Diody LED zapewniają kontrolę widmową mocy wyjściowej w zastosowaniach ogrodniczych
Każda roślina ma specyficzną „lekką recepturę”, która pozwala jej wyhodować więcej plonów w krótszym czasie. Receptura definiuje zmiany w spektrum, aby zoptymalizować każdy etap cyklu życia rośliny i poprawić pożądane właściwości rośliny, takie jak zwiększenie smaku warzyw lub siły działania konopi.
Jak wszyscy wiemy, oświetlenie LED zrewolucjonizowało sposób działania obiektów do uprawy w pomieszczeniach, głównie ze względu na elastyczność diod LED, zapewniającą moc widmową przy wyjątkowo niskim wytwarzaniu ciepła. Amerykańskie Stowarzyszenie Inżynierów Rolnictwa i Biologii (ASABE) niedawno wydało ANSI/ASABE S642 SEP2018, Zalecane metody pomiaru i testowania produktów LED do wzrostu i rozwoju roślin), drugi z serii trzech standardów skupiających się na wydajności LED produkty oświetleniowe do zastosowań ogrodniczych.
Nowa norma określa metody badań produktów LED z emisją promieniowania optycznego w zakresie 280-800nm (przy widmie światła widzialnego w zakresie około 390-700nm).
„Wykorzystanie oświetlenia LED do zastosowań ogrodniczych było jednym z naszych najciekawszych projektów w ciągu ostatnich dwóch dekad” — powiedział Scott Cedarquist, dyrektor ds. standardów i technologii w ASABE.
Nic dziwnego, że terminologia stosowana w oświetleniu ogrodniczym jest -centryczna, oto niektóre z częściej używanych terminów:
Promieniowanie fotosyntetycznie aktywne (PAR) - Zakres spektralny promieniowania słonecznego dostępnego dla roślin podczas fotosyntezy. Tradycyjnie uważa się, że mieści się w zakresie od 400 nm do 700 nm, ale ostatnie badania wykazały, że długości fal do 740 nm mogą również wpływać na wzrost i rozwój roślin.
Fotosyntetyczny strumień fotonów (PPF) – liczba fotosyntetycznie aktywnych fotonów na sekundę wytwarzanych przez system oświetleniowy, podobna do strumienia świetlnego (lumenów), mierzona w mikromolach na sekundę (μmol/s).
Gęstość strumienia fotosyntetycznego fotonów (PPFD) – liczba fotosyntetycznie skutecznych fotonów uderzających w powierzchnię na jednostkę powierzchni w jednostce czasu, podobna do natężenia oświetlenia (lux), w μmol/m².
Oświetlenie ogrodnicze koncentruje się na dostarczanych fotonach, ponieważ to one inicjują fotosyntezę i inne procesy w rozwoju roślin przez pobudzające elektrony. Produkty LED do zastosowań ogrodniczych różnią się od produktów LED do oświetlenia ogólnego pod kilkoma ważnymi względami, z których pierwszy polega na tym, że widmo tych produktów jest ogólnie szersze. Jest to przydatne, ponieważ różne rośliny reagują na różne części widma.
Badania przemysłowe i akademickie dowiodły, że każda roślina ma specyficzną „lekką recepturę”, która pozwala jej wyhodować więcej plonów w krótszym czasie. Receptura definiuje zmiany w spektrum, aby zoptymalizować każdy etap cyklu życia rośliny i poprawić pożądane właściwości rośliny, takie jak zwiększenie smaku warzyw lub siły działania konopi.
Produkty oświetleniowe LED mają również specjalne cechy, które nie tylko zapewniają precyzyjne widmo wyjściowe, ale mogą być również „dostrojone” do optymalnego widma dla różnych etapów cyklu życia roślin.
Aby rozwiązać problem nadmiernej temperatury w niektórych środowiskach uprawnych, aktywne chłodzenie, choć nie uniwersalne, jest kolejną ważną cechą ogrodniczych produktów oświetleniowych LED. Aktywne chłodzenie jest osiągane głównie przez wentylatory, ale stosuje się również systemy chłodzenia wodą. Należy również wziąć pod uwagę wodoodporną obudowę, szczególnie w instalacjach, w których diody LED są montowane blisko roślin, takich jak pionowe farmy.
Jeśli chodzi o farmy pionowe, produkty oświetleniowe LED są szeroko stosowane, ponieważ generują znacznie mniej ciepła niż tradycyjne oświetlenie. Światła LED mogą być rozproszone w pobliżu roślin bez powodowania uszkodzeń, co pozwala zarządcom obiektów zmaksymalizować dostępną przestrzeń. Oprócz pokazanych tutaj operacji na dużą-skalową rolnictwo wertykalne zyskuje również na popularności na obszarach miejskich. Na tych obszarach opuszczone budynki zostały przekształcone w miejsca-roślin, w których można produkować świeże produkty po niższych kosztach.
Na zdjęciu: projekt pionowej farmy z wykorzystaniem oświetlenia LED w Millis, Massachusetts, USA. Źródło: Crop One Holdings
Należy zauważyć, że w artykule jak dotąd nie wymieniono głównego powodu powszechnego stosowania oświetlenia LED w oświetleniu ogólnym, a mianowicie oszczędzania energii. Ponieważ dla zarządzających obiektami do uprawy, głównym celem tej przeprowadzki jest zysk. W przypadku upraw o wysokiej-wartości, takich jak konopie indyjskie — które bez wątpienia były pierwszą branżą, w której zastosowano oświetlenie LED — koszty energii są znikome w porównaniu z zyskami wynikającymi z wyższych plonów i krótszych cykli życia. Nawet w przypadku bardziej tradycyjnych upraw, takich jak warzywa liściaste i kwiaty, zmniejszenie kosztów energii nie jest bardziej przekonujące niż wyprodukowanie większej liczby upraw w krótszym czasie.
Przyjęcie oświetlenia LED do zastosowań ogrodniczych szybko rośnie i doprowadzi do znacznej zmiany w sposobie uprawy żywności w przyszłości. Więc kiedy będziesz kupować jeżyny w sklepie spożywczym następnej zimy, zastanów się, czy twój rzadki przedmiot był uprawiany w pomieszczeniu z oświetleniem LED.
