Исследование по вопросам выращивания сеянцев при светодиодном освещениии. Часть I

Светодиодная технология дорогостоящая, но интересная.
LED технология обеспечивает привлекательные возможности для производства растений. Потенциал энергетической эффективности заключается в том, что светодиодные технологии позволяют освещать растения светом с нужными этим растениям длинами волн. Например, спектр излучения светодиодных ламп может быть адаптирован для конкретных этапов развития сельскохозяйственных культур или для обеспечения желаемых характеристик роста. Кроме того, светодиоды могут быть установлены ближе к растениям, чем обычные лампы. Это связано с тем, что лучистое тепло от светодиодов отводится в другую сторону относительно светового излучения. И растения не перегреваются.

Стоимость светодиодов является основным ограничением для широкого использования в отрасли садоводства. Кроме того, существующие системы освещения высокой интенсивности, не могут быть модернизированы с точки зрения применения светодиодов.

Дополнительное освещение в теплицах целесообразно применять если дневная интегральная доза освещения менее чем 10 моль на квадратный метр в день.

Другие факторы, которые необходимо учитывать при работе со светодиодной подсветкой, включают в себя: эффективность светодиодов при преобразовании электроэнергии в свет (мкмоль ∙ Вт), наличие скидок от энергетических компаний, затраты на электроэнергию, интенсивность и направленность света, спектральную мощности и деловую репутацию производителя. Многие из этих факторов значительно различаются среди производителей светодиодов.

Использование светодиодов на растениеводческих заводах может принести экономическую выгоду.

В некоторых ситуациях, светодиодное освещение может быть экономически выгодно. Например при выращивании культур высокой стоимости, такие как микро-зелень, проростков или вьющихся овощных культур, особенно в тех местах, где земля стоит дорого, и затраты на электроэнергию высоки.

Для достижения максимальной урожайности на квадратный метр земли, растениеводческие заводы стали появляться в густонаселенных районах, таких как Япония (рисунок 1). Завод полностью изолирован от внешней среды и от дневного света, снабжен собственной системой кондиционирования и, как правило, системой подачи углекислого газа для активизации процессов фотосинтеза в растениях. В Японии на сегодняшний день построены 120 коммерческих растениеводческих предприятий, и на большинстве из них для освещения в настоящее время используют люминесцентные лампы. Концепция заводов позволяет полностью управлять развитием растений на различных этапах их роста. Некоторые заводы специализируются на выращивании салатов, некоторые на производстве микро-растений или дорогостоящей продукции цветоводства.

В то время как производство на заводах растений может быть намного больше, чем в обычных теплицах, лишь небольшая часть растений заводов, как сообщает о получение прибыли. Тем не менее, экономика применения светодиодов продолжает улучшаться. И их широкое применение в производстве сельскохозяйственных культур, это только вопрос времени.

Исследовательский модуль для наблюдения

 за реакцией растений на светодиодное освещение

В 2011 году мы начался исследовательский проект со светодиодами. Целью проекта было исследование концепции выращивания высококачественных молодых растений в промышленном масштабе при использовании полностью светодиодного освещения.

Растения выращивались 43 дня при значении фотосинтетической активной радиации ФАР 160 микромоль на квадратный метр в секунду. В камере роста поддерживалась температура 20° С.

Процентное содержание оранжевого (пик при 596 нм), красного (пик при 635 нм) и дальнего-красного (пик 665 нм), было установлено в следующих соотношениях 0-80-0, 0-60-20, 0-40-40, 20-30-30 , 0-20-60 и 0-0-80. Десять процентов синего и десять процентов зеленого света было добавлено во всех частях эксперимента.

По результатам эксперимента были получены следующие выводы.

Серьезной зависимости развития растения от длины волны красного цвета не обнаружено.

Рисунок 3. Недотроги "SuperElfin XP Red” выращеные при одинаковой интенсивности света, но с различным процентным содержанием оранжевого, красного и дальнего-красного свет от светодиодов, имели схожие характеристики . 

Так как растения росли одинаково при подсветке разными спектрами красного света, тип красных светодиодов, которые будут применяться для растениеводческих осветительных приборов, может зависеть от других факторов, таких как долговечность, эффективность и стоимость.

Во второй части этой статьи будут обсуждены результаты дополнительных экспериментов, которые были посвящены воздействию зеленого и синего света на развитие растений.

 Источник