In den letzten zehn Jahren hat sich der Indoor-Pflanzungsbereich schnell entwickelt, und die Beleuchtungstechnologie der ergänzenden Lichtumgebungskontrolle für das Pflanzenwachstum hat Aufmerksamkeit erregt. Die Pflanzenfülllicht-Beleuchtungstechnologie wird hauptsächlich in zwei Aspekten verwendet:
1. Verwendung als zusätzliche Beleuchtung für die Pflanzenphotosynthese, wenn die Sonneneinstrahlung gering oder die Sonneneinstrahlung kurz ist;
2. Induzierte Beleuchtung als Pflanzenphotoperiode und Photomorphologie.
1. Forschung zur LED-Pflanzenzusatzbeleuchtung als Zusatzbeleuchtung für die Pflanzenphotosynthese Herkömmliche künstliche Lichtquellen erzeugen zu viel Wärme, wie LED-Zusatzbeleuchtung und Hydroponiksysteme, Luft kann recycelt werden und überschüssige Wärme und Wasser können entfernt werden, elektrische Energie kann entfernt werden effizient in effektive photosynthetische Strahlung und schließlich in Pflanzenmaterial umgewandelt. Studien haben gezeigt, dass die Wachstumsrate und die Photosyntheserate von Salat durch die Verwendung von LED-Pflanzenfülllichtbeleuchtung um mehr als 20 Prozent gesteigert werden können. Es ist möglich, LED-Pflanzenfülllicht in Pflanzenfabriken zu verwenden.
Die Studie ergab, dass LED-Pflanzenzusatzlicht mit gemischten Wellenlängen im Vergleich zu Leuchtstofflampen das Wachstum und die Entwicklung von Spinat, Rettich und Salat erheblich fördern und die morphologischen Indikatoren verbessern kann; es kann die Bioakkumulation von Zuckerrüben maximieren, und die Akkumulation von Betalain in haarigen Wurzeln ist am signifikantesten. Die höchste Zucker- und Stärkeakkumulation trat in Haarwurzeln auf.
Im Vergleich zu Metallhalogenidlampen änderte sich die anatomische Morphologie von Stängeln und Blättern von Pfeffer- und Perillapflanzen, die unter LEDs mit Wellenlängen gezüchtet wurden, signifikant, und mit der Erhöhung der optischen Dichte stieg die Photosyntheserate der Pflanzen. LEDs mit zusammengesetzten Wellenlängen verursachten eine Zunahme der Stomata-Anzahl in Ringelblumen- und Salbeipflanzen.
2. LED-Pflanzenfülllicht als Pflanzenphotoperiode und Lichtform, um eine Beleuchtung mit bestimmten Wellenlängen von LEDs zu induzieren, kann die Blütezeit, Qualität und Dauer der Blüte von Pflanzen beeinflussen. Bestimmte Wellenlängen von LEDs können die Anzahl der Blütenknospen und das Blühen von Pflanzen erhöhen; Bestimmte Wellenlängen des LED-Pflanzenfülllichts können die Reaktion auf die Blütenbildung verringern, die Länge des Stiels und die Blütezeit regulieren, was der Produktion und Vermarktung von Schnittblumen förderlich ist. Es ist ersichtlich, dass die Blüte und das anschließende Wachstum von Pflanzen durch eine LED-Regulierung reguliert werden können.
3. Forschung zur LED-Anwendung in ökologischen Lebensschutzsystemen in der Luft- und Raumfahrt
Die Einrichtung eines kontrollierten ökologischen Lebenserhaltungssystems (CELSS) ist der grundlegende Weg, um das Problem der langfristigen bemannten Lebenserhaltung im Weltraum zu lösen. Die Kultivierung höherer Pflanzen ist ein wichtiges Element von CELSS, und einer der Schlüssel dazu ist Licht.
Basierend auf den besonderen Anforderungen der Weltraumumgebung muss die Lichtquelle, die bei der Kultivierung höherer Pflanzen im Weltraum verwendet wird, eine hohe Lichtausbeute aufweisen, Lichtwellen ausgeben, die für die Pflanzenphotosynthese und -morphogenese geeignet sind, klein, leicht, langlebig, hochsicher und Zuverlässigkeitsaufzeichnungen und keine Umweltverschmutzung usw. Im Vergleich zu anderen Lichtquellen wie kaltweißen Leuchtstofflampen, Natriumdampf-Hochdrucklampen und Metallhalogenidlampen können LED-Pflanzenfüllleuchten Lichtenergie effektiver in photosynthetisch aktive Strahlung umwandeln; Darüber hinaus hat es eine lange Lebensdauer, geringe Größe, geringes Gewicht und einen festen Zustand. Daher wurde ihr in den letzten Jahren viel Aufmerksamkeit bei der Kultivierung von Boden- und Raumpflanzen geschenkt. Studien haben gezeigt, dass das LED-Pflanzenfülllicht-Beleuchtungssystem eine Beleuchtung mit gleichmäßiger spektraler Energieverteilung liefern kann und die Effizienz der Umwandlung elektrischer Energie in das von Pflanzen benötigte Licht 520-mal höher ist als die von Metallhalogenidlampen.
