ไฟ LED ให้การควบคุมเอาต์พุตแบบสเปกตรัมสำหรับการใช้งานด้านพืชสวน
พืชแต่ละต้นมี "สูตรแสง" เฉพาะที่ช่วยให้สามารถปลูกพืชได้มากขึ้นในเวลาที่น้อยลง สูตรกำหนดการเปลี่ยนแปลงในสเปกตรัมเพื่อปรับแต่ละขั้นตอนของวงจรชีวิตของพืชให้เหมาะสมและปรับปรุงคุณสมบัติของพืชที่ต้องการ เช่น การเพิ่มรสชาติของผักหรือประสิทธิภาพของกัญชา
อย่างที่เราทราบกันดีว่าไฟ LED ได้ปฏิวัติวิธีการทำงานของสิ่งอำนวยความสะดวกสำหรับการปลูกในอาคาร สาเหตุหลักมาจากความยืดหยุ่นของ LED ในการให้เอาต์พุตสเปกตรัมที่มีการสร้างความร้อนต่ำมาก American Society of Agricultural and Biological Engineers (ASABE) เพิ่งเปิดตัว ANSI/ASABE S642 SEP2018 ซึ่งเป็นวิธีการที่แนะนำสำหรับการวัดและทดสอบผลิตภัณฑ์ LED สำหรับการเจริญเติบโตและการพัฒนาของพืช )" ซึ่งเป็นชุดที่สองในชุดมาตรฐานสามมาตรฐานที่เน้นที่ประสิทธิภาพของ LED ผลิตภัณฑ์แสงสว่างสำหรับงานพืชสวน
มาตรฐานใหม่กำหนดวิธีการทดสอบสำหรับผลิตภัณฑ์ LED ที่มีการแผ่รังสีด้วยแสงในช่วง 280-800 นาโนเมตร (ในขณะที่สเปกตรัมของแสงที่มองเห็นได้อยู่ในช่วงประมาณ 390-700 นาโนเมตร)
"การใช้ไฟ LED สำหรับงานพืชสวนเป็นหนึ่งในโครงการที่น่าสนใจที่สุดของเราในช่วงสองทศวรรษที่ผ่านมา" สก็อตต์ ซีดาร์ควิสต์ ผู้อำนวยการฝ่ายมาตรฐานและเทคโนโลยีของ ASABE กล่าว
ไม่น่าแปลกใจที่ศัพท์ที่ใช้ในพืชสวนคือพืช-มีศูนย์กลาง นี่คือคำศัพท์ที่ใช้กันอย่างแพร่หลาย:
การแผ่รังสีที่สังเคราะห์ด้วยแสง (PAR) - ช่วงสเปกตรัมของรังสีดวงอาทิตย์ที่มีให้สำหรับพืชในระหว่างการสังเคราะห์ด้วยแสง ตามเนื้อผ้าคิดว่าอยู่ในช่วง 400 นาโนเมตรถึง 700 นาโนเมตร แต่การวิจัยเมื่อเร็ว ๆ นี้แสดงให้เห็นว่าความยาวคลื่นสูงถึง 740 นาโนเมตรสามารถส่งผลต่อการเจริญเติบโตและการพัฒนาของพืชได้เช่นกัน
โฟตอนฟลักซ์สังเคราะห์แสง (PPF) – จำนวนโฟตอนที่มีการสังเคราะห์แสงต่อวินาทีที่เกิดจากระบบแสงสว่าง ซึ่งคล้ายกับฟลักซ์การส่องสว่าง (ลูเมน) วัดเป็นไมโครโมลต่อวินาที (μmol/s)
ความหนาแน่นโฟตอนฟลักซ์สังเคราะห์แสง (PPFD) – จำนวนโฟตอนที่มีประสิทธิภาพในการสังเคราะห์แสงที่กระทบพื้นผิวต่อหน่วยพื้นที่ต่อหน่วยเวลา คล้ายกับความสว่าง (ลักซ์) ในหน่วย μmol/m²s
จุดเน้นของแสงจากพืชสวนคือโฟตอนที่ส่งเข้ามา เนื่องจากเป็นโฟตอนที่เริ่มการสังเคราะห์ด้วยแสงและกระบวนการอื่นๆ ในการพัฒนาพืชด้วยอิเล็กตรอนที่น่าตื่นเต้น ผลิตภัณฑ์ LED สำหรับการใช้งานด้านพืชสวนแตกต่างจากผลิตภัณฑ์ LED สำหรับการให้แสงสว่างทั่วไปในแง่มุมที่สำคัญหลายประการ ประการแรกคือ สเปกตรัมเอาต์พุตของผลิตภัณฑ์เหล่านี้โดยทั่วไปจะกว้างกว่า สิ่งนี้มีประโยชน์เนื่องจากพืชต่าง ๆ ตอบสนองต่อส่วนต่าง ๆ ของสเปกตรัม
การวิจัยทางอุตสาหกรรมและวิชาการได้พิสูจน์แล้วว่าพืชแต่ละชนิดมี "สูตรแสง" เฉพาะที่ช่วยให้สามารถปลูกพืชได้มากขึ้นในเวลาที่น้อยลง สูตรกำหนดการเปลี่ยนแปลงในสเปกตรัมเพื่อปรับแต่ละขั้นตอนของวงจรชีวิตของพืชให้เหมาะสมและปรับปรุงคุณสมบัติของพืชที่ต้องการ เช่น การเพิ่มรสชาติของผักหรือประสิทธิภาพของกัญชา
ผลิตภัณฑ์ไฟ LED ยังมีคุณสมบัติพิเศษที่ไม่เพียงแต่ให้สเปกตรัมเอาต์พุตที่แม่นยำเท่านั้น แต่ยัง "ปรับ" ให้เป็นสเปกตรัมที่เหมาะสมที่สุดสำหรับช่วงอายุของพืชต่างๆ
เพื่อที่จะแก้ปัญหาอุณหภูมิที่มากเกินไปในสภาพแวดล้อมที่กำลังเติบโตบางอย่าง การระบายความร้อนแบบแอคทีฟแม้ว่าจะไม่ใช่แบบสากลก็ตาม เป็นคุณสมบัติที่สำคัญอีกประการหนึ่งของผลิตภัณฑ์ไฟ LED สำหรับพืชสวน การระบายความร้อนแบบแอคทีฟนั้นทำได้โดยพัดลมเป็นหลัก แต่ยังใช้ระบบระบายความร้อนด้วยน้ำด้วย โครงสร้างแบบกันน้ำก็เป็นข้อพิจารณาเช่นกัน โดยเฉพาะอย่างยิ่งในการติดตั้งซึ่งติดตั้ง LED ใกล้กับพืช เช่น ฟาร์มแนวตั้ง
เมื่อพูดถึงฟาร์มแนวตั้ง ผลิตภัณฑ์ไฟ LED ได้รับการยอมรับอย่างกว้างขวางเนื่องจากสร้างความร้อนน้อยกว่าแสงแบบเดิมมาก ไฟ LED สามารถกระจัดกระจายใกล้พืชได้โดยไม่ก่อให้เกิดความเสียหาย ซึ่งช่วยให้ผู้จัดการสถานที่เพิ่มพื้นที่ว่างได้สูงสุด นอกจาก-การดำเนินงานขนาดใหญ่ที่แสดงไว้ที่นี่แล้ว การทำฟาร์มแนวตั้งยังได้รับความนิยมในเขตเมืองอีกด้วย ในพื้นที่เหล่านี้ อาคารร้างได้ถูกดัดแปลงเป็นโรงงาน-สถานที่ปลูกเพื่อผลิตผักสดด้วยต้นทุนที่ต่ำลง
ภาพ: โครงการฟาร์มแนวตั้งที่ใช้ไฟ LED ในเมือง Millis รัฐแมสซาชูเซตส์ สหรัฐอเมริกา ที่มา: Crop One Holdings
โปรดทราบว่าบทความนี้ยังไม่ได้กล่าวถึงสาเหตุหลักของการใช้ไฟ LED อย่างแพร่หลายในการให้แสงสว่างทั่วไป กล่าวคือ การประหยัดพลังงาน เนื่องจากสำหรับผู้จัดการโรงงานที่กำลังเติบโต จุดประสงค์หลักของการย้ายครั้งนี้คือผลตอบแทน สำหรับ-พืชผลที่มีมูลค่าสูงอย่างกัญชา ซึ่งไม่ต้องสงสัยเลยว่าเป็นอุตสาหกรรมแรกที่ใช้ไฟ LED ต้นทุนด้านพลังงานนั้นน้อยมากเมื่อเทียบกับรายได้ที่ได้รับจากผลผลิตที่สูงขึ้นและวงจรชีวิตที่สั้นลง แม้แต่การปลูกพืชแบบดั้งเดิม เช่น ผักใบเขียวและดอกไม้ การลดต้นทุนด้านพลังงานก็ไม่น่าสนใจไปกว่าการผลิตพืชผลในเวลาที่น้อยลง
การนำไฟ LED มาใช้กับพืชสวนกำลังเติบโตอย่างรวดเร็ว และจะนำไปสู่การเปลี่ยนแปลงครั้งใหญ่ในวิธีการปลูกอาหารในอนาคต ดังนั้นเมื่อคุณซื้อแบล็กเบอร์รี่ที่ร้านขายของชำในฤดูหนาวหน้า ลองนึกดูว่าของหายากของคุณปลูกในบ้านด้วยไฟ LED หรือไม่
