أحد المواضيع التي تستمر في الظهور مع تطور الزراعة الداخلية هو ما إذا كان ضوء LED أو ضوء الشمس أفضل للنباتات. تعد مصابيح النمو مصدرًا رئيسيًا للضوء الموثوق به للزراعة الداخلية والزراعة المائية والزراعة البيئية الخاضعة للرقابة (CEA). تتناول هذه المقالة الاختلافات بين أضواء النمو وأشعة الشمس الطبيعية، وكيفية تأثيرها على نمو النبات، ومدى أهمية أضواء النمو للزراعة المعاصرة.
ما هي تأثيرات ضوء الشمس ومزايا نمو النبات؟
الطيف الكامل للضوء المطلوب لعملية التمثيل الضوئي-وهي العملية التي تنتج النباتات من خلالها الطاقة-يتم توفيره بواسطة ضوء الشمس.
يتم تغطية الطيف المرئي (400-700 نانومتر) وما بعده بأشعة الشمس الطبيعية، والتي تتراوح أطوالها الموجية من الأشعة فوق البنفسجية (UV) إلى الأشعة تحت الحمراء (IR).
نظرًا لأنه يوفر طاقة متوازنة للأنشطة النباتية المختلفة، فإن نطاقه الواسع مثالي لنمو النباتات في البيئات الطبيعية. في حين أن الضوء الأحمر يعزز الإزهار وإنتاج الفاكهة، فإن الضوء الأزرق يدعم النباتات في كل مرحلة من مراحل التطور من خلال تشجيع أنظمة أوراق الشجر والجذور المدمجة والقوية.
تتأثر صحة النبات أيضًا بكمية أشعة الشمس وتغيراتها الطبيعية. تصبح النباتات أكثر مرونة نتيجة للتغيرات البطيئة في شدة الضوء والطيف التي تحدث على مدار اليوم والسنة.
على الرغم من أن التعرض المفرط لأشعة الشمس يمكن أن يكون ضارًا، إلا أن الأشعة فوق البنفسجية تقوي دفاعات النبات ضد الأمراض، مما يؤدي إلى محاصيل أكثر مرونة.
بالإضافة إلى ذلك، تعمل الأشعة تحت الحمراء على تعزيز تدفئة الأنسجة، مما يساعد على النمو في الشتاء. وفقًا للأبحاث، فإن أشعة الشمس الطبيعية تشجع على إنتاج أفضل الأصباغ الممكنة، مما يمنح المنتجات ألوانًا زاهية ونكهات محسنة وقيمة غذائية متزايدة.
ما الذي يميز ضوء الشمس عنتنمو لمبة الضوء؟
إن معرفة "كيف يختلف الضوء الصادر عن لمبة النمو عن ضوء الشمس" يجعل من السهل فهم سبب إنتاج الإضاءة الاصطناعية، وخاصة مصابيح LED، عادةً أطوال موجية معينة بدلاً من الطيف بأكمله.
ومن خلال التركيز على الأطوال الموجية الحمراء والزرقاء، والتي تعتبر مفيدة بشكل خاص لتعزيز عملية التمثيل الضوئي، تتيح هذه الانتقائية استجابات مركزة للنبات.
من خلال تركيبات اللون الأحمر-الأزرق أو الأحمر-الأزرق-الأحمر البعيد- التي تشجع خصائص معينة مثل أوراق الشجر الكثيفة ومساحة الأوراق الواسعة ودورات النمو السريعة، تطور العلم الذي يقوم عليه "وصفات" الضوء هذه.
وقد تم إثبات فعالية هذه الأطياف المركزة في العديد من الأبحاث. على سبيل المثال، ثبت أن مصابيح LED الحمراء والزرقاء تعمل على تسريع معدل النمو وتركيز الكلوروفيل في محاصيل مثل الخيار والخس.
يعزز الضوء الأزرق فتح الثغور، مما يحسن امتصاص ثاني أكسيد الكربون، بينما ينشط الضوء الأحمر البروتينات المستقبلة للضوء التي تدعم الإزهار.
يمكن للمزارعين تنظيم معايير النمو لإنتاج السمات المرغوبة مثل الأوراق الأكبر حجمًا، والأجزاء الداخلية الأقصر، وتراكم الكتلة الحيوية بشكل أسرع عن طريق تغيير أطوال موجات الضوء.
ومع ذلك، فإن الكثير من مصابيح النمو LED لا تحتوي على نفس الأطوال الموجية للأشعة فوق البنفسجية والأشعة تحت الحمراء مثل أشعة الشمس. قد تكون بعض وظائف النبات، مثل مقاومة الأمراض ونطاق نشاط التمثيل الضوئي بأكمله، مقيدة بهذه المكونات المفقودة.
ولهذا السبب، لا يمكن لمصابيح النمو LED أن تحاكي تمامًا الطيف الطبيعي والتأثيرات الدقيقة لأشعة الشمس على شكل النبات والتمثيل الغذائي، على الرغم من أنها يمكن أن تحسن النمو في ظل ظروف معينة.
هل يمكن استبدال ضوء الشمس بأضواء النمو؟ هل تحتاج النباتات لضوء الشمس؟
ويلفت موضوع "هل يمكن للأضواء أن تحل محل ضوء الشمس" الانتباه إلى الصعوبات في استخدام الإضاءة الاصطناعية لتقليد شدة ضوء الشمس وتنوعه الطيفي.
على الرغم من أن مصابيح النمو تعمل بشكل جيد في البيئات المنظمة، إلا أنها قد لا تكون قادرة على تلبية جميع احتياجات النباتات بشكل كامل، خاصة تلك التي تستخدم لمستويات الإضاءة العالية. وفي المقابل، يوفر ضوء الشمس مصدر طاقة لا مثيل له. على سبيل المثال، يمكن لنباتات الخيار أن تنمو بقوة تحت إضاءة LED-عالية الكثافة، إلا أنها لا تزال قادرة على التوسع على نطاق أوسع والحصول على معدلات تمثيل ضوئي أكبر عند تعرضها لأشعة الشمس الطبيعية.
بالإضافة إلى ذلك، إذا كان الضوء لا يحتوي على اختلافات معينة أو إشارات حرارية، فإن النباتات المعرضة للإضاءة الاصطناعية المستمرة قد تظهر مؤشرات الإجهاد مثل الاخضرار أو اصفرار الأوراق.
يتأثر إيقاع الساعة البيولوجية للنبات، والذي يتحكم في النمو وتناول العناصر الغذائية وتفاعلات التوتر، بدورة الليل والنهار الطبيعية. ما لم يتم استخدام دورات تشغيل/إيقاف معينة أو مصادر ضوء متنوعة طيفيًا، يمكن أن تؤدي أضواء النمو إلى الإخلال بهذا الإيقاع، مما يؤدي في النهاية إلى انخفاض الجودة والصحة.
وفقا لدراسة حديثة، لا غنى عن أشعة الشمس لبعض الأنواع ومراحل النمو، على الرغم من أن أضواء النمو فعالة في الزراعة الخاضعة للرقابة. قد تظل النباتات التي تم تحسينها للظروف الخارجية تصل إلى حيوية أعلى تحت ضوء الشمس الطبيعي.
ما هي أنواع الإضاءة الاصطناعية الأفضل للنباتات؟
تعتبر مصابيح النمو LED فريدة من نوعها بين الأضواء الاصطناعية بسبب عمرها الطويل، والاقتصاد في الطاقة، والقدرة على إنتاج طيف معين لمراحل النبات المختلفة. يمكن للمزارعين ضبط وصفات الإضاءة وفقًا لمرحلة نمو كل نبات، من النمو الخضري إلى الإزهار، وذلك بفضل تقنية LED.
تعمل مصابيح LED الزرقاء على تعزيز النمو الخضري والهيكلي، بينما تعمل مصابيح LED الحمراء على تشجيع نمو الأوراق والإزهار. يعد الضوء الأحمر البعيد جدًا- مفيدًا بشكل خاص للأنواع ذات الهياكل الورقية السميكة لأنه يمكن أن يعزز إنتاج الكتلة الحيوية وحجم المظلة.
ما هو اللون المثالي لنمو الضوء؟ لقد تم إثبات أن مجموعات معينة من الضوء، مثل الأحمر-الأزرق-الأبيض، توفر أفضل معدلات النمو وإنتاج الصبغات في محاصيل مثل الخس والبطاطس. من خلال دمج الضوء الأحمر والأخضر والأزرق، توفر مصابيح LED البيضاء طيفًا أوسع يشبه إلى حد كبير ضوء الشمس الطبيعي. نظرًا لأنه يمكّن النباتات من المرور عبر العمليات التي يتم تشغيلها عادةً بواسطة ضوء الشمس الطبيعي، فإن تقنية الطيف الكامل- هذه أصبحت أكثر شيوعًا في الزراعة.
تُعد مصابيح النمو LED مثالية للمنشآت الزراعية-عالية الكثافة نظرًا لأنها تنتج القليل من الحرارة ويمكن وضعها بالقرب من النباتات دون حرقها.
ما الذي يجب عليك مراعاته عند استخدام مصابيح النمو بدلاً من ضوء الشمس؟
من الضروري التحكم بعناية في شدة الضوء ومدته والمسافة من النباتات عند استخدام مصابيح النمو بدلاً من أشعة الشمس.
وفقًا للأبحاث، تتطلب النباتات عادةً ما بين 12 إلى 16 ساعة من الضوء الاصطناعي كل يوم لتعادل مدخلات الطاقة من أشعة الشمس. يمكن لمصابيح LED التي يتم وضعها وضبطها بشكل صحيح أن تعزز النمو الداخلي وتقلل من إجهاد النبات.
لتحسين النمو والجودة والإنتاج في محاصيل مثل البطاطس، يمكن لمجموعة من مصابيح LED الحمراء والزرقاء والحمراء-البعيدة المعدلة بكثافة تدفق فوتون ضوئي تبلغ 100 ميكرومول متر مربع/ثانية (PPFD) محاكاة ظروف أشعة الشمس المعتدلة بشكل فعال.
تحدد متطلبات كل مصنع اختيار طيف الضوء وكثافته. في حين أن النباتات المثمرة قد تحتاج إلى كثافة أكبر للحفاظ على فترات الإزهار والإثمار، فإن الخضر الورقية تعمل بشكل أفضل في الضوء المعتدل.
بالإضافة إلى ذلك، فإن التغيرات البطيئة في شدة الضوء التي تحاكي شروق الشمس وغروبها مفيدة لبعض المحاصيل. تعمل هذه التعديلات، التي يتم تمكينها بواسطة-تقنية LED المتطورة، على تقليل الضغوطات المحتملة وتشجيع المزيد من دورات النمو العضوي داخل المنزل.
في الختام، تظل أشعة الشمس أفضل مصدر-للضوء كامل الطيف الذي يعزز نمو النباتات الطبيعية، حتى لو أحدثت أضواء النمو ثورة في الزراعة الداخلية والحضرية من خلال توفير مصادر إضاءة يمكن الاعتماد عليها وقابلة للتخصيص. تعتبر مصابيح النمو، وخاصة مصابيح LED، ضرورية في الإعدادات التي يتم التحكم فيها، لكنها لا تزال لا تتمتع بالنطاق الكامل لضوء الشمس وكثافته. ستصبح مصابيح النمو مفيدة أكثر فأكثر مع تطور التكنولوجيا، مما يجعلها ضرورية للزراعة المعاصرة، خاصة في المناطق الحضرية- ذات الكثافة السكانية العالية.
عنواننا
No. 5-3 طريق نيوجياو، مجتمع يانشوان، منطقة يانلو الفرعية، منطقة باوان، شنتشن
رقم التليفون
+86 15558971035
البريد الإلكتروني-.
benwei10@benweilighting.com
