Kas päikesevalgus või LED valgus on taimedele parem?

Üks teema, mis toapõllumajanduse arenedes pidevalt päevakorda kerkib, on see, kas LED-valgus või päikesepaiste on taimedele parem. Kasvuvalgustid on siseruumides kasvatamise, hüdropoonika ja kontrollitud keskkonnaga põllumajanduse (CEA) peamine usaldusväärse valgusallikas. See artikkel uurib erinevusi kasvuvalgustite ja loodusliku päikesepaiste vahel, kuidas need mõjutavad taimede kasvu ja kui olulised on kasvuvalgustid kaasaegses põllumajanduses.

Päikesevalgus annab fotosünteesiks -taimede energiatootmise protsessiks- vajaliku valguse täieliku spektri.

Nähtav spekter (400–700 nm) ja kaugemalgi on kaetud loomuliku päikesevalgusega, mille lainepikkused ulatuvad ultraviolettkiirgusest (UV) infrapunani (IR).

Kuna see pakub tasakaalustatud energiat erinevateks taimede tegevusteks, on selle lai spekter ideaalne taimede kasvuks looduslikes tingimustes. Kui punane valgus soodustab õitsemist ja viljade tootmist, siis sinine valgus toetab taimi igas arenguetapis, soodustades kompaktset, tugevat lehestikku ja juurestikku.

Taimede tervist mõjutavad ka päikesepaiste hulk ja selle loomulikud variatsioonid. Taimed muutuvad vastupidavamaks valguse intensiivsuse ja spektri aeglaste muutuste tõttu, mis toimuvad kogu päeva ja aasta jooksul.

Kuigi liigne kokkupuude päikesevalgusega võib kahjustada, tugevdavad UV-kiired taimede kaitset haiguste vastu, mille tulemuseks on saak, mis on vastupidavam.

Lisaks soodustab infrapunavalgus kudede soojenemist, mis aitab talvel kasvule kaasa. Uuringute kohaselt soodustab looduslik päikesepaiste parimat võimalikku pigmendi tootmist, mis annab tootele erksad värvid, paremad maitsed ja kõrgema toiteväärtuse.

Teades, "kuidas erineb kasvupirni valgus päikesevalgusest", on lihtsam mõista, miks kunstlik valgustus, eriti LED-id, toodab tavaliselt teatud lainepikkusi, mitte kogu spektrit.

Keskendudes punastele ja sinistele lainepikkustele, mis on eriti kasulikud fotosünteesi edendamiseks, võimaldab see selektiivsus taimede fokuseeritud reaktsioone.

Punase-sinise või punase-sinise-kauge-punase kombinatsioonidega, mis soodustavad teatud omadusi, nagu paks lehestik, lai lehtede pindala ja kiired kasvutsüklid, on nende heledate "retseptide" aluseks olev teadus arenenud.

Nende fokuseeritud spektrite tõhusust on näidanud arvukad uuringud. Näiteks on näidatud, et punased ja sinised LED-id kiirendavad klorofülli kasvukiirust ja kontsentratsiooni sellistes põllukultuurides nagu kurk ja salat.

Sinine valgus soodustab kõhuõõne avanemist, mis parandab CO2 omastamist, punane valgus aga aktiveerib õitsemist toetavad fotoretseptori valgud.

Kasvatajad saavad reguleerida kasvuparameetreid, et saada soovitud tunnuseid, nagu suuremad lehed, lühemad sõlmedevahelised sõlmed ja kiirem biomassi kogunemine, muutes valguse lainepikkusi.

Paljudel LED-valgustitel ei ole aga sama UV- ja IR-lainepikkus kui päikesepaistel. Need puuduvad komponendid võivad piirata teatud taimede funktsioone, nagu haiguskindlus ja kogu fotosünteesi aktiivsus.

Seetõttu ei suuda LED-kasvuvalgustid täielikult jäljendada loomulikku spektrit ja päikesevalguse peent mõju taimekujule ja ainevahetusele, kuigi need võivad teatud tingimustel kasvu parandada.

Teema "kas tuled võivad asendada päikesevalgust" juhib tähelepanu raskustele kunstliku valgustuse kasutamisel päikesevalguse intensiivsuse ja spektraalse mitmekesisuse jäljendamiseks.

Kuigi kasvuvalgustid töötavad hästi reguleeritud seadetes, ei pruugi need täielikult rahuldada taimede kõiki vajadusi, eriti nende vajadusi, mis on harjunud kõrge valgustasemega. Seevastu päikesevalgus pakub võrreldamatut energiaallikat. Näiteks kurgitaimed võivad tugeva-intensiivsusega LED-valgustuse korral jõudsalt kasvada, kuid loodusliku päikesevalguse käes võivad nad siiski ulatuslikumalt laieneda ja neil on suurem fotosünteesikiirus.

Lisaks, kui valgus ei sisalda teatud variatsioone või termilisi näpunäiteid, võivad pideva kunstliku valgustusega taimedel ilmneda stressinäitajad, nagu kloroos või lehtede kollasus.

Taime ööpäevarütmi, mis kontrollib kasvu, toitainete tarbimist ja stressireaktsioone, mõjutab loomulik päevane{0}}öine tsükkel. Kui ei kasutata teatud sisse- ja väljalülitamistsükleid või spektraalselt erinevaid valgusallikaid, võivad kasvuvalgustid selle rütmi rikkuda, mille tulemuseks on lõpuks kvaliteedi ja tervise halvenemine.

Hiljutise uuringu kohaselt on päikesepaiste mõnede liikide ja kasvufaaside jaoks asendamatu, kuigi kasvuvalgustid on kontrollitud põllumajanduses tõhusad. Välitingimuste jaoks optimeeritud taimed võivad loomuliku päikesevalguse käes siiski saavutada suurema elujõu.

Millised kunstliku valguse tüübid on taimede jaoks parimad?

LED-kasvuvalgustid on tehisvalgustite seas ainulaadsed, kuna neil on pikem eluiga, energiasäästlikkus ja võime toota spetsiifilist spektrit erinevate taimefaaside jaoks. Tänu LED-tehnoloogiale saavad kasvatajad kohandada valgusretsepte vastavalt iga taime kasvufaasile, alates vegetatiivsest kuni õitsemiseni.

Sinised LED-id soodustavad vegetatiivset ja struktuurilist arengut, punased aga lehtede kasvu ja õitsemist. Eriti kaugel{1}}punane valgus on eriti kasulik paksude lehtede struktuuriga liikide puhul, kuna see võib suurendada biomassi tootmist ja võra suurust.

Mis on ideaalne kasvuvalguse värv? On näidatud, et teatud valguse kombinatsioonid, nagu punane{0}}sinine-valge, tagavad parima kasvukiiruse ja pigmenditootmise sellistes põllukultuurides nagu salat ja kartul. Punase, rohelise ja sinise valguse integreerimisega pakuvad valged LED-id laiemat spektrit, mis on rohkem sarnane loomuliku päikesevalgusega. Kuna see võimaldab taimedel läbida protsesse, mida tavaliselt käivitab loomulik päikesevalgus, muutub see täisspektriga tehnika põllumajanduses üha tavalisemaks.

LED-kasvatusvalgustid sobivad suurepäraselt{0}}suure tihedusega põlluharimiseks, kuna need toodavad vähe soojust ja neid saab paigutada taimedele lähemale ilma neid põletamata.

Kasvuvalgustite kasutamisel päikesepaiste asemel on ülioluline hoolikalt kontrollida valguse intensiivsust, kestust ja kaugust taimedest.

Uuringute kohaselt vajavad taimed tavaliselt iga päev 12–16 tundi kunstlikku valgust, et võrdsustada päikesepaistest saadava energiaga. Õigesti paigutatud ja häälestatud LED-tuled võivad soodustada kasvu siseruumides ja vähendada taimede stressi.

Põllukultuuride, näiteks kartulite, kasvu, kvaliteedi ja toodangu parandamiseks võib punaste, siniste ja kaug{0}}punaste LED-ide kombinatsioon, mis on reguleeritud 100 μmol m²/s fotosünteetilise fotonivoo tihedusele (PPFD), tõhusalt simuleerida mõõdukaid päikesepaistelisi tingimusi.

Iga taime nõuded määravad valguse spektri ja intensiivsuse valiku. Kui viljataimed võivad õitsemise ja viljaperioodi säilitamiseks vajada suuremat intensiivsust, siis lehtroheline toimib kõige paremini mõõdukas valguses.

Lisaks on mõnede põllukultuuride puhul kasulikud aeglased muutused valguse intensiivsuses, mis simuleerivad päikesetõusu ja -loojangut. Need muudatused, mida võimaldab tipptasemel-LED-tehnoloogia, vähendavad võimalikke stressoreid ja soodustavad siseruumides orgaanilisemaid kasvutsükleid.

Kokkuvõtteks võib öelda, et päikesepaiste on jätkuvalt parim täisspektriga valguse allikas, mis soodustab taimede loomulikku kasvu, isegi kui kasvuvalgustid on muutnud sise- ja linnapõllumajanduses revolutsiooni, pakkudes töökindlaid ja kohandatavaid valgusallikaid. Kasvuvalgustid, eriti LED-id, on kontrollitud seadetes olulised, kuid neil ei ole siiski täielikku päikesevalguse ulatust ja intensiivsust. Kasvuvalgustid muutuvad tehnoloogia arenedes üha kasulikumaks, muutes need tänapäevase põllumajanduse jaoks hädavajalikuks, eriti linnades ja suure-tihedusega.

Led Grow Tube Lights