در حال محاسبهالزامات PPFD برای چراغ های LED هیدروپونیک: گیاهان برگی در مقابل محصولات مثمر

مقدمه

PPFD (چگالی شار فوتون فتوسنتزی) معیاری برای ارزیابی عملکرد نور رشد در سیستم‌های هیدروپونیک است. با اندازه‌گیری میکرومول در متر مربع بر ثانیه، تعداد فوتون‌های فعال فتوسنتزی (400{3}}700 نانومتر) را که در هر ثانیه به سطح گیاه می‌رسند را کمیت می‌کند. این مقاله یک روش{4} گام به گام برای محاسبه نیازهای PPFD ارائه می‌کند و تفاوت‌های مهم بین سبزی‌های برگ‌دار و سبزیجات میوه‌دار را تحلیل می‌کند.

بخش 1: محاسبه الزامات PPFD

مرحله 1: تعیین برش{1}}DLI خاص

انتگرال نور روزانه (DLI) کل فوتون های تحویلی روزانه (mol/m²/day) را نشان می دهد. مقادیر مرجع:

سبزیجات برگ دار (کاهو/کلم پیچ): 12-17 مول در متر مربع در روز

محصولات میوه ای (گوجه فرنگی/فلفل): 20-30 مول در متر مربع در روز

مرحله 2: DLI را به Target PPFD تبدیل کنید

از فرمول استفاده کنید:

PPFD=DLI ÷ (ساعت نور × 0.0036)

مثال:

کاهو در 14 DLI با دوره نوری 16 ساعت:
14 ÷ (16 × 0.0036)=243 μmol/m²/s

گوجه فرنگی در 25 DLI با دوره نوری 18 ساعت:
25 ÷ (18 × 0.0036)=386 μmol/m²/s

مرحله 3: برای کارایی سیستم تنظیم کنید

فاکتور در:

تلفات بازتابی(10-20٪ در مزارع عمودی)

نفوذ سایبان(30-50% کاهش برای برگهای پایینی)

نکته کاربردی: PPFD محاسبه شده را در 1.3 برابر به عنوان حاشیه ایمنی ضرب کنید.

قسمت 2:تفاوت‌های کلیدی بین محصولات برگی و میوه‌دار

1. شدت مورد نیاز

بینش فنی: محصولات بارده در طول مراحل گلدهی/باردهی به PPFD 2-3 برابر بیشتر نیاز دارند زیرا:

تقاضای کربوهیدرات بیشتر برای رشد میوه

لایه های مزوفیل ضخیم تر باعث کاهش نفوذ نور می شود

2. حساسیت طیفی

سبزی های برگ دار:
برای مورفولوژی فشرده، طیف‌های غنی{0} آبی (20-30٪ آبی، 450 نانومتر) را ترجیح دهید
مثال: کاهوی سرکش 15 درصد رشد سریع‌تری در زیر 450+660nm در برابر طیف کامل نشان می‌دهد.

محصولات بارده:
برای راه‌اندازی پاسخ‌های اجتناب از سایه، به قرمز دور- (730 نانومتر) نیاز دارید
داده ها: افزودن 15٪ 730 نانومتر، عملکرد گوجه فرنگی را 22٪ افزایش می دهد (HortScience، 2021)

3. فعل و انفعالات دوره نوری

سبزی های برگ دار:
افزایش بازده خطی تا 18 ساعت نور (DLI=14 در 216 میکرومول در متر مربع بر ثانیه)

محصولات بارده:
برای تنظیم اتیلن به دوره های تاریک نیاز دارید
چرخه بهینه: 12 ساعت @ 600 μmol/m²/s (DLI=26) برای فلفل

بخش 3: استراتژی های پیاده سازی

برای سبزهای پر برگ (سیستم های NFT)

راه اندازی نور:

میله های LED 120-150 وات در هر متر مربع

ارتفاع: 30-50 سانتی متر بالای سایبان

طیف: 450 نانومتر (20%) + 660nm (80%)

سود اقتصادی:
کاهش PPFD از 300 به 200 μmol/m²/s باعث صرفه جویی 33 درصدی در انرژی با تنها 8 درصد کاهش بازده می شود.

برای محصولات بارده (سیستم های DWC)

راه اندازی نور:

پانل های LED 300-400 وات در هر متر مربع

ارتفاع: 40-60 سانتی متر (قابل تنظیم)

طیف: 450 نانومتر (15%) + 660nm (70%) + 730nm (15%)

یادداشت فنی:
از چراغ های متحرک برای حفظ PPFD یکنواخت در مناطق عمودی باردهی استفاده کنید

نتیجه گیری

محاسبه دقیق PPFD به برش{0}}هدف‌های DLI خاص و تنظیمات خاص سیستم{1} نیاز دارد. در حالی که سبزی‌های برگ‌دار با 200-300 میکرومول در متر مربع در ثانیه رشد می‌کنند، سبزیجات میوه‌دار به 400-600 میکرومول در متر مربع در ثانیه با مکمل‌های قرمز دور نیاز دارند. سیستم های LED مدرن باید شامل موارد زیر باشند:

کنترل طیف دینامیک

حسگرهای نظارت بر{0} زمان واقعی PPFD

کنترل‌کننده‌های قابل برنامه‌ریزی-Photoperiod