A kertészeti világítás jövője

Hortikulturális ledek a Würth Elektronik kínálatában

Az üvegházi gazdálkodás nem újdonság, de jelentősége ugrásszerűen növekszik, mivel a világ népességének folyamatos növekedése miatt fenntarthatóbb, hatékonyabb szabványosított élelmiszer-termelésre van szükség. Mindez egy potenciálisan hatalmas új mezőgazdasági szektort nyit, amely magában foglalja a biotudomány és mérnöki területek legújabb technológiáit.

Az üvegházak története egészen a római korig nyúlik vissza, azonban a 20. századig nem használták ki a hatékonyságában rejlő előnyöket. Napjainkban viszont világszerte több millió ellenőrzött növényház működik, amelyek többsége természetes fényt használ. A világítás, a fűtés, az öntözés és a vezérlőrendszerek továbbfejlesztése lehetővé tették a hatalmas, mesterségesen világított, beltéri növényházak létrehozását, melyek nem csak a szabadföldi növénytermesztésnél, hanem az alacsony technológiájú üvegházaknál is jelentősen nagyobb hozamot és minőséget produkálnak.
Az ilyen magasan technologizált megoldásnak számos egyéb előnye is van. A növényfejlődés fázisai és ciklusai a különböző hullámhosszúságú fények által szabályozhatók, ezzel nagyobb hozam elérése vagy akár a növény növekedési idejének lerövidítése is lehetséges. A páratartalom és a hőmérséklet szabályozása által csökkenthető a párolgás, ami a vízfelhasználás nagymértékű csökkenését eredményezi. A rovar-, gomba- vagy bakteriális kártevők elleni védekezés szintén hatékonyabban megoldható a zárt rendszerben. Ezenkívül az élelmiszertermelés és -ellátás okozta ökologiai lábnyom jelentősen csökkenthető az ilyen jellegű létesítmények lakossághoz közeli elhelyezésével, a szállítással járó környezeti hatások minimalizálása miatt.

1. ábra A növényházak nélkülözhetetlen funkciója a fotoszintézishez szükséges fényenergia biztosítása

Az üvegházak életképességének egyik legjelentősebb jövőbeli fejlődését a ledes világítástechnika beérése biztosítja. Eredetileg a ledek drágák és rendkívül korlátozott képességűek voltak mind a kibocsátott fény intenzitása, mind pedig a hullámhossza tekintetében. Mára azonban az alkalmazásaik műszaki és gazdasági feltételei rengeteget javultak a ledek gyártástechnológiájának fejlődésével, ezzel megnyitva a lehetőséget a beltéri növénytermesztésben való tömeges használat előtt. A ledek által kibocsátott fény spektruma nagyon specifikus, rendkívül megbízhatóak és viszonylag kis méretűek az egyéb világítási technológiákhoz képest. Ezen túlmenően a ledek élettartama meglehetősen hosszú, fényhatásfokuk kiemelkedően magas, és minimálisak a veszteségi hő kezelésének járulékos költségei is. Végeredményben mindez nagymértékben csökkenti az üvegházak üzemeltetési költségeit.

2. ábra A különböző növényi festékmolekulák elnyelési spektruma

A fény szerepe a növénytermesztésben

A fény elnyelésére és hasznosítására, azaz fotoszintézisre képes növények a vizet és a szén-dioxidot komplex szénhidrátokká, például cukrokká alakítják át a fényből nyert energia felhasználásával. Bár a Föld felszínét elérő napsugárzás a látható fény teljes spektrumát tartalmazza, a növények ennek a spektrumnak csak bizonyos tartományait képesek a fotoszintézis révén hasznosítani. Ezek a hullámhossz-tartományok a különböző növényi festékanyagok, pigmentek abszorpciós tulajdonságaival vannak kapcsolatban, amelyek a növényi színtestek (kloroplasztiszok) részét alkotják, és felelősek a fotoszintézis különböző funkcióiért, meghatározva például a növény színét vagy hatást gyakorolva a fejlődésére. A növényzet számára fontos fotoszintetikusan aktív sugárzás (Photosynthetically Active Radiation – PAR) hullámhossz-tartománya a 400 és 700 nm közötti sugárzást foglalja magába, itt találhatók a leggyakoribb pigmentek; a klorofill A, a klorofill B és a karotin elnyelési sávjai (2. ábra). A legtöbb növény levelében megtalálható fitokróm egy fotoreceptor pigment, mely a látható színkép vörös és a PAR tartományon túli, „távoli vörös” tartományaira érzékeny. A fitokróm létfontosságú a növények fejlődéséhez, elsősorban a fény érzékelésében játszik szerepet, szabályozzák a klorofill szintézisét, és a levelek méretét, alakját, számát és tipikus elrendeződését befolyásolják.

A ledek szerepe a növényházak világításában

Mint azt említettük, a fénykibocsátó dióda (led) az üvegházak korszerűsítésének egyik legfontosabb mozgatórugójává vált, maga mögé utasítva a hagyományos izzólámpákat, a fénycsöveket, a nagynyomású nátriumlámpákat és a higanygőzlámpákat. A led legfőbb előnye abban rejlik, hogy képes meghatározott hullámhosszúságú fény kibocsátására, ami kitűnően illeszkedik a növények színanyagainak specifikus hullámhossz-tartományú elnyelési spektrumához. A gyártók általában 660 nm-es hullámhosszú (piros) és 450 nm-es (kék) fényt kibocsátó ledeket alkalmaznak 2:1 arányban, azonban a közelmúltban végzett kísérletek felfedték ezen kívül eső hullámhosszok növényekre gyakorolt hatását:

• A vörös fény (630…660 nm) a fotoszintézis fő hajtóereje. Elengedhetetlen a szárak növekedéséhez, valamint szabályozza a virágzást, a nyugalmi állapotot és a csírázást.

• A kék fény (400…520 nm) szintén kulcsfontosságú a fotoszintézishez, azonban gondosan keverni kell más frekvenciákkal, mivel ezen a hullámhosszon a túlzott expozíció gátolhatja a növekedést. Ez a hullámhossz a klorofillkoncentráció szabályozását, az oldalsó rügy növekedését és a levélvastagságot befolyásolja.

• A távoli vörös fény (720…740 nm) hatással van a csírázásra, csökkentheti a növények virágzási idejét, illetve növelheti a szár hosszúságát az árnyékelkerülési reakció részeként.

A különféle növényfajták eltérő módon reagálnak a különböző hullámhosszúságú és intenzitású fények kombinációjára. Ráadásul a különböző növények esetében más és más fizikai jellemzők előnyösek. Például a salátánál a vékony, könnyű leveleket részesítjük előnyben a jobb textúra és az élvezeti érték érdekében, míg például az Aloe vera esetében éppen a vastag levelek előnyösebbek, mivel ez teszi képessé azokat a több latex előállítására. A virágzást illetően például a dísznövényeknek a lehető leghosszabb ideig meg kell őrizniük virágukat, ellenben az ananásznál optimálisan korlátozni kell a virágzási folyamat időtartamát, hogy jobban felügyelhessék a betakarítási időszakot. A növényházak üzemeltetői és a kertgazdálkodási fényforrások gyártói folyamatosan keresik azokat az új hullámhossz-kombinációkat, melyek receptúraként az egyes növényi fajok számára a legkedvezőbb megvilágítást teszik lehetővé a legjobb eredmény elérése érdekében.

3. ábra Kertészeti célú ledek a Würth Elektronik kínálatából

A Würth Elektronik kertészeti célú ledcsaládja

A kertészeti célú világításra optimalizált ledek területén a Würth Elektronik is jelentős kínálattal rendelkezik. A választék legújabb tagja a WL-SMDC ledcsalád, amely 3,5 × 3,5 mm méretű, felületszerelt kerámia tokozásban kapható, háromféle hullámhosszúságú változatban (450 nm, 660 nm és 730 nm). Ezeket a fotoszintetikus pigmenteket optimálisan gerjeszteni képes új ledtípusokat jól kiegészítik a kínálatban már eddig is megtalálható hagyományos színes WL-SMDC (kék, zöld, piros, sárga), fehér WL-SWTC (2700-6000K színhőmérsékletben) és a látható hullámhossz tartományon kívül eső WL-SUMW ultraviola valamint WL-SIMW infra vörös változatok. Ezzel a bőséges LED választékkal a legkülönfélébb hortikulturális LED világítási receptúrák hozhatók létre.

Würth Elektronik Hungary Kft.
E-mail: Ez az e-mail-cím a szpemrobotok elleni védelem alatt áll. Megtekintéséhez engedélyeznie kell a JavaScript használatát.

www.we-online.com

Még több Würth Elektronik