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LED在植物照明革命中扮演關鍵角色,為何?

從最基本的意義上說, 光對於在深海以上的絕大多數的生物來說至關重要。 植物使用光, 通過光合作用來生長, 其中二氧化碳在植物細胞的葉綠體中被轉化為碳水化合物。 也可以使用人造光進行光合作用, 並控制植物的生長、形狀和開花期。

光的數量、品質以及光照持續時間在植物生長和成熟時對植物性狀都有影響。 因此, 照明(及其技術發展)是當今園藝行業的一個重要變數。

舉例來說, 歐洲的新鮮水果和蔬菜市場目前正受到一系列外部因素的影響, 包括氣候變化、消費者對健康效益的認識提高、對“超級食品”的需求增加、供應鏈成本和確保可持續的“綠色”和“本地”園藝實踐的壓力。

面對這樣一個不斷增長的市場挑戰, 行業在提高產量以滿足需求方面已經取得了一些進展, 並確保能準時到達終端消費者手中。

在大城市中, 由於空間有限, 在溫室或封閉的建築物內, 用人造和可控的照明進行室內種植已成為一種流行的方式。 這種照明還使農民把它作為自然日光的補充, 促進植物更快、更高品質的生長, 或延長日光期, 或者在沒有自然光的情況下在封閉的空間內完全生長。

除此之外, 農民還可以種植那些在自然條件下不能種植的水果、蔬菜、花卉和其他植物, 例如, 在城市廢棄的倉庫裡種植異國水果。

多層或“垂直”栽培將植物平行排列在一起, 一層接一層, 節省了空間, 但新的耕作可能性已經取代了這些系統的方法。 更進一步, “三維農業”是另一個進步。 可控環境農業已被證明是傳統農業的一個更好的選擇, 以確保為不斷增長的人口提供可持續的糧食生產。

其優點包括:不需要使用農藥、除草劑和其他化學品, 並有助於生態系統的修復。

然而, 優化植物的最佳條件並保持一致性, 完全取決於種植者在乎什麼。 一方面, 要求產量、品質和控制(例如單產、果實大小和重量、顏色和風味), 另一方面, 要求速度、成本和材料利用率(例如發芽時間、每個季節的週期), 兩種情況使用的照明條件也不同。

但是, 隨著系統的進步, 照明系統是一個關鍵挑戰, 特別是在緊密堆積的生長環境中, 例如垂直或3D農業。 現有的園藝照明通常基於高壓鈉燈(HPS)。 高壓鈉燈產生超過100流明/瓦, 但是波長範圍很寬。 高壓鈉燈的高功率消耗和產生的熱量也要求光源與設備之間有相當的距離, 主要適用於頂燈系統。

高壓鈉燈的其他缺點包括僅有8,000小時的使用壽命, 而且成本效益低。

由於發現提供給植物的光譜可以改變植物特性(例如開花和果實生長速率), 所以園藝業對LED表現出極大的興趣。 LED照明已成為城市可持續農業生存的一個關鍵技術。

綠色植物主要利用藍光(約430至490nm)和紅光(約640至780nm)進行光合作用並產生能量, 而且還具有其他吸收帶, 例如在紅外範圍內大約730nm。 這個範圍控制植物生長等。 此外, 正確的混合和臨時增加特定波長(特別適合於植物的個體需求)可以產生預期的效果, 比如產量、品質、控制、速度、成本和材料效率。 LED特別適用于這種應用, 這歸因於確切的色譜和靈活的控制。

為了最佳的植物生長, 光源必須提供上述的這些波長範圍,

並且避免整體的白色外觀, 正如我們習慣從LED看到的那樣。

結合覆蓋最佳波長範圍的LED系統意味著照明可以適應任何類型的植物或花卉。 改變LED的數量, 提供光源以實現不同比率, 完全是可能的, 而不需要修改印刷電路板或燈具的設計。

今天, LED照明可以刺激植物生長, 高達40%。 持久和耐用的LED也是標準園藝照明的一種更環保的替代品。 LED可以顯著刺激植物生長, 同時通過使用450、660和730納米的目標照明, 大幅減少能源消耗。 LED為所有類型的植物和花卉照明提供了一個強有力的選擇, 使種植者能夠根據各種農作物的需要調整照明。

園藝照明用LED的特點是小型化、高效率和使用壽命長, 為種植者提供了靈活性。 可調光和可控的LED在需要時可以“瞬間開啟”, 並且可以簡單地進行週期設置,促進健康的植物生長。

並且可以簡單地進行週期設置,促進健康的植物生長。

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