเมตร) แคโรทีนอยด์ดูดซับแสงสีน้ำเงิน-และป้องกันพืชจากอันตรายจากแสง ในขณะที่คลอโรฟิลล์ บี จะช่วยเพิ่มประสิทธิภาพโดยการดูดซับแสงสีน้ำเงินและแสงสีส้มเพิ่มขึ้นเล็กน้อย เหตุผลที่ใบไม้ปรากฏเป็นสีเขียวในสายตามนุษย์ก็เนื่องมาจากพืชกินแสงสีเขียวน้อยมาก (500–600 นาโนเมตร) โดยส่วนใหญ่จะถูกสะท้อนแสง แม้ว่าสเปกตรัมแสงที่มองเห็นทั้งหมดจะได้มาจากแสงแดด แต่พืชจะใช้เฉพาะส่วนสีน้ำเงินและสีแดงเท่านั้น ซึ่งเรียกว่าช่วง "รังสีที่สังเคราะห์ด้วยแสง" (PAR) การตระหนักรู้ที่สำคัญนี้มีความสำคัญต่อเทคโนโลยี LED: แม้ว่าจะไม่สร้างสเปกตรัมของดวงอาทิตย์เต็มสเปกตรัม แต่ LED ก็อาจอำนวยความสะดวกในการสังเคราะห์แสงได้ หากสามารถเปล่งแสงในพื้นที่ PAR สีแดงและสีน้ำเงินได้
ไฟ LEDเหมาะอย่างยิ่ง-สำหรับการสังเคราะห์ด้วยแสง เนื่องจากมีความสามารถพิเศษในการกำหนดเป้าหมายความยาวคลื่นเฉพาะ LED สามารถออกแบบให้ปล่อยแถบแสงแคบในช่วงสีน้ำเงินและสีแดงได้พอดี ตรงกันข้ามกับหลอดฟลูออเรสเซนต์ (ซึ่งปล่อย PAR บางส่วนแต่ยังปล่อยแสงสีเขียวและเหลืองที่ไม่จำเป็นด้วย) หรือหลอดไส้ (ซึ่งปล่อยแสงสเปกตรัมกว้าง-แต่สูญเสียพลังงานส่วนใหญ่เป็นความร้อน) ตัวอย่างเช่น ไฟ LED สีน้ำเงินประสิทธิภาพสูง- (ซึ่งใช้เซมิคอนดักเตอร์ InGaN ตามที่กล่าวไว้ก่อนหน้านี้) ปล่อยแสงที่ 450–470 นาโนเมตร ซึ่งเป็นความยาวคลื่นที่คลอโรฟิลล์ a และ b ดูดซับได้ง่าย ที่ 660–670 นาโนเมตร ซึ่งเป็นช่วงการดูดกลืนแสงสูงสุดอีกช่วงหนึ่งสำหรับคลอโรฟิลล์ เอ ไฟ LED สีแดงซึ่งมักประกอบด้วยอะลูมิเนียมแกลเลียมอาร์เซไนด์ (AlGaAs) หรือแกลเลียมอาร์เซไนด์ฟอสไฟด์ (GaAsP) จะปล่อยแสง ผู้ปลูกสามารถผลิตสเปกตรัมแสง "แบบกำหนดเอง" ที่ตรงตามข้อกำหนดการสังเคราะห์แสงของพืชของตนโดยการรวมไฟ LED สีน้ำเงินและสีแดงในอัตราส่วนที่กำหนด โดยปกติจะเป็น 1:3 ถึง 1:5 สีน้ำเงิน-ถึง-สีแดง ขึ้นอยู่กับความหลากหลายของพืช LED ประหยัดพลังงานมากกว่าหลอดไส้ถึง 80%- ซึ่งเป็นประโยชน์อย่างมากสำหรับการทำฟาร์มในร่มซึ่งค่าไฟถือเป็นค่าใช้จ่ายหลัก แนวทางที่มุ่งเน้นนี้ไม่เพียงรับประกันว่าพืชจะได้รับแสงสว่างที่ต้องการ แต่ยังช่วยลดการสูญเสียพลังงานอีกด้วย
ความสามารถของ LED ในการส่งเสริมการสังเคราะห์ด้วยแสง-และในบางสถานการณ์ เกินกว่าแสงแดดธรรมชาติ-ได้รับการตรวจสอบอย่างต่อเนื่องโดยการศึกษาทางวิทยาศาสตร์ การศึกษาในปี 2018 เปรียบเทียบการเจริญเติบโตของผักกาดหอมภายใต้สีแดง-สีน้ำเงินไฟ LEDสู่แสงแดด ได้รับการตีพิมพ์ใน Scientia Horticulturae จากผลการวิจัย ผักกาดหอมที่ปลูกโดยใช้ไฟ LED มีมวลชีวภาพมากกว่า 20% (น้ำหนักรวมของพืช) และมีสารต้านอนุมูลอิสระมากกว่าผักกาดหอมที่ผลิตในแสงแดด นี่เป็นเพราะความจริงที่ว่า LED ให้การควบคุมสเปกตรัม ระยะเวลา และความเข้มของแสงได้อย่างแม่นยำ- ซึ่งทั้งหมดนี้แตกต่างกันไปตามสภาพแวดล้อมตามธรรมชาติ ตัวอย่างเช่น การสังเคราะห์ด้วยแสงจะช้าลงในวันที่มีเมฆมากเมื่อความเข้มของแสงแดดลดลง ผู้ปลูกสามารถใช้ LED เพื่อรักษาระดับแสงให้คงที่ (วัดเป็นไมโครโมลต่อตารางเมตรต่อวินาที หรือ µmol/m²/s) ซึ่งเหมาะสำหรับระยะการเจริญเติบโตของพืช "ช่วงแสง" หรือจำนวนชั่วโมงแสงในแต่ละวันสามารถเปลี่ยนแปลงได้ ตัวอย่างเช่น ผักใบเขียวอย่างผักโขมต้องใช้เวลา 12 ถึง 16 ชั่วโมงในการเจริญงอกงาม ในขณะที่พืชดอกอย่างมะเขือเทศต้องใช้เวลาช่วงแสงสั้นกว่าจึงจะเริ่มออกดอก ในฟาร์มแนวตั้งหรือเต็นท์ปลูกพืช LED จะเพิ่มการดูดกลืนแสงและประสิทธิภาพของพื้นที่โดยการสร้างความร้อนน้อยกว่าแหล่งกำเนิดแสงอื่นๆ ช่วยให้วางตำแหน่งไว้ใกล้กับต้นไม้มากขึ้นโดยไม่ทำให้ใบไม้ไหม้
เนื่องจากไฟ LED สามารถปรับค่าได้ จึงสามารถปรับให้ตรงกับความต้องการแสงที่แตกต่างกันของพืชแต่ละสายพันธุ์ได้ เนื่องจากการเจริญเติบโตมุ่งเน้นไปที่การพัฒนาใบ ผักใบ (ผักกาดหอม ผักคะน้า และผักโขม) จึงต้องการแสงสีน้ำเงินและสีแดงเหนือสิ่งอื่นใด การจัดเรียงไฟ LED สีแดง-ที่ตรงไปตรงมานั้นเพียงพอและราคาสมเหตุสมผลสำหรับโรงงานเหล่านี้ อย่างไรก็ตาม การเติมแสงสีเขียวหรือสีแดงไกล-เล็กน้อย (700–800 นาโนเมตร) ลงในแสงสว่างอาจช่วยให้พืชบานและออกผล เช่น มะเขือเทศ พริก และดอกกุหลาบได้ ตัวอย่างเช่น ไกล-แสงสีแดงช่วยในการควบคุม "โฟโตมอร์เจเนซิส" หรือวิธีที่พืชตอบสนองต่อแสงโดยการเจริญเติบโตของสิ่งต่างๆ เช่น ความยาวของลำต้นและการออกดอก. 10% ไกล-แสงสีแดงที่เพิ่มลงในสเปกตรัม LED สีแดง-ทำให้ผลผลิตมะเขือเทศเพิ่มขึ้น 15% โดยการกระตุ้นการออกดอก ตามการศึกษาในปี 2020 ที่ตีพิมพ์ในวารสารสรีรวิทยาของพืช ไฟ LED สามารถช่วยได้แม้กระทั่งต้นไม้ที่ชอบแสง-}ดวง- เช่น พืชในบ้าน เช่น พืชกระถางหรือพืชงู ซึ่งสามารถอยู่รอดได้ในที่ว่างโดยไม่มีแสงแดดธรรมชาติ เนื่องจากหลอดไฟ LED สีแดง-สีน้ำเงินเข้ม-ความเข้มต่ำที่สามารถให้ PAR เพียงพอในการรักษาสุขภาพให้แข็งแรง เนื่องจากความสามารถในการปรับตัว LED ไม่เพียงแต่เหมาะสำหรับการทำฟาร์มเชิงอุตสาหกรรมเท่านั้น แต่ยังเหมาะสำหรับชาวสวนในบ้านที่ต้องการปลูกพืชในบ้านหรือสมุนไพรตลอดทั้งปีอีกด้วย
แม้ว่า LED จะค่อนข้างดีในการสังเคราะห์แสง แต่ก็มีบางสิ่งที่ต้องคำนึงถึงเพื่อให้ได้ประโยชน์สูงสุด ประการแรก ความเข้มของแสงจะต้องเหมาะสมกับความต้องการของโรงงาน ตัวอย่างเช่น ต้นไม้ที่โตเต็มวัยอาจต้องการ 400–600 μmol/m²/s เพื่อการเจริญเติบโตสูงสุด ในขณะที่ต้นกล้าต้องการความเข้มที่ต่ำกว่า (100–200 μmol/m²/s) เพื่อป้องกันความเครียด เมื่อพืชมีอายุมากขึ้น เกษตรกรสามารถเปลี่ยนความเข้มได้โดยใช้ไฟ LED ที่สามารถหรี่แสงได้ ปัจจัยสำคัญประการที่สองคืออัตราส่วนสเปกตรัม แสงสีแดงมากเกินไปอาจส่งผลให้ต้นอ่อนแอและมีรูปร่างผอม ในขณะที่แสงสีฟ้ามากเกินไปจะขัดขวางการเจริญเติบโต (ใบบาง ก้านสั้น) การทดสอบอัตราส่วนต่างๆ สำหรับแต่ละสายพันธุ์เป็นสิ่งสำคัญ เช่น 1:4 สีน้ำเงิน-ถึง-สีแดงสำหรับผักกาดหอม และ 1:3 สำหรับมะเขือเทศ ประการที่สาม การจัดการความร้อน-ไฟ LED กำลังสูง-ซึ่งใช้ในฟาร์มเชิงพาณิชย์สามารถผลิตความร้อนที่ส่งผลกระทบต่ออุณหภูมิของพืชและอายุการใช้งานของ LED ได้ แม้ว่า LED จะปล่อยความร้อนน้อยกว่าหลอดไฟแบบเดิมก็ตาม อุปกรณ์ติดตั้ง LED สามารถหลีกเลี่ยงความร้อนสูงเกินไปได้โดยการเพิ่มพัดลมหรือตัวระบายความร้อน สุดท้ายนี้ แม้ว่าค่าใช้จ่ายด้านพลังงานจะต่ำกว่าค่าใช้จ่ายของหลอดไฟฟ้าหรือหลอดฟลูออเรสเซนต์ แต่ก็ยังสามารถเพิ่มขึ้นได้สำหรับธุรกิจขนาดใหญ่- -ค่าใช้จ่ายระยะยาวสามารถลดลงได้โดยการเลือก-ไฟ LED ประสิทธิภาพสูง ซึ่งวัดเป็นลูเมนต่อวัตต์ (lm/W) หรือ PAR ต่อวัตต์ (μmol/J)
การเพิ่มขึ้นของเกษตรกรรมในร่มและเกษตรกรรมแนวตั้งเป็นข้อพิสูจน์ถึงผลในทางปฏิบัติของการสังเคราะห์แสงที่สนับสนุนด้วย LED- แล้ว หลายพันไฟ LED สีแดง-สีน้ำเงินถูกใช้โดยธุรกิจต่างๆ เช่น Plenty และ AeroFarms เพื่อปลูกผักใบเขียวในเมืองต่างๆ โดยใช้น้ำน้อยกว่าการทำฟาร์มแบบเดิมๆ ถึง 95% และให้ผลผลิตตลอดทั้งปี- ไฟ LED ช่วยให้สามารถผลิตอาหารในท้องถิ่นในพื้นที่ที่มีอุณหภูมิสูงมาก เช่น อาร์กติก ซึ่งมีแสงแดดเบาบางเป็นเวลาหลายเดือนในแต่ละครั้ง ช่วยลดความต้องการผักนำเข้า การศึกษาของ NASA เพื่อสร้างระบบอาหารสำหรับการเดินทางในอวกาศระยะยาว (เช่น การเดินทางไปดาวอังคาร) ยังใช้ LED เพื่อปลูกพืชในสภาวะที่มีการควบคุม เกษตรกรผู้ปลูกบ้านจะเปลี่ยนพื้นที่มืดมนให้กลายเป็นสวนผลไม้โดยใช้ไฟ LED เติบโตเพื่อปลูกผัก สมุนไพร และไมโครกรีนในห้องใต้ดินหรืออพาร์ตเมนต์ การใช้งานเหล่านี้แสดงให้เห็นว่า LED เป็นเทคโนโลยีปฏิวัติวงการที่ขยายขอบเขตของสถานที่และวิธีการปลูกพืช นอกเหนือจากการทดแทนแสงแดดในทางปฏิบัติในการสังเคราะห์ด้วยแสง
สรุปก็คือไฟ LEDไม่ต้องสงสัยเลยว่าช่วยในการสังเคราะห์ด้วยแสง และสามารถทำได้อย่างมีประสิทธิผล แม่นยำ และอเนกประสงค์มากกว่าแหล่งกำเนิดแสงทั่วไปทั่วไป ไฟ LED ช่วยให้พืชได้รับแสงที่แม่นยำตามที่พวกเขาต้องการสำหรับการสังเคราะห์ด้วยแสง โดยการปล่อยความยาวคลื่นบางอย่างในช่วง PAR สีแดงและสีน้ำเงิน ผู้ปลูกอาจปรับเปลี่ยนสเปกตรัม ความเข้ม และระยะเวลาของแสงให้เหมาะสมกับพันธุ์พืชและระยะการเจริญเติบโตที่แตกต่างกัน LED สามารถเพิ่มการเจริญเติบโต ผลผลิต และคุณภาพของพืช ตามการศึกษาทางวิทยาศาสตร์และการใช้งานจริง (เช่น สวนในบ้าน และฟาร์มแนวตั้ง) แม้ว่าจะมีปัจจัยที่ต้องคำนึงถึง เช่น การควบคุมความร้อนและการเพิ่มความเข้มของแสงให้สูงสุด แต่สิ่งเหล่านี้สามารถแก้ไขได้ทันทีด้วยการออกแบบอย่างระมัดระวัง การมีส่วนร่วมของเทคโนโลยี LED ในการสังเคราะห์ด้วยแสงจะเพิ่มขึ้นเมื่อมีการพัฒนาเพิ่มเติม (ในแง่ของต้นทุน ประสิทธิภาพ และการปรับสเปกตรัม) เป็นการเปิดประตูสู่การเกษตรที่เข้าถึงได้ มีประสิทธิผล และยั่งยืนมากขึ้นในอนาคต
คำถามที่พบบ่อย
ไตรมาสที่ 1 ฉันจะรับตัวอย่างนี้ได้อย่างไร?
A1: สวัสดี ง่ายสำหรับสิ่งนี้ ให้ที่อยู่ของคุณมาให้ฉันและบอกฉันว่ารายการไหนที่คุณต้องการ เราจะจัดเตรียมส่งถึงคุณโดย DHL หรือ FedEx
Q2: แล้วคุณภาพของคุณล่ะ?
A2: วัตถุดิบทั้งหมดที่มีคุณภาพสูงสุดเพื่อให้แน่ใจว่ามีความสว่างสูงและเพียงพอ
Q3: แล้วระยะเวลารอคอยล่ะ?
A3: ตัวอย่างต้องใช้เวลา 3-5 วัน เวลาในการผลิตขนาดใหญ่ต้องใช้เวลา 25-40 วันหลังจากได้รับเงินมัดจำ
เซินเจิ้น Benwei ไลท์ติ้งเทคโนโลยี จำกัด
โทรศัพท์: +86 0755 27186329
มือถือ(+86)18673599565
วอทส์แอพ :19113306783
อีเมล:bwzm15@benweilighting.com
Skype: benweilight88
เว็บ:www.benweilight.com
