В чем разница между лампами для выращивания и солнечным светом? Могут ли они заменить солнце?
Растущие лампы против солнечного света Введение
По мере развития сельского хозяйства в закрытых помещениях часто возникает один вопрос: Могут ли гроу-лампы заменить солнечный свет? Фермерство в закрытом грунте, гидропоника и сельское хозяйство в контролируемой среде (CEA) в значительной степени зависят от гроу-ламп, которые обеспечивают постоянный источник света. В этой статье рассматриваются различия между естественным солнечным светом и лампами для выращивания, их влияние на рост растений и важнейшая роль ламп для выращивания в современном сельском хозяйстве.
- Как солнечный свет влияет на рост растений и приносит им пользу?
- Чем свет от лампы для выращивания отличается от солнечного света?
- Могут ли лампы для выращивания заменить солнечный свет? Нужен ли растениям естественный солнечный свет?
- Какие типы искусственных светильников лучше всего подходят для растений?
- Что следует учитывать при замене солнечного света на лампы для выращивания?
- Какую пользу приносят лампы для выращивания в сельском хозяйстве?
Как солнечный свет влияет на рост растений и приносит им пользу?
Солнечный свет обеспечивает полный спектр света, необходимый для фотосинтеза — процесса, с помощью которого растения создают энергию.
Естественный солнечный свет имеет длину волн от ультрафиолетового (УФ) до инфракрасного (ИК), охватывая весь видимый диапазон (400-700 нм) и далее.
Этот широкий спектр идеально подходит для роста растений в естественных условиях, поскольку обеспечивает сбалансированную энергию для различных процессов в растениях. Синий свет способствует развитию компактной, прочной листвы и корневой системы, а красный свет стимулирует цветение и плодоношение, поддерживая растения на всех этапах развития.
Интенсивность и естественные колебания солнечного света также способствуют здоровью растений. Постепенное изменение интенсивности и спектра света в течение дня и года акклиматизирует растения к реальным стрессовым факторам, делая их более устойчивыми.
Ультрафиолетовые лучи солнечного света, хотя и потенциально вредные в избытке, помогают повысить защитные силы растений против патогенов, создавая более выносливые урожаи.
Кроме того, инфракрасный свет способствует согреванию тканей, помогая росту в холодное время года. Исследования показывают, что естественный солнечный свет способствует оптимальному синтезу пигментов, способствуя появлению ярких цветов, улучшению вкуса и повышению питательной ценности продуктов.
Чем свет от лампы для выращивания отличается от солнечного света?
Понимание того, «чем свет от лампы для выращивания отличается от солнечного света», помогает прояснить, почему искусственное освещение, особенно светодиоды, обычно излучает определенные длины волн, а не полный спектр.
Такая избирательность позволяет целенаправленно реагировать на растения, фокусируясь на красных и синих длинах волн, которые особенно эффективны для стимулирования фотосинтеза.
Наука, лежащая в основе этих световых «рецептов», развивалась: красно-синие или красно-сине-красные комбинации способствуют развитию таких специфических признаков, как густая листва, большая площадь листьев и ускоренные циклы роста.
Многие исследования продемонстрировали эффективность этих целевых спектров. Например, было показано, что красные и синие светодиоды повышают концентрацию хлорофилла и скорость роста таких культур, как салат-латук и огурец.
Красный свет стимулирует фоторецепторные белки, которые способствуют цветению, а синий свет способствует открытию стом, что позволяет лучше всасывать CO₂.
Регулируя длину волны света, производители могут управлять параметрами роста для получения желаемых характеристик, таких как более толстые листья, более короткие междоузлия и более быстрое накопление биомассы.
Однако во многих светодиодных лампах для выращивания не хватает УФ- и ИК-волн, которые дает естественный солнечный свет. Эти недостающие элементы могут ограничивать некоторые функции растений, включая устойчивость к патогенам и полный спектр фотосинтетической активности.
В результате, хотя светодиодные лампы могут улучшить рост в определенных условиях, они не могут полностью повторить естественный спектр и нюансы воздействия солнечного света на морфологию и метаболизм растений.
Могут ли лампы для выращивания заменить солнечный свет? Нужен ли растениям естественный солнечный свет?
Вопрос «Могут ли лампы для выращивания заменить солнечный свет» подчеркивает трудности, связанные с воспроизведением интенсивности и спектрального разнообразия солнечного света с помощью искусственного освещения.
Солнечный свет является непревзойденным источником энергии, в то время как лампы для выращивания, хотя и эффективны в контролируемых условиях, могут не полностью удовлетворять все потребности растений, особенно тех, которые привыкли к условиям высокой освещенности. Например, растения огурцов, выращенные при высокоинтенсивном светодиодном освещении, могут достичь интенсивного роста, однако естественный солнечный свет все же может обеспечить более интенсивное развитие растений и более высокие показатели фотосинтеза.
Более того, у растений, подвергающихся постоянному искусственному освещению, иногда проявляются признаки стресса, такие как хлороз или пожелтение листьев, если свет не включает в себя специфические колебания или тепловые сигналы.
Естественный цикл день-ночь способствует циркадному ритму растения, регулируя рост, поглощение питательных веществ и реакцию на стресс. Освещение растений может нарушить этот ритм, что со временем приведет к снижению качества и здоровья растений, если не использовать специальные циклы включения/выключения или спектрально разнообразные источники света.
Современные исследования показывают, что, несмотря на мощные лампы для контролируемого выращивания, растения, оптимизированные для выращивания на открытом воздухе, все же могут достичь более высокой жизнеспособности под естественным солнечным светом, что делает солнечный свет незаменимым для определенных видов и стадий роста.
Пожелтение листьев
Какие типы искусственных светильников лучше всего подходят для растений?
Среди искусственного освещения светодиодные лампы для выращивания выделяются своей энергоэффективностью, длительным сроком службы и способностью обеспечивать целевые спектры для различных стадий развития растений.Светодиодная технология позволяет производителям манипулировать рецептами света в соответствии с фазой роста каждого растения, от вегетативной до цветущей.
Красные светодиоды способствуют разрастанию листьев и цветению, а синие светодиоды поддерживают вегетативное и структурное развитие. Дополнительный дальний красный свет может увеличить размер полога и производство биомассы, что делает его особенно эффективным для видов с плотной структурой листьев.
Какой цвет лампы для выращивания лучше всего подходит? Было доказано, что определенные комбинации света, например, красный-синий-белый, обеспечивают оптимальные темпы роста и синтез пигментов у таких культур, как картофель и салат-латук. Белые светодиоды предлагают более широкий спектр, приближенный к естественному солнечному свету, сочетая красный, зеленый и синий свет. Такой полноспектральный подход становится все более популярным в сельском хозяйстве, поскольку он позволяет растениям проходить процессы, обычно запускаемые естественным солнечным светом.
Светодиодные лампы для выращивания выделяют минимальное количество тепла, что позволяет размещать их ближе к растениям без риска обжечься, поэтому они идеально подходят для фермерских хозяйств с высокой плотностью посадки.
Что следует учитывать при замене солнечного света на лампы для выращивания?
При замене солнечного света на лампы для выращивания необходимо тщательно контролировать интенсивность света, его продолжительность и расстояние до растений.
Исследования показывают, что растениям, как правило, требуется 12-16 часов искусственного освещения в день, чтобы соответствовать энергозатратам солнечного света. Правильно расположенные и откалиброванные светодиодные лампы могут предотвратить стресс растений и стимулировать их рост в помещении.
Например, смесь красных, синих и дальних светодиодов, настроенных на плотность фотосинтетического фотонного потока (PPFD) 100 мкмоль м²/с, может эффективно имитировать условия умеренного солнечного света, улучшая рост, качество и урожайность таких культур, как картофель.
Выбор интенсивности и спектра света зависит от потребностей каждого растения. Листовая зелень растет при умеренном освещении, в то время как плодоносящим растениям может потребоваться более высокая интенсивность для поддержания стадии цветения и плодоношения.
Кроме того, некоторые культуры выигрывают от постепенного изменения интенсивности света, имитирующего восход и закат солнца. Такие изменения, ставшие возможными благодаряпередовым светодиодным технологиям, минимизируют потенциальные стрессовые факторы и способствуют более естественным циклам роста в помещении.
Какую пользу приносят лампы для выращивания в сельском хозяйстве?
Растущие лампы произвели революцию в сельском хозяйстве в закрытом помещении, особенно в вертикальных фермах и городских сельскохозяйственных системах, где солнечный свет ограничен.
Сельское хозяйство в контролируемой среде (CEA) позволяет выращивать растения круглый год, независимо от внешних условий. Лампы позволяют выращивать культуры с высокой плотностью, что делает их идеальными для гидропонных систем, где в помещении выращиваются такие растения, как салат-латук, зелень и клубника. Точно управляя фотопериодами и интенсивностью света, растениеводы могут оптимизировать урожайность, сводя к минимуму световой стресс, что приводит к росту жизнестойкости растений и повышению производительности.
Кроме того, лампы для выращивания оказались незаменимы для таких ценных культур, как каннабис, который имеет особые потребности в освещении на разных стадиях роста.
Исследования показывают, что точный контроль над спектром, продолжительностью и интенсивностью света при выращивании конопли может существенно повлиять на урожайность, концентрацию тетрагидроканнабинола (ТГК) и каннабидиола (КБР), а также на время цветения.
Светодиодные лампы для выращивания позволяют культиваторам подбирать индивидуальные рецепты освещения, предсказуемо увеличивая содержание ТГК и КБД, что повышает качество и прибыльность продукции.
Такой контроль особенно выгоден для коммерческих производителей, так как он обеспечивает стабильное и высококачественное производство, отвечающее требованиям рынка в развивающихся секторах лекарственного и рекреационного каннабиса.
Заключение
В целом, несмотря на то, что лампы для выращивания изменили сельское хозяйство в закрытых помещениях и городах, обеспечив надежные и регулируемые источники света, солнечный свет остается главным источником света полного спектра, который поддерживает естественный рост растений.
Растущие лампы, особенно светодиодные, играют важнейшую роль в контролируемых средах, однако им все еще не хватает полного спектра и интенсивности солнечного света. По мере развития технологий эффективность ламп для выращивания будет повышаться, что сделает их незаменимыми в современном сельском хозяйстве, особенно в городских условиях и при высокой плотности населения.
Однако солнечный свет остается незаменимым для некоторых культур и этапов роста, что гарантирует, что естественный свет будет оставаться ценным компонентом в сельскохозяйственных системах.
—-
Ссылки
- Мурад, М. А., и Чон, Б. Р. (2021). Светоизлучающие диоды (LED) в качестве сельскохозяйственного освещения: Влияние и его потенциал на улучшение физиологии, цветения и вторичных метаболитов сельскохозяйственных культур. Устойчивое развитие, 13(4), 1985. https://www.mdpi.com/2071-1050/13/4/1985
- Лануэ, Дж., Чжэн, Дж., Литтл, К., Гродзински, Б., и Хао, Х. (2021 г.). Непрерывное освещение не ухудшает рост и урожайность при выращивании мини-огурцов в теплице с дополнительным светодиодным освещением. Растения, 10(2), 378. https://www.mdpi.com/journal/plants/special_issues/artificial_light_applications
- Тема исследования Frontiers: Применение света в садоводстве с контролируемой средой. Рубежи в садоводстве. https://www.frontiersin.org/journals/horticulture/articles/10.3389/fhort.2024.1413224/full
- Намдар, Д., Мазуз, М., Ион, А. и Колтаи, Х. (2021). Влияние светодиодного освещения на накопление ТГК и терпенов в Cannabis sativa. Границы науки о растениях. https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fpls.2021.620021/full
- Миллар, С. А., Стоун, Н. Л., Йейтс, А. С., и О’Салливан, С. Е. (2018). Систематический обзор дозирования каннабидиола в клинических группах населения. Границы фармакологии. https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fphar.2018.01365/full
Похожие посты:
Горячий продукт
серия справочников
Руководство по мерцанию
Все, что вам нужно знать о мерцании, коварном и потенциально серьезном световом артефакте, влияющем на визуальную безопасность в общественных местах, таких как больницы, офисы, библиотеки и т. д.
О УПОТЭКе
United Power Research and Technology
UPRtek (2010) - производитель портативных высокоточных приборов для измерения освещенности; ручных спектрометров, ПАР-метров, спектрорадиометров, светокалибровочных решений.
Штаб-квартира UPRtek, НИОКР и производство расположены за пределами Тайваня, с мировым представительством через наших сертифицированных глобальных реселлеров.
Последние статьи
Категория
0 Комментариев