LED-interlighting kõrgteljeliste põllukultuuride jaoks: peamised eelised

Kõrgelt kasvatatavate taimede tootmine on muutnud kaasaegset aiandust, võimaldades kasvatajatel maksimeerida vertikaalset ruumi ja suurendada saagikust ruutmeetri kohta. Siiski sõltub püsiva kvaliteedi ja tootlikkuse saavutamine oluliselt valguse kättesaadavusest tervel taimikihil. Siin just täiendav valgustus kasvuhoonades muutub oluliseks. Erinevalt traditsioonilisest ülevalt paigutatud valgustusest pakuvad kaasaegsed kasvuhoonete täiendavad valgustussüsteemid – eriti LED-idega sisemised valgustussüsteemid – valgust otse taimede keskmisele ja alumisele lehtkonda, kus looduslik päikesevalgus ei suuda piisavalt läbida. See sihitud lähenemisviis muudab oluliselt saagikuse ja kasumlikkuse kasvatajatele, kes kasvatavad tomatte, kurki, paprikaid ja muid kõrgelt hinnatavaid taimi.

Täiendav valgustus kasvuhoonetes on viimase kümne aasta jooksul oluliselt arenenud. Esimesed süsteemid põhinesid kõrge soojusliku koormusega lähtelampidel, mis tarbisid tohutult elektrit ja tekitasid liialt palju soojust. Tänapäeva LED-põhine täiendav valgustus kasvuhoonetes pakub oluliselt paremat energiatõhusust, sihipärase valgusspektri ülekanne ja külmema töörežiimi. Kõrgelt kasvatatavaid taimi hooldavad talupidajad kasutavad üha sagedamini sisemist valgustust, sest kasvuhoonete täiendav valgustus, mis paigutatakse taimkate kohale, suurendab fotosünteesi aktiivsust lehtedes, millele muul juhul ei saaks piisavalt valgust. Selle tulemuseks on mõõdetavad parandused vilja suuruses, kvaliteedis, küpsuse ühtlasuses ja terviklikus saagis.

Taimkate valguse läbimise ja sisemise valgustuse mõistmine

Miks on tihedates taimkattes valguse jaotumine oluline

Kõrgpingelistes tootmisesüsteemides kasvavad taimed tihti kihitusena põrandast laeni, mis teeb valgustusest suure probleemi. Ülemine leheriik neelab loomulikult enamiku sisenevast valgusest, jättes alumised ja keskmised lehed osaliselt või peaaegu täielikult pimedusse. See teeb tootlikkuse kitsenduseks. Soojuskasvuhoonade täiendav valgustus, mille paigutus on interlighting-ehk vahevalgustus, ületab selle piirangu, paigutades valgusallikad horisontaalselt taimkihtide vahele. Selle geomeetria tagab, et kõigi kõrguste lehed saavad fotosünteesi, toitainete imendumise ja viljade arengu jaoks piisavalt valgusenergiat. Uuringud näitavad, et soojuskasvuhoonade täiendav valgustus interlighting-konfiguratsioonis suurendab valguse saadavust alumisse leheriiki 300–500 protsenti võrreldes ainult ülevalt paigutatud valgustussüsteemidega.

Täiendava soojuskasvuhoonade valgustuse teadus

Täiendav valgustus kasvuhoonetes toimib põhimõttel, et taimed reageerivad valgustugevusele ja spektrile. LED-tehnoloogia võimaldab kasvatajatel esitada täpselt määratud lainepikkusi, mis maksimeerivad fotosünteesi efektiivsust. Kaasaegsed täiendava kasvuhoonete valgustuse süsteemid kasutavad punaseid ja siniseid LED-e täpselt reguleeritud suhetes, millele lisatakse vahel ka kaugpunast valgust, et optimeerida taimede morfoloogiat ja õitsemist. Kui täiendav kasvuhoonete valgustus jõuab alumisse leheruumi, siis muutuvad need lehed peamiselt valguspiiratud olekust valgusküllastunud olekusse, mis võimaldab suuremat süsivesikute tootmist ja translokatsiooni. See avaldub otse suuremate viljade, parema värvide arengu ja pikendatud tootmisperioodina.

LED-i sisemise valgustuse süsteemide tootlikkuskasu

Saagikasv ja saagikvaliteedi paranevad

Taimed, kes kasutavad kasvuhoonates täiendavat valgustust, teatavad saagikuse suurenemisest 15–40 protsendi võrra, sõltuvalt algselt olemasolevast valgustusest, kasvatatavast taimeliigist ja süsteemi kujundusest. Täiendava valgustuse mõju kasvuhoonates on kõige silmatorkavam talvekuudel ja piirkondades, kus looduslik valgus on loomulikult väiksem. Lisaks saagisele parandab täiendav valgustus kasvuhoonates viljade kvaliteedi näitajaid, sealhulgas suhkru sisaldust, värvi ühtlust ja säilitusvõimet. Näiteks toodavad tomatiaednikud kiirendatud küpsemist ja paremat maitsearengut, kui täiendav valgustus kasvuhoonates tagab pideva valguse kõigile taimede kroonakihtidele. Piperi tootjad teatavad suurenenud viljakogumisest ja varasemast saagistamisest. Kurgiaednikud saavutavad täiendava valgustuse kasvuhoonates kasutamisega aastaselt ühtlase tootmise. Need kvaliteediparandused võimaldavad tavaliselt müüa tooteid kõrgemal turuhinnal, mis oluliselt parandab investeeritud kapitali tagasitulu.

Energiasääst ja töökulude vähendamine

Erinevalt kõrgsurvelistest naatrium- või metallhalogeniid-lambatest tarbivad LED-süsteemid kasvuhoonete täiendavaks valgustuseks 40–60 protsenti vähem elektrienergiat, samal ajal pakkudes sama tugevat või isegi paremat valgusvoodet. Tüüpiline kõrgjuhtmelise kasvuhoone, kus toodetakse tomatte, võib kasutada täiendavaks valgustuseks 50–100 kilovatti, samas kui vastavad ülevalt paigaldatud läikelampide süsteemid tarbivad 150–200 kilovatti. Selle olulise energiatarbe vähenemisega vähenevad otseselt töötingimuste kulud ja paraneb keskkonnajalg. Lisaks teevad LED-valgustusseadmed kasvuhoonete täiendavaks valgustuseks väga vähe soojust, mis vähendab jahutusvajadust soojas kliimas ja parandab töötingimusi töötajatele. Madalam elektrienergia tarve koos vähenenud jahutusvajadusega tagab paljude kasvuhoonete täiendava valgustuse paigalduste jaoks tagasiametliku perioodi 2–4 aastas, mille järel süsteem toimib oluliselt kasumlikult.

Täiendava valgustuse paigaldamine ja strateegiline kasutuselevõtt

Süsteemi disain ja paigaldamise kaalutlused

Taimetoas kasutatava täiendava valgustuse edukaks rakendamiseks on vajalik hoolikas planeerimine. Kasvatajad peavad hindama algtaseme valgustustootlikkust, mõõtes fotosüntetilist fotonivoo tihedust erinevatel taimede kroonakõrgustel. Taimetoas kasutatava täiendava valgustuse süsteemi projekteerijad arvutavad seejärel valgustusseadmete paigutuse, kinnituskõrguse ja elektrilised nõudmised eesmärgitud valgustustasemete ja taimede spetsifikatsioonide põhjal. Enamik kõrgelt paigaldatavaid süsteeme paigutab taimetoas kasutatava täiendava valgustuse seadmed iga 1,5–2,0 meetri kaugusel üksteisest taimeridade suunas ning kinnitab need riputusstruktuuridesse, mis võimaldavad kõrguse kohandamist taimede kasvades. Elektrinfrastruktuur peab suutma taluda kogu taimetoas kasutatava täiendava valgustuse koormust, milleks on tavaliselt vajalikud eraldi elektriringid ja tõhus juhtmetarv. Professionaalne taimetoas kasutatava täiendava valgustuse süsteemide projekteerimine ja paigaldamine tagab optimaalse valgustusjaotuse, ohutusnõuete järgimise ja süsteemi usaldusväärsuse. Paljud varustustootjad pakuvad projekteerimiskonsultatsioone ja kohandatud taimetoas kasutatava täiendava valgustuse paigutusi, mis põhinevad konkreetsetel taimetoa mõõtmetel ja taimede nõudmistel.

Hooajaline integreerimine ja valguse haldusstrateegia

Strateegiline täiendava valgustuse kasutamine kasvandustes sõltub aastaaegst ja piirkonnast. Talvel töötab kasvandustes täiendav valgustus tavaliselt päevavalgel, et pikendada efektiivset fotoperioodi ja suurendada päevast valgusintegraali, kompenseerides loomulikke puudusi. Suvel võib kasvandustes täiendav valgustus töötada valikuliselt varahommikul või õhtul, kui kasvanduse temperatuur on soodne. Automaatsed kasvandustes täiendava valgustuse juhtsüsteemid integreeruvad kasvanduse kliimahaldusesse, et optimeerida taimede reageerimist ja samal ajal haldada jahutusnõudeid. Kasvatajad, kes kasutavad kasvandustes täiendavat valgustust, teatavad, et koordineeritud valguse, temperatuuri, niiskuse ja toitumise haldamine maksimeerib täiendava valgustuse investeeringu tagasitulu. Paljud arenenud seadmed kasutavad andmetele tuginevat kasvandustes täiendava valgustuse ajastamist, kohandades tööd ilmaprognooside, saagikasvu staadiumi ja energiahindade põhjal.

KKK

Mis on peamised eelised, mida kasvuhoonade täiendav valgustus pakub võrreldes ainult ülevalt paigaldatud süsteemidega?

Kasvuhoonade täiendav valgustus, eriti sisemise valgustuse konfiguratsioonid, annab valgust otse keskmise ja alumise lehteruumi lehtedele, kuhu ülevalt paigaldatud süsteemid ei suuda tõhusalt jõuda. See suurendab valguse saadavust kogu põllukultuuri ruumis ning parandab oluliselt fotosünteesi seni valguspiiratud tsooni piirkondades. Tulemuseks on kiirem taimede areng, suuremad viljad, parem värvus, kõrgemad saagid ja parandatud põllukultuuri ühtlus võrreldes ainult ülevalt paigaldatud kasvuhoonade täiendava valgustusega.

Kui palju elektrit tarbib tüüpiline kasvuhoonade täiendav valgustus kaubanduslikus kõrgjoonelises tootmisprotsessis?

Keskse suurusega kõrgteljeline kasvuhoone, kus kasutatakse kaasaegset täiendavat valgustust, töötab tavaliselt 40–100 kilovatti sõltuvalt objekti suurusest, soovitud valgustustasemest ja tööaegadest. LED-põhine täiendav valgustus kasvuhoonides tarbib oluliselt vähem elektrit kui vanemad lähtelampide süsteemid. Täiendava kasvuhoonivalgustuse päevane elektritarve muutub aastasajade lõikes: talvistes kuudes on see kõrgem, samas kui loomulikult heledatel perioodidel on see madalam. Enamik tootjaid leiab, et täiendava kasvuhoonivalgustuse elektrikulud tasuvad 2–4 aastaga tulevase saagikorraga ja kvaliteedieelistega.

Kas täiendav kasvuhoonivalgustus võib parandada saagikorraga talvise tootmise ajal?

Jah, täiendav valgustus kasvuhoonetes pakub olulisi eeliseid talvel, kui loodusliku valguse tase langeb oluliselt. Talveks mõeldud täiendav valgustus kasvuhoonetes pikendab efektiivset kasvupäeva ja suurendab päevast valgusintegraali, võimaldades aastaselt kõrgkvaliteediliste saagikute tootmist, mida muul viisil poleks praktiliselt võimalik. Paljud kasvuhoonetoitajad mõõdukates kliimatingimustes sõltuvad talveks mõeldud täiendavast valgustusest kasvuhoonetes, et säilitada püsivad talvased saagikogused ja -kvaliteet. Ilma täiendava valgustuseta kasvuhoonetes piiraks talvsel perioodil ebapiisav looduslik valgus tootmist, piirates seega aastaselt saavutatavat tootmismahtu ja rentaablust.