Ar saulės šviesa ar LED šviesa geriau augalams?

Viena iš temų, kylančių plėtojant patalpų žemdirbystę, yra tai, ar augalams geriau tinka LED šviesa ar saulė. Grow žibintai yra pagrindinis patikimos šviesos šaltinis patalpų ūkininkavimui, hidroponikai ir kontroliuojamos aplinkos žemės ūkiui (CEA). Šiame straipsnyje nagrinėjami skirtumai tarp augančių šviesų ir natūralios saulės šviesos, kaip jie veikia augalų augimą ir kokia svarbi auginimo lemputė šiuolaikiniam žemės ūkiui.

Visą šviesos spektrą, reikalingą fotosintezei-procesui, kurio metu augalai gamina energiją,-pateikia saulės šviesa.

Matomąjį spektrą (400–700 nm) ir toliau dengia natūrali saulės šviesa, kurios bangos ilgiai svyruoja nuo ultravioletinių (UV) iki infraraudonųjų (IR).

Kadangi jis siūlo subalansuotą energiją įvairiai augalų veiklai, platus spektras puikiai tinka augalų augimui natūralioje aplinkoje. Nors raudona šviesa skatina žydėjimą ir vaisių augimą, mėlyna šviesa palaiko augalus kiekviename vystymosi etape, skatindama kompaktišką, tvirtą lapiją ir šaknų sistemas.

Augalų sveikatai taip pat turi įtakos saulės spindulių kiekis ir natūralūs jos kitimai. Augalai tampa atsparesni dėl lėtų šviesos intensyvumo ir spektro pokyčių, vykstančių per dieną ir metus.

Nors per didelis saulės spindulių poveikis gali būti žalingas, UV spinduliai sustiprina augalų apsaugą nuo ligų, todėl derlius tampa atsparesnis.

Be to, infraraudonoji šviesa skatina audinių atšilimą, o tai padeda augti žiemą. Remiantis tyrimais, natūrali saulės šviesa skatina geriausią įmanomą pigmento gamybą, o tai suteikia produktams ryškias spalvas, pagerina skonį ir padidina maistinę vertę.

Žinant, „kuo skiriasi augančios lemputės šviesa nuo saulės šviesos“, lengviau suprasti, kodėl dirbtinis apšvietimas, ypač šviesos diodai, paprastai sukuria tam tikrus bangos ilgius, o ne visą spektrą.

Sutelkiant dėmesį į raudonos ir mėlynos bangos ilgius, kurie yra ypač naudingi fotosintezei skatinti, šis selektyvumas įgalina fokusuotą augalų atsaką.

Su raudonos-mėlynos arba raudonos-mėlynos-tolios{3}}raudonos deriniais, skatinančiais tam tikras savybes, tokias kaip stora lapija, platus lapų plotas ir greiti augimo ciklai, mokslas, kuriuo grindžiami šie šviesūs „receptai“, išsivystė.

Šių fokusuotų spektrų efektyvumas buvo įrodytas daugybe tyrimų. Pavyzdžiui, buvo įrodyta, kad raudoni ir mėlyni šviesos diodai pagreitina chlorofilo augimo greitį ir koncentraciją pasėliuose, tokiuose kaip agurkai ir salotos.

Mėlyna šviesa skatina dantų atsivėrimą, o tai pagerina CO2 įsisavinimą, o raudona šviesa aktyvuoja fotoreceptorių baltymus, kurie palaiko žydėjimą.

Augintojai gali reguliuoti augimo parametrus, kad gautų norimus bruožus, pvz., didesnius lapus, trumpesnius tarpubamblius ir greitesnį biomasės kaupimąsi, keisdami šviesos bangos ilgius.

Tačiau daugelis LED lempučių neturi tokių pačių UV ir IR bangų ilgių kaip saulės spinduliai. Dėl šių trūkstamų komponentų gali būti apribotos tam tikros augalų funkcijos, pvz., atsparumas ligoms ir visas fotosintezės aktyvumas.

Dėl šios priežasties LED auginimo lemputės negali visiškai imituoti natūralaus spektro ir subtilaus saulės spindulių poveikio augalų formai ir medžiagų apykaitai, nors tam tikromis aplinkybėmis jie gali pagerinti augimą.

Tema „Gali auginti šviesas pakeisti saulės šviesą“ atkreipia dėmesį į sunkumus naudojant dirbtinį apšvietimą siekiant imituoti saulės šviesos intensyvumą ir spektrinę įvairovę.

Nors auginimo lemputės gerai veikia reguliuojamoje aplinkoje, jos gali ne visiškai patenkinti visų augalų poreikių, ypač tų, kurie yra įpratę prie didelio apšvietimo. Priešingai, saulės šviesa yra neprilygstamas energijos šaltinis. Pavyzdžiui, agurkų augalai gali tvirtai augti esant didelio-intensyvumo LED apšvietimui, tačiau jie vis tiek gali plėstis plačiau ir turėti didesnį fotosintezės greitį, kai yra veikiami natūralios saulės.

Be to, jei šviesoje nėra tam tikrų svyravimų ar šiluminių signalų, augalams, kuriems taikomas nuolatinis dirbtinis apšvietimas, gali atsirasti streso požymių, tokių kaip chlorozė arba lapų pageltimas.

Augalo cirkadinį ritmą, kuris kontroliuoja augimą, maistinių medžiagų suvartojimą ir streso reakcijas, įtakoja natūralus dienos{0}}nakties ciklas. Jei nenaudojami tam tikri įjungimo/išjungimo ciklai arba spektriškai įvairūs šviesos šaltiniai, augančios lemputės gali sutrikdyti šį ritmą, o tai galiausiai pablogins kokybę ir sveikatą.

Remiantis neseniai atliktais tyrimais, saulė yra būtina kai kurioms rūšims ir augimo fazėms, nors auginimo lemputės yra veiksmingos kontroliuojamam žemės ūkiui. Augalai, kurie yra optimizuoti lauko sąlygoms, vis tiek gali pasiekti didesnį gyvybingumą esant natūraliai saulės šviesai.

Kokie dirbtinės šviesos tipai geriausiai tinka augalams?

LED auginimo lemputės yra unikalios tarp dirbtinių šviestuvų dėl ilgesnės eksploatavimo trukmės, energijos taupymo ir gebėjimo gaminti specifinį spektrą įvairioms augalų stadijoms. Dėl LED technologijos augintojai gali pritaikyti šviesos receptus pagal kiekvieno augalo augimo tarpsnį – nuo vegetatyvinio iki žydėjimo.

Mėlyni šviesos diodai skatina vegetatyvinį ir struktūrinį vystymąsi, o raudoni šviesos diodai skatina lapų augimą ir žydėjimą. Itin toli{1}}raudona šviesa ypač naudinga rūšims, kurių lapų struktūra stora, nes ji gali padidinti biomasės gamybą ir padidinti vainiko dydį.

Kokia yra ideali augimo šviesos spalva? Įrodyta, kad tam tikri šviesos deriniai, pvz., raudona{0}}mėlyna-balta, užtikrina geriausią augimo greitį ir pigmento gamybą tokiose kultūrose kaip salotos ir bulvės. Integruodami raudoną, žalią ir mėlyną šviesą, balti šviesos diodai suteikia platesnį spektrą, panašesnį į natūralios saulės šviesos spektrą. Kadangi tai leidžia augalams pereiti procesus, kuriuos paprastai sukelia natūrali saulės šviesa, ši viso{4}}spektro technika žemės ūkyje tampa vis labiau paplitusi.

LED auginimo lemputės puikiai tinka didelio{0}}tankumo ūkininkavimui, nes gamina mažai šilumos ir gali būti arčiau augalų jų nesudeginant.

Labai svarbu atidžiai kontroliuoti šviesos intensyvumą, trukmę ir atstumą nuo augalų, kai vietoje saulės spindulių naudojami auginimo žibintai.

Remiantis tyrimais, augalams paprastai reikia 12–16 valandų dirbtinės šviesos kiekvieną dieną, kad atitiktų saulės energijos suvartojimą. Teisingai išdėstytos ir sureguliuotos LED lemputės gali skatinti augimą patalpose ir sumažinti augalų stresą.

Siekiant pagerinti pasėlių, pvz., bulvių, augimą, kokybę ir produkciją, raudonų, mėlynų ir toli{0}}raudonų šviesos diodų derinys, pritaikytas 100 μmol m²/s fotosintetinių fotonų srauto tankiui (PPFD), gali veiksmingai imituoti vidutines saulės sąlygas.

Kiekvieno augalo reikalavimai lemia šviesos spektro ir intensyvumo pasirinkimą. Nors vaisiniams augalams gali prireikti didesnio intensyvumo, kad išlaikytų žydėjimo ir derėjimo periodus, lapiniai žalumynai geriausiai tinka esant vidutiniam apšvietimui.

Be to, kai kurioms kultūroms naudingi lėti šviesos intensyvumo pokyčiai, imituojantys saulėtekį ir saulėlydį. Šios modifikacijos, kurias įgalina pažangiausia-LED technologija, sumažina galimus streso veiksnius ir skatina organiškesnius augimo ciklus patalpose.

Apibendrinant galima pasakyti, kad saulė ir toliau yra geriausias viso -spektro šviesos šaltinis, skatinantis natūralų augalų augimą, net jei augantys žibintai padarė revoliuciją patalpų ir miesto žemės ūkyje, siūlydami patikimus ir pritaikomus šviesos šaltinius. Augimo lemputės, ypač šviesos diodai, yra būtinos kontroliuojamuose nustatymuose, tačiau jie vis tiek neturi viso saulės spindulių diapazono ir intensyvumo. Tobulėjant technologijoms, auginimo lemputės taps vis naudingesnės, todėl jos bus būtinos šiuolaikiniame žemės ūkyje, ypač mieste ir didelio tankumo{3}}nustatymuose.

Led Grow Tube Lights