1. 광합성의 양자{1}}수준 제어: 적색, 청색 및 광 수용체의 결합된 작용
엽록체는 광합성을 하는 식물의 일부입니다. 그들은 특정 광파를 흡수하고 변경합니다. 연구에 따르면 엽록소 a/b의 흡수 효과는 660nm 적색광 및 450nm 청색광 스펙트럼에서 최대화되는 반면, 카로티노이드는 400-500nm 청자색광의 흡수를 향상시키는 것으로 나타났습니다. 이러한 타고난 스펙트럼 선호는 LED 기술에 개입을 위한 매우 구체적인 시간 프레임을 제공합니다.
LED 식물 조명이 작동하는 주요 방식은 감광성 색소와 크립토크롬을 함께 제어하는 것입니다. 피토크롬은 660nm의 적색광과 730nm의 원적색광을 감지하여 씨앗이 발아하는 시기, 꽃이 피는 시기, 생체 시계가 변화하는 시기를 제어합니다. 예를 들어, 내몽고의 온실은{4}}흐리고 눈이 내리는 날에 단일 식물에 매일 4~6시간의 추가 빛(200 μmol/m ² · s)을 제공합니다. 이는 적색광 조사를 확장하여 휴면 상태를 깨뜨려 추세에 비해 오이 생산량이 25% 증가합니다. 크립토크롬은 청색광과 자외선에 반응하여 기공의 개폐와 생체시계를 변화시킵니다. Yunnan Flower Base는 청색광 조절을 사용하여 장미 줄기를 20% 더 두껍게 만들고 하배축 신장을 막아 잎이 많은 작물(예: 상추 잎)을 15% 더 두껍게 만들고 식물에 컴팩트한 모양을 제공합니다.
동적 조명 공식의 기술 발전은 이러한 조절 능력을 향상시킵니다. 산둥성 서광(Shouguang)에서는 80%의 적색광을 내는 LED 조명을 사용하여 토마토를 재배합니다. 이로 인해 광합성 속도가 50% 증가하고 생산량이 14~30% 증가합니다. 그러나 Xinnuofei의 잎상추 착색 레시피는 붉은 잎상추의 안토시아닌 함량을 2.3배 높이고, 질산염 함량을 41% 낮추었으며, 수확 전 스펙트럼 비율을 변경하여 유통기한을 6일 늘렸습니다. '에너지 공급'에서 '형태학적 프로그래밍'으로의 변화는 LED 기술이 분자 수준에서 정밀한 조절 단계에 도달했음을 보여줍니다.
2. 에너지 효율 혁명: 많은 에너지를 사용하는 것에서 적은 탄소를 만드는 것으로의 도약
LED 식물 조명의 주요 이점은 매우 파괴적인 방식으로 에너지를 사용한다는 것입니다. 비교 데이터에 따르면 LED 시스템의 광전 변환 효율은 40%입니다. 즉, 고압 나트륨 램프보다 에너지를 75% 적게 사용하고- 30,000시간 이상 지속됩니다. 50에이커 온실의 경우 장비 비용은 40,000~60,000위안이고 전기 반환 비율은 1:5 이상입니다. 이러한 에너지 효율성의 향상은 산업 변화의 직접적인 원인이 됩니다. 2031년까지 전 세계 LED 식물 조명 시장은 49억 9천만 달러 이상의 가치가 있을 것으로 추산되며, 중국의 복합 연간 성장률은 21%입니다.
에너지 사용을 더욱 효율적으로 만드는 열쇠는 열 관리 분야의 기술적 혁신입니다. 일반적인 고압-나트륨 램프를 사용하면 방출되는 에너지의 65%가 열로 전환됩니다. 즉, 실내 온도를 유지하려면 별도의 냉각 시스템이 필요합니다. LED 식물등은 알루미늄 방열-케이스와 IP65 방수 구조를 갖추고 있습니다. 칼날 온도가 2~3도만 올라가므로 열화상의 위험이 없습니다. 두바이 사막 수직 농장의 낮은 열 출력 기능은 다층 식재 랙의 층 사이 공간을 30cm로 줄입니다. 단위면적당 수확량은 일반 농지의 350배에 이른다.
스펙트럼 유연성의 경제적 중요성이 더욱 강조됩니다. 전체 스펙트럼 LED는 형광 코팅 기술을 사용하여 햇빛의 전체 스펙트럼을 모방합니다. 여기에는 진세노사이드 및 안토시아닌과 같은 식물의 2차 대사산물의 축적을 제어할 수 있는 UV(280~400nm) 및 원{4}}적외선(720~1000nm)이 포함됩니다. 필립스 GreenPower 시리즈는 토마토 모종의 성장 단계에 따라 빨간색과 파란색 빛의 양을 다양하게 설정합니다. 실험군의 수확량은 대조군에 비해 거의 두 배나 높았고, 라이코펜과 비타민C의 함량도 훨씬 높았습니다.
3. 산업 구조조정: 실험실에서 글로벌 시장으로의 이동
LED 플랜트 조명은 기술적 이점으로 인해 농업 산업 체인을 변화시키고 있습니다. 2022년 중국 식물생장램프 시장 규모는 16억 위안 이상이며, 판매량은 1,514만 1천개로 전년 대비 19.09% 증가했다. LED 기술은 공간적 제약을 극복하고 점점 더 많은 응용 분야를 허용하고 있습니다. 예를 들어, 온실, 식물 공장, 심지어 우주에 식물을 심기 위한 우주 생태계를 조명하는 데 사용할 수 있습니다. 또한 가정 정원 가꾸기를 위한 발코니 농장을 만드는 데에도 사용할 수 있습니다.
효율성 혁명의 좋은 예는 수직 농장입니다. 미국의 AeroFarms는 식물 성장 단계에 따라 스펙트럼 비율을 변경하는 스마트 디밍 시스템을 사용합니다. 예를 들어, 묘목 단계에서는 청색광의 양을 30%로 높이고, 개화기에서는 적색광의 양을 85%로 높입니다. 이러한 정확한 관리는 상추의 성장 주기를 40%로 절반으로 줄이고, 90% 더 많은 물을 사용하며, 표준 재배에 비해 단위 면적당 수확량이 5배 더 많습니다.
기술 수출 시장에서의 경쟁도 마찬가지로 치열합니다. Yaorong Technology와 같은 중국 기업은 낮은 인건비와 전문적인 연구 개발 능력 덕분에 세계 시장에서 명성을 얻었습니다. 이 회사의 제품은 EU CE 및 US UL 인증을 모두 받았습니다. 수출은 회사 전체 수입의 65%를 차지합니다. 북미에서는 합법적인 마리화나 재배자의 85%가 LED 시스템으로 전환하여 에너지 비용을 62% 절감하고 THC 수준을 18% 높였습니다.
