植物生长建模和响应宽带转换照明用于室内农业
Wen-Tse Huang1, Ting-Yi Su1, Jung-Hwa Chuang2
1Department of Chemistry, National Taiwan University, Taipei 106, Taiwan.
ACS applied materials & interfaces
|June 26, 2023
概括
使用转换发光二极管 (pc-LED) 的室内农业可以帮助解决粮食危机. 与SLA pc-LED相比,CASN pc-LED发出的更广泛的红光辐射显著提高了生菜的生长和碳固定.
科学领域:
- 农业科学 农业科学
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 植物生理学 植物生理学
背景情况:
- 全球人口增长,环境变化和气候变化正在加剧粮食危机.
- 室内农业为未来的粮食安全提供了一个可持续的解决方案.
- 节能照明对于优化室内农业环境至关重要.
研究的目的:
- 为了评估转换发光二极管 (pc-LED) 在室内农业中的有效性.
- 评估不同红色对生菜 (Lactuca sativa) 生长和生理学的影响.
- 研究光谱与植物反应 (包括碳固定) 之间的关系.
主要方法:
- 红色的SrLiAl3N4:Eu2+ (SLA) 和CaAlSiN3:Eu2+ (CASN) 的表征 (晶体结构,形态,光学特性).
- 使用SLA和CASN光剂制造和测试PC-LED用于室内生菜种植.
- 测量光合作用活性光子流量密度,植物重量,叶绿素和酸盐含量.
主要成果:
- 用Eu2+合的体在650nm左右发出红光,这对于叶绿素的吸收是最佳的.
- 与SLA pc-LED相比,具有更广泛的发射光谱的CASN pc-LED可增加100%的光合作用活性光子流密度和130%的植物重量.
- 增强的红光对叶绿素和酸盐水平产生了积极的影响,这表明碳固定得到了改善.
结论:
- 来自CASN pc-LED的更广泛的红光辐射显著提高了室内农业中的生菜生长和光合作用效率.
- 转换LED为可持续的室内农业提供了一个有前途的节能照明解决方案.
- 优化光谱是最大限度地提高作物产量和质量的关键.
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