一, Проблемът с типичното осветление е, че използва много енергия, не излъчва добра светлина и създава много топлина.
Натриевите-лампи под високо налягане (HPS) и флуоресцентните лампи са основните видове светлина, използвани в оранжериите. Тези източници на светлина обаче имат три основни проблема:
Не много енергийно ефективни: HPS лампите преобразуват само около 30% от електрическата енергия, която използват във видима светлина. Останалата част от енергията се превръща в топлина. Например в град Шоугуанг традиционна оранжерия се нуждае от допълнителни 30% електричество, за да се охлади през зимата, докато светлините са включени, което повишава общите разходи за потребление на енергия с 45%.
Не е възможно да се контролира спектърът: Флуоресцентните лампи имат фиксиран спектър, който не работи за всички фази на растеж на растенията. Например, синята светлина е необходима, за да помогне на разсада на домати да развие корени, а червената светлина е необходима, за да помогне на цветните пъпки да растат по време на цъфтежа. Динамичното регулиране не е възможно при традиционните източници на светлина.
Смущения от топлинно излъчване: HPS лампите могат да станат по-горещи от 200 градуса по Целзий на техните повърхности, което може да повиши температурата в оранжерията с 5 до 8 градуса по Целзий. Това налага фермерите да включват по-често вентилационните съоръжения, което губи още повече енергия.
2, LED светлините за растения са голяма крачка напред в технологиите, тъй като ви позволяват да контролирате светлината много прецизно и пестите енергия.
Светодиодната технология вече е достатъчно зряла, за да промени играта-в оранжерийното земеделие. Основните му предимства се проявяват в следните области:
1. Персонализиране на спектъра: преминаване от „универсален размер за всички“ към „доставка при-заявка“ Фотосинтезата на растенията зависи най-вече от червена светлина (630–660 nm) и синя светлина (450–470 nm), но различните култури и етапи на растеж имат много променливи спектрални нужди. Например:
За зеленолистни като маруля, биомасата е най-висока, когато съотношението червено към синьо е 7:3. Твърде много синя светлина може да ги накара да растат твърде бързо;
Solanaceous плодове, като доматите, се нуждаят от повече от 60% червена светлина по време на сезона на плододаване, за да помогнат на плодовете да растат по-големи. Добавянето на далечна червена светлина (730 nm) също може да помогне за нарушаване на ограничението за фотопериода и да даде възможност за-производство извън сезона. -Лечебните растения като перила могат да произвеждат повече антоцианини, когато са изложени на UV LED светлина (385 nm), което увеличава количеството на активните съединения с 35%.
„Регулируемата спектрална LED лампа за тъканни култури“, направена от Нанкинския селскостопански университет, променя съотношението на червено-синьо в реално време с помощта на облачна платформа. Това повишава степента на качество на разсада на тъканната култура Phalaenopsis от 68% на 92% и съкращава цикъла на разсад с 40%.
2. Спестете енергия и я направете по-ефективна: променете от „високо потребление и ниска ефективност“ към „зелено и ниско-въглеродни емисии“.
Светодиодите могат да преобразуват 40-50% от светлината, която получават, в електричество, което е повече от 50% по-малко енергия от HPS светлините. Вертикалната ферма Sky Greens в Сингапур използва LED много-слойна система за засаждане. Той произвежда 100 пъти повече храна на единица площ от типичните ферми, но използва само една трета от енергията. Свойствата на ниска топлина на светодиодите са още по-важни, тъй като те ограничават температурата в оранжерията от промяна с повече от 2 градуса по Целзий, което означава, че климатикът не трябва да се използва толкова често, което спестява още повече енергия.
Историята на Songjia Daozhuang в град Daotian, град Shouguang е по-убедителна. Производител на зеленчуци премина от стари HPS лампи към LED осветителни системи, които намалиха годишното потребление на електроенергия на една оранжерия от 12000 kWh на 6000 kWh. Годишният доход на една оранжерия се е увеличил с 25%, тъй като са използвани по-малко пестициди (LED спектрите могат да спрат някои бактериални дейности).
3. Оптимизиране на пространството: от „плоско засаждане“ до „три-измерна фабрика“
LED светлините са чудесни за вертикално земеделие, защото са тънки (дебели само 3–5 cm) и не отделят много топлина. Във фермата Yuntai в Lianyungang, интелигентната камера за отглеждане на Phalaenopsis има LED светлинни ленти над всеки стелаж за култивиране. Пропастта между слоевете е намалена от 1,5 метра на 0,8 метра, което е увеличило използването на пространството с 47%. Устройството може автоматично да променя интензитета на светлината (0–2000 μ mol/m²/s) и спектралното съотношение, когато се използва с IoT сензори. Това съкращава цикъла на цъфтеж на Phalaenopsis с 15 дни и прави цвета на венчелистчетата по-равномерен с 30%.
3, Дълбоката логика на надграждането на индустрията: взаимодействието на политики, пазари и технологии
Широкото използване на LED осветителни тела за растения се дължи не само на подобренията в технологиите, но и на държавното регулиране, пазарното търсене и здравето на индустрията като цяло.
1. Политически дивидент: от „обусловен от субсидия“ до „стандартен воден“
„14-ият петгодишен план за национално екологично развитие на селското стопанство“ на Министерството на земеделието и селските райони на Китай казва, че до 2025 г. 60% от стопанствата трябва да използват LED осветление. Стратегията „награда вместо субсидия“ се използва от местните правителства за насърчаване на използването на технологии. Например, провинция Шандонг дава субсидия от 2000 юана на оранжерии, които използват LED запълваща светлина, и създава стандартна система за технология за спектрално регулиране.
2. Търсене на пазара: от „производството е на първо място“ до „качеството е цар“
Пазарното търсене на високо{0}}зеленчуци, лечебни растения и атрактивни цветя се увеличава средно с 12% годишно, тъй като хората започват да купуват по-скъпи неща. Технологията за контрол на светодиодния спектър може прецизно да управлява морфологията на културите (например удебеляване на листни зеленчуци), хранителни елементи (като повишаване на съдържанието на витамин С в доматите с 20%) и ароматни съединения (като оптимизиране на съотношението на захар-киселина в ягоди), отговаряйки на специфични изисквания.
3. Индустриална екология: от „Пробив в една точка“ до „Системна интеграция“
LED светлините за растения работят добре с интернет на нещата, големи данни и изкуствен интелект. Например системата за контрол GrowWise на Philips в Холандия може автоматично да създава планове за осветление въз основа на модели на това как растат културите и позволява дистанционно наблюдение чрез 5G мрежи. „Платформата за интелигентна осветителна среда“ на китайския KeRui Microchip комбинира данни като спектър, температура, влажност и нива на CO₂, за да създаде система за управление със затворен -контур, която повишава ефективността на парниковото производство с 18%.
