एलईडी ग्रो लाइट्स कैसे चुनें और डिज़ाइन करें?

आधुनिक कृषि की एक महत्वपूर्ण शाखा के रूप में, पादप कारखानों की अवधारणा बहुत लोकप्रिय हो गई है। इनडोर रोपण वातावरण में, पौधों की रोशनी प्रकाश संश्लेषण के लिए एक आवश्यक ऊर्जा स्रोत है।एलईडी ग्रो लाइट इसके जबरदस्त फायदे हैं जो पारंपरिक पूरक रोशनी में नहीं हैं, और यह निश्चित रूप से ऊर्ध्वाधर खेतों और ग्रीनहाउस जैसे बड़े व्यावसायिक अनुप्रयोगों में मुख्य या पूरक रोशनी के लिए पहली पसंद बन जाएगी।

पौधे इस ग्रह पर सबसे जटिल जीवन रूपों में से एक हैं। पौधों का रोपण सरल है, परंतु कठिन एवं जटिल है। प्रकाश व्यवस्था बढ़ाने के अलावा, कई चर एक-दूसरे को प्रभावित करते हैं, इन चर को संतुलित करना एक शानदार कला है जिसे उत्पादकों को समझने और मास्टर करने की आवश्यकता है। लेकिन पौधों की रोशनी के संदर्भ में, अभी भी कई कारक हैं जिन पर सावधानीपूर्वक विचार करने की आवश्यकता है।

सबसे पहले, आइए सूर्य के स्पेक्ट्रम और पौधों द्वारा स्पेक्ट्रम के अवशोषण को समझें। जैसा कि नीचे दिए गए चित्र से देखा जा सकता है, सौर स्पेक्ट्रम एक सतत स्पेक्ट्रम है, जिसमें नीला और हरा स्पेक्ट्रम लाल स्पेक्ट्रम से अधिक मजबूत होता है, और दृश्यमान प्रकाश स्पेक्ट्रम 380 से 780 एनएम तक होता है। पौधों की वृद्धि में कई प्रमुख अवशोषण कारक होते हैं, और पौधों की वृद्धि को प्रभावित करने वाले कई प्रमुख ऑक्सिन के प्रकाश अवशोषण स्पेक्ट्रा काफी भिन्न होते हैं। इसलिए, का आवेदनएलईडी ग्रो लाइटयह कोई साधारण मामला नहीं है, बल्कि बहुत लक्षित मामला है। यहां दो सबसे महत्वपूर्ण प्रकाश संश्लेषक पौधे विकास तत्वों की अवधारणाओं को पेश करना आवश्यक है।

पौधों का प्रकाश संश्लेषण पत्ती क्लोरोप्लास्ट में क्लोरोफिल पर निर्भर करता है, जो प्रकाश संश्लेषण से संबंधित सबसे महत्वपूर्ण वर्णक में से एक है। यह उन सभी जीवों में मौजूद है जो प्रकाश संश्लेषण कर सकते हैं, जिनमें हरे पौधे और प्रोकैरियोटिक पौधे शामिल हैं। नील-हरित शैवाल (सायनोबैक्टीरिया) और यूकेरियोटिक शैवाल। क्लोरोफिल प्रकाश की ऊर्जा को अवशोषित करता है और कार्बन डाइऑक्साइड और पानी को हाइड्रोकार्बन में संश्लेषित करता है।

क्लोरोफिल ए नीला-हरा होता है और मुख्य रूप से लाल प्रकाश को अवशोषित करता है; क्लोरोफिल बी पीला-हरा होता है और मुख्य रूप से नीले-बैंगनी प्रकाश को अवशोषित करता है। मुख्य रूप से छायादार पौधों को धूप वाले पौधों से अलग करना। छायादार पौधों में क्लोरोफिल बी और क्लोरोफिल ए का अनुपात छोटा होता है, इसलिए छायादार पौधे नीली रोशनी का दृढ़ता से उपयोग कर सकते हैं और छाया में बढ़ने के लिए अनुकूल हो सकते हैं। क्लोरोफिल ए और क्लोरोफिल बी के दो मजबूत अवशोषण होते हैं: 630 ~ 680 एनएम की तरंग दैर्ध्य वाला लाल क्षेत्र, और 400 ~ 460 एनएम की तरंग दैर्ध्य वाला नीला-बैंगनी क्षेत्र।

कैरोटीनॉयड (कैरोटीनॉयड) महत्वपूर्ण प्राकृतिक रंगों के एक वर्ग के लिए एक सामान्य शब्द है, जो आमतौर पर जानवरों, उच्च पौधों, कवक और शैवाल में पीले, नारंगी-लाल या लाल रंगद्रव्य में पाए जाते हैं। अब तक 600 से अधिक प्राकृतिक कैरोटीनॉयड की खोज की जा चुकी है। पौधों की कोशिकाओं में उत्पादित कैरोटीनॉयड न केवल प्रकाश संश्लेषण में मदद करने के लिए ऊर्जा को अवशोषित और स्थानांतरित करते हैं, बल्कि उत्तेजित एकल-इलेक्ट्रॉन बंधन ऑक्सीजन अणुओं द्वारा कोशिकाओं को नष्ट होने से बचाने का कार्य भी करते हैं। कैरोटीनॉयड का प्रकाश अवशोषण 303 ~ 505 एनएम की सीमा को कवर करता है। यह भोजन का रंग प्रदान करता है और मानव शरीर के भोजन सेवन को प्रभावित करता है; शैवाल, पौधों और सूक्ष्मजीवों में, इसका रंग प्रस्तुत नहीं किया जा सकता क्योंकि यह क्लोरोफिल से ढका होता है।

के डिज़ाइन और चयन प्रक्रिया मेंएलईडी ग्रो लाइटें, ऐसी कई गलतफहमियां हैं जिनसे बचने की जरूरत है, मुख्यतः निम्नलिखित पहलुओं में।

1. प्रकाश तरंग दैर्ध्य के लाल और नीले तरंग दैर्ध्य का अनुपात

दो पौधों के प्रकाश संश्लेषण के लिए दो मुख्य अवशोषण क्षेत्रों के रूप में, द्वारा उत्सर्जित स्पेक्ट्रमएलईडी ग्रो लाइटमुख्य रूप से लाल बत्ती और नीली बत्ती होनी चाहिए। लेकिन इसे केवल लाल और नीले रंग के अनुपात से नहीं मापा जा सकता। उदाहरण के लिए, लाल से नीले का अनुपात 4:1, 6:1, 9:1 इत्यादि है।

विभिन्न आदतों वाली कई अलग-अलग पौधों की प्रजातियां हैं, और विभिन्न विकास चरणों में प्रकाश फोकस की भी अलग-अलग आवश्यकताएं होती हैं। पौधों की वृद्धि के लिए आवश्यक स्पेक्ट्रम एक निश्चित वितरण चौड़ाई के साथ एक सतत स्पेक्ट्रम होना चाहिए। बहुत ही संकीर्ण स्पेक्ट्रम के साथ लाल और नीले रंग के दो विशिष्ट तरंग दैर्ध्य चिप्स से बने प्रकाश स्रोत का उपयोग करना स्पष्ट रूप से अनुचित है। प्रयोगों में पाया गया कि पौधे पीले रंग के होते हैं, पत्तियों के तने बहुत हल्के होते हैं और पत्तियों के तने बहुत पतले होते हैं। विदेशों में विभिन्न स्पेक्ट्रा के प्रति पौधों की प्रतिक्रिया पर बड़ी संख्या में अध्ययन हुए हैं, जैसे फोटोपीरियड पर अवरक्त भाग का प्रभाव, छायांकन प्रभाव पर पीले-हरे भाग का प्रभाव और का प्रभाव कीटों और बीमारियों, पोषक तत्वों आदि के प्रतिरोध पर बैंगनी भाग।

व्यावहारिक अनुप्रयोगों में, अंकुर अक्सर जल जाते हैं या सूख जाते हैं। इसलिए, इस पैरामीटर का डिज़ाइन पौधों की प्रजातियों, विकास के वातावरण और स्थितियों के अनुसार डिज़ाइन किया जाना चाहिए।

2. साधारण श्वेत प्रकाश एवं पूर्ण स्पेक्ट्रम

पौधों द्वारा "देखा गया" प्रकाश प्रभाव मानव आँख से भिन्न होता है। हमारे आमतौर पर उपयोग किए जाने वाले सफेद प्रकाश लैंप सूरज की रोशनी को प्रतिस्थापित करने में सक्षम नहीं हैं, जैसे कि जापान में व्यापक रूप से उपयोग की जाने वाली तीन-प्राथमिक सफेद प्रकाश ट्यूब आदि। इन स्पेक्ट्रम के उपयोग से पौधों की वृद्धि पर एक निश्चित प्रभाव पड़ता है, लेकिन प्रभाव नहीं पड़ता है एल ई डी द्वारा बनाए गए प्रकाश स्रोत जितना अच्छा। .

पिछले वर्षों में आमतौर पर उपयोग किए जाने वाले तीन प्राथमिक रंगों वाले फ्लोरोसेंट ट्यूबों के लिए, हालांकि सफेद को संश्लेषित किया जाता है, लाल, हरे और नीले स्पेक्ट्रा को अलग किया जाता है, और स्पेक्ट्रम की चौड़ाई बहुत संकीर्ण होती है, और स्पेक्ट्रम का निरंतर हिस्सा अपेक्षाकृत कमजोर होता है। साथ ही, एलईडी की तुलना में बिजली अभी भी अपेक्षाकृत बड़ी है, ऊर्जा खपत का 1.5 से 3 गुना। पौधों की रोशनी के लिए विशेष रूप से डिज़ाइन किए गए एलईडी का पूरा स्पेक्ट्रम स्पेक्ट्रम को अनुकूलित करता है। यद्यपि दृश्य प्रभाव अभी भी सफेद है, इसमें पौधों के प्रकाश संश्लेषण के लिए आवश्यक महत्वपूर्ण प्रकाश भाग शामिल हैं।

3. रोशनी तीव्रता पैरामीटर पीपीएफडी

पौधों में प्रकाश की तीव्रता को मापने के लिए प्रकाश संश्लेषण प्रवाह घनत्व (पीपीएफडी) एक महत्वपूर्ण पैरामीटर है। इसे या तो प्रकाश क्वांटा या दीप्तिमान ऊर्जा द्वारा व्यक्त किया जा सकता है। यह प्रकाश संश्लेषण में प्रकाश के प्रभावी उज्ज्वल प्रवाह घनत्व को संदर्भित करता है, जो प्रति इकाई समय और इकाई क्षेत्र में 400 से 700 एनएम की तरंग दैर्ध्य सीमा में पौधे के पत्तों के तनों पर घटना प्रकाश क्वांटा की कुल संख्या का प्रतिनिधित्व करता है। इकाई हैμE·एम-2·एस-1 (μमोल·एम-2·एस-1). प्रकाश संश्लेषक रूप से सक्रिय विकिरण (PAR) 400 से 700 एनएम की तरंग दैर्ध्य के साथ कुल सौर विकिरण को संदर्भित करता है।

पौधों का प्रकाश क्षतिपूर्ति संतृप्ति बिंदु, जिसे प्रकाश क्षतिपूर्ति बिंदु भी कहा जाता है, का अर्थ है कि पीपीएफडी को इस बिंदु से अधिक होना चाहिए, इसका प्रकाश संश्लेषण श्वसन से अधिक हो सकता है, और पौधों के बढ़ने से पहले पौधों की वृद्धि खपत से अधिक होती है। विभिन्न पौधों में अलग-अलग प्रकाश क्षतिपूर्ति बिंदु होते हैं, और इसे केवल एक निश्चित सूचकांक तक पहुंचने के रूप में नहीं माना जा सकता है, जैसे कि पीपीएफडी 200 से अधिकμमोल·एम-2·एस-1.

अतीत में उपयोग किए जाने वाले रोशनी मीटर द्वारा परिलक्षित प्रकाश की तीव्रता चमक है, लेकिन क्योंकि पौधे के विकास का स्पेक्ट्रम पौधे से प्रकाश स्रोत की ऊंचाई, प्रकाश की कवरेज, और क्या प्रकाश इसके माध्यम से गुजर सकता है, के कारण बदलता है। पत्तियां आदि, इसका उपयोग प्रकाश संश्लेषण का अध्ययन करते समय प्रकाश के रूप में किया जाता है। मजबूत संकेतक पर्याप्त सटीक नहीं हैं, और PAR का अब अधिकतर उपयोग किया जाता है।

आम तौर पर, सकारात्मक पौधा पीपीएफडी> 50μमोल·एम-2·s-1 प्रकाश संश्लेषण तंत्र शुरू कर सकता है; जबकि छायादार पौधे पीपीएफडी को केवल 20 की जरूरत हैμमोल·एम-2·एस-1. इसलिए, एलईडी प्लांट लाइट स्थापित करते समय, आप इसे इस संदर्भ मूल्य के अनुसार स्थापित और सेट कर सकते हैं, उचित स्थापना ऊंचाई चुन सकते हैं, और पत्ती की सतह पर आदर्श पीपीएफडी मूल्य और एकरूपता प्राप्त कर सकते हैं।

4. प्रकाश सूत्र

प्रकाश सूत्र हाल ही में प्रस्तावित एक नई अवधारणा है, जिसमें मुख्य रूप से तीन कारक शामिल हैं: प्रकाश की गुणवत्ता, प्रकाश की मात्रा और अवधि। सीधे शब्दों में समझें कि प्रकाश की गुणवत्ता पौधों के प्रकाश संश्लेषण के लिए सबसे उपयुक्त स्पेक्ट्रम है; प्रकाश मात्रा उचित पीपीएफडी मूल्य और एकरूपता है; अवधि विकिरण का संचयी मूल्य और दिन और रात के समय का अनुपात है। डच कृषकों ने पता लगाया है कि पौधे दिन और रात के परिवर्तनों का आकलन करने के लिए अवरक्त और लाल प्रकाश के अनुपात का उपयोग करते हैं। सूर्यास्त के समय इन्फ्रारेड अनुपात काफी बढ़ जाता है, और पौधे सोने के प्रति तुरंत प्रतिक्रिया करते हैं। इस प्रक्रिया के बिना, पौधों को इस प्रक्रिया को पूरा करने में कई घंटे लगेंगे।

व्यावहारिक अनुप्रयोगों में, परीक्षण के माध्यम से अनुभव जमा करना और सर्वोत्तम संयोजन का चयन करना आवश्यक है।