一,Problema cu iluminatul tipic este că folosește multă energie, nu emite lumină bună și creează multă căldură.
Lămpile-de sodiu de înaltă presiune (HPS) și lămpile fluorescente sunt principalele tipuri de lumină utilizate în sere. Cu toate acestea, aceste surse de lumină au trei probleme majore:
Nu foarte eficient energetic: luminile HPS convertesc doar aproximativ 30% din energia electrică pe care o folosesc în lumină vizibilă. Restul energiei este transformată în căldură. De exemplu, în orașul Shouguang, o seră tradițională are nevoie de un plus de 30% din energie electrică pentru a se răci în timpul iernii în timp ce luminile sunt aprinse, ceea ce crește costul total al consumului de energie cu 45%.
Nu este posibil să se controleze spectrul: lămpile fluorescente au un spectru fix care nu funcționează pentru toate fazele de creștere a plantelor. De exemplu, lumina albastră este necesară pentru a ajuta răsadurile de roșii să crească rădăcini, iar lumina roșie este necesară pentru a ajuta mugurii florali să crească în timpul înfloririi. Reglarea dinamică nu este posibilă cu sursele tradiționale de lumină.
Interferența radiațiilor termice: lămpile HPS pot deveni mai fierbinți de 200 de grade Celsius pe suprafețele lor, ceea ce poate crește temperatura în seră cu 5 până la 8 grade Celsius. Acest lucru face necesar ca fermierii să pornească mai des echipamentele de ventilație, ceea ce irosește și mai multă energie.
2, luminile cu LED pentru plante sunt un mare pas înainte în tehnologie, deoarece vă permit să controlați lumina foarte precis și să economisiți energie.
Tehnologia LED este acum suficient de matură pentru a schimba jocul-pentru cultivarea cu efect de seră. Principalele sale beneficii sunt prezentate în următoarele domenii:
1. Personalizarea spectrului: trecerea de la „o mărime potrivită pentru toți” la „aprovizionare la-la cerere” Fotosinteza plantelor depinde în mare parte de lumina roșie (630–660nm) și lumina albastră (450–470nm), totuși diferitele culturi și stadii de creștere au nevoi spectrale foarte variabile. De exemplu:
Pentru legumele cu frunze verzi precum salata verde, biomasa este cea mai mare atunci când raportul roșu/albastru este de 7:3. Prea multă lumină albastră le poate face să crească prea repede;
Fructele solaacee, cum ar fi roșiile, au nevoie de mai mult de 60% lumină roșie în timpul sezonului de fructificare pentru a ajuta fructele să crească. Adăugarea de lumină roșie îndepărtată (730 nm) poate ajuta, de asemenea, să scapi de restricția fotoperioadei și să permită producția în afara sezonului-. -Plantele medicinale precum perilla pot produce mai multe antociani atunci când sunt expuse la lumina UV LED (385nm), ceea ce crește cantitatea de compuși activi cu 35%.
„Lampa de cultură a țesuturilor cu LED spectrală ajustabilă” realizată de Universitatea Agricolă Nanjing modifică raportul roșu-albastru în timp real folosind o platformă cloud. Acest lucru crește rata de calitate a răsadurilor de cultură de țesut Phalaenopsis de la 68% la 92% și reduce ciclul de răsad cu 40%.
2. Economisiți energie și faceți-o mai eficientă: treceți de la „consum ridicat și eficiență scăzută” la „verde și cu emisii reduse de-carbon”.
LED-urile pot converti 40-50% din lumina pe care o primesc în electricitate, ceea ce reprezintă cu peste 50% mai puțină energie decât luminile HPS. Ferma verticală Sky Greens din Singapore folosește un sistem LED de plantare cu mai multe straturi-. Produce de 100 de ori mai multă hrană pe unitate de suprafață decât fermele tipice, dar folosește doar o treime din energie. Proprietățile de căldură scăzută ale LED-urilor sunt cu atât mai esențiale, deoarece limitează schimbarea temperaturii din seră cu mai mult de 2 grade Celsius, ceea ce înseamnă că aerul condiționat nu trebuie utilizat la fel de des, ceea ce economisește și mai multă energie.
Povestea lui Songjia Daozhuang din orașul Daotian, orașul Shouguang este mai convingătoare. Un fermier de legume a trecut de la vechile lămpi HPS la sisteme de iluminat cu LED, care reduc cererea anuală de energie electrică a unei singure sere de la 12000 kWh la 6000 kWh. Venitul anual al unei singure sere a crescut cu 25%, deoarece s-au folosit mai puține pesticide (spectrele LED pot opri unele activități bacteriene).
3. Optimizarea spațiului: de la „plantare plată” la „fabrică tri-dimensională”
Luminile LED sunt grozave pentru agricultura verticală, deoarece sunt subțiri (doar 3–5 cm grosime) și nu degajă multă căldură. La ferma Yuntai din Lianyungang, camera de cultură inteligentă pentru Phalaenopsis are benzi de lumină cu LED-uri deasupra fiecărui rafturi de cultivare. Distanța dintre straturi a fost redusă de la 1,5 metri la 0,8 metri, ceea ce a crescut utilizarea spațiului cu 47%. Dispozitivul poate modifica automat intensitatea luminii (0–2000 μ mol/m²/s) și raportul spectral atunci când este utilizat cu senzori IoT. Acest lucru scurtează ciclul de înflorire al Phalaenopsis cu 15 zile și face culoarea petalelor mai uniformă cu 30%.
3, Logica profundă a modernizării industriei: interacțiunea politicilor, piețelor și tehnologiilor
Utilizarea pe scară largă a luminilor LED pentru plante nu se datorează numai îmbunătățirilor aduse tehnologiei, ci și reglementărilor guvernamentale, cererii pieței și sănătății industriei în ansamblu.
1. Dividende politice: de la „subvenție determinată” la „condus standard”
Ministerul Agriculturii și Afacerilor Rurale al Chinei „al 14-lea plan cincinal pentru dezvoltare națională a agriculturii ecologice” spune că până în 2025, 60% din fermele de facilități trebuie să folosească iluminatul cu LED-uri. Strategia „recompensă în loc de subvenție” este folosită de guvernele locale pentru a încuraja utilizarea tehnologiei. De exemplu, provincia Shandong oferă serelor care utilizează lumină de umplere LED o subvenție de 2000 de yuani pe mu și stabilește un sistem standard pentru tehnologia de reglare spectrală.
2. Cererea pieței: de la „producția este pe primul loc” la „calitatea este regele”
Cererea de pe piață pentru legume de ultimă generație, plante medicinale și flori atractive crește cu o medie de 12% pe an, pe măsură ce oamenii încep să cumpere lucruri mai scumpe. Tehnologia de control al spectrului LED poate gestiona cu precizie morfologia culturii (de exemplu, îngroșarea legumelor cu frunze), elementele nutriționale (cum ar fi creșterea conținutului de vitamina C din roșii cu 20%) și compușii de aromă (cum ar fi optimizarea raportului de zahăr-acid la căpșuni), satisfăcând cerințe specifice.
3. Ecologie industrială: de la „descoperire într-un singur punct” la „integrarea sistemului”
Luminile LED pentru plante funcționează bine cu Internetul lucrurilor, big data și inteligența artificială. De exemplu, sistemul de control GrowWise de la Philips din Țările de Jos poate crea automat planuri de iluminare bazate pe modele ale modului în care cresc culturile și permite monitorizarea de la distanță prin rețelele 5G. „Smart Light Environment Platform” de la KeRui Microchip din China combină date precum spectrul, temperatura, umiditatea și nivelurile de CO₂ pentru a crea un sistem de control în buclă închisă-care mărește eficiența producției de seră cu 18%.
