Trong mười năm trở lại đây, khu vực trồng cây trong nhà đã phát triển nhanh chóng, và công nghệ chiếu sáng điều khiển môi trường ánh sáng bổ sung cho sự phát triển của cây trồng đã được chú ý. Công nghệ chiếu sáng ánh sáng lấp đầy nhà máy chủ yếu được sử dụng ở hai khía cạnh:
1. Sử dụng làm đèn chiếu sáng bổ sung cho quá trình quang hợp của cây khi lượng nắng ít hoặc thời gian nắng ngắn;
2. Cảm ứng ánh sáng như quang chu kỳ và quang hình thực vật.
1. Nghiên cứu về chiếu sáng bổ sung cho cây trồng bằng đèn LED làm ánh sáng bổ sung cho quá trình quang hợp của cây Các nguồn ánh sáng nhân tạo truyền thống tạo ra quá nhiều nhiệt, chẳng hạn như hệ thống chiếu sáng bổ sung bằng đèn LED và hệ thống thủy canh, không khí có thể được tái chế, có thể loại bỏ nhiệt thừa và nước, năng lượng điện có thể được chuyển đổi hiệu quả thành bức xạ quang hợp hiệu quả, và cuối cùng thành chất thực vật. Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng tốc độ phát triển và tỷ lệ quang hợp của rau diếp có thể tăng hơn 20% bằng cách sử dụng ánh sáng đèn LED cho cây trồng. Hoàn toàn khả thi để sử dụng đèn lấp đầy nhà máy LED trong các nhà máy thực vật.
Nghiên cứu cho thấy so với đèn huỳnh quang, đèn LED bổ sung cho cây trồng với các bước sóng hỗn hợp có thể thúc đẩy đáng kể sự sinh trưởng và phát triển của rau bina, củ cải và rau diếp, đồng thời cải thiện các chỉ số hình thái; nó có thể tối đa hóa sự tích tụ sinh học của củ cải đường, và sự tích tụ betalain trong rễ lông là đáng kể nhất. Sự tích tụ đường và tinh bột cao nhất xảy ra ở chân lông.
So với đèn metal halide, hình thái giải phẫu thân và lá của cây hồ tiêu và cây tía tô trồng dưới đèn LED có bước sóng thay đổi đáng kể, và khi mật độ quang tăng lên thì tốc độ quang hợp của cây cũng tăng lên. Đèn LED với các bước sóng tổng hợp gây ra sự gia tăng số lượng khí khổng ở cây cúc vạn thọ và cây xô thơm.
2. Đèn LED thực vật lấp đầy ánh sáng như một quang kỳ thực vật và dạng ánh sáng để tạo ra ánh sáng với các bước sóng cụ thể của đèn LED có thể ảnh hưởng đến thời gian ra hoa, chất lượng và thời gian ra hoa của cây. Các bước sóng nhất định của đèn LED có thể làm tăng số lượng nụ hoa và sự ra hoa của thực vật; các bước sóng nhất định của ánh sáng LED lấp đầy thực vật có thể làm giảm phản ứng hình thành hoa, điều chỉnh độ dài của cuống hoa và thời kỳ ra hoa, có lợi cho việc sản xuất và tiếp thị hoa cắt cành. Có thể thấy rằng sự ra hoa và sự phát triển tiếp theo của thực vật có thể được điều chỉnh bởi sự điều tiết của đèn LED.
3. Nghiên cứu ứng dụng đèn LED trong hệ thống bảo vệ sự sống sinh thái hàng không vũ trụ
Thiết lập Hệ thống hỗ trợ sự sống sinh thái có kiểm soát (CELSS) là cách cơ bản để giải quyết vấn đề hỗ trợ sự sống lâu dài trong không gian có người lái. Việc trồng cây bậc cao là một yếu tố quan trọng của CELSS, và một trong những chìa khóa là ánh sáng.
Căn cứ vào yêu cầu đặc biệt của môi trường không gian, nguồn sáng dùng trong nuôi trồng thực vật bậc cao trong không gian phải có hiệu suất phát sáng cao, phát ra sóng ánh sáng thích hợp cho quá trình quang hợp và phát sinh hình thái của thực vật, kích thước nhỏ, trọng lượng nhẹ, tuổi thọ cao, độ an toàn cao và hồ sơ độ tin cậy và không gây ô nhiễm môi trường, vv So với các nguồn ánh sáng khác như đèn huỳnh quang trắng mát, đèn natri cao áp và đèn halogen kim loại, đèn lấp đầy nhà máy LED có thể chuyển đổi năng lượng ánh sáng thành bức xạ hoạt động quang hợp hiệu quả hơn; Ngoài ra, nó có tuổi thọ cao, kích thước nhỏ, trọng lượng nhẹ và trạng thái rắn. Vì vậy, việc trồng cây dưới đất và không gian đã được chú trọng trong những năm gần đây. Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng hệ thống chiếu sáng đèn LED lấp đầy nhà máy có thể cung cấp ánh sáng với sự phân bố năng lượng quang phổ đồng đều và hiệu suất chuyển đổi năng lượng điện thành ánh sáng mà cây trồng yêu cầu cao hơn 520 lần so với đèn halogen kim loại.
