PPFD elevato (densità del flusso fotone fotosintetico) Le luci di coltivazione sono progettate specificamente per le piante con elevati requisiti di luce. PPFD (unità: μmol/m²/s) rappresenta il numero di fotoni fotosinteticamente attivi ricevuti al secondo per unità area. Queste luci ottimizzano lo spettro e l'intensità della luce per simulare la gamma di lunghezze d'onda chiave (400-700nm) presente nella luce solare naturale, migliorando significativamente l'efficienza fotosintetica.
1. Tipi
Full-Spectrum: copre l'intera gamma di lunghezze d'onda da 400-700 nm, simulando la luce solare naturale e adatto alla crescita delle piante in varie fasi (ad es. Piantine e crescita vegetativa).
Combinazione blu rossa: l'uso principalmente di luce rossa a 660 nm e luce blu da 450 nm, la luce rossa promuove la fioritura e la fruttificazione, mentre la luce blu migliora la crescita delle foglie, rendendolo adatto a colture di frutta e verdura (ad es. Tomatori e fragole).
Spettro regolabile: regola dinamicamente il rapporto tra luce rossa e blu attraverso un sistema di controllo intelligente per soddisfare le esigenze delle piante in diversi stadi di crescita (ad esempio, aumentando la percentuale di luce rossa durante la fioritura).
2. Differenze chiave rispetto alle normali luci di coltivazione
Lampade PPFD elevate
Valore PPFD: ≥800μmol/m²/s (alcuni raggiungono 1500μmol/m²/s)
Targeting spettrale: abbina con precisione picchi di assorbimento delle piante (ad es. Luce rossa a 660 nm, luce blu a 450 nm)
Design di raffreddamento: raffreddamento liquido/dissipatore di calore di tipo pinna, supporto a lungo termine e funzionamento ad alta intensità
Efficienza energetica: DPI (efficienza del flusso fotone fotografico) ≥2,5 μmol/j
Luci di coltivazione ordinarie
Valore PPFD: 200-600μmol/m²/s
Targeting spettrale: banda di lunghezze d'onda ampia, alcuni fotoni non vengono utilizzati
Design di raffreddamento: struttura di raffreddamento di base, adatta per il funzionamento a bassa intensità
Efficienza energetica: DPI ≤1,8μmol/j
Confronto dei casi:
Nella coltivazione del pomodoro serra, l'uso di piante alte esposte a lampade PPFD (PPFD = 1000 μmol/m²/s) sperimentano un aumento del 40% della resa di frutta rispetto alle piante esposte a lampade convenzionali (PPFD = 500 μmol/m²/s) e il loro contenuto di vitamina C aumenta del 15%.
Il ciclo di crescita delle verdure a foglia (come la lattuga) è ridotto a 25 giorni sotto lampade PPFD elevate (rispetto a 35 giorni sotto lampade convenzionali) e lo spessore delle foglie aumenta del 20%.
3. Caratteristiche del materiale: un approccio bilanciato alla resistenza ad alta temperatura e all'efficienza della luce elevata
Selezione di chip:
Vengono utilizzati chip a LED ad alta potenza (come Cree XP-G3 e Osram Oslon Square), ciascuno con un flusso luminoso superiore a 500 LM e supportando un'unità ad alta corrente (oltre 1000 mA).
Il materiale di imballaggio del chip è in silicone + ceramica, con una resistenza alla temperatura di 150 ° C, di gran lunga superando i 100 ° C di LED convenzionali.
Sistema di raffreddamento:
Tubi di raffreddamento a liquido: il liquido di raffreddamento circolante mantiene la temperatura del chip inferiore a 60 ° C, estendendo la durata della vita a 50.000 ore (rispetto a circa 20.000 ore per le lampade convenzionali). Distributo di calore a pinna: realizzato in lega di alluminio 6063, aumenta la superficie del 300% e migliora l'efficienza della dissipazione del calore del 50%.
Lente ottica:
Vengono utilizzate lenti PMMA (polimetil metacrilato), raggiungendo una trasmittanza di ≥93%. Una struttura a prisma comprime l'angolo del raggio a 60 °, minimizzando la perdita di luce.
4. Vantaggi: miglioramento dell'efficienza e della qualità
Ciclo di crescita abbreviato:
Sotto lampade PPFD elevate, le fragole maturano dalla fioritura in soli 30 giorni (rispetto a 45 giorni sotto luce naturale) e il contenuto di zucchero del frutto aumenta di 2-3 ° Brix.
Utilizzo dello spazio migliorato:
Nell'agricoltura verticale, la spaziatura degli scaffali può essere ridotta a 30 cm (rispetto a 50 cm sotto lampade convenzionali), aumentando la resa per unità di area del 60%.
Risparmio energetico e riduzioni dei costi:
Per una serra 1.000㎡, le lampade PPFD elevate (DPE = 2,8μmol/j) consumano il 58% in meno annuale rispetto alle lampade di sodio ad alta pressione (DPI = 1,2 μmol/J), risparmiando circa 120.000 yuan in bolle di elettricità.
5. Rischi e soluzioni di PPFD eccessivo
Fotoinibizione:
Quando PPFD supera 1500 μmol/m²/s, il fotosistema II della pianta (PSII) è danneggiato, portando a una diminuzione della frequenza fotosintetica (gli esperimenti mostrano che l'efficienza fotosintetica nelle foglie di pomodoro diminuisce del 30% quando PPFD = 1800 μmol/m²/s).
Stress al calore:
Quando le temperature delle foglie superano i 35 ° C, la traspirazione si intensifica, scatenando potenzialmente la chiusura stomatica e compromettendo l'assorbimento di co₂.
Soluzione:
Dimming dinamico: un sensore di luce monitora PPFD in tempo reale e riduce automaticamente l'intensità della luce (ad esempio, a 1000 μmol/m²/s a mezzogiorno).
Illuminazione intermittente: un ciclo "luce di 12 ore + 2 ore scuri" viene utilizzato per evitare intensità continua ad alta luce.
6. Scenari di applicazione: dalla coltivazione commerciale alla ricerca scientifica
Serre commerciali:
Le serre di pomodoro olandese utilizzano lampade PPFD elevate (PPFD = 1200 μmol/m²/s), ottenendo una resa annuale di 70 kg/m² (rispetto a circa 40 kg/m² nelle serre convenzionali).
Agricoltura verticale:
La fattoria verticale di Sky Greens di Singapore utilizza l'illuminazione ad alto PPFD sintonizzabile, ottenendo una produzione annuale di 20 colture di verdure a foglia (rispetto a circa 10 colture nelle fattorie convenzionali).
Ricerca:
Nelle fabbriche vegetali, gli effetti della qualità della luce sui metaboliti secondari delle piante (come gli antociani) sono studiati controllando con precisione PPFD (ad es. 800 μmol/m²/s Luce rossa + 200 μmol/m²/s Blue Light).
Shenzhen Pvisontechnology Co., Ltd., fondata nel 2004, è un'impresa, innovatore e produttore ad alta tecnologia impegnata nella ricerca, sviluppo, produzione, vendite e servizio della luce della coltivazione a LED. Fornire professionalmente i prodotti a base di coltivazione a LED e fornire soluzioni a LED a LED ad alta efficienza.
