Je za rastline boljša sončna ali LED svetloba?

Ena od tem, ki se nenehno pojavlja, ko se razvija kmetijstvo v zaprtih prostorih, je, ali je za rastline boljša svetloba LED ali sonce. Luči za gojenje so glavni vir zanesljive svetlobe za kmetovanje v zaprtih prostorih, hidroponiko in kmetijstvo v nadzorovanem okolju (CEA). Ta članek preučuje razlike med rastnimi lučmi in naravnim soncem, kako vplivajo na rast rastlin in kako pomembne so rastne luči za sodobno kmetijstvo.

Celoten spekter svetlobe, potrebne za fotosintezo-proces, s katerim rastline proizvajajo energijo-, zagotavlja sončna svetloba.

Vidni spekter (400–700 nm) in več pokriva naravna sončna svetloba, katere valovne dolžine segajo od ultravijoličnega (UV) do infrardečega (IR).

Ker ponuja uravnoteženo energijo za različne dejavnosti rastlin, je njegov širok spekter popoln za rast rastlin v naravnih okoljih. Medtem ko rdeča svetloba spodbuja cvetenje in proizvodnjo sadja, modra svetloba podpira rastline na vseh stopnjah razvoja s spodbujanjem kompaktnega, robustnega listja in koreninskega sistema.

Na zdravje rastlin vpliva tudi količina sonca in njegove naravne razlike. Rastline postanejo bolj odporne zaradi počasnih sprememb svetlobne intenzivnosti in spektra, ki se dogajajo skozi dan in leto.

Čeprav je prekomerna izpostavljenost sončni svetlobi lahko škodljiva, UV-žarki krepijo obrambo rastlin pred boleznimi, zaradi česar so letine bolj odporne.

Poleg tega infrardeča svetloba spodbuja segrevanje tkiva, kar pomaga pri rasti pozimi. Po raziskavah naravna sončna svetloba spodbuja najboljšo možno proizvodnjo pigmenta, ki daje pridelkom žive barve, izboljšan okus in večjo hranilno vrednost.

Če vemo, kako se svetloba žarnice razlikuje od sončne svetlobe, je lažje razumeti, zakaj umetna razsvetljava, zlasti LED, običajno proizvaja določene valovne dolžine in ne celotnega spektra.

Z osredotočanjem na rdeče in modre valovne dolžine, ki so še posebej uporabne za pospeševanje fotosinteze, ta selektivnost omogoča osredotočene odzive rastlin.

Z rdečo-modro ali rdeče-modro-daleč-rdečo kombinacijo, ki spodbuja posebne značilnosti, kot so gosto listje, široka listna površina in hitri cikli rasti, se je znanost, na kateri temeljijo ti svetlobni "recepti", razvila.

Učinkovitost teh fokusiranih spektrov je bila dokazana v številnih raziskavah. Dokazano je bilo na primer, da rdeče in modre LED diode pospešijo rast in koncentracijo klorofila v pridelkih, kot sta kumare in solata.

Modra svetloba spodbuja odpiranje stomatov, kar izboljša vnos CO2, medtem ko rdeča svetloba aktivira fotoreceptorske proteine, ki podpirajo cvetenje.

Pridelovalci lahko uravnavajo parametre rasti, da ustvarijo želene lastnosti, kot so večji listi, krajši internodiji in hitrejše kopičenje biomase s spreminjanjem svetlobnih valovnih dolžin.

Vendar pa veliko LED luči za rast nima enakih UV in IR valovnih dolžin kot sonce. Določene funkcije rastlin, kot sta odpornost na bolezni in celoten obseg fotosintetske aktivnosti, so lahko omejene s temi manjkajočimi komponentami.

Zaradi tega LED luči za rast ne morejo popolnoma posnemati naravnega spektra in subtilnih vplivov sončne svetlobe na obliko in presnovo rastline, čeprav lahko v določenih okoliščinah izboljšajo rast.

Tema "lahko rastoče luči nadomestijo sončno svetlobo" opozarja na težave pri uporabi umetne razsvetljave za posnemanje intenzivnosti in spektralne raznolikosti sončne svetlobe.

Medtem ko luči za gojenje dobro delujejo v reguliranih okoljih, morda ne bodo mogle v celoti zadovoljiti vseh potreb rastlin, zlasti tistih, ki so navajene na visoke ravni svetlobe. Nasprotno pa sončna svetloba ponuja neprimerljiv vir energije. Rastline kumar, na primer, lahko robustno rastejo pod visoko-intenzivno osvetlitvijo LED, vendar se še vedno lahko obsežneje razširijo in imajo večjo stopnjo fotosinteze, ko so izpostavljene naravnemu soncu.

Poleg tega, če svetloba ne vsebuje določenih variacij ali toplotnih znakov, lahko rastline, izpostavljene stalni umetni osvetlitvi, kažejo indikatorje stresa, kot sta kloroza ali porumenelost listov.

Na cirkadiani ritem rastline, ki nadzoruje rast, vnos hranil in stresne reakcije, vpliva naravni dnevni-nočni cikel. Razen če se uporabljajo določeni cikli vklopa/izklopa ali spektralno raznoliki viri svetlobe, lahko luči za rast zmotijo ta ritem, kar sčasoma povzroči zmanjšano kakovost in zdravje.

Glede na nedavno študijo je sonce nepogrešljivo za nekatere vrste in faze rasti, čeprav so luči za rast učinkovite za nadzorovano kmetijstvo. Rastline, ki so optimizirane za zunanje razmere, lahko vseeno dosežejo večjo vitalnost pod naravno sončno svetlobo.

Katere vrste umetne svetlobe so najboljše za rastline?

LED luči za rast so edinstvene med umetnimi lučmi zaradi svoje podaljšane življenjske dobe, varčevanja z energijo in zmožnosti proizvajanja specifičnega spektra za različne faze rastline. Zahvaljujoč LED tehnologiji lahko pridelovalci prilagodijo svetlobne recepte glede na vsako rastno fazo rastline, od vegetativne do cvetoče.

Modre LED diode pospešujejo vegetativni in strukturni razvoj, medtem ko rdeče LED spodbujajo rast in cvetenje listov. Zelo daleč-rdeča svetloba je še posebej uporabna za vrste z debelimi listnimi strukturami, ker lahko poveča proizvodnjo biomase in velikost krošnje.

Kakšna je idealna barva za svetlobo za rast? Dokazano je bilo, da določene kombinacije svetlobe, kot je rdeča-modra-bela, zagotavljajo najboljše stopnje rasti in proizvodnjo pigmentov v pridelkih, kot sta solata in krompir. Z integracijo rdeče, zelene in modre svetlobe bele LED diode zagotavljajo širši spekter, ki je bolj podoben spektru naravne sončne svetlobe. Ker omogoča rastlinam, da gredo skozi procese, ki jih običajno sproži naravna sončna svetloba, postaja ta tehnika polnega-spektra v kmetijstvu vse pogostejša.

LED luči za rast so kot nalašč za -goste kmetijske obrate, saj proizvajajo malo toplote in jih je mogoče namestiti bližje rastlinam, ne da bi jih opekle.

Ključnega pomena je skrbno nadzorovati intenzivnost svetlobe, trajanje in oddaljenost od rastlin, kadar namesto sonca uporabljate luči za rast.

Glede na raziskave rastline običajno potrebujejo 12–16 ur umetne svetlobe vsak dan, da se izenačijo z vnosom energije sonca. LED luči, ki so pravilno nameščene in nastavljene, lahko spodbujajo rast v zaprtih prostorih in zmanjšajo stres rastlin.

Za izboljšanje rasti, kakovosti in pridelave pri posevkih, kot je krompir, lahko kombinacija rdečih, modrih in daleč -rdečih diod LED, prilagojenih na gostoto fotosintetičnega toka fotonov (PPFD) 100 μmol m²/s, učinkovito simulira pogoje zmerne sončne svetlobe.

Zahteve posamezne rastline določajo izbiro svetlobnega spektra in jakosti. Medtem ko bodo sadne rastline morda potrebovale večjo intenzivnost, da ohranijo obdobje cvetenja in plodov, se listnata zelenjava najbolje obnese pri zmerni svetlobi.

Poleg tega so počasne spremembe jakosti svetlobe, ki simulirajo sončni vzhod in zahod, koristne za nekatere pridelke. Te spremembe, ki jih omogoča vrhunska-tehnologija LED, zmanjšujejo možne stresorje in spodbujajo več organskih rastnih ciklov v zaprtih prostorih.

Skratka, sonce je še naprej najboljši vir svetlobe polnega-spektra, ki spodbuja naravno rast rastlin, čeprav so luči za gojenje revolucionirale notranje in urbano kmetijstvo, saj ponujajo zanesljive in prilagodljive vire svetlobe. Luči za rast, zlasti LED, so bistvenega pomena v nadzorovanih nastavitvah, vendar še vedno nimajo celotnega obsega in intenzivnosti sončne svetlobe. Luči za gojenje bodo z razvojem tehnologije postajale vedno bolj uporabne, zaradi česar bodo bistvenega pomena za sodobno kmetijstvo, zlasti v urbanih okoljih in okoli-visoke gostote.

Led Grow Tube Lights