"ไฟ LED เต็มสเปกตรัม" สําหรับการเพาะปลูกพืชสามารถแทนที่แสงแดดได้อย่างสมบูรณ์หรือไม่?
เรารู้ว่าการเจริญเติบโตของพืชต้องแลกเปลี่ยนสารอาหารผ่านการสังเคราะห์ด้วยแสง หลังจากพืชได้รับแสงคลอโรฟิลล์บนใบของพืชสามารถแปลงก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์และน้ําในใบเป็นกลูโคสและกลูโคสจะกลายเป็นแป้งต่อไป รอให้อินทรียวัตถุให้พลังงานแก่พืชที่จะเติบโตตามปกติ
แสงก็เหมือนอาหารของมนุษย์ หากไม่มีอาหารเราจะอดตาย แต่หากไม่มีแสงกระบวนการเผาผลาญทั้งหมดของพืชจะหายไปและมันจะตาย
ดังนั้นภายใต้สถานการณ์ปกติพืชสามารถเติบโตพัฒนาบานและมีผลเฉพาะเมื่อมีแสง ดอกไม้หรือพืชทั้งหมดที่เราปลูกต้องการแสง แต่พืชชนิดต่าง ๆ มีข้อกําหนดที่แตกต่างกันสําหรับความเข้มของแสงและความยาวแสงแดด
ในวันที่มีแดดแสงที่ฉายรังสีโดยตรงจากดวงอาทิตย์เรียกว่าแสงโดยตรง พืชที่ชอบดวงอาทิตย์จะต้องได้รับการปลูกฝังภายใต้แสงโดยตรง หากมีเมฆมากหรือแสงในสถานที่กําบังเรียกว่าแสงกระจัดกระจายพืชที่รักร่มเงาควรปลูกในที่ร่มรื่น มันสามารถเจริญเติบโตได้ดีตราบใดที่มีแสงกระจัดกระจาย
สเปกตรัมของแสงธรรมชาติ
ในกรณีส่วนใหญ่แสงที่จําเป็นสําหรับการสังเคราะห์ด้วยแสงหมายถึงแสงธรรมชาตินั่นคือแสงที่ปล่อยออกมาจากดวงอาทิตย์ของเรา แต่เมื่อแสงแดดเหล่านี้ถูกใช้สําหรับการสังเคราะห์ด้วยแสงโดยพืชแถบความยาวคลื่นที่มีให้พืชประมาณ 400-700 นาโนเมตร อัตราการใช้ประโยชน์ของความยาวคลื่นแต่ละความยาวไม่เหมือนกันระหว่างความยาวคลื่น แสงผสมที่ซับซ้อนในแสงแดดจัดเรียงผ่านความยาวคลื่นที่แตกต่างกันคือสเปกตรัมของแสงแดดซึ่งรวมถึงเส้นโค้งสเปกตรัมของแสงอัลตราไวโอเลตแสงที่มองเห็นได้และแสงอินฟราเรด สเปกตรัมของแสงแดดสามารถเรียกได้ว่าเป็นสเปกตรัมเต็ม
หลักการสเปกตรัมของแสงประดิษฐ์
ในแหล่งกําเนิดแสงประดิษฐ์หลักการทํางานคือการเพิ่มเนื้อหาของปรอทองค์ประกอบทางเคมีในหลอดอาร์คที่เปล่งแสงของหลอดปล่อยก๊าซอาร์คอย่างเหมาะสมซึ่งจะเป็นการเพิ่มพลังงานแสงของส่วนแสงอัลตราไวโอเลตและโดยการปรับอัตราส่วนเนื้อหาของเมทัลฮาไลด์ส่วนแสงที่มองเห็นได้จะทํา การรวมกันของความยาวคลื่นในแต่ละวงสามารถใกล้เคียงกับสเปกตรัมแสงอาทิตย์
แหล่งกําเนิดแสงประดิษฐ์ต้องอยู่ในช่วงแสงที่มองเห็นได้ระหว่าง 400-800 ความยาวคลื่นเพื่อให้สเปกตรัมใกล้แสงแดดอย่างต่อเนื่องซึ่งเป็นแหล่งกําเนิดแสงที่มีคุณภาพสูงที่สุดสําหรับการเรนเดอร์สี
มีเพียงเป้าหมายเดียวที่แหล่งกําเนิดแสงประดิษฐ์กําลังใกล้เข้ามาอย่างต่อเนื่องนั่นคืออุณหภูมิสีของแสงแดดเปลี่ยนไปตามฤดูกาลทั้งสี่และเวลาเช้าและเย็นดังนั้นสเปกตรัมของหลอดไฟเต็มสเปกตรัมควรเปลี่ยนอุณหภูมิสีอย่างต่อเนื่องตามเวลาเพื่อจําลองสภาพแวดล้อมแสงธรรมชาติ พืชสามารถปรับตัวให้เข้ากับการเปลี่ยนแปลงของสภาพภูมิอากาศและอุณหภูมิเพื่อให้สอดคล้องกับกฎหมายการเจริญเติบโตตามธรรมชาติของสิ่งมีชีวิต
เมื่อเทียบกับแสงแดด LED ธรรมดาข้อดีของสเปกตรัมเต็มคืออะไร?
ในปัจจุบันแสงพืชในร่มส่วนใหญ่ใช้การรวมกันของไฟ LED สีแดงและสีน้ําเงินหรือการรวมกันของไฟ LED สีแดงและสีขาว ไม่ยากที่จะเห็นจากสเปกโตรแกรมที่แม้ว่าสเปกตรัมของหลอดไส้ที่ใช้เป็นเวลานานก่อนที่จะมีการกระจายไม่สม่ําเสมอสเปกตรัมค่อนข้างครอบคลุม ภายใต้เงื่อนไขของการส่องสว่างในระดับหนึ่งมันยังคงมีผลส่งเสริมการเจริญเติบโตของพืช แต่แสงชนิดนี้มีข้อเสียของประสิทธิภาพต่ําเกินไปการใช้พลังงานค่อนข้างใหญ่และอายุการใช้งานสั้น
นอกจากนี้ยังมีหลอดโซเดียมและหลอดไฟประหยัดพลังงานที่พบได้ทั่วไปในตลาด เส้นโค้งของหลอดไฟดังกล่าวแตกต่างกันมากและการกระจายสเปกตรัมไม่สม่ําเสมอ อัตราส่วนสีแดงและสีน้ําเงินของหลอดไฟ LED พืชธรรมดามีข้อดีบางประการ แต่สเปกตรัมและสเปกตรัมเต็มรูปแบบของแสงแดดนั้นหาที่เปรียบมิได้ และจากมุมมองด้านต้นทุนค่าใช้จ่ายสูงสีอ่อนเป็นสีม่วงซึ่งไม่สวยงามและความสว่างไม่เพียงพอ
ดังนั้นเมื่อเปรียบเทียบข้างต้นจึงไม่ยากที่จะพบว่าแสงพืชเต็มสเปกตรัมในปัจจุบันนั้นใกล้เคียงกับแสงแดดเต็มรูปแบบในการใช้งานพืชมากที่สุดและเหมาะอย่างยิ่งสําหรับเรือนกระจกการเกษตรสถาบันวิจัยการเกษตรสวนนิเวศวิทยาการเกษตรและพืชภูมิทัศน์สํานักงานขนาดใหญ่ เติมแหล่งกําเนิดแสง
การวิจัยและพัฒนาแหล่งกําเนิดแสง LED แบบฟูลสเปกตรัมในปัจจุบันได้เกิดขึ้นในระดับสากลมาหลายปีแล้ว แต่เทคโนโลยีนี้จํากัดอยู่ที่การพัฒนาชิ้นส่วนแสงที่มองเห็นได้ในแต่ละย่านความถี่เพื่อให้ได้สเปกตรัมอย่างต่อเนื่องและปรับปรุงดัชนีการแสดงผลสี แต่เป็นการยากที่จะบรรลุสเปกตรัมอย่างต่อเนื่องในส่วนของแสงอัลตราไวโอเลตและอินฟราเรด
สเปกตรัมของลูกปัดหลอดอัลตราไวโอเลตและหลอด LED อินฟราเรดแต่ละลูกมีขนาดเล็กมากและ จํากัด อยู่ที่ย่านความถี่ที่แน่นอนรวมกันเป็นสเปกตรัมต่อเนื่องผลไม่เป็นที่น่าพอใจและต้นทุนการผลิตไม่ต่ํา เนื่องจากเทคโนโลยีแสงสว่าง LED ยังคงลึกซึ้งยิ่งขึ้นในด้านโรงงานในปัจจุบันการทดสอบความเชี่ยวชาญและเทคโนโลยีที่แท้จริงจึงอยู่ในความสามารถในการให้สภาพการเจริญเติบโตที่สม่ําเสมอและการใช้พลังงานอย่างมีเหตุผลในขณะที่สร้างความมั่นใจในพืชที่มีคุณภาพสูงสําหรับเกษตรกรและผู้ใช้ปลายทาง การคํานวณ TCO ส่วนใหญ่อาศัยเอาต์พุตแสงในระยะยาวที่มีประสิทธิภาพและยั่งยืน
แสงจากพืชเป็นตลาดที่เติบโตอย่างต่อเนื่องและเทคโนโลยีกําลังก้าวหน้าอย่างต่อเนื่อง นี่คือยุคของนวัตกรรมทางเทคโนโลยี เป็นที่เชื่อกันว่าในที่สุดมนุษย์จะเปลี่ยนชีวิตของพวกเขาผ่านเทคโนโลยี ไฟการเจริญเติบโตของพืชเต็มสเปกตรัมขึ้นอยู่กับกฎหมายของการเจริญเติบโตของพืชจําลองการกระจายสเปกตรัมพลังงานแสงอาทิตย์ ตามหลักการของอัตราส่วนแหล่งกําเนิดแสงประดิษฐ์ที่พัฒนาแล้วพร้อมสเปกตรัมเต็มรูปแบบมีช่วงรังสีที่กว้างถึงมากกว่า 100LM ต่อวัตต์ซึ่งตรงตามข้อกําหนดของแสงสีเขียวอย่างแท้จริง
โดยไม่คํานึงถึงสภาพอากาศฤดูกาลและช่วงเวลาของวันพืชเช่นมนุษย์ต้องการแสงเมื่อพวกเขาเติบโตและเป็นสิ่งสําคัญที่จะใช้กลยุทธ์แสงที่เหมาะสม สําหรับเรือนกระจกทางการเกษตรไฟเต็มสเปกตรัมจะใช้เป็นแสงเสริมซึ่งสามารถเพิ่มประสิทธิภาพได้ตลอดเวลาของวันเพื่อให้พืชสามารถช่วยในการสังเคราะห์ด้วยแสงได้เสมอ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในช่วงฤดูหนาวสามารถขยายเวลาแสงที่มีประสิทธิภาพได้ ไม่ว่าจะในเวลาพลบค่ําหรือตอนกลางคืนก็สามารถขยายและควบคุมแสงที่พืชต้องการได้อย่างมีประสิทธิภาพและไม่ได้รับผลกระทบจากการเปลี่ยนแปลงด้านสิ่งแวดล้อมใด ๆ ในเรือนกระจกหรือห้องปฏิบัติการพืชมันสามารถแทนที่แสงธรรมชาติได้อย่างสมบูรณ์เพื่อส่งเสริมการเจริญเติบโตของพืช
