Negli ultimi dieci anni, l'area di impianto indoor si è sviluppata rapidamente e la tecnologia di illuminazione per il controllo supplementare dell'ambiente luminoso per la crescita delle piante ha attirato l'attenzione. La tecnologia di illuminazione della luce di riempimento delle piante viene utilizzata principalmente in due aspetti:
1. Utilizzare come illuminazione supplementare per la fotosintesi delle piante quando la quantità di luce solare è piccola o il tempo di luce solare è breve;
2. Illuminazione indotta come fotoperiodo e fotomorfologia delle piante.
1. Ricerca sull'illuminazione supplementare a LED per le piante come illuminazione supplementare per la fotosintesi delle piante Le sorgenti di luce artificiale tradizionali generano troppo calore, come l'illuminazione supplementare a LED e i sistemi idroponici, l'aria può essere riciclata e il calore e l'acqua in eccesso possono essere rimossi, l'energia elettrica può essere convertito in modo efficiente in radiazione fotosintetica efficace e, infine, in materia vegetale. Gli studi hanno dimostrato che il tasso di crescita e il tasso fotosintetico della lattuga possono essere aumentati di oltre il 20 percento utilizzando l'illuminazione di riempimento delle piante a LED. È possibile utilizzare la luce di riempimento dell'impianto a LED nelle fabbriche di impianti.
Lo studio ha rilevato che, rispetto alle lampade fluorescenti, la luce supplementare per piante a LED con lunghezze d'onda miste può promuovere in modo significativo la crescita e lo sviluppo di spinaci, ravanelli e lattuga e migliorare gli indicatori morfologici; può massimizzare il bioaccumulo della barbabietola da zucchero e l'accumulo di betalaina nelle radici pelose è il più significativo. Il più alto accumulo di zucchero e amido si è verificato nelle radici pelose.
Rispetto alle lampade ad alogenuri metallici, la morfologia anatomica di steli e foglie di piante di peperone e perilla coltivate sotto LED con lunghezze d'onda è cambiata in modo significativo e, con l'aumento della densità ottica, il tasso fotosintetico delle piante è aumentato. I LED con lunghezze d'onda composite hanno causato un aumento del numero di stomi nelle piante di calendula e salvia.
2. La luce di riempimento delle piante a LED come fotoperiodo della pianta e la forma di luce per indurre l'illuminazione con lunghezze d'onda specifiche dei LED può influenzare il tempo di fioritura, la qualità e la durata della fioritura delle piante. Determinate lunghezze d'onda dei LED possono aumentare il numero di boccioli di fiori e la fioritura delle piante; determinate lunghezze d'onda della luce di riempimento delle piante a LED possono ridurre la risposta alla formazione dei fiori, regolare la lunghezza del pedicello e il periodo di fioritura, il che favorisce la produzione e la commercializzazione di fiori recisi. Si può notare che la fioritura e la successiva crescita delle piante possono essere regolate dalla regolazione dei LED.
3. Ricerca sull'applicazione dei LED nei sistemi ecologici di protezione della vita aerospaziale
L'istituzione di un sistema di supporto vitale ecologico controllato (CELSS) è il modo fondamentale per risolvere il problema del supporto vitale spaziale con equipaggio a lungo termine. La coltivazione di piante superiori è un elemento importante di CELSS e una delle chiavi è la luce.
In base alle particolari esigenze dell'ambiente spaziale, la sorgente luminosa utilizzata nella coltivazione di piante superiori nello spazio deve avere un'elevata efficienza luminosa, emettere onde luminose adatte alla fotosintesi e alla morfogenesi delle piante, dimensioni ridotte, peso leggero, lunga durata, elevata sicurezza e record di affidabilità e nessun inquinamento ambientale, ecc. Rispetto ad altre sorgenti luminose come lampade fluorescenti bianche fredde, lampade al sodio ad alta pressione e lampade ad alogenuri metallici, le luci di riempimento degli impianti a LED possono convertire più efficacemente l'energia luminosa in radiazione fotosinteticamente attiva; inoltre ha una lunga durata, dimensioni ridotte, leggerezza e stato solido. Pertanto, negli ultimi anni è stata prestata molta attenzione nella coltivazione di piante terrestri e spaziali. Gli studi hanno dimostrato che il sistema di illuminazione con luce di riempimento a LED per piante può fornire illuminazione con una distribuzione dell'energia spettrale uniforme e l'efficienza della conversione dell'energia elettrica nella luce richiesta dalle piante è 520 volte superiore a quella delle lampade ad alogenuri metallici.
