ความท้าทายในการใช้ไฟ LED ในการปลูกพืชสวน

แน่นอนว่าเทคโนโลยีเกิดใหม่ย่อมมีความท้าทาย และมีความท้าทายในระบบไฟ LED สำหรับพืชสวน ปัจจุบันประสบการณ์ด้านเทคโนโลยีไฟส่องสว่างโซลิดสเตตยังตื้นเขินมาก แม้แต่นักวิทยาศาสตร์ด้านพืชสวนที่ทำงานมาหลายปีก็ยังศึกษา "สูตรแสง" ของพืชอยู่ “สูตร” ใหม่บางส่วนยังไม่สามารถทำได้ในปัจจุบัน

ผู้ผลิตระบบไฟส่องสว่างในเอเชียมักถูกมองว่าเป็นผลิตภัณฑ์ราคาประหยัดแต่มีราคาต่ำ และผลิตภัณฑ์ระดับล่างจำนวนมากในตลาดขาดการรับรองที่เกี่ยวข้อง เช่น การจัดอันดับ UL รวมถึงรายงานโคมไฟ LM-79 และรายงาน LED LM-80 เกษตรกรผู้ปลูกหลายรายพยายามปรับใช้ระบบไฟ LED ตั้งแต่เนิ่นๆ แต่รู้สึกหงุดหงิดกับประสิทธิภาพที่ไม่ดีของตัวโคมไฟ ดังนั้นหลอดโซเดียมความดันสูงจึงยังคงเป็นมาตรฐานทองคำในอุตสาหกรรม

แน่นอนว่ามีผลิตภัณฑ์แสงสว่างสำหรับปลูกพืช LED คุณภาพสูงมากมายในท้องตลาด อย่างไรก็ตาม ผู้ปลูกพืชสวนและดอกไม้ยังคงต้องการตัวชี้วัดที่ดีกว่าที่เกี่ยวข้องกับการใช้งาน ตัวอย่างเช่น คณะกรรมการการให้แสงสว่างทางการเกษตรของสมาคมวิศวกรการเกษตรและชีววิทยาแห่งอเมริกา (ASABE) เริ่มพัฒนาตัวชี้วัดที่เป็นมาตรฐานในปี 2015 งานนี้กำลังพิจารณาตัวชี้วัดที่เกี่ยวข้องกับสเปกตรัม PAR (การแผ่รังสีที่สังเคราะห์ด้วยแสง) โดยทั่วไปช่วง PAR จะถูกกำหนดให้เป็นแถบสเปกตรัม 400-700 นาโนเมตร โดยที่โฟตอนจะขับเคลื่อนการสังเคราะห์ด้วยแสงอย่างแข็งขัน หน่วยวัดทั่วไปที่เกี่ยวข้องกับ PAR ได้แก่ โฟตอนที่สังเคราะห์ด้วยแสง (PPF) และความหนาแน่นของโฟตอนที่สังเคราะห์ด้วยแสง (PPFD)

สูตรและหน่วยเมตริก

“สูตร” และหน่วยวัดมีความเกี่ยวพันกันเนื่องจากผู้ปลูกต้องการหน่วยวัดเพื่อระบุว่าโคมไฟของโรงงานให้ความเข้มและการกระจายพลังงานสเปกตรัม (SPD) ซึ่งรวมถึง “สูตร” ด้วยหรือไม่

การวิจัยเบื้องต้นมุ่งเน้นไปที่ความสัมพันธ์ของการดูดซับคลอโรฟิลล์กับพลังงานสเปกตรัม เนื่องจากคลอโรฟิลล์เป็นกุญแจสำคัญในกระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสง การศึกษาในห้องปฏิบัติการแสดงให้เห็นว่าจุดสูงสุดของพลังงานในสเปกตรัมสีน้ำเงินและสีแดงตรงกับจุดสูงสุดของการดูดกลืนแสง ในขณะที่พลังงานสีเขียวไม่แสดงการดูดซึมเลย การวิจัยเบื้องต้นส่งผลให้มีโคมไฟสีชมพูหรือสีม่วงล้นตลาด

อย่างไรก็ตาม ความคิดในปัจจุบันมุ่งเน้นไปที่การส่องสว่างที่ให้พลังงานสูงสุดในสเปกตรัมสีน้ำเงินและสีแดง แต่ในขณะเดียวกันก็ปล่อยสเปกตรัมการส่องสว่างในวงกว้างเช่นแสงแดด

แสงสีขาวมีความสำคัญมาก

การใช้เฉพาะไฟ LED เติบโตสีแดงและสีน้ำเงินนั้นค่อนข้างล้าสมัย เมื่อคุณเห็นผลิตภัณฑ์ที่มีสเปกตรัมนี้ มันขึ้นอยู่กับวิทยาศาสตร์ที่เก่าแก่และมักจะถูกเข้าใจผิด เหตุผลที่ผู้คนเลือกสีน้ำเงินและสีแดงก็เนื่องมาจากจุดสูงสุดของความยาวคลื่นเหล่านี้สอดคล้องกับเส้นโค้งการดูดกลืนแสงของคลอโรฟิลล์ a และ b ที่แยกออกจากกันในหลอดทดลอง เรารู้ในปัจจุบันว่าความยาวคลื่นของแสงทั้งหมดในช่วง PAR มีประโยชน์ในการขับเคลื่อนการสังเคราะห์ด้วยแสง ไม่ต้องสงสัยเลยว่าสเปกตรัมมีความสำคัญ แต่เกี่ยวข้องกับสัณฐานวิทยาของพืช เช่น ขนาดและรูปร่าง

เราสามารถมีอิทธิพลต่อความสูงและการออกดอกของพืชได้โดยการเปลี่ยนสเปกตรัม ผู้ปลูกบางรายปรับความเข้มของแสงและ SPD อย่างต่อเนื่อง เนื่องจากพืชมีจังหวะที่คล้ายกับจังหวะการเต้นของหัวใจ และพืชส่วนใหญ่มีจังหวะและข้อกำหนด "การกำหนดสูตร" ที่เป็นเอกลักษณ์

การผสมสีแดงและสีน้ำเงินหลักอาจค่อนข้างดีสำหรับผักใบเช่นผักกาดหอม แต่เขายังกล่าวด้วยว่าสำหรับพืชดอก รวมถึงมะเขือเทศ ความเข้มจะแข็งแกร่งกว่าสเปกตรัมพิเศษ พลังงาน 90% ในหลอดโซเดียมความดันสูงอยู่ในพื้นที่สีเหลือง และลูเมนในโคมไฟพืชสวนพืชดอก (lm ), ลักซ์ (lx) และประสิทธิภาพอาจมีความแม่นยำมากกว่าการวัดแบบเน้น PAR

ผู้เชี่ยวชาญใช้ไฟ LED สีขาวที่แปลงฟอสเฟอร์ 90% ในโคมไฟ โดยส่วนที่เหลือเป็นไฟ LED สีแดงหรือสีแดงไกล และการส่องสว่างสีน้ำเงินที่ใช้ LED สีขาวให้พลังงานสีน้ำเงินทั้งหมดที่จำเป็นสำหรับการผลิตที่เหมาะสมที่สุด