Je li za biljke bolje sunčevo ili LED svjetlo?

Jedna tema koja se stalno pojavljuje kako se poljoprivreda u zatvorenom prostoru razvija je je li za biljke bolje LED svjetlo ili sunce. Svjetla za uzgoj glavni su izvor pouzdanog svjetla za uzgoj u zatvorenom prostoru, hidroponiku i poljoprivredu u kontroliranom okolišu (CEA). Ovaj članak ispituje razlike između svjetla za uzgoj i prirodnog sunca, kako one utječu na rast biljaka i koliko su svjetla za uzgoj važna za suvremenu poljoprivredu.

Potpuni spektar svjetlosti potreban za fotosintezu-proces kojim biljke proizvode energiju-osigurava sunčeva svjetlost.

Vidljivi spektar (400–700 nm) i dalje pokriven je prirodnom sunčevom svjetlošću, koja ima valne duljine u rasponu od ultraljubičastog (UV) do infracrvenog (IR).

Budući da nudi uravnoteženu energiju za različite aktivnosti biljaka, njegov široki spektar savršen je za rast biljaka u prirodnim okruženjima. Dok crveno svjetlo potiče cvjetanje i proizvodnju plodova, plavo svjetlo podržava biljke u svakoj fazi razvoja potičući kompaktno, robusno lišće i korijenski sustav.

Na zdravlje biljaka također utječe količina sunčeve svjetlosti i njezine prirodne varijacije. Biljke postaju otpornije kao rezultat sporih promjena u intenzitetu i spektru svjetlosti koje se događaju tijekom dana i godine.

Iako pretjerano izlaganje sunčevoj svjetlosti može biti štetno, UV zrake jačaju obranu biljaka od bolesti, što rezultira otpornijim žetvama.

Osim toga, infracrveno svjetlo potiče zagrijavanje tkiva, što pomaže u rastu zimi. Prema istraživanjima, prirodna sunčeva svjetlost potiče najbolju moguću proizvodnju pigmenta, što plodovima daje živopisne boje, bolji okus i povećanu hranjivu vrijednost.

Znajući "kako se svjetlost iz žarulje za uzgoj razlikuje od sunčeve svjetlosti" olakšava razumijevanje zašto umjetna rasvjeta, posebno LED, obično proizvodi određene valne duljine, a ne cijeli spektar.

Koncentriranjem na crvene i plave valne duljine, koje su posebno korisne za poticanje fotosinteze, ova selektivnost omogućuje fokusirane reakcije biljaka.

Uz crvene-plave ili crvene-plave-daleko-crvene kombinacije koje potiču posebne karakteristike kao što su gusto lišće, široka lisna površina i brzi ciklusi rasta, znanost koja stoji iza ovih svjetlosnih "recepata" je evoluirala.

Učinkovitost ovih fokusiranih spektara prikazana je u brojnim istraživanjima. Na primjer, dokazano je da crvene i plave LED diode ubrzavaju stopu rasta i koncentraciju klorofila u usjevima poput krastavaca i salate.

Plavo svjetlo potiče otvaranje stomaka, što poboljšava unos CO2, dok crveno svjetlo aktivira fotoreceptorske proteine koji podržavaju cvjetanje.

Uzgajivači mogu regulirati parametre rasta kako bi proizveli željena svojstva poput većeg lišća, kraćih internodija i bržeg nakupljanja biomase mijenjanjem valnih duljina svjetlosti.

Međutim, puno LED svjetiljki za uzgoj nema iste UV i IR valne duljine kao sunčeva svjetlost. Određene biljne funkcije, kao što je otpornost na bolesti i čitav raspon fotosintetske aktivnosti, mogu biti ograničene ovim komponentama koje nedostaju.

Zbog toga LED svjetla za uzgoj ne mogu u potpunosti oponašati prirodni spektar i suptilne utjecaje sunčeve svjetlosti na oblik i metabolizam biljke, iako mogu poboljšati rast pod određenim okolnostima.

Tema "mogu li rastuća svjetla zamijeniti sunčevu svjetlost" skreće pozornost na poteškoće u korištenju umjetne rasvjete za oponašanje intenziteta i spektralne raznolikosti sunčeve svjetlosti.

Iako svjetla za uzgoj dobro funkcioniraju u reguliranim uvjetima, možda neće moći u potpunosti zadovoljiti sve potrebe biljaka, osobito onih koje su navikle na visoku razinu osvjetljenja. Nasuprot tome, sunčeva svjetlost nudi neusporediv izvor energije. Biljke krastavaca, na primjer, mogu snažno rasti pod LED rasvjetom visokog-intenziteta, ali se još uvijek mogu više širiti i imati veću stopu fotosinteze kada su izložene prirodnom suncu.

Osim toga, ako svjetlo ne sadrži određene varijacije ili toplinske znakove, biljke podvrgnute stalnoj umjetnoj rasvjeti mogu pokazivati pokazatelje stresa kao što su kloroza ili žutilo lišća.

Cirkadijalni ritam biljke, koji kontrolira rast, unos hranjivih tvari i reakcije na stres, pod utjecajem je prirodnog dnevnog-noćnog ciklusa. Osim ako se ne koriste određeni ciklusi uključivanja/isključivanja ili spektralno različiti izvori svjetlosti, svjetla za uzgoj mogu poremetiti ovaj ritam, što na kraju rezultira smanjenom kvalitetom i zdravljem.

Prema nedavnoj studiji, sunce je neophodno za neke vrste i faze rasta, iako su svjetla za uzgoj učinkovita u kontroliranoj poljoprivredi. Biljke koje su optimizirane za vanjske uvjete ipak mogu postići veću vitalnost pod prirodnim sunčevim svjetlom.

Koje su vrste umjetnog svjetla najbolje za biljke?

LED svjetla za uzgoj jedinstvena su među umjetnim svjetlima zbog produljenog životnog vijeka, uštede energije i kapaciteta za proizvodnju specifičnog spektra za različite stadije biljke. Uzgajivači mogu prilagoditi recepte svjetla prema svakoj fazi rasta biljke, od vegetacije do cvatnje, zahvaljujući LED tehnologiji.

Plave LED diode pospješuju vegetativni i strukturni razvoj, dok crvene LED diode potiču rast lišća i cvjetanje. Posebno daleko-crveno svjetlo posebno je korisno za vrste s debelim lisnim strukturama jer može potaknuti proizvodnju biomase i veličinu krošnje.

Koja je idealna boja za rasvjetu? Dokazano je da određene kombinacije svjetla, kao što je crveno-plavo-bijelo, daju najbolje stope rasta i proizvodnju pigmenta u usjevima poput salate i krumpira. Integrirajući crveno, zeleno i plavo svjetlo, bijele LED diode daju širi spektar koji je sličniji prirodnom sunčevom svjetlu. Budući da omogućuje biljkama da prođu kroz procese koje inače pokreće prirodna sunčeva svjetlost, ova tehnika punog-spektra postaje sve češća u poljoprivredi.

LED svjetla za uzgoj savršena su-za poljoprivredne instalacije velike gustoće jer proizvode malo topline i mogu se postaviti bliže biljkama, a da ih ne spale.

Ključno je pažljivo kontrolirati intenzitet svjetla, trajanje i udaljenost od biljaka kada umjesto sunčeve svjetlosti koristite svjetla za rast.

Prema istraživanjima, biljkama je obično potrebno 12-16 sati umjetne svjetlosti svaki dan kako bi se izjednačio unos energije od sunčeve svjetlosti. LED svjetla koja su ispravno postavljena i podešena mogu pospješiti rast u zatvorenom prostoru i smanjiti stres biljaka.

Kako bi se poboljšao rast, kvaliteta i proizvodnja u usjevima kao što je krumpir, kombinacija crvenih, plavih i daleko-crvenih LED dioda prilagođenih na 100 μmol m²/s fotosintetske gustoće toka fotona (PPFD) može učinkovito simulirati uvjete umjerene sunčeve svjetlosti.

Zahtjevi svake biljke određuju izbor spektra i intenziteta svjetlosti. Dok će plodonosnim biljkama možda biti potreban veći intenzitet kako bi održale razdoblja cvatnje i plodonošenja, lisnato povrće najbolje uspijeva pri umjerenom svjetlu.

Osim toga, spore promjene u intenzitetu svjetla koje simuliraju izlazak i zalazak sunca korisne su za neke usjeve. Ove izmjene, omogućene vrhunskom-LED tehnologijom, smanjuju moguće stresore i potiču više ciklusa organskog rasta u zatvorenom prostoru.

Zaključno, sunčeva svjetlost je i dalje najbolji izvor svjetla punog -spektra koji potiče prirodni rast biljaka, čak iako su svjetla za uzgoj revolucionirala poljoprivredu u zatvorenom prostoru i u urbanoj poljoprivredi nudeći pouzdane i prilagodljive izvore svjetlosti. Svjetla za uzgoj, posebno LED, neophodna su u kontroliranim postavkama, ali još uvijek nemaju puni raspon i intenzitet sunčeve svjetlosti. Svjetla za uzgoj postat će sve korisnija kako se tehnologija bude razvijala, što će ih učiniti ključnim za suvremenu poljoprivredu, posebno u urbanim okruženjima-naseljenosti.

Led Grow Tube Lights