توفر مصابيح LED التحكم في المخرجات الطيفية للتطبيقات البستانية
يحتوي كل نبات على "وصفة خفيفة" محددة تسمح له بزراعة المزيد من المحاصيل في وقت أقل. تحدد الوصفة التغييرات في الطيف لتحسين كل مرحلة من مراحل دورة حياة النبات وتحسين خصائص النبات المرغوبة ، مثل زيادة نكهة الخضروات أو فعالية القنب.
كما نعلم جميعا ، أحدثت إضاءة LED ثورة في الطريقة التي تعمل بها مرافق النمو الداخلية ، ويرجع ذلك أساسا إلى مرونة مصابيح LED لتوفير مخرجات طيفية مع توليد حرارة منخفضة للغاية. أصدرت الجمعية الأمريكية للمهندسين الزراعيين والبيولوجيين (ASABE) مؤخرا ANSI / ASABE S642 SEP2018 ، الطرق الموصى بها لقياس واختبار منتجات LED لنمو النبات وتطوره )" ، وهو الثاني في سلسلة من ثلاثة معايير تركز على أداء منتجات إضاءة LED للتطبيقات البستانية.
يحدد المعيار الجديد طرق الاختبار لمنتجات LED ذات انبعاث الإشعاع البصري في حدود 280-800nm (في حين أن طيف الضوء المرئي يتراوح بين حوالي 390-700nm).
"لقد كان استخدام إضاءة LED لتطبيقات البستنة أحد أكثر مشاريعنا إثارة للاهتمام على مدار العقدين الماضيين" ، قال سكوت سيداركويست ، مدير المعايير والتكنولوجيا في ASABE.
ليس من المستغرب أن المصطلحات المستخدمة في الإضاءة البستانية تتمحور حول النبات ، وإليك بعض المصطلحات الأكثر استخداما:
الإشعاع النشط ضوئيا (PAR) - النطاق الطيفي للإشعاع الشمسي المتاح للنباتات أثناء عملية التمثيل الضوئي. ويعتقد تقليديا أنه يتراوح بين 400 نانومتر و 700 نانومتر، ولكن الأبحاث الحديثة أظهرت أن الأطوال الموجية التي تصل إلى 740 نانومتر يمكن أن تؤثر أيضا على نمو النبات وتطوره.
تدفق الفوتون الضوئي (PPF) - عدد الفوتونات النشطة ضوئيا في الثانية التي ينتجها نظام الإضاءة ، على غرار التدفق الضوئي (lumens) ، وتقاس بالميكرومول في الثانية (μmol / s).
كثافة تدفق الفوتون الضوئي (PPFD) - عدد الفوتونات الفعالة ضوئيا التي تضرب سطحا لكل وحدة مساحة لكل وحدة زمنية ، على غرار الإضاءة (لوكس) ، في ميكرومول / متر مربع.
ينصب تركيز الإضاءة البستانية على الفوتونات التي يتم تسليمها ، لأنها هي التي تبدأ عملية التمثيل الضوئي وغيرها من العمليات في تطوير النبات بواسطة إلكترونات مثيرة. تختلف منتجات LED للتطبيقات البستانية عن منتجات LED للإضاءة العامة بعدة طرق مهمة ، أولها أن الناتج الطيفي لهذه المنتجات أوسع بشكل عام. هذا مفيد لأن النباتات المختلفة تستجيب لأجزاء مختلفة من الطيف.
أثبتت الأبحاث الصناعية والأكاديمية أن كل نبات لديه "وصفة خفيفة" محددة تسمح له بزراعة المزيد من المحاصيل في وقت أقل. تحدد الوصفة التغييرات في الطيف لتحسين كل مرحلة من مراحل دورة حياة النبات وتحسين خصائص النبات المرغوبة ، مثل زيادة نكهة الخضروات أو فعالية القنب.
تتميز منتجات إضاءة LED أيضا بميزات خاصة لا توفر طيفا دقيقا للإخراج فحسب ، بل يمكن أيضا "ضبطها" على الطيف الأمثل لمراحل دورة حياة النبات المختلفة.
من أجل حل مشكلة درجة الحرارة المفرطة في بعض البيئات المتنامية ، يعد التبريد النشط ، على الرغم من أنه ليس عالميا ، ميزة مهمة أخرى لمنتجات الإضاءة البستانية LED. يتم تحقيق التبريد النشط بشكل أساسي بواسطة المراوح ، ولكن يتم استخدام أنظمة تبريد المياه أيضا. العلبة المقاومة للماء هي أيضا اعتبار ، خاصة في المنشآت التي يتم فيها تركيب مصابيح LED بالقرب من النباتات ، مثل المزارع العمودية.
عندما يتعلق الأمر بالمزارع العمودية ، يتم اعتماد منتجات إضاءة LED على نطاق واسع لأنها تولد حرارة أقل بكثير من الإضاءة التقليدية. يمكن أن تنتشر مصابيح LED بالقرب من المصانع دون التسبب في ضرر ، مما يسمح لمديري المرافق بزيادة المساحة المتاحة. بالإضافة إلى العمليات واسعة النطاق الموضحة هنا ، تكتسب الزراعة الرأسية أيضا شعبية في المناطق الحضرية. في هذه المناطق ، تم تحويل المباني المهجورة إلى أماكن لزراعة النباتات لإنتاج منتجات طازجة بتكلفة أقل.
في الصورة: مشروع مزرعة عمودية باستخدام إضاءة LED في ميليس، ماساتشوستس، الولايات المتحدة الأمريكية. المصدر: كروب ون هولدنغز
لاحظ أن المقالة لم تذكر حتى الآن السبب الرئيسي للاستخدام الواسع النطاق لإضاءة LED في الإضاءة العامة ، وهو توفير الطاقة. لأنه بالنسبة لمديري مرافق النمو ، فإن الغرض الأساسي من هذه الخطوة هو العائد. بالنسبة لمحصول عالي القيمة مثل القنب - الذي كان بلا شك أول صناعة تتبنى إضاءة LED - فإن تكاليف الطاقة لا تذكر مقارنة بمكاسب الإيرادات من ارتفاع الغلة ودورات الحياة الأقصر. وحتى بالنسبة للمحاصيل الأكثر تقليدية، مثل الخضر الورقية والزهور، فإن خفض تكاليف الطاقة ليس أكثر إقناعا من إنتاج المزيد من المحاصيل في وقت أقل.
ينمو اعتماد إضاءة LED للتطبيقات البستانية بسرعة وسيؤدي إلى تحول كبير في طريقة زراعة الطعام في المستقبل. لذلك عندما تتسوق لشراء العليق في متجر البقالة في الشتاء المقبل ، فكر فيما إذا كان العنصر النادر الخاص بك قد تم زراعته في الداخل باستخدام إضاءة LED.
