基于Lumileds的LED

現(xiàn)在大街上隨處可見的LED顯示屏，還有裝飾用的LED彩燈以及LED車燈，處處可見LED燈的身影，LED已經(jīng)融入到生活中的每一個(gè)角落。在定制園藝固態(tài)照明燈具中，磷光體轉(zhuǎn)換LED產(chǎn)生的遠(yuǎn)紅光譜能量在實(shí)驗(yàn)室里顯示，可以為紅萵苣的生長增加產(chǎn)量。

LED制造商Lumileds發(fā)布了一份最近在美國倫斯勒理工學(xué)院(RPI)照明啟用系統(tǒng)和應(yīng)用(LESA)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行的園藝LED照明研究的結(jié)果。這項(xiàng)研究由高級(jí)研究科學(xué)家Tessa Pocock進(jìn)行，研究紅萵苣品種Rouxai的產(chǎn)量,并使用類似于垂直農(nóng)場(chǎng)的園藝照明布置。研究顯示：相對(duì)于混合單色RGB(紅色、綠色和藍(lán)色)LED來說，SunPlus針對(duì)園藝的LED，特別是磷光轉(zhuǎn)換LED，可增加產(chǎn)量和營養(yǎng)價(jià)值。

Lumileds在2016年秋季宣布推出SunPlus系列產(chǎn)品，包括涵蓋中功率和高功率封裝的熒光粉轉(zhuǎn)換LED和單色LED。其中，比較顯著的是磷光體轉(zhuǎn)換的紫色LED，在藍(lán)色發(fā)射器上使用紅色磷光體制造。該系列中的石灰綠LED也是磷光體轉(zhuǎn)換設(shè)計(jì)。Lumileds最近在SunPlus系列中增加了一款COB紫色LED。

Pocock負(fù)責(zé)LESA實(shí)驗(yàn)室的園藝照明活動(dòng)。其他學(xué)術(shù)伙伴包括波士頓大學(xué)、新墨西哥大學(xué)和托馬斯·杰斐遜大學(xué)。在紅萵苣實(shí)驗(yàn)中，Pocock在五個(gè)分開的生長間使用不同類型的固態(tài)照明(SSL)。其中三種自定義燈具主要基于SunPlus LED。這三種使用的燈條包括：

♦ SunPlus Lime LED及SunPlus Purple LED

♦ SunPlus Purple LED及Lumileds Luxeon 3535L單色綠LED

♦ SunPlus Purple LED

另外兩個(gè)生長間分別使用芬蘭Valoya的商業(yè)園藝燈具和單色RGB LED混合的定制燈條。Pocock根據(jù)光譜光子分布進(jìn)行了五種SSL排列，從而在光合光子通量密度(PPFD)方面產(chǎn)生非常相似的環(huán)境。例如，在光合有效輻射(PAR)范圍內(nèi)，每個(gè)燈具的20%能量在藍(lán)色(400-500nm)波段、20%能量在綠色(500-600nm)波段、60%能量在紅色(600-700nm)波段。

五個(gè)生長室的PAR PPFD范圍為217?242μmol/ m2s。在700-800nm的PAR之外的遠(yuǎn)紅外區(qū)域，光譜確實(shí)有較大程度的差異。單色RGB燈具沒有遠(yuǎn)紅外能量。 Valoya燈具產(chǎn)生19 μmol，而SunPlus燈具(按上表列出的順序)分別產(chǎn)生25、28和32 μmol。下圖表描繪了光譜光子分布曲線。

上面的光譜光子分布曲線列出了在LESA實(shí)驗(yàn)中使用各定制園藝照明燈具的結(jié)果。

對(duì)于每個(gè)房間，環(huán)境保持相同。將植物暴露于每天16小時(shí)的光周期，共14天。 溫度保持在18°至23°C之間，相對(duì)濕度在50%至70%之間。所有都用同樣的肥料和水澆。

14天后，根據(jù)重量和葉綠素、花青素、類胡蘿卜素抗氧化劑的測(cè)定水平來評(píng)價(jià)植物的產(chǎn)量。在重量方面，Valoya、SunPlus Purple和Lime LED、Purple和3535L綠LED生長室表現(xiàn)持平，但明顯好于RGB或SunPlus Purple LED生長室。這種差異是由于RGBLED中缺乏遠(yuǎn)紅外能量，但在SunPlus Purple LED生長室里缺乏綠色能量。

實(shí)驗(yàn)沒有顯示類胡蘿卜素水平的任何差異。SunPlus Lime LED及SunPlus Purple LED、Purple LED及綠色LED、以及RGB生長室顯著提高了花青素水平，稍微提高了葉綠素。Lumileds指出，當(dāng)考慮產(chǎn)量和營養(yǎng)濃度時(shí)，SunPlus Purple和Lime LED表現(xiàn)最好。如前所述，這兩者都是磷光體轉(zhuǎn)換的LED，比單色LED的發(fā)射帶更寬。

Lumileds表示，SunPlus Purple和綠色LED混合會(huì)提供品藍(lán)、綠色、深紅色和遠(yuǎn)紅光譜。相信在未來的科學(xué)技術(shù)更加發(fā)達(dá)的時(shí)候，LED會(huì)以更加多種類的方式為我們的生活帶來更大的方便，這就需要我們的科研人員更加努力學(xué)習(xí)知識(shí)，這樣才能為科技的發(fā)展貢獻(xiàn)自己的力量。