تحديات الإضاءة LED في البستنة

وبطبيعة الحال، هناك تحديات في أي تكنولوجيا ناشئة، وهناك تحديات في الإضاءة البستانية القائمة على LED. في الوقت الحاضر، لا تزال تجربة تكنولوجيا الإضاءة ذات الحالة الصلبة ضحلة للغاية. حتى علماء البستنة الذين عملوا لسنوات عديدة ما زالوا يدرسون "الصيغة الخفيفة" للنباتات. بعض هذه "الصيغ" الجديدة غير ممكنة في الوقت الحاضر.

غالبًا ما يتم تصنيف الشركات المصنعة للإضاءة الآسيوية على أنها منتجات ميسورة التكلفة ولكن منخفضة التكلفة، ويفتقر العديد من المنتجات المنخفضة الجودة في السوق إلى الشهادات ذات الصلة مثل تصنيفات UL، بالإضافة إلى تقارير وحدات الإنارة LM-79 وتقارير LM-80 LED. حاول العديد من المزارعين نشر إضاءة LED في وقت مبكر، لكنهم شعروا بالإحباط بسبب الأداء الضعيف لوحدة الإنارة، لذلك لا تزال مصابيح الصوديوم عالية الضغط هي المعيار الذهبي في الصناعة.

بالطبع، هناك العديد من منتجات إضاءة LED عالية الجودة في السوق. ومع ذلك، لا يزال مزارعو البستنة والزهور بحاجة إلى مقاييس أفضل تتعلق بالتطبيق. على سبيل المثال، بدأت لجنة الإضاءة الزراعية التابعة للجمعية الأمريكية للمهندسين الزراعيين والبيولوجيين (ASABE) في تطوير مقاييس موحدة في عام 2015. ويأخذ هذا العمل في الاعتبار المقاييس المتعلقة بطيف PAR (الإشعاع النشط ضوئيًا). يتم تعريف نطاق PAR عادةً على أنه النطاق الطيفي الذي يتراوح بين 400-700 نانومتر، حيث تقوم الفوتونات بدفع عملية التمثيل الضوئي بشكل فعال. تشمل المقاييس الشائعة المرتبطة بـ PAR تدفق الفوتون الضوئي (PPF) وكثافة تدفق الفوتون الضوئي (PPFD).

وصفة والمقاييس

تتشابك "الوصفة" والمقاييس لأن المزارع يحتاج إلى مقاييس لتحديد ما إذا كانت وحدة إنارة النبات توفر توزيع الكثافة والطاقة الطيفية (SPD)، والذي يتضمن "الوصفة".

ركزت الأبحاث المبكرة على علاقة امتصاص الكلوروفيل بالطاقة الطيفية، حيث أن الكلوروفيل هو مفتاح عملية التمثيل الضوئي. وقد أظهرت الدراسات المخبرية أن قمم الطاقة في الطيفين الأزرق والأحمر تتطابق مع قمم الامتصاص، بينما لا تظهر الطاقة الخضراء أي امتصاص. أدت الأبحاث المبكرة إلى زيادة المعروض من تركيبات الإضاءة الوردية أو الأرجوانية في السوق.

ومع ذلك، فقد ركز التفكير الحالي على الإضاءة التي توفر ذروة الطاقة في الطيف الأزرق والأحمر، ولكنها في نفس الوقت تبعث طيفًا واسعًا من الإضاءة مثل ضوء الشمس.

الضوء الأبيض مهم جدا

إن استخدام مصابيح النمو LED باللونين الأحمر والأزرق فقط أمر قديم جدًا. عندما ترى منتجًا بهذا الطيف، فهو يعتمد على العلوم القديمة وغالبًا ما يُساء فهمه. السبب وراء اختيار الناس للون الأزرق والأحمر هو أن قمم الطول الموجي تتوافق مع منحنيات الامتصاص للكلوروفيل أ و ب المنفصلين في أنبوب الاختبار. نحن نعلم اليوم أن جميع الأطوال الموجية للضوء في نطاق PAR مفيدة في عملية التمثيل الضوئي. لا شك أن الطيف مهم، لكنه يرتبط بمورفولوجيا النبات مثل الحجم والشكل.

يمكننا التأثير على ارتفاع النباتات وازدهارها عن طريق تغيير الطيف. يقوم بعض المزارعين باستمرار بضبط شدة الضوء وSPD لأن النباتات لديها شيء مشابه لإيقاع الساعة البيولوجية، ومعظم النباتات لديها إيقاعات فريدة ومتطلبات "صياغة".

قد يكون المزيج الرئيسي باللونين الأحمر والأزرق جيدًا نسبيًا للخضروات الورقية مثل الخس. لكنه قال أيضًا أنه بالنسبة للنباتات المزهرة، بما في ذلك الطماطم، تكون الشدة أقوى من الطيف الخاص، 90% من الطاقة في مصباح الصوديوم عالي الضغط موجودة في المنطقة الصفراء، واللومن في مصابيح البستنة للنباتات المزهرة (lm) )، lux (lx) وقد تكون الفعالية أكثر دقة من المقاييس المتمركزة على PAR.

يستخدم الخبراء 90% من مصابيح LED البيضاء المحولة بالفوسفور في وحدات الإنارة الخاصة بهم، والباقي عبارة عن مصابيح LED حمراء أو حمراء بعيدة، وتوفر الإضاءة الزرقاء المستندة إلى LED البيضاء كل الطاقة الزرقاء اللازمة للإنتاج الأمثل.