一,De biologische basis van spectrale controle
Planten reageren op spectrum omdat hun lichtreceptorsysteem het verschil tussen verschillende soorten licht kan zien. Fotogenieke pigmenten (die rood licht absorberen bij 660 nm en verrood licht bij 730 nm) bepalen wanneer bloemen bloeien; cryptochroom (dat blauw licht absorbeert bij 420-480 nm) regelt de verlenging van de stengel en de opening van de huidmondjes; en fototaxis (die blauw licht absorbeert bij 450 nm) regelt de fototactische groei. Planten kunnen lichtsignalen uit hun omgeving goed waarnemen en de manier waarop ze zich ontwikkelen veranderen dankzij dit synergetische multi--receptorsysteem.
Experimenten hebben aangetoond dat de verhouding tussen rood licht en blauw licht (R:B) de plantengroei aanzienlijk beïnvloedt. Wanneer R: B=4:1 groeide het bladoppervlak van tomatenzaailingen met 22% en de hoeveelheid droge stof met 18%. Wanneer R:B=1:1 groeide de hoeveelheid vitamine C in slabladeren met 15%. Deze variatie komt doordat verschillende spectra de synthese van fotosynthetische pigmenten, enzymactiviteit en hormoonniveaus op verschillende manieren beïnvloeden.
2, Variaties in spectrale vereisten tijdens cruciale groeifasen
1. Zaadkiemingsperiode: De morfogenese bestond voornamelijk uit blauw licht.
Om te ontkiemen moet een zaadje door de zaadhuid breken en fundamentele orgaanstructuren vormen. Op dit punt schakelt blauw licht (450-470 nm) cryptochroom in, waardoor de cellen waaruit de embryonale as bestaat langer worden en de zaadlobben breder worden. Experimenteel bewijs geeft aan dat behandeling met blauw licht de kiemkracht van komkommerzaden met 12% verbetert en de embryonale wortellengte met 25% verbetert. Tegelijkertijd kan de juiste hoeveelheid verrood licht (730 nm) de zaadvacht verzachten en met blauw licht werken om de kieming te versnellen.
2. Voedingsgroeiperiode: optimaliseren van de rood-blauw-ratio voor de stofwisseling
De belangrijkste taken in dit stadium zijn het laten groeien van bladeren en het opbouwen van fotosynthetisch vermogen. Rood licht (660 nm) zorgt ervoor dat het Rubisco-enzym beter werkt door lichtgevoelige pigmenten te activeren, waardoor de koolstoffixatie efficiënter wordt. Blauw licht verbetert de structuur van bladgroenkorrels en verhoogt de hoeveelheid fotosynthetische pigmenten. De chlorofyl-a/b-verhouding van slabladeren bereikt zijn beste niveau wanneer R: B=3:1, en de efficiëntie van het omzetten van lichtenergie met 19% stijgt. Zelfs als groen licht (520–560 nm) niet goed wordt geabsorbeerd, kan het door het bladerdak dringen en de onderste bladeren helpen groeien, wat vooral handig is bij dichte beplanting.
3. Groeifase voor reproductie: regeling van de opbrengst door middel van spectrale verhouding
De spectrale vereisten voor het induceren van bloei en vruchtontwikkeling ondergaan een kwalitatieve transformatie. Rood licht stopt de productie van het FLC-gen, waardoor bloemen bloeien. Verrood licht (730 nm) kan dit effect omkeren en u meer controle geven over wanneer bloemen bloeien. Bij het telen van tomaten kan het toevoegen van meer rood licht (R: B=5:1) tijdens de bloeiperiode de vruchtzetting met 28% verhogen. Het toevoegen van ultraviolet licht (380–400 nm) tijdens de vruchtvergrotingsperiode kan de metabolische route van fenylpropanoïden inschakelen, het flavonoïdegehalte verhogen en de smaak van het fruit verbeteren.
4. Aanpassingsperiode tegen tegenslagen: de stress-beschermende impact van het spectrum
Spectra kan planten helpen stress te verdragen door de hormoonspiegels onder controle te houden als de omstandigheden slecht zijn, bijvoorbeeld als het warm en donker is. Blauwlichttherapie kan de transpiratiesnelheid van maïsbladeren verlagen en hen helpen omgaan met extreme temperaturen. Rood licht kan ervoor zorgen dat proline zich ophoopt in tomaten en hun osmotische controlevermogen beter maakt. Onder langdurige natte omstandigheden kan het vergroten van de verhouding rood licht in kunstmatige aanvullende verlichting het opbrengstverlies van komkommers verminderen van 45% naar 18%.
3, Hoe u Spectral Control-technologie in het echte leven kunt gebruiken
1. Systeem voor dynamische spectrale proportionering
Moderne fabrieken voor LED-fabrieken maken gebruik van meer-kanaalsbesturingstechnologie, die het spectrum zelfstandig kan veranderen op basis van het groeistadium. Er zijn bijvoorbeeld vier stappen in de slagroeicyclus:
Fase van zaailingen: R: B=1:2, waardoor de wortels groeien.
Lotusstadium: R: B=3:1, versnelt de groei van bladeren
Tijdens de balvormingsperiode is R:B=4:1 nodig, wat de opbouw van fotosynthetische producten bevordert.
Vóór de oogst: R: B=2:1+5% UV, maak het voedsel beter voor u
Deze technologie verkort de tijd die sla nodig heeft om zich te ontwikkelen van 60 dagen naar 45 dagen en verlaagt de hoeveelheid nitraten met 37%.
2. De fotoperiode en het spectrum werken samen om elkaar te controleren.
Langedagplanten, zoals spinazie, kunnen bloemen laten bloeien als de dag kort is, door de tijd dat ze aan rood licht worden blootgesteld te verlengen. Kortedagplanten, zoals chrysanten, moeten tijdens de langedagfase verrood licht toevoegen om de vorming van bloemknoppen te voorkomen. Deze technologie voor het reguleren van de spectrale koppeling van de fotoperiode maakt het mogelijk om elk jaar chrysanten te kweken, waardoor de jaarlijkse productie met drie keer toeneemt.
3. Verbetering van de lichtomgeving in verticale landbouw
Wanneer je planten in lagen kweekt, blokkeren de planten bovenaan het licht om de planten eronder te bereiken. Door gebruik te maken van hiërarchische spectrale regulatie:
Bovenste laag: R: B=4:1+10% groen licht, gaat door de luifellaag
Middelste laag: R: B=3:1, de groei is in evenwicht
Onderste laag: R: B=2:1+20% verrood licht om te voorkomen dat het te lang is
Dit plan verhoogt de slaopbrengst met 22% en verlaagt het energieverbruik met 15%.
