Το φως του ήλιου ή το φως LED είναι καλύτερο για τα φυτά;

Ένα θέμα που συνεχίζει να εμφανίζεται καθώς αναπτύσσεται η γεωργία εσωτερικών χώρων είναι εάν το φως LED ή η ηλιοφάνεια είναι καλύτερο για τα φυτά. Τα φώτα ανάπτυξης είναι μια σημαντική πηγή αξιόπιστου φωτός για τη γεωργία εσωτερικού χώρου, την υδροπονία και τη γεωργία ελεγχόμενου περιβάλλοντος (CEA). Αυτό το άρθρο εξετάζει τις διαφορές μεταξύ των φώτων ανάπτυξης και της φυσικής ηλιοφάνειας, πώς επηρεάζουν την ανάπτυξη των φυτών και πόσο σημαντικά είναι τα φώτα ανάπτυξης για τη σύγχρονη γεωργία.

Το πλήρες φάσμα φωτός που απαιτείται για τη φωτοσύνθεση-η διαδικασία με την οποία τα φυτά παράγουν ενέργεια-παρέχεται από το ηλιακό φως.

Το ορατό φάσμα (400–700 nm) και πέρα καλύπτεται από το φυσικό ηλιακό φως, το οποίο έχει μήκη κύματος που κυμαίνονται από το υπεριώδες (UV) έως το υπέρυθρο (IR).

Επειδή προσφέρει ισορροπημένη ενέργεια για διαφορετικές φυτικές δραστηριότητες, το ευρύ φάσμα του είναι τέλειο για την ανάπτυξη των φυτών σε φυσικά περιβάλλοντα. Ενώ το κόκκινο φως προάγει την ανθοφορία και την παραγωγή καρπών, το μπλε φως υποστηρίζει τα φυτά σε κάθε στάδιο ανάπτυξης ενθαρρύνοντας συμπαγή, γερά φυλλώματα και ριζικά συστήματα.

Η υγεία των φυτών επηρεάζεται επίσης από την ποσότητα της ηλιοφάνειας και τις φυσικές της παραλλαγές. Τα φυτά γίνονται πιο ανθεκτικά ως αποτέλεσμα των αργών αλλαγών στην ένταση και το φάσμα του φωτός που συμβαίνουν κατά τη διάρκεια της ημέρας και του έτους.

Αν και η υπερβολική έκθεση στο ηλιακό φως μπορεί να είναι επιβλαβής, οι ακτίνες UV ενισχύουν την άμυνα των φυτών έναντι των ασθενειών, με αποτέλεσμα οι συγκομιδές να είναι πιο ανθεκτικές.

Επιπλέον, το υπέρυθρο φως προωθεί τη θέρμανση των ιστών, η οποία βοηθά στην ανάπτυξη το χειμώνα. Σύμφωνα με έρευνες, η φυσική ηλιοφάνεια ενθαρρύνει την καλύτερη δυνατή παραγωγή χρωστικής ουσίας, η οποία δίνει στα προϊόντα ζωηρά χρώματα, βελτιωμένες γεύσεις και αυξημένη θρεπτική αξία.

Γνωρίζοντας "πώς διαφέρει το φως από έναν λαμπτήρα ανάπτυξης από το φως του ήλιου" είναι πιο εύκολο να καταλάβουμε γιατί ο τεχνητός φωτισμός, ιδιαίτερα τα LED, παράγει συνήθως συγκεκριμένα μήκη κύματος και όχι ολόκληρο το φάσμα.

Με την επικέντρωση στα κόκκινα και μπλε μήκη κύματος, τα οποία είναι ιδιαίτερα χρήσιμα για την προώθηση της φωτοσύνθεσης, αυτή η επιλεκτικότητα επιτρέπει εστιασμένες αποκρίσεις των φυτών.

Με κόκκινο-μπλε ή κόκκινο-μπλε-μακριά-κόκκινους συνδυασμούς που ενθαρρύνουν ιδιαίτερα χαρακτηριστικά όπως πυκνό φύλλωμα, μεγάλη φυλλική επιφάνεια και γρήγορους κύκλους ανάπτυξης, η επιστήμη που βασίζεται σε αυτές τις ελαφριές "συνταγές" έχει εξελιχθεί.

Η αποτελεσματικότητα αυτών των εστιασμένων φασμάτων έχει αποδειχθεί σε πολυάριθμες έρευνες. Για παράδειγμα, έχει αποδειχθεί ότι τα κόκκινα και μπλε LED επιταχύνουν τον ρυθμό ανάπτυξης και τη συγκέντρωση της χλωροφύλλης σε καλλιέργειες όπως το αγγούρι και το μαρούλι.

Το μπλε φως προάγει το άνοιγμα του στομάχου, το οποίο βελτιώνει την πρόσληψη CO2, ενώ το κόκκινο φως ενεργοποιεί τις πρωτεΐνες των φωτοϋποδοχέων που υποστηρίζουν την ανθοφορία.

Οι καλλιεργητές μπορούν να ρυθμίσουν τις παραμέτρους ανάπτυξης για να παράγουν επιθυμητά χαρακτηριστικά όπως μεγαλύτερα φύλλα, μικρότερα μεσογονάτια και ταχύτερη συσσώρευση βιομάζας με ποικίλα μήκη κύματος φωτός.

Ωστόσο, πολλά φώτα ανάπτυξης LED δεν έχουν τα ίδια μήκη κύματος UV και IR με την ηλιοφάνεια. Ορισμένες λειτουργίες του φυτού, όπως η αντοχή σε ασθένειες και ολόκληρο το φάσμα της φωτοσυνθετικής δραστηριότητας, μπορεί να περιοριστούν από αυτά τα συστατικά που λείπουν.

Εξαιτίας αυτού, τα φώτα ανάπτυξης LED δεν μπορούν να μιμηθούν πλήρως το φυσικό φάσμα και τις ανεπαίσθητες επιπτώσεις που έχει το ηλιακό φως στο σχήμα και στο μεταβολισμό των φυτών, παρόλο που μπορούν να βελτιώσουν την ανάπτυξη υπό ορισμένες συνθήκες.

Το θέμα "μπορούν τα φώτα να αντικαταστήσουν το φως του ήλιου" εφιστά την προσοχή στις δυσκολίες στη χρήση τεχνητού φωτισμού για μίμηση της έντασης και της φασματικής ποικιλομορφίας του ηλιακού φωτός.

Ενώ τα φώτα ανάπτυξης λειτουργούν καλά σε ρυθμιζόμενα περιβάλλοντα, ενδέχεται να μην είναι σε θέση να ικανοποιήσουν πλήρως όλες τις ανάγκες των φυτών, ιδιαίτερα εκείνων που χρησιμοποιούνται σε υψηλά επίπεδα φωτισμού. Αντίθετα, το φως του ήλιου προσφέρει μια απαράμιλλη πηγή ενέργειας. Τα φυτά αγγουριού, για παράδειγμα, μπορούν να αναπτυχθούν δυναμικά κάτω από-φωτισμό LED υψηλής έντασης, αλλά μπορούν ακόμα να επεκταθούν εκτενέστερα και να έχουν μεγαλύτερους ρυθμούς φωτοσύνθεσης όταν εκτίθενται στη φυσική ηλιοφάνεια.

Επιπλέον, εάν το φως δεν περιέχει ορισμένες παραλλαγές ή θερμικές ενδείξεις, τα φυτά που υπόκεινται σε συνεχή τεχνητό φωτισμό μπορεί να παρουσιάζουν δείκτες στρες, όπως χλώρωση ή κιτρίνισμα των φύλλων.

Ο κιρκάδιος ρυθμός του φυτού, ο οποίος ελέγχει την ανάπτυξη, την πρόσληψη θρεπτικών ουσιών και τις αντιδράσεις στο στρες, επηρεάζεται από τον φυσικό κύκλο της ημέρας-της νύχτας. Εκτός εάν χρησιμοποιούνται συγκεκριμένοι κύκλοι ενεργοποίησης/απενεργοποίησης ή φασματικά διαφορετικές πηγές φωτός, τα φώτα ανάπτυξης μπορεί να διαταράξουν αυτόν τον ρυθμό, με αποτέλεσμα τελικά να μειωθεί η ποιότητα και η υγεία.

Σύμφωνα με πρόσφατη μελέτη, η ηλιοφάνεια είναι απαραίτητη για ορισμένα είδη και φάσεις ανάπτυξης, παρόλο που τα φώτα ανάπτυξης είναι αποτελεσματικά για ελεγχόμενη γεωργία. Τα φυτά που είναι βελτιστοποιημένα για υπαίθριες συνθήκες μπορεί να έχουν υψηλότερη ζωτικότητα κάτω από το φυσικό φως του ήλιου.

Ποιοι τύποι τεχνητού φωτός είναι καλύτεροι για τα φυτά;

Τα φώτα ανάπτυξης LED είναι μοναδικά μεταξύ των τεχνητών φώτων λόγω της εκτεταμένης διάρκειας ζωής τους, της ενεργειακής τους οικονομίας και της ικανότητας παραγωγής συγκεκριμένου φάσματος για διαφορετικά στάδια φυτών. Οι καλλιεργητές μπορούν να προσαρμόσουν τις συνταγές φωτός ανάλογα με το στάδιο ανάπτυξης κάθε φυτού, από το βλαστικό έως το άνθος, χάρη στην τεχνολογία LED.

Τα μπλε LED ενισχύουν τη βλαστική και δομική ανάπτυξη, ενώ τα κόκκινα LED ενθαρρύνουν την ανάπτυξη και την ανθοφορία των φύλλων. Το εξαιρετικά μακρινό-κόκκινο φως είναι ιδιαίτερα χρήσιμο για είδη με πυκνές δομές φύλλων, επειδή μπορεί να ενισχύσει την παραγωγή βιομάζας και το μέγεθος του θόλου.

Ποιο είναι το ιδανικό χρώμα για το grow light; Έχει αποδειχθεί ότι ορισμένοι συνδυασμοί φωτός, όπως το κόκκινο-μπλε-λευκό, παρέχουν τους καλύτερους ρυθμούς ανάπτυξης και παραγωγή χρωστικής σε καλλιέργειες όπως το μαρούλι και οι πατάτες. Ενσωματώνοντας κόκκινο, πράσινο και μπλε φως, τα λευκά LED παρέχουν ένα ευρύτερο φάσμα που μοιάζει περισσότερο με αυτό του φυσικού ηλιακού φωτός. Επειδή δίνει τη δυνατότητα στα φυτά να περνούν από διαδικασίες που συνήθως ενεργοποιούνται από το φυσικό φως του ήλιου, αυτή η τεχνική πλήρους-φάσματος γίνεται ολοένα και πιο κοινή στη γεωργία.

Τα φώτα ανάπτυξης LED είναι ιδανικά για γεωργικές εγκαταστάσεις υψηλής-πυκνότητας, καθώς παράγουν λίγη θερμότητα και μπορούν να τοποθετηθούν πιο κοντά στα φυτά χωρίς να τα καίνε.

Είναι σημαντικό να ελέγχετε προσεκτικά την ένταση του φωτός, τη διάρκεια και την απόσταση από τα φυτά όταν χρησιμοποιείτε φώτα ανάπτυξης στη θέση της ηλιοφάνειας.

Σύμφωνα με έρευνες, τα φυτά απαιτούν συνήθως 12-16 ώρες τεχνητού φωτός κάθε μέρα για να ισούται με την ενέργεια που εισάγεται από την ηλιοφάνεια. Τα φώτα LED που είναι τοποθετημένα και ρυθμισμένα σωστά μπορούν να προωθήσουν την ανάπτυξη σε εσωτερικούς χώρους και να μειώσουν το άγχος των φυτών.

Για να βελτιωθεί η ανάπτυξη, η ποιότητα και η παραγωγή σε καλλιέργειες όπως οι πατάτες, ένας συνδυασμός κόκκινων, μπλε και πολύ-κόκκινων LED προσαρμοσμένων σε πυκνότητα φωτοσυνθετικής ροής φωτονίων 100 μmol m²/s (PPFD) μπορεί να προσομοιώσει αποτελεσματικά τις συνθήκες μέτριας ηλιοφάνειας.

Οι απαιτήσεις κάθε φυτού καθορίζουν την επιλογή του φάσματος και της έντασης φωτός. Ενώ τα καρποφόρα φυτά μπορεί να χρειάζονται μεγαλύτερες εντάσεις για να διατηρήσουν τις περιόδους ανθοφορίας και καρποφορίας, τα φυλλώδη πράσινα αποδίδουν καλύτερα σε μέτριο φως.

Επιπλέον, οι αργές αλλαγές στην ένταση του φωτός που προσομοιώνουν την ανατολή και τη δύση του ηλίου είναι ευεργετικές για ορισμένες καλλιέργειες. Αυτές οι τροποποιήσεις, που επιτρέπονται από την αιχμή- τεχνολογία LED, μειώνουν πιθανούς στρεσογόνους παράγοντες και ενθαρρύνουν περισσότερους κύκλους οργανικής ανάπτυξης σε εσωτερικούς χώρους.

Συμπερασματικά, η ηλιοφάνεια εξακολουθεί να είναι η καλύτερη πηγή φωτός πλήρους-φάσματος που προάγει τη φυσική ανάπτυξη των φυτών, ακόμα κι αν τα φυτικά φώτα έχουν φέρει επανάσταση στη γεωργία εσωτερικού και αστικού χώρου, προσφέροντας αξιόπιστες και προσαρμόσιμες πηγές φωτός. Τα φώτα ανάπτυξης, ιδιαίτερα τα LED, είναι απαραίτητα σε ελεγχόμενες ρυθμίσεις, αλλά εξακολουθούν να μην έχουν την πλήρη εμβέλεια και την ένταση του ηλιακού φωτός. Τα φώτα ανάπτυξης θα γίνονται όλο και πιο χρήσιμα καθώς αναπτύσσεται η τεχνολογία, καθιστώντας τα απαραίτητα για τη σύγχρονη γεωργία, ειδικά σε αστικές περιοχές και{3}}με υψηλή πυκνότητα.

Led Grow Tube Lights