การเลือกโซลูชันการให้แสงที่เหมาะสมสำหรับพืชในเรือนกระจกแต่ละชนิด

การเลือกโซลูชันการให้แสงที่เหมาะสมสำหรับพืชในเรือนกระจกเป็นหนึ่งในการตัดสินใจที่สำคัญที่สุดที่ผู้เพาะปลูกเชิงพาณิชย์จะต้องทำ ทุกชนิดของพืชมีความต้องการแสงที่แตกต่างกัน และการตอบสนองความต้องการแสงเหล่านั้นอย่างแม่นยำคือสิ่งที่ทำให้ผลผลิตโดยเฉลี่ยกับผลผลิตที่โดดเด่นแตกต่างกัน ท่ามกลางเทคโนโลยีที่มีอยู่ ระบบให้แสงระหว่างแถวสำหรับการเกษตรแบบควบคุมสภาพแวดล้อม ได้ก้าวขึ้นมาเป็นวิธีการที่ทรงพลังในการส่งรังสีที่ใช้ในการสังเคราะห์แสงโดยตรงเข้าสู่ชั้นพุ่มของพืช แทนที่จะส่งจากด้านบนเท่านั้น

การเข้าใจช่วงเวลาและวิธีการใช้แสงเสริมภายในเรือนกระจก (horticulture interlight) ร่วมกับแสงจากด้านบน (toplighting) อย่างเหมาะสมนั้นสำคัญยิ่งต่อผู้ปลูกที่จัดการพืชที่มีทรงพุ่มหนาแน่น เช่น มะเขือเทศ แตงกวา และพริก

เหตุใดการใช้แสงเสริมภายในเรือนกระจกจึงส่งผลต่อการกระจายแสงในทรงพุ่ม

ข้อจำกัดหลักของการใช้แสงจากด้านบนเพียงอย่างเดียว

ระบบให้แสงสว่างแบบดั้งเดิมในเรือนกระจกใช้เฉพาะโคมไฟติดตั้งด้านบนเหนือพืชเท่านั้น แม้ว่าการให้แสงจากด้านบนจะมีประสิทธิภาพสำหรับพืชที่ทรงพุ่มต่ำและต้นกล้า แต่ก็มีข้อจำกัดในการส่องผ่านเข้าไปยังพืชที่สูงและมีใบหนาแน่นอย่างลึกซึ้ง เมื่อแสงเดินทางลงผ่านชั้นของใบไม้ แสงจะถูกดูดซับหรือสะท้อนออกไปก่อนที่จะถึงใบบริเวณชั้นล่าง ระบบให้แสงภายในทรงพุ่ม (Horticulture interlight) จึงเข้ามาแก้ไขข้อจำกัดพื้นฐานนี้โดยการจัดวางแหล่งกำเนิดแสงไว้ภายในทรงพุ่มเอง เพื่อส่งแสงไปยังบริเวณใบไม้ชั้นกลางและชั้นล่าง ซึ่งการให้แสงจากด้านบนไม่สามารถเข้าถึงได้อย่างมีประสิทธิภาพ

เมื่อพืชชนิดหนึ่ง เช่น มะเขือเทศปลูกแบบเส้นลวดสูง (high-wire tomato) เติบโตสูงถึงสองเมตรหรือมากกว่านั้น ช่อผลและใบรองรับบริเวณส่วนล่างจะอยู่ในสภาพแวดล้อมที่ได้รับแสงไม่เพียงพออย่างแท้จริง โคมไฟระบบให้แสงภายในทรงพุ่ม (Horticulture interlight) ที่ติดตั้งไว้เป็นระยะๆ ตามแนวแถว จะนำโฟตอนที่มีความเข้มคงที่ไปยังบริเวณที่ได้รับแสงน้อยเหล่านี้ กระตุ้นกระบวนการสังเคราะห์แสงทั่วพื้นที่ใบรวมทั้งหมดที่กว้างขึ้นอย่างมีนัยสำคัญ ส่งผลโดยตรงต่ออัตราการติดผลที่สูงขึ้น และการพัฒนาของผลที่สม่ำเสมอมากขึ้นทั่วทั้งความสูงของต้นพืช

วิธีที่ระบบแสงเสริมสำหรับการเพาะปลูกช่วยเพิ่มประสิทธิภาพการสังเคราะห์ด้วยแสง

ระบบแสงเสริมสำหรับการเพาะปลูกทำงานโดยการเสริมสเปกตรัมของแสงภายในทรงพุ่มแทนที่จะแทนที่แสงจากด้านบน ซึ่งการใช้ร่วมกันนี้จะสร้างสภาพแวดล้อมแสงที่สมบูรณ์และสม่ำเสมอมากยิ่งขึ้น ใบไม้ในส่วนล่างของทรงพุ่มซึ่งมักจะไม่สามารถสังเคราะห์ด้วยแสงได้ในช่วงที่มีแสงน้อย ตอนนี้สามารถมีส่วนร่วมอย่างมีความหมายต่อการตรึงคาร์บอนโดยรวมของพืช ส่งผลให้การสะสมมวลแห้งเพิ่มขึ้น และส่งผลโดยตรงต่อคุณภาพของผลผลิตและปริมาณผลผลิตที่สามารถจำหน่ายได้ โคมไฟระบบแสงเสริมสำหรับการเพาะปลูกถูกออกแบบให้มีรูปทรงบางเพื่อลดการบังแสงให้น้อยที่สุดเมื่อติดตั้งระหว่างแถวพืช โดยมั่นใจว่าการมีอยู่ทางกายภาพของโคมจะไม่ลดทอนงบประมาณแสงที่มีจุดประสงค์เพื่อเพิ่มเข้าไป

การเลือกระบบแสงเสริมสำหรับการเพาะปลูกให้เหมาะสมกับพืชแต่ละชนิดในเรือนกระจก

มะเขือเทศและพืชที่ปลูกแบบแขวนสูง

มะเขือเทศเป็นพืชที่มีการบันทึกข้อมูลการใช้งานระบบแสงเสริมสำหรับการเพาะปลูกมากที่สุด เนื่องจากต้นมะเขือเทศถูกฝึกให้เติบโตแบบตั้งตรงเป็นระยะเวลาหลายเดือน ทำให้ทรงพุ่มมีความหนาแน่นสูงมาก โคมไฟระบบแสงเสริมสำหรับการเพาะปลูกที่ติดตั้งอยู่เหนือพื้นผิวปลูกประมาณหนึ่งเมตร จะส่งแสงในช่วงคลื่นสีแดงและสีน้ำเงินโดยตรงไปยังส่วนกลางของทรงพุ่ม งานวิจัยและประสบการณ์ของผู้เพาะปลูกแสดงให้เห็นอย่างต่อเนื่องว่า การใช้ระบบแสงเสริมสำหรับการเพาะปลูกในกระบวนการผลิตมะเขือเทศช่วยเร่งความเร็วในการพัฒนาช่อผล เพิ่มปริมาณน้ำตาลในผล และลดสัดส่วนของผลที่ไม่สามารถจำหน่ายได้เนื่องจากการพัฒนาที่ไม่สม่ำเสมอ ผู้เพาะปลูกที่นำระบบแสงเสริมสำหรับการเพาะปลูกมาใช้กับมะเขือเทศมักจะสังเกตเห็นการปรับปรุงประสิทธิภาพการใช้แสงอย่างชัดเจน เมื่อเปรียบเทียบกับระบบที่ใช้แสงจากด้านบนเพียงอย่างเดียว

แตงกวาได้รับประโยชน์อย่างมากจากการใช้แสงเสริมในโรงเรือนเช่นกัน คล้ายกับมะเขือเทศ ต้นแตงกวาจะปลูกบนระบบฝึกยอดแบบแนวตั้ง และพัฒนาเป็นพุ่มใบหนาแน่นอย่างรวดเร็ว การติดตั้งแสงเสริมในโรงเรือนภายในพุ่มใบของแตงกวาช่วยส่งเสริมการเจริญเติบโตของกิ่งข้าง และช่วยรักษาความสมบูรณ์แข็งแรงของใบบริเวณส่วนล่างของพุ่ม ซึ่งส่งผลให้แต่ละรอบการปลูกมีระยะเวลาให้ผลผลิตที่ยาวนานขึ้น และช่วงเวลาเก็บเกี่ยวมีความสม่ำเสมอมากยิ่งขึ้น พริกหยวก ซึ่งเป็นพืชอีกชนิดหนึ่งที่มีความสูงและเติบโตแบบตั้งตรง ก็ตอบสนองต่อแสงเสริมในโรงเรือนในลักษณะที่คล้ายคลึงกัน โดยเฉพาะอย่างยิ่งในช่วงฤดูหนาวที่ระดับแสงธรรมชาติต่ำ

พืชที่มีพุ่มต่ำและมีรอบการปลูกสั้น

ไม่ใช่พืชที่ปลูกในเรือนกระจกทุกชนิดที่ต้องการระบบไฟส่องสว่างระหว่างแถวสำหรับการเพาะปลูก พืชเช่นผักกาดหอม สมุนไพร และพืชอื่นๆ ที่มีทรงพุ่มต่ำมักได้รับแสงเพียงพอจากระบบไฟส่องสว่างจากด้านบน เนื่องจากโครงสร้างใบของพืชเหล่านี้ไม่ก่อให้เกิดปัญหาเงาที่ลึก การติดตั้งระบบไฟส่องสว่างระหว่างแถวสำหรับการเพาะปลูกในพืชเหล่านี้จึงจะเพิ่มต้นทุนโดยไม่ส่งผลให้ผลผลิตเพิ่มขึ้นอย่างสอดคล้องกัน อย่างไรก็ตาม สำหรับระยะการขยายพันธุ์ของพืชที่มีความสูงมาก ระบบไฟส่องสว่างระหว่างแถวสำหรับการเพาะปลูกที่ระดับโต๊ะปลูกสามารถเร่งการเจริญเติบโตในระยะเริ่มต้นได้ โดยให้แสงเสริมจากด้านข้างในช่วงเวลาสำคัญของการตั้งต้น ผู้ปลูกควรประเมินการนำระบบไฟส่องสว่างระหว่างแถวสำหรับการเพาะปลูกมาใช้งานเป็นรายพืช โดยพิจารณาจากความสูงของทรงพุ่ม ดัชนีพื้นที่ใบ (Leaf Area Index) และปริมาณแสงรวมที่ต้องการ

ข้อพิจารณาด้านการจัดวางจริงและการออกแบบระบบ

แนวทางเกี่ยวกับความสูง ระยะห่าง และความเข้มของแสง

การติดตั้งไฟให้แสงเสริมสำหรับการเพาะปลูกอย่างมีประสิทธิภาพขึ้นอยู่กับความสูงที่เหมาะสมของโคมไฟ ระยะห่างระหว่างแถว และการเลือกค่าความเข้มของแสงที่เหมาะสม สำหรับพืชเถาสูงส่วนใหญ่ โคมไฟให้แสงเสริมสำหรับการเพาะปลูกจะติดตั้งไว้ที่ระดับความสูง 1–1.5 เมตรเหนือพื้นผิวหรือพื้นที่เพาะปลูก ซึ่งขึ้นอยู่กับความสูงปัจจุบันและระยะการเจริญเติบโตของพืช ระยะห่างระหว่างโคมไฟให้แสงเสริมสำหรับการเพาะปลูกตามแนวแถวโดยทั่วไปอยู่ในช่วง 1.5–2.5 เมตร โดยปรับให้สอดคล้องกับค่าปริมาณแสงรวมรายวันเป้าหมายโดยไม่เกิดจุดที่มีความเข้มแสงสูงเกินไป ผู้เพาะปลูกควรใช้เครื่องมือวัดการกระจายความหนาแน่นของโฟตอนเพื่อยืนยันว่าตำแหน่งการติดตั้งโคมไฟให้แสงเสริมสำหรับการเพาะปลูกสามารถให้การกระจายแสงอย่างสม่ำเสมอ ก่อนดำเนินการติดตั้งถาวร

ความเข้มของแต่ละหน่วยไฟส่องสว่างระหว่างแถวในระบบเพาะปลูกควรเสริมการทำงานของระบบไฟส่องจากด้านบน แทนที่จะมาแข่งขันกับระบบดังกล่าว ความเข้มของไฟส่องสว่างระหว่างแถวที่สูงเกินไปอาจทำให้ใบพืชซีดจางหรือเกิดความเครียดจากความร้อน หากติดตั้งอุปกรณ์ไว้ใกล้กับใบพืชมากเกินไป ระบบไฟส่องสว่างระหว่างแถวเชิงพาณิชย์ส่วนใหญ่ที่ออกแบบสำหรับพืชที่มีความสูง จะทำงานในช่วงที่เสริมแสงให้กับส่วนล่างของพุ่มไม้ 50 ถึง 150 ไมโครโมลต่อตารางเมตรต่อวินาที ซึ่งช่วยเพิ่มปริมาณแสงรวมโดยรวมอย่างมีน้ำหนัก โดยไม่ทำให้ความสามารถในการสังเคราะห์แสงของพืชเกินขีดจำกัด

การผสานรวมกับระบบควบคุมสภาพแวดล้อมและการวางแผนการปลูก

การให้แสงภายในทรงพุ่มในงานเกษตรกรรมสร้างความร้อนภายในโซนทรงพุ่ม ซึ่งส่งผลต่ออุณหภูมิท้องถิ่นและอัตราการคายน้ำของพืช ผู้ปลูกที่นำระบบการให้แสงภายในทรงพุ่มในงานเกษตรกรรมมาใช้ร่วมกับโรงเรือนที่มีอยู่แล้ว ควรเฝ้าสังเกตอุณหภูมิภายในทรงพุ่มอย่างใกล้ชิดในระยะเริ่มต้นของการติดตั้ง การจัดการการไหลเวียนของอากาศอย่างเหมาะสมจะช่วยให้ความร้อนที่เกิดจากโคมไฟระบบการให้แสงภายในทรงพุ่มกระจายอย่างสม่ำเสมอ แทนที่จะก่อให้เกิดบริเวณที่มีอุณหภูมิสูงเป็นพิเศษในจุดใดจุดหนึ่ง เมื่อนำระบบการให้แสงภายในทรงพุ่มในงานเกษตรกรรมไปใช้ร่วมกับกลยุทธ์การเสริมคาร์บอนไดออกไซด์ (CO₂) จะทำให้ประสิทธิภาพในการสังเคราะห์แสงเพิ่มขึ้นอย่างมาก เนื่องจากพืชได้รับทั้งพลังงานแสงและสารตั้งต้นคาร์บอนที่จำเป็นสำหรับการเจริญเติบโตอย่างรวดเร็ว

คำถามที่พบบ่อย

พืชชนิดใดได้รับประโยชน์สูงสุดจากระบบการให้แสงภายในทรงพุ่มในงานเกษตรกรรม?

การให้แสงระหว่างแถวในงานเพาะปลูกจะให้ประโยชน์สูงสุดแก่พืชที่มีความสูงมากและมีทรงพุ่มหนาแน่น เช่น มะเขือเทศ แตงกวา และพริก ซึ่งพืชเหล่านี้จะสร้างชั้นใบขึ้นมาบดบังแสงจากด้านบนไม่ให้ส่องถึงส่วนล่างของทรงพุ่ม จึงทำให้การให้แสงระหว่างแถวในงานเพาะปลูกมีความจำเป็นอย่างยิ่งต่อการรักษาประสิทธิภาพการสังเคราะห์แสงของทั้งต้นพืช และช่วยปรับปรุงคุณภาพผลผลิตตลอดวงจรการเจริญเติบโต

การให้แสงระหว่างแถวในงานเพาะปลูกสามารถแทนที่ระบบให้แสงจากด้านบนในเรือนกระจกได้หรือไม่

การให้แสงระหว่างแถวในงานเพาะปลูกได้รับการออกแบบมาเพื่อทำงานร่วมกับระบบให้แสงจากด้านบน ไม่ใช่เพื่อแทนที่ระบบดังกล่าว แสงจากด้านบนทำหน้าที่เป็นแหล่งกำเนิดแสงหลักสำหรับใบบริเวณส่วนบนของทรงพุ่ม ในขณะที่การให้แสงระหว่างแถวในงานเพาะปลูกจะเสริมแสงให้กับบริเวณกลางและส่วนล่างของทรงพุ่ม การใช้งานการให้แสงระหว่างแถวในงานเพาะปลูกเป็นแหล่งกำเนิดแสงเพียงแหล่งเดียวโดยไม่มีแสงจากด้านบนนั้นโดยทั่วไปไม่แนะนำ เนื่องจากใบบริเวณส่วนบนของทรงพุ่มจะได้รับแสงไม่เพียงพอต่อการเจริญเติบโตอย่างเหมาะสม

การให้แสงระหว่างแถวในงานเพาะปลูกส่งผลต่อค่าใช้จ่ายด้านพลังงานในการผลิตในเรือนกระจกอย่างไร

การติดตั้งไฟส่องสว่างระหว่างแถวพืช (interlight) สำหรับการปลูกพืชทำให้การใช้พลังงานรวมเพิ่มขึ้น แต่ผู้ปลูกจำนวนมากพบว่าอัตราผลผลิตที่เพิ่มขึ้นต่อหนึ่งกิโลวัตต์-ชั่วโมงของไฟฟ้าที่ใช้นั้นมีความคุ้มค่ามากกว่าการเพิ่มความเข้มของแสงจากด้านบนเพียงอย่างเดียว เนื่องจากไฟส่องสว่างระหว่างแถวพืชสามารถส่งโฟตอนไปยังบริเวณที่ใบพืชได้รับแสงไม่เพียงพอในทรงพุ่มได้โดยตรง จึงมักมีประสิทธิภาพในการใช้พลังงานแสงสำหรับพืชที่มีความสูงมากกว่าการเพิ่มกำลังแสงของระบบไฟจากด้านบนเพียงอย่างเดียว