Τα LED παρέχουν φασματικό έλεγχο εξόδου για κηπουρικές εφαρμογές
Κάθε φυτό έχει μια συγκεκριμένη «ελαφριά συνταγή» που του επιτρέπει να καλλιεργήσει περισσότερες καλλιέργειες σε λιγότερο χρόνο. Η συνταγή ορίζει αλλαγές στο φάσμα για τη βελτιστοποίηση κάθε σταδίου του κύκλου ζωής του φυτού και τη βελτίωση των επιθυμητών ιδιοτήτων του φυτού, όπως η αύξηση της γεύσης των λαχανικών ή της ισχύος της κάνναβης.
Όπως όλοι γνωρίζουμε, ο φωτισμός LED έχει φέρει επανάσταση στον τρόπο λειτουργίας των εγκαταστάσεων εσωτερικής ανάπτυξης, κυρίως λόγω της ευελιξίας των LED να παρέχουν φασματική απόδοση με εξαιρετικά χαμηλή παραγωγή θερμότητας. Η American Society of Agricultural and Biological Engineers (ASABE) κυκλοφόρησε πρόσφατα το ANSI/ASABE S642 SEP2018, Recommended Methods For Measurement and Testing Of LED Products for Plant Growth and Development )», το δεύτερο σε μια σειρά τριών προτύπων που επικεντρώνονται στην απόδοση των LED προϊόντα φωτισμού για κηπουρικές εφαρμογές.
Το νέο πρότυπο ορίζει μεθόδους δοκιμής για προϊόντα LED με εκπομπή οπτικής ακτινοβολίας στην περιοχή 280-800 nm (ενώ το φάσμα του ορατού φωτός είναι στην περιοχή περίπου 390-700 nm).
«Η χρήση φωτισμού LED για εφαρμογές κηπουρικής ήταν ένα από τα πιο ενδιαφέροντα έργα μας τις τελευταίες δύο δεκαετίες», δήλωσε ο Scott Cedarquist, διευθυντής προτύπων και τεχνολογίας στην ASABE.
Δεν αποτελεί έκπληξη το γεγονός ότι η ορολογία που χρησιμοποιείται στον φωτισμό κηπευτικών είναι φυτοκεντρική-. Ακολουθούν ορισμένοι από τους πιο ευρέως χρησιμοποιούμενους όρους:
Φωτοσυνθετικά ενεργή ακτινοβολία (PAR) - Το φασματικό εύρος της ηλιακής ακτινοβολίας που διατίθεται στα φυτά κατά τη φωτοσύνθεση. Παραδοσιακά πιστεύεται ότι είναι στην περιοχή από 400nm έως 700nm, αλλά πρόσφατη έρευνα έχει δείξει ότι τα μήκη κύματος έως τα 740nm μπορούν επίσης να επηρεάσουν την ανάπτυξη και την ανάπτυξη των φυτών.
Φωτοσυνθετική ροή φωτονίων (PPF) – Ο αριθμός των φωτοσυνθετικά ενεργών φωτονίων ανά δευτερόλεπτο που παράγονται από ένα σύστημα φωτισμού, παρόμοιο με τη φωτεινή ροή (lumens), μετρημένος σε μικρογραμμομόρια ανά δευτερόλεπτο (μmol/s).
Πυκνότητα φωτοσυνθετικής ροής φωτονίων (PPFD) – Ο αριθμός των φωτοσυνθετικά αποτελεσματικών φωτονίων που προσκρούουν σε μια επιφάνεια ανά μονάδα επιφάνειας ανά μονάδα χρόνου, παρόμοια με τη φωτεινότητα (lux), σε μmol/m²s.
Το επίκεντρο του φωτισμού κηπευτικών είναι τα φωτόνια που παραδίδονται, επειδή είναι αυτά που ξεκινούν τη φωτοσύνθεση και άλλες διαδικασίες στην ανάπτυξη των φυτών με διεγερτικά ηλεκτρόνια. Τα προϊόντα LED για κηπουρικές εφαρμογές διαφέρουν από τα προϊόντα LED για γενικό φωτισμό με πολλούς σημαντικούς τρόπους, ο πρώτος είναι ότι η φασματική απόδοση αυτών των προϊόντων είναι γενικά ευρύτερη. Αυτό είναι χρήσιμο αφού διαφορετικά φυτά ανταποκρίνονται σε διαφορετικά μέρη του φάσματος.
Η βιομηχανική και ακαδημαϊκή έρευνα έχει αποδείξει ότι κάθε φυτό έχει μια συγκεκριμένη «ελαφριά συνταγή» που του επιτρέπει να καλλιεργεί περισσότερες καλλιέργειες σε λιγότερο χρόνο. Η συνταγή ορίζει αλλαγές στο φάσμα για τη βελτιστοποίηση κάθε σταδίου του κύκλου ζωής του φυτού και τη βελτίωση των επιθυμητών ιδιοτήτων του φυτού, όπως η αύξηση της γεύσης των λαχανικών ή της ισχύος της κάνναβης.
Τα προϊόντα φωτισμού LED διαθέτουν επίσης ειδικά χαρακτηριστικά που όχι μόνο παρέχουν ακριβές φάσμα εξόδου, αλλά μπορούν επίσης να «συντονιστούν» στο βέλτιστο φάσμα για διαφορετικά στάδια του κύκλου ζωής των φυτών.
Προκειμένου να λυθεί το πρόβλημα της υπερβολικής θερμοκρασίας σε ορισμένα περιβάλλοντα καλλιέργειας, η ενεργή ψύξη, αν και δεν είναι καθολική, είναι ένα άλλο σημαντικό χαρακτηριστικό των προϊόντων κηπευτικού φωτισμού LED. Η ενεργή ψύξη επιτυγχάνεται κυρίως από ανεμιστήρες, αλλά χρησιμοποιούνται και συστήματα υδρόψυξης. Ένα αδιάβροχο περίβλημα είναι επίσης σημαντικό, ειδικά σε εγκαταστάσεις όπου τα LED είναι τοποθετημένα κοντά στις εγκαταστάσεις, όπως κάθετες φάρμες.
Όταν πρόκειται για κάθετες φάρμες, τα προϊόντα φωτισμού LED υιοθετούνται ευρέως επειδή παράγουν πολύ λιγότερη θερμότητα από τον παραδοσιακό φωτισμό. Τα φώτα LED μπορούν να διασκορπιστούν κοντά σε φυτά χωρίς να προκληθούν ζημιές, γεγονός που επιτρέπει στους διαχειριστές των εγκαταστάσεων να μεγιστοποιήσουν τον διαθέσιμο χώρο. Εκτός από τις επιχειρήσεις μεγάλης κλίμακας-που εμφανίζονται εδώ, η κάθετη γεωργία κερδίζει επίσης δημοτικότητα στις αστικές περιοχές. Σε αυτές τις περιοχές, εγκαταλελειμμένα κτίρια έχουν μετατραπεί σε τόπους καλλιέργειας φυτών-για την παραγωγή φρέσκων προϊόντων με χαμηλότερο κόστος.
Φωτογραφία: Ένα έργο κάθετης φάρμας που χρησιμοποιεί φωτισμό LED στο Millis, Μασαχουσέτη, ΗΠΑ. Πηγή: Crop One Holdings
Σημειώστε ότι το άρθρο μέχρι στιγμής δεν έχει αναφέρει τον κύριο λόγο για την ευρεία χρήση του φωτισμού LED στον γενικό φωτισμό, δηλαδή την εξοικονόμηση ενέργειας. Επειδή για τους διαχειριστές των εγκαταστάσεων ανάπτυξης, ο πρωταρχικός σκοπός αυτής της κίνησης είναι η απόδοση. Για μια καλλιέργεια υψηλής αξίας-όπως η κάνναβη — η οποία αναμφίβολα ήταν η πρώτη βιομηχανία που αγκάλιασε τον φωτισμό LED — το ενεργειακό κόστος είναι αμελητέο σε σύγκριση με τα κέρδη εσόδων από υψηλότερες αποδόσεις και μικρότερους κύκλους ζωής. Ακόμη και για πιο παραδοσιακές καλλιέργειες, όπως τα φυλλώδη χόρτα και τα λουλούδια, η μείωση του ενεργειακού κόστους δεν είναι πιο επιτακτική από την παραγωγή περισσότερων καλλιεργειών σε λιγότερο χρόνο.
Η υιοθέτηση του φωτισμού LED για κηπουρικές εφαρμογές αυξάνεται με ταχείς ρυθμούς και θα οδηγήσει σε σημαντική αλλαγή στον τρόπο καλλιέργειας των τροφίμων στο μέλλον. Όταν λοιπόν ψωνίζετε βατόμουρα από το μπακάλικο τον επόμενο χειμώνα, σκεφτείτε μήπως το σπάνιο είδος σας καλλιεργήθηκε σε εσωτερικούς χώρους με φωτισμό LED.
