آیا نور خورشید برای گیاهان بهتر است یا نور LED؟

یکی از موضوعاتی که همچنان با توسعه کشاورزی داخلی مطرح می شود این است که آیا نور LED یا آفتاب برای گیاهان بهتر است. چراغ های رشد منبع اصلی نور قابل اعتماد برای کشاورزی داخلی، هیدروپونیک و کشاورزی محیط کنترل شده (CEA) هستند. این مقاله به بررسی تفاوت‌های بین نورهای رشد و آفتاب طبیعی، چگونگی تأثیر آنها بر رشد گیاهان و اهمیت نورهای رشد برای کشاورزی معاصر می‌پردازد.

طیف کامل نور مورد نیاز برای فتوسنتز -فرآیندی که توسط آن گیاهان انرژی تولید می‌کنند{1}}از نور خورشید تامین می‌شود.

طیف مرئی (400-700 نانومتر) و فراتر از آن توسط نور طبیعی خورشید پوشیده شده است، که دارای طول موج های متفاوت از ماوراء بنفش (UV) تا مادون قرمز (IR) است.

از آنجایی که انرژی متعادلی را برای فعالیت های مختلف گیاهان ارائه می دهد، طیف وسیع آن برای رشد گیاه در محیط های طبیعی عالی است. در حالی که نور قرمز گلدهی و تولید میوه را افزایش می دهد، نور آبی با تشویق سیستم های ریشه و شاخ و برگ فشرده و قوی از گیاهان در هر مرحله از رشد حمایت می کند.

سلامت گیاه نیز تحت تأثیر میزان نور خورشید و تغییرات طبیعی آن است. گیاهان در نتیجه تغییرات آهسته در شدت و طیف نور که در طول روز و سال رخ می دهد، انعطاف پذیرتر می شوند.

اگر چه قرار گرفتن بیش از حد در معرض نور خورشید می تواند آسیب زا باشد، اشعه ماوراء بنفش سیستم دفاعی گیاه را در برابر بیماری ها تقویت می کند و در نتیجه محصول هایی با انعطاف پذیری بیشتری ایجاد می کند.

علاوه بر این، نور مادون قرمز باعث گرم شدن بافت می شود که به رشد در زمستان کمک می کند. طبق تحقیقات، آفتاب طبیعی بهترین تولید رنگدانه ممکن را تشویق می‌کند که به محصول رنگ‌های زنده، طعم‌های بهبود یافته و ارزش غذایی آن را افزایش می‌دهد.

دانستن اینکه "نور لامپ رشد با نور خورشید چه تفاوتی دارد" درک این موضوع را آسان تر می کند که چرا نور مصنوعی، به ویژه LED ها، معمولا طول موج های خاصی را به جای کل طیف تولید می کنند.

این گزینش پذیری با تمرکز بر طول موج های قرمز و آبی، که به ویژه برای ارتقای فتوسنتز مفید هستند، پاسخ های متمرکز گیاه را ممکن می کند.

با ترکیب‌های قرمز-آبی یا قرمز-آبی-دور-قرمز که ویژگی‌های خاصی مانند شاخ و برگ ضخیم، سطح برگ گسترده و چرخه‌های رشد سریع را تشویق می‌کنند، علم زیربنای این "دستور العمل‌های" نور تکامل یافته است.

اثربخشی این طیف های متمرکز در تحقیقات متعدد نشان داده شده است. به عنوان مثال، نشان داده شده است که LED های قرمز و آبی سرعت رشد و غلظت کلروفیل را در محصولاتی مانند خیار و کاهو تسریع می کنند.

نور آبی باعث افزایش باز شدن روزنه می شود که مصرف CO2 را بهبود می بخشد، در حالی که نور قرمز پروتئین های گیرنده نوری را فعال می کند که از گلدهی حمایت می کنند.

پرورش دهندگان می توانند پارامترهای رشد را تنظیم کنند تا صفات مورد نظر مانند برگ های بزرگ تر، میانگره های کوتاه تر و تجمع زیست توده سریع تر را با طول موج های مختلف نور تولید کنند.

با این حال، بسیاری از لامپ های رشد LED دارای طول موج UV و IR یکسان با نور خورشید نیستند. برخی از عملکردهای گیاهی، مانند مقاومت در برابر بیماری و کل دامنه فعالیت فتوسنتزی، ممکن است توسط این اجزای از دست رفته محدود شوند.

به همین دلیل، چراغ‌های رشد LED نمی‌توانند به طور کامل طیف طبیعی را تقلید کنند و تأثیرات ظریفی که نور خورشید بر شکل و متابولیسم گیاه می‌گذارد، حتی اگر می‌توانند در شرایط خاصی رشد را بهبود بخشند.

موضوع "آیا می توان نورها را جایگزین نور خورشید کرد" توجه را به مشکلات استفاده از نور مصنوعی برای تقلید از شدت و تنوع طیفی نور خورشید جلب می کند.

در حالی که چراغ‌های رشد در محیط‌های تنظیم‌شده به خوبی کار می‌کنند، ممکن است نتوانند به‌طور کامل تمام نیازهای گیاهان را برآورده کنند، به‌ویژه آن‌هایی که برای نور زیاد استفاده می‌شوند. در مقابل، نور خورشید منبع انرژی بی نظیری را ارائه می دهد. به عنوان مثال، گیاهان خیار می‌توانند تحت نور{2}}ال ای‌دی با شدت بالا رشد کنند، اما هنوز هم می‌توانند در معرض تابش آفتاب طبیعی به طور گسترده‌تری منبسط شوند و نرخ فتوسنتزی بیشتری داشته باشند.

علاوه بر این، اگر نور حاوی تغییرات خاصی یا نشانه های حرارتی نباشد، گیاهانی که در معرض نور مصنوعی ثابت قرار می گیرند ممکن است نشانگرهای استرس مانند کلروز یا زرد شدن برگ را نشان دهند.

ریتم شبانه روزی گیاه، که رشد، دریافت مواد مغذی و واکنش های استرس را کنترل می کند، تحت تأثیر چرخه طبیعی روز{0}}شب است. مگر اینکه از چرخه‌های روشن/خاموش خاصی یا منابع نوری متنوع استفاده شود، چراغ‌های رشد می‌توانند این ریتم را بر هم بزنند و در نهایت منجر به کاهش کیفیت و سلامت شوند.

بر اساس مطالعه اخیر، نور خورشید برای برخی گونه ها و مراحل رشد ضروری است، حتی اگر چراغ های رشد برای کشاورزی کنترل شده موثر باشد. گیاهانی که برای شرایط بیرونی بهینه شده اند ممکن است هنوز در زیر نور طبیعی خورشید به حیات بیشتری دست یابند.

کدام نوع نور مصنوعی برای گیاهان بهتر است؟

چراغ های رشد LED به دلیل طول عمر طولانی، صرفه جویی در مصرف انرژی و ظرفیت تولید طیف خاص برای مراحل مختلف گیاه در بین چراغ های مصنوعی منحصر به فرد هستند. به لطف فناوری LED، پرورش دهندگان می توانند دستور العمل های نور را مطابق با مرحله رشد هر گیاه، از رویشی تا گلدهی، تنظیم کنند.

LED های آبی رشد رویشی و ساختاری را افزایش می دهند، در حالی که LED های قرمز باعث رشد و گلدهی برگ می شوند. نور قرمز بسیار دور به ویژه برای گونه هایی با ساختار برگ ضخیم مفید است زیرا می تواند تولید زیست توده و اندازه تاج پوشش را افزایش دهد.

رنگ ایده آل برای رشد نور چیست؟ نشان داده شده است که ترکیبات نوری خاص، مانند قرمز-آبی-سفید، بهترین نرخ رشد و تولید رنگدانه را در محصولاتی مانند کاهو و سیب زمینی فراهم می‌کنند. با ادغام نور قرمز، سبز و آبی، LED های سفید طیف وسیع تری را ارائه می دهند که بیشتر شبیه نور طبیعی خورشید است. از آنجایی که گیاهان را قادر می‌سازد تا فرآیندهایی را طی کنند که معمولاً توسط نور طبیعی خورشید تحریک می‌شوند، این تکنیک طیف{4} بیشتر و بیشتر در کشاورزی رایج می‌شود.

چراغ‌های رشد LED برای تأسیسات کشاورزی با تراکم بالا عالی هستند زیرا گرمای کمی تولید می‌کنند و می‌توانند بدون سوزاندن گیاهان در نزدیکی گیاهان قرار گیرند.

کنترل دقیق شدت نور، مدت زمان و فاصله از گیاهان هنگام استفاده از چراغ های رشد به جای آفتاب بسیار مهم است.

طبق تحقیقات، گیاهان به طور معمول روزانه به 12 تا 16 ساعت نور مصنوعی نیاز دارند تا با انرژی ورودی از نور خورشید برابری کنند. لامپ های LED که به درستی قرار گرفته و تنظیم شده اند می توانند رشد داخل خانه را تقویت کرده و استرس گیاه را کاهش دهند.

برای بهبود رشد، کیفیت و تولید در محصولاتی مانند سیب‌زمینی، ترکیبی از LEDهای قرمز، آبی و{0}}قرمز دور تنظیم‌شده با تراکم شار فوتون فتوسنتزی 100 میکرومول در متر مربع در ثانیه (PPFD) می‌تواند به طور موثر شرایط آفتاب متوسط را شبیه‌سازی کند.

الزامات هر گیاه تعیین کننده طیف نور و شدت آن است. در حالی که گیاهان بارده ممکن است به شدت بیشتری برای حفظ دوره گلدهی و باردهی نیاز داشته باشند، سبزی های برگدار در نور متوسط بهترین عملکرد را دارند.

علاوه بر این، تغییرات آهسته در شدت نور که طلوع و غروب خورشید را شبیه‌سازی می‌کند برای برخی محصولات مفید است. این اصلاحات، که با تکنولوژی پیشرفته ال‌ای‌دی-فعال می‌شوند، استرس‌های احتمالی را کاهش می‌دهند و چرخه‌های رشد ارگانیک بیشتری را در داخل خانه تشویق می‌کنند.

در نتیجه، نور خورشید همچنان بهترین منبع نور با طیف{0} کامل است که باعث رشد طبیعی گیاهان می‌شود، حتی اگر چراغ‌های رشد با ارائه منابع نور قابل اعتماد و قابل تنظیم، کشاورزی داخلی و شهری را متحول کرده باشند. چراغ های رشد، به ویژه LED ها، در تنظیمات کنترل شده ضروری هستند، اما هنوز دامنه و شدت نور خورشید را کامل ندارند. چراغ‌های رشد با توسعه فناوری بیشتر و بیشتر مفید می‌شوند و آنها را برای کشاورزی معاصر، به‌ویژه در محیط‌های شهری و{3}}با تراکم بالا ضروری می‌سازد.

Led Grow Tube Lights