瓜果飄香的農田,綠油油的蔬菜,傳統的農耕文明在現代社會的快速發展中特顯可貴,人們也同樣向往科技化的城市,車水馬龍。當傳統農業活動與科技化的LED相碰撞,會擦出怎樣的火花呢?
了解種植業的朋友會知道,關照時間對于種植農作物是非常重要的,而LED設備的LED補光燈無污染,節能環保,是作為“植物生長補光燈”的利器,能夠增加農作物的光照時間,通過人工調控光照時間,提供農作物所需要的光照時間。在冬季可提高種植棚內的熱量,減少種植棚內熱量流失,滿足長時間使用的需求。通過LED補光燈的作用,農作物能提升高達超過30%的產量,質量也得到了很好的提升,收獲到口感更豐富、更健康的果實。
近年智慧植物工廠大為流行,借由調整LED燈光、水分與營養劑,將農作物從戶外搬進了室內,提供植物最佳的生長環境,高效地結合LED、農業等技術,建造智慧植物工廠。而LED照明除了能提供植物適合的生長環境,也可加速其生長速度、增加營養價值,同時免除外在環境的干擾,對于那些氣候不適合植物生長或土地受限的國家,植物照明可說是最佳的選擇之一。
據報道,一家主要向英國各大超市供應西紅柿的生產商表示,從LED照明中獲得了“驚人”的成果。
這家企業叫Flavourfresh,每年為Asda和Marks&Spencer等大型超市生產近三百萬公斤的西紅柿,兩年前在紹斯波特(Southport)的溫室中引入了
LED燈珠,以確保在冬季保持生產。生產經理Andy Roe表示說,結果“令人驚訝”。
Roe說,“技術規格和我們的期望在第一年就得到了滿足,從植物生長到果實質量和風味”。他說,熬過寒冬是一件令人心煩意亂的事情,但是“托西紅柿神的福,我們的預想跟現實剛好相符”。
Roe說,冬季在人造燈光下長出的西紅柿的質量與夏季長出的質量相同。實現這個目標是有成本代價的,但英國消費者情愿買單。
憑借其低能耗和針對植物生長而優化的可調光譜,LED正日益取代高壓鈉燈。數十年來,高壓鈉燈一直是園藝領域的首選光源。
盡管如此,Roe表示,LED目前還不能滿足Flavourfresh的所有需求。對于新建的17000平方米的溫室,他再次選擇了高壓鈉燈。原因不是光量,而是熱量。
LED發出的熱量相對較少,而高壓鈉燈會發出很多熱量。在許多應用中,這只會浪費能源,但在溫室里,熱量卻很有用,只要它能夠得到控制。
Flavourfresh現有的LED燈具安裝在高度相對較低的頂棚溫室中,假如安裝高壓鈉燈的話,會非??拷魑?,熱量可能會造成損害。新溫室的頂棚高了兩米,植物和燈光之間有足夠的空隙,這樣的話高壓鈉燈更具吸引力。Roe解釋說,植物頂部溫暖的環境有助于讓植物保持干燥,促進長出果實。
“我們必須決定什么是最好的前進方向。我們去了其他使用高壓鈉燈的種植廠,有利有弊。HPS燈產生的光很強烈,運行成本更高,其對植物的影響很大。”
雖然LED照明意味著能源成本更低,長期來看可能產量更高,但前期成本高意味著HPS燈的回報更快。
但Roe仍然認為LED是未來。他說,LED變得更好了。“種植者會理解并作出調整。在10年內,LED會成為標配。”
無獨有偶,看看其他國家農業生產使用LED照明的情況。
俄羅斯超大型LED溫室,足有40個足球場大
俄羅斯溫室農產品生產公司LLC Agro-Invest將LED植物照明用于種植西紅柿和小黃瓜,大約占地25公頃、40個足球場大的溫室,此項目也是迄今為止最大的園藝LED照明工程,目標大量提高產量,并比使用傳統的高壓鈉燈節省50%的能源。
Agro-Invest公司副總裁及董事長Irina Meshkova表示,LED植物照明絕對是未來的趨勢,LED產品可以在植物最需要光照的時間和位置,提供植物最適合的光照,與傳統照明相比,大大減少造成的產熱,因為LED也提高了一年之中光照較弱月份里的農產品產量,還可以減少大量的能耗,顯示出大型植物照明在全球的趨勢。
紐西蘭溫室運用LED植物燈提高西紅柿質量
透過LED技術也可以幫助在各地的農民,讓他們能更準確地應對氣候變遷。以種植西紅柿為例,飛利浦照明與紐西蘭美食集團Gourmet Mokai合作,運用LED生長燈提高西紅柿的質量與成本效益,2018年1月在北島4,500平方公尺(約1,316坪)的溫室安裝新型LED燈。
Gourmet Mokai利用紐西蘭天然的條件來進行植物栽種,運用地熱蒸汽加熱,使用水培方法種植西紅柿,之后在植物上方與植物間裝置LED燈。Gourmet食品生產總監Roelf Schreuder指出,希望透過特定的LED光譜,提升西紅柿的口感、維生素C含量和食物保存期。
荷蘭種植戶采用LED輔助照明刺激百合花產量增長
2017年10月在荷蘭南部的村莊Poeldijk百合花種植戶Together2Grow中進行了園藝LED照明試驗。據悉,Together2Grow與普萊賽合作將LED照明作為溫室中高壓鈉燈照明的輔助,以種植維吉尼亞品種的百合花為試驗。試驗結果顯示,在7周的固態照明輔助下,百合花產量增長了20%。
試驗范圍控制在現有的高壓鈉燈照明環境下,而高壓鈉燈可提供70 μmoles/m2/sec光合作用光子通量密度(光照強度),固態照明試驗中,每個1000W的高壓鈉燈旁邊安裝了7臺Plessey Attis LED燈 ,光合作用光子通量密度即增加到130 μmoles/m2/sec。試驗結果表明,在固態照明環境下,花的產量增多,且開得更加茂盛。
除了20%的產量增長以外,在LED園藝照明下的百合花每根莖平均甚至生長多了2克。據悉,LED照明系統結合了遠紅外、超紅及藍光LED。普萊賽表示,LED燈的效率比高壓鈉燈高出40%。