Er sólarljós eða LED ljós betra fyrir plöntur?

Eitt viðfangsefni sem heldur áfram að koma upp þegar landbúnaður innanhúss þróast er hvort LED ljós eða sólskin sé betra fyrir plöntur. Ræktunarljós eru mikil uppspretta áreiðanlegrar ljóss fyrir innanhússbúskap, vatnsræktun og landbúnað með stjórnað umhverfi (CEA). Þessi grein skoðar muninn á vaxtarljósum og náttúrulegu sólskini, hvernig þau hafa áhrif á vöxt plantna og hversu mikilvæg vaxtarljós eru fyrir nútíma landbúnað.

Allt ljósrófið sem þarf til ljóstillífunar-ferlið þar sem plöntur framleiða orku-er frá sólarljósi.

Sýnilegt litróf (400–700 nm) og víðar er hulið náttúrulegu sólarljósi, sem hefur bylgjulengdir allt frá útfjólubláu (UV) til innrauða (IR).

Vegna þess að það býður upp á jafnvægi orku fyrir mismunandi plöntustarfsemi, er breitt litróf þess fullkomið fyrir plöntuvöxt í náttúrulegum aðstæðum. Þó að rautt ljós stuðli að blómstrandi og ávaxtaframleiðslu, styður blátt ljós plöntur á hverju stigi þróunar með því að hvetja til samþjappaðs, öflugra lauf- og rótarkerfa.

Heilsa plantna er einnig undir áhrifum af sólskini og náttúrulegum breytingum. Plöntur verða seigurri vegna hægfara breytinga á ljósstyrk og litrófi sem eiga sér stað yfir daginn og árið.

Þó að of mikil útsetning fyrir sólarljósi geti verið skaðleg, styrkja UV geislar varnir plantna gegn sjúkdómum, sem leiðir til uppskeru sem er seigur.

Að auki stuðlar innrautt ljós að hlýnun vefja, sem hjálpar til við vöxt á veturna. Samkvæmt rannsóknum hvetur náttúrulegt sólskin til bestu mögulegu litarefnaframleiðslu, sem gefur afurðinni skæra liti, bætta bragði og aukið næringargildi.

Að vita „hvernig er ljós frá ræktunarperu frábrugðið sólarljósi“ gerir það auðveldara að skilja hvers vegna gervilýsing, sérstaklega LED, framleiðir venjulega sérstakar bylgjulengdir frekar en allt litrófið.

Með því að einbeita sér að rauðum og bláum bylgjulengdum, sem eru sérstaklega gagnlegar til að ýta undir ljóstillífun, gerir þessi sértækni einbeitt plöntuviðbrögð.

Með rauðum-bláum eða rauðum-bláum-langt-rauðum samsetningum sem hvetja til sérstakra eiginleika eins og þykkt laufblað, breitt laufsvæði og hröðum vaxtarlotum, hafa vísindin sem liggja til grundvallar þessum ljósu "uppskriftum" þróast.

Árangur þessara einbeittu litrófs hefur verið sýndur í fjölmörgum rannsóknum. Til dæmis hefur verið sýnt fram á að rauð og blá ljósdíóða flýta fyrir vaxtarhraða og styrk blaðgrænu í ræktun eins og gúrku og salati.

Blát ljós stuðlar að opnun munnhols, sem bætir CO2-inntöku, en rautt ljós virkjar ljósviðtakaprótein sem styðja við flóru.

Ræktendur geta stjórnað vaxtarbreytum til að framleiða æskilega eiginleika eins og stærri lauf, styttri innlenda og hraðari lífmassasöfnun með mismunandi ljósbylgjulengdum.

Hins vegar hafa mörg LED vaxtarljós ekki sömu UV og IR bylgjulengdir og sólskin. Ákveðnar plöntustarfsemi, eins og sjúkdómsþol og allt svið ljóstillífunarvirkni, getur verið takmarkað af þessum hlutum sem vantar.

Vegna þessa geta LED vaxtarljós ekki alveg líkt eftir náttúrulegu litrófinu og fíngerð áhrif sólarljóss á lögun og efnaskipti plantna, jafnvel þó þau geti bætt vöxt við ákveðnar aðstæður.

Efnið "getur vaxið ljós í stað sólarljóss" vekur athygli á erfiðleikum við að nota gervilýsingu til að líkja eftir styrkleika og litrófsfjölbreytileika sólarljóss.

Þó að ræktunarljós virki vel í stýrðum stillingum, gætu þau ekki fullnægt öllum þörfum plantna, sérstaklega þær sem eru vanar háu birtustigi. Aftur á móti býður sólarljós upp á óviðjafnanlega orkugjafa. Gúrkuplöntur, til dæmis, geta vaxið kröftuglega undir mikilli-sterkri LED-lýsingu, en þær geta samt stækkað meira og haft meiri ljóstillífunarhraða þegar þær verða fyrir náttúrulegu sólskini.

Að auki, ef ljósið inniheldur ekki ákveðin afbrigði eða hitauppstreymi, geta plöntur, sem verða fyrir stöðugri gervilýsingu, sýnt streituvísa eins og klórósu eða gulnun blaða.

Dægurtaktur plöntunnar, sem stjórnar vexti, næringarefnaneyslu og streituviðbrögðum, er undir áhrifum frá náttúrulegu dag-næturlotunni. Nema ákveðnar kveikja/slökkva hringrásir eða litrófslega fjölbreyttir ljósgjafar séu notaðir, geta vaxtarljós truflað þennan takt og að lokum leitt til minni gæði og heilsu.

Samkvæmt nýlegri rannsókn er sólskin ómissandi fyrir sumar tegundir og vaxtarstig, jafnvel þó að ræktunarljós séu áhrifarík fyrir stýrðan landbúnað. Plöntur sem eru fínstilltar fyrir útivistaraðstæður geta samt náð meiri orku í náttúrulegu sólarljósi.

Hvaða gerviljósategundir eru bestar fyrir plöntur?

LED vaxtarljós eru einstök meðal gerviljósa vegna lengri líftíma, orkusparnaðar og getu til að framleiða sérstakt litróf fyrir mismunandi plöntustig. Ræktendur geta stillt ljósuppskriftir í samræmi við vaxtarstig hverrar plöntu, frá gróðursælu til blómstrandi, þökk sé LED tækni.

Bláar ljósdíóðir auka gróður- og byggingarþroska, en rauðir ljósdíóður hvetja til blaðavaxtar og flóru. Extra langt-rautt ljós er sérstaklega gagnlegt fyrir tegundir með þykka blaðabyggingu vegna þess að það getur aukið lífmassaframleiðslu og stærð tjaldhimins.

Hver er kjörinn litur fyrir ræktunarljós? Sýnt hefur verið fram á að ákveðnar ljósasamsetningar, svo sem rauður-blár-hvítur, veita besta vaxtarhraða og litarefnisframleiðslu í ræktun eins og salati og kartöflum. Með því að samþætta rautt, grænt og blátt ljós veita hvítar LED-ljós breiðara litróf sem er líkara náttúrulegu sólarljósi. Vegna þess að hún gerir plöntum kleift að fara í gegnum ferla sem venjulega koma af stað af náttúrulegu sólarljósi, er þessi fulla-rófstækni að verða æ algengari í landbúnaði.

LED ræktunarljós eru fullkomin fyrir-eldisaðstöðu þar sem þau framleiða lítinn hita og hægt er að staðsetja þau nær plöntum án þess að brenna þær.

Það er mikilvægt að stjórna vandlega ljósstyrk, lengd og fjarlægð frá plöntum þegar ræktunarljós eru notuð í stað sólskins.

Samkvæmt rannsóknum þurfa plöntur venjulega 12–16 klukkustundir af gerviljósi á hverjum degi til að jafna orkuinntak frá sólskini. LED ljós sem eru staðsett og rétt stillt geta stuðlað að vexti innandyra og dregið úr streitu plantna.

Til að bæta vöxt, gæði og framleiðslu í ræktun eins og kartöflum, getur blanda af rauðum, bláum og langt-rauðum ljósdíóðum stillt á 100 μmól m²/s ljóstillífandi ljóseindaflæðisþéttleika (PPFD) í raun líkt eftir miðlungs sólskini.

Kröfur hverrar plöntu ákvarða val á ljósróf og styrkleika. Þó að ávaxtaplöntur gætu þurft meiri styrkleika til að viðhalda blómstrandi og ávaxtatímabilum, gengur laufgrænt best í hóflegu ljósi.

Að auki eru hægar breytingar á ljósstyrk sem líkja eftir sólarupprás og sólsetur gagnlegar fyrir sumar ræktun. Þessar breytingar, gerðar með háþróaðri-LED tækni, draga úr mögulegum streituþáttum og hvetja til fleiri lífrænna vaxtarlota innandyra.

Að lokum, sólskin heldur áfram að vera besta uppspretta fulls-rófsljóss sem stuðlar að náttúrulegum vexti plantna, jafnvel þótt ræktunarljós hafi gjörbylt landbúnaði innanhúss og borgar með því að bjóða upp á áreiðanlega og sérhannaðar ljósgjafa. Grow ljós, sérstaklega LED, eru nauðsynleg í stýrðum stillingum, en þau hafa samt ekki allt svið og styrkleika sólarljóss. Ræktunarljós verða sífellt gagnlegri eftir því sem tæknin þróast, sem gerir þau nauðsynleg fyrir nútíma landbúnað, sérstaklega í þéttbýli og háum-þéttleika.

Led Grow Tube Lights