一,El problema de la il·luminació típica és que consumeix molta energia, no emet bona llum i genera molta calor.
Les làmpades de sodi d'alta pressió (HPS) i les làmpades fluorescents són els principals tipus de llum que s'utilitzen als hivernacles. Tanmateix, aquestes fonts de llum tenen tres problemes principals:
Poc eficient energèticament: els llums HPS només converteixen al voltant del 30% de l'energia elèctrica que utilitzen en llum visible. La resta de l'energia es converteix en calor. Per exemple, a la ciutat de Shouguang, un hivernacle tradicional necessita un 30% addicional d'electricitat per refredar-se durant l'hivern mentre els llums estan encesos, la qual cosa augmenta el cost total de l'ús d'energia en un 45%.
No és possible controlar l'espectre: les làmpades fluorescents tenen un espectre fix que no funciona en totes les fases del creixement de les plantes. Per exemple, la llum blava és necessària per ajudar les plàntules de tomàquet a fer créixer les arrels, i la llum vermella per ajudar a créixer els brots de flors durant la floració. L'ajust dinàmic no és possible amb les fonts de llum tradicionals.
Interferència de radiació tèrmica: les làmpades HPS poden escalfar més de 200 graus centígrads a les seves superfícies, cosa que pot augmentar la temperatura de l'hivernacle entre 5 i 8 graus centígrads. Això fa necessari que els agricultors engeguin els equips de ventilació amb més freqüència, fet que malgasta encara més energia.
2, les llums de plantes LED són un gran pas endavant en la tecnologia, ja que us permeten controlar la llum amb molta precisió i estalviar energia.
La tecnologia LED és ara prou madura com per ser un canvi-de joc per a l'agricultura d'hivernacle. Els seus principals beneficis es mostren en les àrees següents:
1. Personalització de l'espectre: passar de "talla única" a "-oferta sota demanda" La fotosíntesi de les plantes depèn principalment de la llum vermella (630–660 nm) i la llum blava (450–470 nm), però diversos cultius i etapes de creixement tenen necessitats espectrals molt variables. Per exemple:
Per a verdures de fulla verda com l'enciam, la biomassa és més alta quan la proporció de vermell a blau és de 7:3. Massa llum blava pot fer-los créixer massa ràpidament;
Les fruites solanàcies, com els tomàquets, necessiten més del 60% de llum vermella durant l'època de fructificació per ajudar-los a créixer. L'addició de llum vermella llunyana (730 nm) també pot ajudar a trencar la restricció del fotoperíode i permetre-la producció fora de temporada. -Les plantes medicinals com la perilla poden produir més antocianines quan s'exposen a la llum LED UV (385 nm), la qual cosa augmenta la quantitat de compostos actius en un 35%.
La "Làmpada de cultiu de teixits LED espectral ajustable" fabricada per la Universitat Agrícola de Nanjing canvia la proporció de vermell-blau en temps real mitjançant una plataforma al núvol. Això augmenta la taxa de qualitat de les plàntules de cultiu de teixits de Phalaenopsis del 68% al 92% i redueix el cicle de les plàntules en un 40%.
2. Estalvieu energia i feu-la més eficient: canvieu de "alt consum i baixa eficiència" a "verd i baix-carboni".
Els LED poden convertir el 40-50% de la llum que reben en electricitat, que és més d'un 50% menys d'energia que els llums HPS. La granja vertical Sky Greens de Singapur utilitza un sistema de plantació de múltiples-capes LED. Produeix 100 vegades més aliments per unitat de superfície que les granges típiques, però només utilitza un terç de l'energia. Les propietats de baixa calor dels LED són encara més essencials, ja que restringeixen el canvi de temperatura a l'hivernacle en més de 2 graus centígrads, la qual cosa significa que l'aire condicionat no s'ha d'utilitzar amb tanta freqüència, la qual cosa estalvia encara més energia.
La història de Songjia Daozhuang a la ciutat de Daotian, ciutat de Shouguang és més persuasiva. Un agricultor d'hortalisses va canviar d'antics llums HPS a sistemes d'il·luminació LED, que van reduir la demanda anual d'electricitat d'un sol hivernacle de 12.000 kWh a 6.000 kWh. Els ingressos anuals d'un sol hivernacle van augmentar un 25% ja que es van utilitzar menys pesticides (els espectres LED poden aturar algunes activitats bacterianes).
3. Optimització de l'espai: de la "plantació plana" a la "fàbrica tridimensional"
Les llums LED són ideals per a l'agricultura vertical perquè són primes (de només 3 a 5 cm de gruix) i no emeten molta calor. A la granja Yuntai de Lianyungang, la cambra de cultiu intel·ligent per a Phalaenopsis té tires de llum LED a sobre de cada bastidor de cultiu. La bretxa entre les capes s'ha reduït d'1,5 metres a 0,8 metres, fet que ha augmentat l'ús de l'espai en un 47%. El dispositiu pot canviar automàticament la intensitat de la llum (0–2000 μ mol/m²/s) i la relació espectral quan s'utilitza amb sensors IoT. Això escurça el cicle de floració de Phalaenopsis en 15 dies i fa que el color dels pètals sigui més uniforme en un 30%.
3, La profunda lògica de la millora de la indústria: la interacció de polítiques, mercats i tecnologies
L'ús generalitzat de llums de plantes LED no només es deu a les millores tecnològiques, sinó també a la regulació governamental, la demanda del mercat i la salut de la indústria en general.
1. Dividend polític: de "subvencions impulsades" a "dirigida estàndard"
El Ministeri d'Agricultura i Afers Rurals de la Xina del "14è Pla quinquennal per al desenvolupament ecològic agrícola nacional" diu que el 2025, el 60% de les granges d'instal·lacions hauran d'utilitzar il·luminació LED. Els governs locals fan servir l'estratègia de "recompensa en lloc de subvenció" per fomentar l'ús de la tecnologia. Per exemple, la província de Shandong ofereix als hivernacles que utilitzen llum d'ompliment LED una subvenció de 2.000 iuans per mu i estableix un sistema estàndard per a la tecnologia de regulació espectral.
2. Demanda del mercat: de "la producció és el primer" a "la qualitat és el rei"
La demanda del mercat de verdures-de gamma alta, plantes medicinals i flors atractives s'està expandint una mitjana del 12% anual a mesura que la gent comença a comprar coses més cares. La tecnologia de control de l'espectre LED pot gestionar amb precisió la morfologia dels cultius (per exemple, l'engrossiment de les verdures de fulla), els elements nutricionals (com augmentar el contingut de vitamina C dels tomàquets en un 20%) i els compostos del sabor (com l'optimització de la proporció de sucre-àcid de les maduixes), atenent a requisits específics.
3. Ecologia industrial: de l'"avenç d'un punt únic" a la "integració de sistemes"
Les llums LED de les plantes funcionen bé amb l'Internet de les coses, el big data i la intel·ligència artificial. Per exemple, el sistema de control GrowWise de Philips als Països Baixos pot crear automàticament plans d'il·luminació basats en models de com creixen els cultius i permetre el seguiment remot a través de xarxes 5G. La "Smart Light Environment Platform" de la Xina KeRui Microchip combina dades com l'espectre, la temperatura, la humitat i els nivells de CO₂ per crear un sistema de control de bucle tancat-que augmenta l'eficiència de la producció d'hivernacle en un 18%.
