הפונקציה של נורות LED סגולות במתן תמיכה לכל שלב של גידול צמחים
כל צמח עובר שלושה שלבים ייחודיים במחזור חייו: נביטה, התפתחות וגטטיבית ופריחה/פריה. על מנת שהצמח ישרוד, כל אחד מהשלבים הללו דורש תנאים סביבתיים מסוימים. מכל הנסיבות הללו, האור הוא היחיד שאי אפשר לנהל משא ומתן. זהו הכוח המניע מאחורי הפוטוסינתזה, הוא שולט ביצירת ההורמונים, והוא מכוון את השינויים ההתפתחותיים החשובים ביותר. למרות ששמש טבעית היא האלטרנטיבה הטובה ביותר, חקלאות מסחרית, גינון עירוני וחקלאות מקורה עושים שימוש תדיר בתאורה מלאכותית. עם זאת, לא כל שיטה מצליחה באותה מידה. הגעתו שלנורות לד סגולותהיה מהפכני. אורות אלו מתוכננים לפלוט שילוב מדויק של אורכי גל אדום (620-750 ננומטר) וכחול (450-495 ננומטר), שהוא שילוב שהוכח כיעיל ביותר במגוון יישומים. דיודות פולטות אור-סגולות מספקות לצמחים בדיוק את מה שהם רוצים, בדיוק בזמן שהוא נחוץ. זאת בניגוד לנורות לד לבנות גנריות, שמבזבזות אנרגיה על אור ירוק וצהוב שאינו נדרש, או נורות נתרן בלחץ גבוה-(HPS), שיש להן נטייה להתחמם יתר על המידה. בהתחשב במחקר העדכני ביותר ובניסיון של מגדלים בעולם האמיתי, מאמר זה מסתכל שוב על האופן שבו דיודות פולטות אור סגול (LED) פותרות את הבעיות הייחודיות שמוצגות בכל שלב בצמיחה. המטרה היא להדגיש את הערך שאין שני לו שמספקות נוריות אלו לטיפול בצמחים כיום.
שלב ההנבטה והשתיל: התחלת החיים עם תאורה ממוקדת
שלב נביטת הזרעים ושתיל הוא פרק זמן פגיע מאוד מאחר והזרע נדרש לשבור את התרדמה, לכבות שורשים ולפרוש את העלים הראשונים שלו תוך הימנעות ממתחים כמו ריקבון שורשים או רגליים. האור הוא לא רק מקור אנרגיה למספר רב של מינים, אלא הוא גם משמש כאות להתחיל בתהליך הצמיחה. בגלל רכיב האור הכחול שיש להם,לדים סגוליםמצוינים בהעברת האות הזה. רכיב זה מתפקד כ"מתג מופעל" ביולוגי להנבטה, שהוא התהליך שבו צמח מתחיל לצמוח מזרע או נבג.
המונח "פוטובלסטי" מתייחס לזרעים שדורשים אור על מנת לנבוט. זרעים של צמחים כגון חסה, ברוקולי ופטוניות הם דוגמאות לזרעים שהם פוטו-בלסטיים. חומצה ג'יברלית, הורמון המפרק את העמילנים המאוחסנים בזרע לגלוקוז, המשמש לאחר מכן את הצמח כדלק לחלוקת תאים מוקדמת, מגורה על ידי האור הכחול של דיודות האור הסגולות הפולטות (450-495 ננומטר). על פי מחקר שנערך על ידי האגודה הבינלאומית למדעי הגננות (ISHS) בשנת 2023, שתילי חסה שנחשפו לנורות לד סגולות נבטו בעשרים-8 אחוזים מהר יותר מאלה שהוחזקו בסביבה חשוכה. בנוסף, הזרעים שנחשפו אליהםלדים סגוליםהיה בעל שיעור הצלחה גבוה ב-17 אחוזים. מהירות זו היא מהפכנית עבור יצרני מיקרוגרין שכן היא מקצרת את מחזור הנביטה מעשרה ימים לשבעה ימים, מה שמאפשר להם לקצור בתדירות גבוהה יותר ומוריד את הסבירות להיווצרות עובש במגשי הגידול שהם לחים.
אטיון היא הסכנה המשמעותית ביותר בה נתקלים שתילים לאחר שנבטו. לשתילים יש סיכוי גבוה יותר להישבר בשל העובדה שהם יתפשטו לעבר כל מקור אור, הנגרם כתוצאה ממצב זה שנוצר מכמות לא מספקת של אור כחול, והתוצאה היא גבעולים חיוורים ודקים. בעיה זו מטופלת עםלדים סגולים, שמשתמשים באור כחול כדי לשלוט בצמיחת הגבעולים. הם מונעים מהתאים בצד המוצל של השתיל להיות ארוכים מדי, מה שגורם לגבעולים להיות קצרים ועבים יותר. במקרה זה, האור האדום בנורות לד סגולות מבצע גם תפקיד חשוב מאוד: הוא ממריץ את התפתחות הכלורופיל בעלים המוקדמים ביותר של השתיל, מה שמאפשר להתחיל את הפוטוסינתזה מוקדם יותר. תוצאות מחקר שנערך על ידי חווה הידרופונית קטנה בקנה מידה- באורגון גילו כי לשתילי עגבניות שגודלו תחת נוריות LED סגולות יש תכולת כלורופיל גדולה ב-35% מאלו שיוצרו תחת אורות פלורסנט. זה אפשר לשתילים שטופחו תחת נוריות LED סגולות לבצע את המעבר מתזונת זרעים להתפתחות עצמית-מתמשכת ארבעה ימים מוקדם יותר מאלה שגדלו תחת נורות פלורסנט. הגברת הפוטוסינתזה המוקדמת הזו, שהיא נתון קריטי עבור יצרנים מסחריים, מעלה את שיעור ההישרדות של שתילים ב-25 אחוזים.
שלב וגטטיבי: הקמת בסיס חזק של עלווה ושורשים כהכנה לצמיחה עתידית
כאשר הצמחים נמצאים בשלב הווגטטיבי, ההתמקדות העיקרית שלהם היא בהתרחבות. זו התקופה שבה צמחים מפתחים את העלים, הגבעולים והשורשים שיספקו את ה"מסגרת" הדרושה להם לפריחה ולייצר פרי. במהלך תקופה זו, צמחים דורשים כמויות גבוהות של אור אדום וכחול כאחד, אך מסיבות ברורות. צמיחת העלים והתארכות הגבעולים מעוררים שניהם על ידי אור אדום, בעוד שאור כחול אחראי על חיזוק השורשים ועיצוב מבנה הצמחים. מכיוון שהתערובת האדומה והכחולה של נוריות LED סגולות מאוזנת (לעיתים קרובות 3:1 עד 4:1), האורות הללו מכוונים באופן אידיאלי למלא את שתי הדרישות הללו, מה שמוביל לצמחים פרודוקטיביים ובריאים יותר.
בשלב הווגטטיבי של גידול הצמח, הגורם העיקרי הקובע את כמות הביומסה של העלים הוא נוכחות אור אדום. הוא מעודד סינתזה של אוקסינים, שהם הורמונים החיוניים לחלוקת התאים בעלים ולכן חיוניים לירקות עליים ירוקים כמו תרד, קייל וארוגולה. כפי שעולה מממצאי מחקר שנערך על ידי מרכז החקלאות לסביבה מבוקרת באוניברסיטת אריזונה, תרד שגודל תחתלדים סגוליםבמשך תקופה של חמישה שבועות היו עלים עבים ב-12% ובעשרים-2% משטח עלים גדול יותר מאשר תרד שיוצר תחת נוריות LED לבנות במשך אותו פרק זמן. העובי הזה הוא לא רק לראווה; זה מסמל עלייה בכמות הכלורופיל, שבתורה מגבירה את היעילות הפוטוסינתטית. לדוגמה, צמחי בזיליקום המטופחים תחת נוריות LED סגולות ממירים את אנרגיית האור לגלוקוז במהירות של 19% מאלה הגדלים תחת נורות HPS, מה שמביא לעווה ריחנית ושופעת יותר.
מצד שני, אור כחול מוודא שהצמיחה עקבית ולא מוגבלת רק לגובה. הוא מונע מצמחים להפוך ל"רגליים" על ידי שליטה בסינתזה של ציטוקינינים, שהם הורמונים השולטים בעובי הגבעול ובצורת העלים. לדברי גנן ביתי במינסוטה, צמחי הפוטוס שלהם, שגודלו מתחתלדים סגולים, היו בעלי פנימיות (השטח בין העלים) שהיו קצרים ב-20% בהשוואה לאלו שגדלו תחת אור חלון. זה הביא לצמח שהיה עבות ושופע יותר. בנוסף, אור כחול משפר את מערכות השורשים. יצרן עגבניות מסחרי אחד בקליפורניה גילה שלצמחים שטופחו תחת נוריות LED סגולות יש 42% יותר שורשים לרוחב מאשר אלה שיוצרו תחת נורות HPS. זה הביא לעלייה בספיגת חומרים מזינים. בגלל מערכת שורשים חזקה יותר זו, צמחים מסוגלים לעמוד טוב יותר בבצורת ובמחסור בחומרים מזינים, מה שמהווה יתרון משמעותי בהקשר של גידול מקורה, שבו תנאי הקרקע או המים מנוטרים מקרוב.
לדים סגוליםיש יתרון נוסף של גמישות לאורך השלב הווגטטיבי. ליצרנים יש את היכולת לשנות את היחס בין אור אדום לכחול כדי לעמוד בדרישות הצמחים. לדוגמה, יחס של 2:1, שהוא כחול יותר, הוא אידיאלי עבור עלים ירוקים מכיוון שהוא תומך בעלווה עבה, בעוד שיחס 4:1, שהוא אדום יותר, אידיאלי לצמחים כמו פלפלים מכיוון שהוא מטפח התפתחות של גבעולים חזקים יותר ועשויים לקיים ייצור פירות עתידי. התאמה אישית זו מבטיחה שאף אחד מהצמחים לא נאלץ "להסתפק" בספקטרום אור שנועד להתאים לכל הצמחים.
שלב הפריחה והפרי: מקסום פריחה ואיכות הקטיף
תקופת הפריחה והפרי היא המטרה הסופית של רוב המגדלים, ובשלב זה באמת בולטות נוריות לד סגולות. בשלב זה, חיוני לספק אותות אור ספציפיים. אור אדום, למשל, מעורר פריחה במספר רב של מינים, אך הוכח שאור אדום וכחול פועלים יחדיו כמגדילים את גודל הפרי, משפרים את טעמו ומגדילים את ערכו התזונתי. אותות אלו נשלחים באמצעות שימוש בדיודות פולטות אור סגול-(LED), המתמקדות בבעיות הספציפיות שמגיעות עם הפריחה והפרי בפנים, כולל האבקה לא מספקת ואיכות פרי נמוכה.
מספר צמחים תלויים ב"פוטופריודיזם" על מנת לפרוח. כלומר, הם דורשים שיהיו נוכחים אותות-באורך יום לפני שהם יכולים להתחיל לפרוח. פריחתם של צמחי-יום קצרים כגון תותים וחרציות מתרחשת כשהימים קצרים, ואילו פריחתם של צמחי-ימים ארוכים כגון תרד וציפורנים מתרחשת כשהימים ארוכים. יצירת הפיטוכרום, פיגמנט שמודיע לצמחים מתי הם צריכים להתחיל לפרוח, מווסתת על ידי רכיב האור האדום (במיוחד 660 ננומטר) של נוריות LED סגולות. דיודות פולטות אור-סגולות (LED) עם יחס אדום- לכחול של 5:1 משמשות לשכפל את ימי הסתיו הקצרים יותר עבור צמחים-קצרים, מה שגורם לצמחים לייצר פלוריגן. פלוריגן הוא הורמון הממריץ את היווצרותם של ניצני פרחים. תותים שגודלו תחת יחס זה יצרו 33% יותר ניצני פרחים מאלה שגודלו באור טבעי, על פי מחקר שנערך על ידי האגודה הקוריאנית למדעי הגננות. בנוסף, הניצנים שנוצרו לפי יחס זה נפתחו יומיים מהר יותר מאלה שנוצרו באור טבעי. כשמדובר בצמחי יום-ארוכים, דיודות פולטות-אור סגול (LED) יש את היכולת להאריך את "אורך היום" על ידי אספקת אור אדום לאורך שעות הערב. זה מעכב את תהליך הפריחה, ומאפשר לצמחים להקדיש יותר תשומת לב לצמיחת העלים שלהם, וזה מצב מצוין לחקלאים שקוטפים ירוקים.
דיודות פולטות אור-סגולות מועילות לצמחים ניטרליים-כגון עגבניות ופלפלים בשלב הפריחה של התפתחותם. צמחים אלו אינם דורשים אורך יום מסוים על מנת לפרוח, אך הם דורשים כמות משמעותית של אור אדום על מנת להפיק פרחים בריאים. לצמחי עגבניות שגודלו תחת נוריות LED סגולות בחווה הידרופונית בפלורידה היו 27% יותר פריחה לצמח מאשר לאלו שגודלו תחת נורות HPS, לפי מחקר מהחווה. בנוסף, הפרחים המיוצרים על ידי הצמחים שגדלו מתחתלדים סגוליםהיו גדולים ב-15% מאלה שיוצרו על ידי הצמחים שגדלו תחת נורות HPS. פריחה גדולה יותר נוטה יותר להאבקה, אפילו כשהן נמצאות בסביבות פנימיות שבהן אין דבורים. כדאיות האבקה משתפרת על ידי שימוש בנורות לד סגולות, מה שמקדם עוד יותר האבקה. מחקר על פלפלים הראה שלצמחים שגדלו תחת נוריות לד סגולות היה שיעור נביטה גבוה ב-43% עבור האבקנים שלהם מאשר לצמחים שגדלו תחת נוריות לד לבנות. עלייה זו בקצב הנביטה גורמת לסבירות גבוהה יותר להתרחש הפריה.
נוריות LED סגולות ממשיכות להיות מועילות גם לאחר שהפירות החלו להיווצר. עלים שנחשפים לאור אדום רואים עלייה בקצב הפוטוסינתזה, מה שמביא לייצור גבוה יותר של גלוקוז. לאחר מכן הגלוקוז הזה מועבר לפרי, מה שגורם לפרי לגדול ומתוק יותר. מפעילי חוות עגבניות בפלורידה גילו שהעגבניות שגידלו באמצעות נורות LED סגולות היו כבדות יותר בשמונה עשר אחוז מהעגבניות שגידלו באמצעות נורות HPS. בנוסף, לעגבניות ה-LED הסגולות הייתה רמת סוכר גדולה בארבעה-עשר אחוזים. בינתיים, אור כחול משפר את האיכות הכוללת של הפירות על ידי שליטה במטבוליטים המשניים, שהם חומרים כמו ויטמינים ונוגדי חמצון, שנמצאים בפירות. לשם המחשה, לעגבניות שגודלו תחת נוריות LED סגולות היו עורות עבים יותר, וכתוצאה מכך פחות חבורות במהלך המשלוח, והן גם הכילו 20% יותר ליקופן (נוגד חמצון שנלחם בסרטן) בהשוואה לעגבניות שיוצרו תחת נוריות לד לבנות. למי שמטפח פירות יער זה מתורגם לתותים בעלי טעם עז יותר וגוון אדום עמוק ועשיר יותר, שהם מאפיינים שהופכים אותם לאטרקטיביים יותר עבור הלקוחות.
שלבים הם תחום אחד בו נורות לד סגולות עולות על אפשרויות תאורה אחרות בשל גורמים רבים.
על מנת לקבל הבנה מלאה של הערך שללדים סגולים, חיוני להשוות אותם לאפשרויות תאורה אחרות המשמשות לעתים קרובות. לדוגמה, נוריות לבנים גנריות מייצרות ספקטרום רחב הכולל אור ירוק וצהוב, שהם אורכי גל שצמחים אינם יכולים לנצל. זה מרמז שדיודות פולטות אור-לבן (LED) צריכות לצרוך יותר כוח כדי ליצור את אותה כמות צמיחה כמו נוריות LED סגולות, מכיוון שהן מבזבזות עד חמישים אחוז מהאנרגיה שלהן. נורות HPS, שנחשבו זמן רב למקור האור עבור צמחים פורחים, מייצרות כמות מופרזת של חום, המחייבת שימוש במערכות קירור יקרות על מנת להימנע מפגיעה בצמחים. בהשוואה ללדים סגולים, בעלות אורך חיים של יותר מ-50,000 שעות, יש להן גם תוחלת חיים מוגבלת יחסית (10,000 עד 15,000 שעות), מה שמביא להגדלת עלויות ההחלפה.
שתילים גדלים לעתים קרובות בצינורות פלורסנט, אולם מכיוון שצינורות אלו אינם מספקים את האור האדום הדרוש ליצירת כלורופיל בשלב מוקדם, השתילים פחות חזקים. מחקר זה-לצד- שנערך על ידי בלוג גינון גילה כי שתילי חסה שגודלו תחת נוריות LED סגולות היו גמישות יותר בשלושים אחוז מאלה שהונחו מתחת לצינורות פלורסנט. הדבר הוכח על ידי השורשים החזקים יותר של השתילים ועלים ירוקים עמוקים יותר. בנוסף, דיודות פולטות אור סגול- יוצרות פחות חום מכל החלופות האחרות הללו, מה שמאפשר לגננים למקם את האורות קרוב יותר לצמחים מבלי להסתכן בסכנה של שריפתם. זהו גורם חיוני עבור התקנות פנימיות, בהן המקום מוגבל.
מסקנה לסיכום, חשוב להכיר בכך שלשימוש בבינה מלאכותית (AI) בתעשיות שונות יש פוטנציאל לחולל שינויים משמעותיים. אמנם יש חששות לגבי ההשלכות האתיות של AI, אבל יש גם הזדמנויות לחדשנות ולהתקדמות.
נורות לד סגולותחוללו מהפכה באופן שבו אנו מטפחים צמחים בפנים על ידי מתן מענה לדרישות הספציפיות של כל שלב בפיתוח הצמח. האור האדום שהם פולטים ממלא תפקיד מכריע בהזנקת הפוטוסינתזה, בעוד שהאור הכחול שלהם יוזם צמיחה ומונע רגליים
הפונקציה של נורות LED סגולות במתן תמיכה לכל שלב של גידול צמחים
כל צמח עובר שלושה שלבים ייחודיים במחזור חייו: נביטה, התפתחות וגטטיבית ופריחה/פריה. על מנת שהצמח ישרוד, כל אחד מהשלבים הללו דורש תנאים סביבתיים מסוימים. מכל הנסיבות הללו, האור הוא היחיד שאי אפשר לנהל משא ומתן. זהו הכוח המניע מאחורי הפוטוסינתזה, הוא שולט ביצירת ההורמונים, והוא מכוון את השינויים ההתפתחותיים החשובים ביותר. למרות ששמש טבעית היא האלטרנטיבה הטובה ביותר, חקלאות מסחרית, גינון עירוני וחקלאות מקורה עושים שימוש תדיר בתאורה מלאכותית. עם זאת, לא כל שיטה מצליחה באותה מידה. הגעתם של נורות לד סגולות הייתה מהפכנית. אורות אלו מתוכננים לפלוט שילוב מדויק של אורכי גל אדום (620-750 ננומטר) וכחול (450-495 ננומטר), שהוא שילוב שהוכח כיעיל ביותר במגוון יישומים. דיודות פולטות אור סגול-(LED) מספקות לצמחים בדיוק את מה שהם רוצים, בדיוק בזמן שהוא נחוץ. זאת בניגוד לנורות LED לבנות גנריות, שמבזבזות אנרגיה על אור ירוק וצהוב שאינו נדרש, או נורות נתרן בלחץ גבוה (HPS), שיש להן נטייה להתחמם יתר על המידה. בהתחשב במחקר העדכני ביותר ובניסיון של מגדלים בעולם האמיתי, מאמר זה מסתכל שוב על האופן שבו דיודות פולטות אור סגול (LED) פותרות את הבעיות הייחודיות שמוצגות בכל שלב בצמיחה. המטרה היא להדגיש את הערך שאין שני לו שמספקים נוריות אלו בטיפול בצמחים כיום.
שלב ההנבטה והשתיל: התחלת החיים עם תאורה ממוקדת
שלב נביטת הזרעים ושתיל הוא פרק זמן פגיע מאוד מאחר והזרע נדרש לשבור את התרדמה, לכבות שורשים ולפרוש את העלים הראשונים שלו תוך הימנעות ממתחים כמו ריקבון שורשים או רגליים. האור הוא לא רק מקור אנרגיה למספר רב של מינים, אלא הוא גם משמש כאות להתחיל בתהליך הצמיחה. בגלל רכיב האור הכחול שיש להם, נוריות LED סגולות מצוינות בהעברת אות זה. רכיב זה מתפקד כ"מתג מופעל" ביולוגי להנבטה, שהוא התהליך שבו צמח מתחיל לצמוח מזרע או נבג.
המונח "פוטובלסטי" מתייחס לזרעים שדורשים אור על מנת לנבוט. זרעים של צמחים כגון חסה, ברוקולי ופטוניות הם דוגמאות לזרעים שהם פוטו-בלסטיים. חומצה ג'יברלית, הורמון המפרק את העמילנים המאוחסנים בזרע לגלוקוז, המשמש לאחר מכן את הצמח כדלק לחלוקת תאים מוקדמת, מגורה על ידי האור הכחול של דיודות האור הסגולות הפולטות (450-495 ננומטר). על פי מחקר שנערך על ידי האגודה הבינלאומית למדעי הגננות (ISHS) בשנת 2023, שתילי חסה שנחשפו לנורות לד סגולות נבטו בעשרים-8 אחוזים מהר יותר מאלה שהוחזקו בסביבה חשוכה. בנוסף, הזרעים שנחשפו ללדים סגולים היו בעלי אחוזי הצלחה גבוהים יותר ב-17 אחוזים. מהירות זו היא מהפכנית עבור יצרני מיקרוגרין שכן היא מקצרת את מחזור הנביטה מעשרה ימים לשבעה ימים, מה שמאפשר להם לקצור בתדירות גבוהה יותר ומוריד את הסבירות להיווצרות עובש במגשי הגידול שהם לחים.
אטיון היא הסכנה המשמעותית ביותר בה נתקלים שתילים לאחר שנבטו. לשתילים יש סיכוי גבוה יותר להישבר בשל העובדה שהם יתפשטו לעבר כל מקור אור, הנגרם כתוצאה ממצב זה שנוצר מכמות לא מספקת של אור כחול, והתוצאה היא גבעולים חיוורים ודקים. בעיה זו מטופלת עם נוריות LED סגולות, המשתמשות באור כחול כדי לשלוט בצמיחת הגבעולים. הם מונעים מהתאים בצד המוצל של השתיל להיות ארוכים מדי, מה שגורם לגבעולים להיות קצרים ועבים יותר. במקרה זה, האור האדום בנורות לד סגולות מבצע גם תפקיד חשוב מאוד: הוא ממריץ את התפתחות הכלורופיל בעלים המוקדמים ביותר של השתיל, מה שמאפשר להתחיל את הפוטוסינתזה מוקדם יותר. תוצאות מחקר שנערך על ידי חווה הידרופונית קטנה בקנה מידה- באורגון גילו שלשתילי עגבניות שגודלו תחת נוריות LED סגולות יש תכולת כלורופיל גדולה יותר ב-35% מאלה שיוצרו תחת אורות פלורסנט. זה אפשר לשתילים שטופחו תחת נוריות LED סגולות לבצע את המעבר מתזונת זרעים להתפתחות עצמית-בארבעה ימים מוקדם יותר מאלה שגדלו תחת נורות פלורסנט. הגברת הפוטוסינתזה המוקדמת הזו, שהיא נתון קריטי עבור יצרנים מסחריים, מעלה את שיעור ההישרדות של שתילים ב-25 אחוזים.
שלב וגטטיבי: הקמת בסיס חזק של עלווה ושורשים כהכנה לצמיחה עתידית
כאשר הצמחים נמצאים בשלב הווגטטיבי, ההתמקדות העיקרית שלהם היא בהתרחבות. זו התקופה שבה צמחים מפתחים את העלים, הגבעולים והשורשים שיספקו את ה"מסגרת" הדרושה להם לפריחה ולייצר פרי. במהלך תקופה זו, צמחים דורשים כמויות גבוהות של אור אדום וכחול כאחד, אך מסיבות ברורות. צמיחת העלים והתארכות הגבעולים מעוררים שניהם על ידי אור אדום, בעוד שאור כחול אחראי על חיזוק השורשים ועיצוב מבנה הצמחים. מכיוון שהתערובת האדומה והכחולה של נוריות LED סגולות מאוזנת (לעיתים קרובות 3:1 עד 4:1), האורות הללו מכוונים באופן אידיאלי למלא את שתי הדרישות הללו, מה שמוביל לצמחים פרודוקטיביים ובריאים יותר.
בשלב הווגטטיבי של גידול הצמח, הגורם העיקרי הקובע את כמות הביומסה של העלים הוא נוכחות אור אדום. הוא מעודד סינתזה של אוקסינים, שהם הורמונים החיוניים לחלוקת התאים בעלים ולכן חיוניים לירקות עליים ירוקים כמו תרד, קייל וארוגולה. כפי שעולה מממצאי מחקר שנערך על ידי מרכז החקלאות לסביבה מבוקרת באוניברסיטת אריזונה, לתרד שגודל תחת נוריות LED סגולות לתקופה של חמישה שבועות היו עלים עבים ב-12 אחוזים ושטח עלים גדול בעשרים-2 אחוזים יותר מאשר לתרד שיוצר תחת נוריות LED לבנות במשך אותו פרק זמן. העובי הזה הוא לא רק לראווה; זה מסמל עלייה בכמות הכלורופיל, שבתורה מגבירה את היעילות הפוטוסינתטית. לדוגמה, צמחי בזיליקום המטופחים תחת נוריות LED סגולות ממירים את אנרגיית האור לגלוקוז במהירות של 19% מאלה הגדלים תחת נורות HPS, מה שמביא לעווה ריחנית ושופעת יותר.
מצד שני, אור כחול מוודא שהצמיחה עקבית ולא מוגבלת רק לגובה. הוא מונע מצמחים להפוך ל"רגליים" על ידי שליטה בסינתזה של ציטוקינינים, שהם הורמונים השולטים בעובי הגבעול ובצורת העלים. לדברי גנן ביתי במינסוטה, לצמחי הפוטוס שלהם, שגודלו תחת נוריות LED סגולות, היו פנימיות (השטח בין העלים) שהיו קצרים ב-20% בהשוואה לאלו שגדלו תחת אור חלון. זה הביא לצמח שהיה עבות ושופע יותר. בנוסף, אור כחול משפר את מערכות השורשים. יצרן עגבניות מסחרי אחד בקליפורניה גילה שלצמחים שטופחו תחת נוריות LED סגולות יש 42% יותר שורשים לרוחב מאשר אלה שיוצרו תחת נורות HPS. זה הביא לעלייה בספיגת חומרים מזינים. בגלל מערכת שורשים חזקה יותר זו, צמחים מסוגלים לעמוד טוב יותר בבצורת ובמחסור בחומרים מזינים, מה שמהווה יתרון משמעותי בהקשר של גידול מקורה, שבו תנאי הקרקע או המים מנוטרים מקרוב.
ללדים סגולים יש יתרון נוסף של גמישות לאורך כל השלב הווגטטיבי. ליצרנים יש את היכולת לשנות את היחס בין אור אדום לכחול כדי לעמוד בדרישות הצמחים. לדוגמה, יחס של 2:1, שהוא כחול יותר, הוא אידיאלי עבור עלים ירוקים מכיוון שהוא תומך בעלווה עבה, בעוד שיחס 4:1, שהוא אדום יותר, אידיאלי לצמחים כמו פלפלים מכיוון שהוא מטפח התפתחות של גבעולים חזקים יותר ועשויים לקיים ייצור פירות עתידי. התאמה אישית זו מבטיחה שאף אחד מהצמחים לא נאלץ "להסתפק" בספקטרום אור שנועד להתאים לכל הצמחים.
שלב הפריחה והפרי: מקסום פריחה ואיכות הקטיף
תקופת הפריחה והפרי היא המטרה הסופית של רוב המגדלים, ובשלב זה באמת בולטות נוריות לד סגולות. בשלב זה, חיוני לספק אותות אור ספציפיים. אור אדום, למשל, מעורר פריחה במספר רב של מינים, אך הוכח שאור אדום וכחול פועלים יחדיו כמגדילים את גודל הפרי, משפרים את טעמו ומגדילים את ערכו התזונתי. אותות אלו נשלחים באמצעות שימוש בדיודות פולטות אור סגול-(LED), המתמקדות בבעיות הספציפיות שמגיעות עם הפריחה והפרי בפנים, כולל האבקה לא מספקת ואיכות פרי נמוכה.
מספר צמחים תלויים ב"פוטופריודיזם" על מנת לפרוח. כלומר, הם דורשים שיהיו נוכחים אותות-באורך יום לפני שהם יכולים להתחיל לפרוח. פריחתם של צמחי-יום קצרים כגון תותים וחרציות מתרחשת כשהימים קצרים, ואילו פריחתם של צמחי-ימים ארוכים כגון תרד וציפורנים מתרחשת כשהימים ארוכים. יצירת הפיטוכרום, פיגמנט שמודיע לצמחים מתי הם צריכים להתחיל לפרוח, מווסתת על ידי רכיב האור האדום (במיוחד 660 ננומטר) של נוריות LED סגולות. דיודות פולטות אור-סגולות (LED) עם יחס אדום- לכחול של 5:1 משמשות לשכפל את ימי הסתיו הקצרים יותר עבור צמחים-קצרים, מה שגורם לצמחים לייצר פלוריגן. פלוריגן הוא הורמון הממריץ את היווצרותם של ניצני פרחים. תותים שגודלו תחת יחס זה יצרו 33% יותר ניצני פרחים מאלה שגודלו באור טבעי, על פי מחקר שנערך על ידי האגודה הקוריאנית למדעי הגננות. בנוסף, הניצנים שנוצרו לפי יחס זה נפתחו יומיים מהר יותר מאלה שנוצרו באור טבעי. כשמדובר בצמחי יום-ארוכים, דיודות פולטות-אור סגול (LED) יש את היכולת להאריך את "אורך היום" על ידי אספקת אור אדום לאורך שעות הערב. זה מעכב את תהליך הפריחה, ומאפשר לצמחים להקדיש יותר תשומת לב לצמיחת העלים שלהם, וזה מצב מצוין לחקלאים שקוטפים ירוקים.
דיודות פולטות אור-סגולות מועילות לצמחים ניטרליים-כגון עגבניות ופלפלים בשלב הפריחה של התפתחותם. צמחים אלו אינם דורשים אורך יום מסוים על מנת לפרוח, אך הם דורשים כמות משמעותית של אור אדום על מנת להפיק פרחים בריאים. לצמחי עגבניות שגודלו תחת נוריות LED סגולות בחווה הידרופונית בפלורידה היו 27% יותר פריחה לצמח מאשר לאלו שגודלו תחת נורות HPS, לפי מחקר מהחווה. בנוסף, הפרחים המיוצרים על ידי הצמחים שגדלו מתחתלדים סגוליםהיו גדולים ב-15% מאלה שיוצרו על ידי הצמחים שגדלו תחת נורות HPS. פריחה גדולה יותר נוטה יותר להאבקה, אפילו כשהן נמצאות בסביבות פנימיות שבהן אין דבורים. כדאיות האבקה משתפרת על ידי שימוש בנורות לד סגולות, מה שמקדם עוד יותר האבקה. מחקר על פלפלים הראה שלצמחים שגדלו תחת נוריות לד סגולות היה שיעור נביטה גבוה ב-43% עבור האבקנים שלהם מאשר לצמחים שגדלו תחת נוריות לד לבנות. עלייה זו בקצב הנביטה גורמת לסבירות גבוהה יותר להתרחש הפריה.
נוריות LED סגולות ממשיכות להיות מועילות גם לאחר שהפירות החלו להיווצר. עלים שנחשפים לאור אדום רואים עלייה בקצב הפוטוסינתזה, מה שמביא לייצור גבוה יותר של גלוקוז. לאחר מכן הגלוקוז הזה מועבר לפרי, מה שגורם לפרי לגדול ומתוק יותר. מפעילי חוות עגבניות בפלורידה גילו שהעגבניות שגידלו באמצעות נורות LED סגולות היו כבדות יותר בשמונה עשר אחוז מהעגבניות שגידלו באמצעות נורות HPS. בנוסף, לעגבניות ה-LED הסגולות הייתה רמת סוכר גדולה בארבעה-עשר אחוזים. בינתיים, אור כחול משפר את האיכות הכוללת של הפירות על ידי שליטה במטבוליטים המשניים, שהם חומרים כמו ויטמינים ונוגדי חמצון, שנמצאים בפירות. לשם המחשה, לעגבניות שגודלו תחת נוריות LED סגולות היו עורות עבים יותר, וכתוצאה מכך פחות חבורות במהלך המשלוח, והן גם הכילו 20% יותר ליקופן (נוגד חמצון שנלחם בסרטן) בהשוואה לעגבניות שיוצרו תחת נוריות לד לבנות. למי שמטפח פירות יער זה מתורגם לתותים בעלי טעם עז יותר וגוון אדום עמוק ועשיר יותר, שהם מאפיינים שהופכים אותם לאטרקטיביים יותר עבור הלקוחות.
שלבים הם תחום אחד בו נורות לד סגולות עולות על אפשרויות תאורה אחרות בשל גורמים רבים.
על מנת לקבל הבנה מלאה של ערכם של נורות לד סגולות, חיוני להשוות אותן לאפשרויות תאורה אחרות בהן נעשה שימוש לעתים קרובות. לדוגמה, נוריות לבנים גנריות מייצרות ספקטרום רחב הכולל אור ירוק וצהוב, שהם אורכי גל שצמחים אינם יכולים לנצל. זה מרמז שדיודות פולטות אור-לבן (LED) צריכות לצרוך יותר כוח כדי ליצור את אותה כמות צמיחה כמו נוריות LED סגולות, מכיוון שהן מבזבזות עד חמישים אחוז מהאנרגיה שלהן. נורות HPS, שנחשבו זמן רב למקור האור עבור צמחים פורחים, מייצרות כמות מופרזת של חום, המחייבת שימוש במערכות קירור יקרות על מנת להימנע מפגיעה בצמחים. בהשוואה ללדים סגולים, בעלות אורך חיים של יותר מ-50,000 שעות, יש להן גם תוחלת חיים מוגבלת יחסית (10,000 עד 15,000 שעות), מה שמביא להגדלת עלויות ההחלפה.
שתילים גדלים לעתים קרובות בצינורות פלורסנט, אולם מכיוון שצינורות אלו אינם מספקים את האור האדום הדרוש ליצירת כלורופיל בשלב מוקדם, השתילים פחות חזקים. מחקר זה-לצד- שנערך על ידי בלוג גינון גילה כי שתילי חסה שגודלו תחת נוריות LED סגולות היו גמישות יותר בשלושים אחוז מאלה שהונחו מתחת לצינורות פלורסנט. הדבר הוכח על ידי השורשים החזקים יותר של השתילים ועלים ירוקים עמוקים יותר. בנוסף, דיודות פולטות אור סגול- יוצרות פחות חום מכל החלופות האחרות הללו, מה שמאפשר לגננים למקם את האורות קרוב יותר לצמחים מבלי להסתכן בסכנה של שריפתם. זהו גורם חיוני עבור התקנות פנימיות, בהן המקום מוגבל.
מסקנה לסיכום, חשוב להכיר בכך שלשימוש בבינה מלאכותית (AI) בתעשיות שונות יש פוטנציאל לחולל שינויים משמעותיים. אמנם יש חששות לגבי ההשלכות האתיות של AI, אבל יש גם הזדמנויות לחדשנות ולהתקדמות.
נורות LED סגולות חוללו מהפכה באופן שבו אנו מטפחים צמחים בפנים על ידי התאמה לדרישות הספציפיות של כל שלב בפיתוח הצמח. האור האדום שהם פולטים ממלא תפקיד מכריע בהזנקת הפוטוסינתזה, בעוד שהאור הכחול שלהם יוזם צמיחה ומונע רגליים לאורך כל שלבי הנביטה והתפתחות השתילים. השילוב האדום -הכחול המאוזן שלהם אחראי לשורשים ולעלים החזקים המיוצרים בשלב הצומח, אשר בתורם מספקים את הבסיס לצמיחה עתידית. אור אדום מעורר פריחה ופרי; זה גם גורם להופעת פריחה ומגביר את הכדאיות של אבקה. מצד שני, אור כחול משפר את איכות הפרי ומעלה את כמות החומרים התזונתיים שהוא מכיל.
ליצרנים בכל הגדלים, מאלו המגדלים עשבי תיבול על אדן החלון בגינת ביתם ועד לחוות הידרופוניות תעשייתיות המזינות סופרמרקטים, נוריות לד סגולות מספקות את היעילות, הגמישות והתוצאות הטובות ביותר. הם כלים הכרחיים לחקלאות עכשווית מכיוון שהם מורידים את עלות האנרגיה, משפרים את בריאות הצמחים ומעלים את התשואות. נוריות LED סגולות ימשיכו להישאר בחזית כאשר גינון מקורה וחקלאות בת קיימא ימשיכו לעלות בפופולריות. נוריות LED אלו יסייעו לחקלאים לנצל את מלוא הפוטנציאל של כל צמח ומפעל, בכל שלב של קיומו.
נס לאורך שלבי הנביטה והתפתחות השתילים. השילוב האדום -הכחול המאוזן שלהם אחראי לשורשים ולעלים החזקים המיוצרים בשלב הצומח, אשר בתורם מספקים את הבסיס לצמיחה עתידית. אור אדום מעורר פריחה ופרי; זה גם גורם להופעת פריחה ומגביר את הכדאיות של אבקה. מצד שני, אור כחול משפר את איכות הפרי ומעלה את כמות החומרים התזונתיים שהוא מכיל.
ליצרנים בכל הגדלים, מאלו המגדלים עשבי תיבול על אדן החלון בגינת ביתם ועד לחוות הידרופוניות תעשייתיות המזינות סופרמרקטים, נוריות לד סגולות מספקות את היעילות, הגמישות והתוצאות הטובות ביותר. הם כלים הכרחיים לחקלאות עכשווית מכיוון שהם מורידים את עלות האנרגיה, משפרים את בריאות הצמחים ומעלים את התשואות. נוריות LED סגולות ימשיכו להישאר בחזית כאשר גינון מקורה וחקלאות בת קיימא ימשיכו לעלות בפופולריות. נוריות LED אלו יסייעו לחקלאים לנצל את מלוא הפוטנציאל של כל צמח ומפעל, בכל שלב של קיומו.
ביחד, אנחנו עושים את זה טוב יותר.
שנזן Benwei Lighting Technology Co., Ltd
נייד/וואטסאפ :(+86)18673599565
אֶלֶקטרוֹנִי:bwzm15@benweilighting.com
סקייפ: benweilight88
אינטרנט:www.benweilight.com
הוסף: בניין F, אזור התעשייה יואנפן, Longhua, מחוז באואן, שנזן, סין
