हॉर्टिकल्चरल जरूरतों के लिए एलईडी लाइटिंग मैचिंग में साइंस एडवांस
Feb 13, 2017
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LED- आधारित SSL उत्पाद इनडोर और ग्रीनहाउस के बढ़ते संचालन के लिए क्रांतिकारी उन्नति ला रहे हैं, MAURY WRIGHT बताते हैं, लेकिन अलग-अलग पौधों के विभिन्न प्रकारों की हल्की जरूरतों और यहां तक कि वृद्धि चक्र के दौरान बदलाव की आवश्यकता के बारे में बहुत कुछ सीखा जा सकता है।
उच्च-शक्ति एलइडी जीवन-विज्ञान अनुप्रयोगों में बागवानी जैसे समान क्रांतिकारी लाभ ला रहे हैं, जो कि ठोस-राज्य प्रकाश (एसएसएल) स्रोत सामान्य रोशनी क्षेत्र-क्षमता, कम / बिना रखरखाव, वर्णक्रमीय नियंत्रण और बीम नियंत्रण में पेश कर रहे हैं। लेकिन पौधों को लोगों के सापेक्ष प्रकाश की अलग-अलग चीजों की जरूरत होती है, और मानव-उन्मुख मैट्रिक्स जैसे कि प्रभावकारिता (लुमेन प्रति वाट - एलएम / डब्ल्यू) या सीआरआई या कोई संकेत नहीं दे सकता है कि क्या एक एलईडी ल्यूमिनेयर सब्जी और फूल के परिणाम देगा या नहीं उत्पादकों। इसके अलावा, पौधों में सर्कैडियन चक्र होते हैं जो मनुष्यों से भिन्न होते हैं और जो पौधों की प्रजातियों से प्रजातियों में व्यापक रूप से भिन्न होते हैं। फिर भी, उत्पादकों को ग्रीनहाउस में और विशेष रूप से इनडोर शहरी या ऊर्ध्वाधर खेतों में एसएसएल के लिए जल्दी से बढ़ रहा है, जबकि बागवानी समुदाय इष्टतम विकास और उपज के लिए हल्के व्यंजनों के मामले में पौधों की जरूरतों को समझने के लिए ओवरटाइम काम कर रहा है।
अंजीर। 1. ग्रीन सेंस फ़ार्म माइक्रो ग्रीन्स, लेट्यूस, बेबी साग जैसे केल और वॉटरक्रेस, और शिकागो-क्षेत्र के ऊर्ध्वाधर खेत में जड़ी-बूटियाँ उगाते हैं, जो फसल के दिन खरीदारों को नई उपज दे सकते हैं।
एसएसएल वास्तव में खाद्य उत्पादन और इसी तरह के फ्लोरीकल्चर या फूल-केंद्रित उद्योग सहित वैश्विक बागवानी उद्योग में क्रांति ला सकता है। एलईडी आधारित लाइटिंग भी भांग उगाने में महत्वपूर्ण भूमिका निभाएगी, विशेष रूप से चिकित्सा और / या मनोरंजक मारिजुआना उपयोग दोनों के लिए कानूनी जलवायु विकसित होती है। वास्तव में, बागवानी में एल ई डी के बढ़ते महत्व ने हमें 12 अक्टूबर के लिए शुरू की गई हमारी उद्घाटन एलईडी पत्रिका बागवानी प्रकाश सम्मेलन की योजना बनाने के लिए प्रेरित किया; आगे का विवरण नीचे पाया जा सकता है।
बागवानी में एसएसएल की भूमिका
बढ़ते मौसम के आस-पास फल और सब्जी खेती केंद्रों में एल ई डी के लिए उपयोग मामला, विशेष रूप से ठंडे क्षेत्रों में कम ग्रीष्मकाल के साथ। उदाहरण के लिए, कृत्रिम प्रकाश व्यवस्था, मुख्य रूप से उच्च दबाव वाली सोडियम (HPS) प्रकाश व्यवस्था, जिसका इस्तेमाल लंबे समय से ग्रीनहाउस में किया जा रहा है। हम चर्चा करेंगे कि इस पूरे लेख में एलईडी लाइटिंग कहानी में क्या जोड़ती है, लेकिन एसएसएल का एक स्पष्ट लाभ यह है कि प्रकाश कोई गर्मी पैदा नहीं करता है और उत्पादकों को इंटरलाइटिंग का उपयोग कर सकते हैं - पौधों के बीच / पास रोशनी डालना, वितरित करने के लिए लंबवत या क्षैतिज रूप से चलाएं। पौध उगते ही ऊपर से नीचे की ओर सीधी रोशनी प्राप्त नहीं होती है।
एल ई डी के लिए ग्रीनहाउस उपयोग का मामला मुख्य रूप से सूरज के पूरक प्रकाश स्रोत के रूप में है, हालांकि ठंड के दिनों में ठंड और कम दिनों के दौरान कृत्रिम प्रकाश बढ़ रहा है। कैनबिस को ग्रीनहाउस जैसी जगह की भी आवश्यकता होती है जहां पौधे लंबवत विकसित हो सकते हैं। लेकिन अधिकांश कानूनी भांग के बढ़ते संचालन अब घर के अंदर हैं, और प्राथमिक प्रकाश स्रोत के रूप में विद्युत जुड़नार की आवश्यकता होती है।
जहाँ एल ई डी का सबसे अधिक प्रभाव हो रहा है, तथापि, पत्तेदार साग और जड़ी-बूटियों को उगाने में है, जो केवल इंच में मापी गई ऊँचाइयों तक पहुँचते हैं और जिन्हें परतों में या रैक में उगाया जा सकता है, जिसमें प्रत्येक स्तर पर एलईडी ल्यूमिनेयरों का एक समर्पित सेट होता है, जो पौधों के अपेक्षाकृत करीब होता है, फिर से एल ई डी द्वारा विकिरणित कम से कम गर्मी द्वारा सक्षम। लेयरिंग तथाकथित शहरी या ऊर्ध्वाधर खेतों को आबादी केंद्रों के पास इमारतों के अंदर अपेक्षाकृत छोटे बढ़ते स्थानों पर कब्जा करने में सक्षम बनाता है, जबकि हाइड्रोपोनिक्स सहित इष्टतम प्रकाश और प्रौद्योगिकी सड़क के मुकाबले बहुत तेज संयंत्र / फसल चक्र को सक्षम बनाता है।
इस तरह के ऑपरेशन की रेंज और पैमाना अद्भुत है। इस मुद्दे के लिए हमारा कवर फोटो एक इस्तेमाल किए गए शिपिंग कंटेनर में रखे गए स्थानीय रूट्स को दिखाता है। कंपनी एक लॉस एंजिल्स, पत्तेदार साग और जड़ी बूटियों के सीए-आधारित उत्पादक है। अंजीर। 1, इस बीच, इंडियाना में ग्रीन सेंस फार्म द्वारा संचालित एक औद्योगिक-निर्माण-पैमाने पर खड़ी खेत को दर्शाती है, शिकागो, आईएल मेट्रो क्षेत्र से एक छोटी ड्राइव।
अंजीर। 2. स्पेक्ट्रम किंग एलईडी ल्यूमिनेयर मुख्य रूप से सफेद एल ई डी का उपयोग करते हैं और नियमित रूप से वैध औषधीय या मनोरंजक कैनबिस बढ़ते संचालन घर के अंदर बेचा जाता है।
शहरी खेतों
वास्तव में, यह शायद शहरी खेत हैं जहां एलईडी लाइटिंग का बागवानी पर सबसे अधिक प्रभाव हो सकता है, और यह कहना बहुत बड़ा खिंचाव नहीं होगा कि प्रभाव वैश्विक समाज और पर्यावरण तक फैला है। किसी भी शहर में उच्च मात्रा वाले ऊर्ध्वाधर खेतों में काम करने के लिए उत्पादकों की क्षमता का मतलब है कि परिवहन लागत कैलिफोर्निया के सेंट्रल वैली जैसे दूरदराज के क्षेत्रों में खेती से जुड़े लागत के सापेक्ष कम हो जाएगी। उपभोक्ताओं को कुछ मामलों में उत्पादन करने की सुविधा मिलेगी, जिस दिन इसकी कटाई होगी और उत्पाद का शेल्फ जीवन कहीं अधिक होगा। और पारंपरिक खेती के लिए आवश्यक कार्बन उत्पादन करने वाले बाहरी मशीनरी के कम परिवहन और उन्मूलन दोनों के कारण खेती से जुड़े कार्बन पदचिह्न में कम होने वाली कमी होगी।
उपभोक्ता को एलईडी बागवानी का लाभ गहरा चला - और स्वादिष्ट। हम बाद में कई लोगों के गुणात्मक राय पर चर्चा करेंगे जो एलईडी प्रकाश व्यवस्था के स्वाद के तहत विकसित होते हैं। यह एक निर्णय कॉल हो सकता है, लेकिन फ्रेशर लगभग हमेशा बेहतर स्वाद देता है। इसके अलावा, शहरी खेतों में सूक्ष्म साग और जड़ी-बूटियों तक उपभोक्ता पहुंच प्रदान करते हैं जो कि अन्यथा उपलब्ध नहीं हो सकते हैं। उदाहरण के लिए, ग्रीन सेंस, बेबी केल, वॉटरक्रेस, अरुगुला, और तुलसी और थाइम जैसी जड़ी-बूटियों के साथ पौधों को उगाता है। शहरी खेत भी आमतौर पर कीटनाशक मुक्त होते हैं और उपज को धोने की भी आवश्यकता नहीं होती है, क्योंकि यह अक्सर स्वच्छ मीडिया में हाइड्रोपोनिक रूप से उगाया जाता है, न कि गंदगी से।
बढ़ती कार्यप्रणाली बेहद पानी कुशल है, और यह कैलिफोर्निया जैसे क्षेत्रों में एक प्रमुख मुद्दा है जहां खेती-केंद्रित केंद्रीय घाटी अपेक्षाकृत लॉस एंजिल्स और सैन फ्रांसिस्को के करीब है, लेकिन राज्य लगातार सूखे में है। चीन जैसे विश्व के अन्य क्षेत्रों में, भूजल और / या मिट्टी प्रदूषित है और सुरक्षित और स्वादिष्ट उत्पादन करने का बहुत कम तरीका है।
अंजीर। 3. स्थानीय जड़ें पत्तेदार साग के इष्टतम उत्पादन के लिए शिपिंग-कंटेनर-आधारित खेतों में लगातार अपने एलईडी प्रकाश व्यवस्था को गोद लेती हैं।
बागवानी प्रकाश व्यवस्था में चुनौतियां
बेशक, किसी भी उभरती हुई प्रौद्योगिकी में चुनौतियां हैं और शायद एलईडी-आधारित बागवानी प्रकाश व्यवस्था में और भी बहुत कुछ है जहां एसएसएल तकनीक के साथ अनुभव अभी भी उथले है, और यहां तक कि लंबे समय से जुड़े बागवानी वैज्ञानिक अभी भी पौधों के लिए हल्के व्यंजनों पर अनुसंधान विकसित कर रहे हैं - और उन नए व्यंजनों में से कुछ एलईडी स्रोतों से पहले संभव नहीं थे जो नियंत्रित स्पेक्ट्रम के साथ तस्वीर में प्रवेश कर रहे थे।
एशिया में स्थित प्रकाश निर्माताओं ने बाजार को लक्षित किया है जो अक्सर सस्ती लेकिन कम-अंत वाले उत्पादों के साथ होते हैं, लेकिन बाजार के कई कम-अंत वाले उत्पादों में यूएल रेटिंग्स के साथ-साथ जुड़नार और एलएम के लिए LM-79 रिपोर्ट जैसे प्रासंगिक प्रमाणपत्रों की कमी होती है। जुड़नार में उपयोग की जाने वाली एल ई डी के लिए -80 रिपोर्टें, कैनागा पार्क के सीईओ, रामी वर्डी, सीए-आधारित प्रकाश निर्माता स्पेक्ट्रम किंग ने कहा। वर्डी ने कहा कि कई उत्पादकों, विशेष रूप से भांग क्षेत्र में, खराब स्थिरता प्रदर्शन के कारण एलईडी प्रकाश व्यवस्था को लागू करने के शुरुआती प्रयासों से जला दिया गया है और एचपीएस उस उद्योग के लिए सोने का मानक बना हुआ है।
निश्चित रूप से, बाजार में कई उच्च गुणवत्ता वाले प्रकाश उत्पाद हैं, जिनमें फिलिप्स लाइटिंग, ओसराम और हबबेल लाइटिंग जैसे दिग्गज शामिल हैं। ओसराम और फिलिप्स दोनों ने विश्वविद्यालय और समर्पित-शोध-संगठन टीमों के साथ काम करने वाले बागवानी अनुसंधान पर वर्षों बिताए हैं।
अंजीर। 4. न्यूयॉर्क क्षेत्र में एयरोफार्म्स पत्तेदार साग को उगाने के लिए एक एरोपोनिक पद्धति का उपयोग करता है जिसमें जड़ें केवल हाइड्रोपोनिक्स की तुलना में अधिक जल-कुशल खेती के लिए एक धुंध के संपर्क में होती हैं।
फिर भी, बागवानी और फूलों की खेती के क्षेत्र में उत्पादकों को बेहतर मेट्रिक्स दोनों की आवश्यकता होती है जो कि हल्के व्यंजनों पर डेटा के अनुप्रयोग और उपयोग के लिए प्रासंगिक हैं। जैसा कि हमने पिछले साल एक लेख में कवर किया था , अमेरिकन सोसाइटी ऑफ एग्रीकल्चर एंड बायोलॉजिकल इंजीनियर्स (एएसएबीई) कृषि प्रकाश समिति ने मानकीकृत मैट्रिक्स मुद्दे पर काम करने के लिए 2015 में शुरू किया था। यह कार्य दूसरों के बीच PAR (Photosynthetically Active Radiation) स्पेक्ट्रम से संबंधित मैट्रिक्स पर विचार कर रहा है। PAR रेंज को आमतौर पर 400-700-एनएम स्पेक्ट्रल बैंड के रूप में परिभाषित किया जाता है जहां फोटॉन सक्रिय रूप से प्रकाश संश्लेषण करते हैं। PAR से संबंधित सामान्य मैट्रिक्स में माइक्रोनोल्स प्रति सेकंड (μmoles / sec) और Photosynthetic Photon Flux D घनत्व (PPFD) में मापा जाने वाला Photosynthetic Photon Flux (PPF) शामिल हैं, जिन्हें μmoles / 2 और sec में मापा जाता है, जहाँ एक तिल को फोटॉन से सीधे गणितीय रूप से परिवर्तित किया जा सकता है।
व्यंजनों और मैट्रिक्स
आइए व्यंजनों और मैट्रिक्स के अंतर्निहित अंतःक्रियात्मक मुद्दों पर विचार करें क्योंकि उत्पादकों को स्पष्ट रूप से ऐसे मैट्रिक्स की आवश्यकता होती है जो यह बता सके कि क्या एक ल्यूमिनेयर तीव्रता और वर्णक्रमीय बिजली वितरण (एसपीडी) मिश्रण को बचाता है जिसमें उपज का अनुकूलन करने के लिए एक नुस्खा शामिल है।
जब हमने 2011 में वापस बागवानी में एलईडी प्रकाश व्यवस्था को कवर किया , तो मुख्य संदेश अनुसंधान पर केंद्रित था जो वर्णक्रमीय शक्ति के सापेक्ष क्लोरोफिल अवशोषण को प्रलेखित करता था क्योंकि क्लोरोफिल प्रकाश संश्लेषण प्रक्रिया के लिए महत्वपूर्ण है। प्रयोगशाला अनुसंधान ने संकेत दिया था कि नीले और लाल स्पेक्ट्रम में ऊर्जा की चोटियां अवशोषण की चोटियों से मेल खाती हैं, जबकि हरित ऊर्जा को अवशोषण को प्रभावित नहीं करने के लिए दिखाया गया था।
उस शुरुआती शोध के परिणामस्वरूप बाजार पर जुड़नार का ढेर लग गया जो कि मोनोक्रोमैटिक लाल और नीले एल ई डी के उपयोग के आधार पर गुलाबी या बैंगनी प्रकाश का उत्सर्जन करता है। उन उत्पादों के पीछे व्यापक सिद्धांत ऊर्जा दक्षता और इस सवाल पर केंद्रित है: क्यों ल्यूमिनेर डिजाइनों को उन बैंडों के बाहर ऊर्जा उत्पन्न करनी चाहिए, अगर यह ऊर्जा बस संयंत्र पर बर्बाद हो जाएगी?
हालांकि, वर्तमान सोच, प्रकाश व्यवस्था पर केंद्र जो नीले और लाल स्पेक्ट्रम में चरम ऊर्जा प्रदान कर सकते हैं, लेकिन यह भी सूरज की रोशनी की तरह एक व्यापक स्पेक्ट्रम बचाता है। क्री में एलईडी उत्पाद विकास के नेता पॉल शेहिड्ट ने कहा, "उद्योग सफेद रोशनी की ओर बढ़ रहा है।"
अंजीर। 5. फिलिप्स लाइटिंग ग्रीनपावर एलईडी प्रोडक्शन मॉड्यूल में लाल, दूर-लाल, नीले, और सफेद एल ई डी का मिश्रण शामिल है, जो कंपनी के पौधों के लिए प्राथमिक रंग हैं।
सफेद रोशनी मायने रखती है
दूसरों ने अधिक बलपूर्वक बयान दिए हैं। जैविक नवाचार और अनुकूलन प्रणाली (BIOS) के उपाध्यक्ष नील योरियो ने इस विषय पर टिप्पणी की; उनकी कंपनी कैनबिस और अन्य क्षेत्रों के लिए एलईडी लुमिनायर्स पर काम कर रही है। "योरियो ने कहा," केवल लाल और नीले एल ई डी का उपयोग बहुत पुराना है, और जब आप उस स्पेक्ट्रम के साथ उत्पादों को देखते हैं, तो यह पुराने विज्ञान पर आधारित है और अक्सर गलत व्याख्या की जाती है। " "लोगों ने नीले और लाल रंग को चुना है, क्योंकि ये तरंग दैर्ध्य चोटियों को टेस्ट ट्यूब में पृथक क्लोरोफिल ए और बी के अवशोषण प्रोफ़ाइल के साथ संरेखित करते हैं। ऐसा नहीं है कि बरकरार पत्तियों में क्या हो रहा है। हम आज जानते हैं कि PAR में प्रकाश की सभी तरंग दैर्ध्य। रेंज प्रकाश संश्लेषण को चलाने में उपयोगी हैं। कोई संदेह स्पेक्ट्रम का महत्व नहीं है, लेकिन यह विकास और उपज या बायोमास के बजाय आकार और आकार जैसे पौधे आकृति विज्ञान से जुड़ा हुआ है। "
योरियो का कहना है कि अनुसंधान से पता चलता है कि हम स्पेक्ट्रम को बदलकर पौधे की ऊंचाई और फूलों को प्रभावित कर सकते हैं। और जैसा कि हम थोड़ा बाद में चर्चा करेंगे, कुछ उत्पादकों ने लगातार प्रकाश की तीव्रता और एसपीडी के मिश्रण को पौधों में मिलाया क्योंकि पौधों में एक सर्कैडियन लय के समान कुछ होता है, हालांकि अधिकांश पौधों की प्रजातियों में इष्टतम उपज के लिए एक अद्वितीय ताल और नुस्खा की आवश्यकता होती है।
स्पेक्ट्रम किंग के वर्डी ने कहा कि प्रमुख लाल और नीले मिश्रण लेटिष जैसे पत्तेदार साग के लिए अपेक्षाकृत अच्छी तरह से काम कर सकते हैं। लेकिन उन्होंने यह भी कहा कि फूलों के पौधे, जहां बायोमास का लक्ष्य है, जिसमें टमाटर और भांग शामिल हैं, विशेष स्पेक्ट्रम से अधिक तीव्रता की आवश्यकता होती है। वर्डी ने कहा कि एचपीएस रोशनी में 90% ऊर्जा पीले क्षेत्र में होती है, और यह फूल (एलएम), लक्स (एलएक्स) और प्रभावकारिता फूलों के पौधों के लिए बागवानी लुमिनायर्स में PAR-केंद्रित मीट्रिक की तुलना में अधिक सटीक हो सकती है। स्पेक्ट्रम किंग 90% फॉस्फोर-परिवर्तित सफेद एल ई डी का उपयोग करता है, इसके ल्यूमिनायर में शेष लाल या सुदूर लाल एल ई डी होते हैं। वर्डी ने कहा कि नीले एमिटर जो सफेद एल ई डी के लिए आधार हैं, वे इष्टतम उत्पादन के लिए आवश्यक सभी नीले ऊर्जा प्रदान करते हैं। चित्र 2 में दर्शाए गए उत्पाद एक एचपीएस लैंप के पारंपरिक रूप कारक हैं।
यहां तक कि ऊर्ध्वाधर खेतों में जहां लेटेस जैसे उत्पाद हैं, यह प्रतीत होता है कि कुछ सफेद प्रकाश एक अपेक्षित है, हालांकि आप इस लेख में तस्वीरों के माध्यम से देख सकते हैं कि उत्पादित एलईडी लाइट का थोक प्रकृति में गुलाबी से बैंगनी तक रहता है। ग्रीन सेंस फ़ार्म्स के संस्थापक और मुख्य कार्यकारी अधिकारी, रॉबर्ट कोलेंजेलो, अपनी कंपनी के हल्के व्यंजनों का विवरण साझा नहीं करेंगे क्योंकि व्यंजनों को व्यवसाय संचालन के लिए महत्वपूर्ण बौद्धिक संपदा (आईपी) माना जाता है। लेकिन उन्होंने कहा कि खेत में लाल, नीले, और सफेद रोशनी के विभिन्न मिश्रणों का उपयोग किया गया है जो कि लेटिष, सूक्ष्म साग, बेबी साग और जड़ी-बूटियों के बढ़ते हैं। कुछ मुख्य मीडिया लेखों में ग्रीन सेंस को सबसे बड़े इनडोर वाणिज्यिक उत्पादक के रूप में वर्णित किया गया है। Colangelo ने कहा कि पैमाने को निर्धारित करना मुश्किल है, लेकिन इंडियाना में कंपनी के पहले खेत में 8000 4-फुट रैखिक एलईडी जुड़नार हैं और चीन में नवीनतम खेत में 3500 8-फीट जुड़नार हैं।
व्यंजनों और प्रभाव
पत्तेदार साग में आधारभूत उत्पादन से परे कारणों के लिए सफेद प्रकाश महत्वपूर्ण हो सकता है। इस लेख के लिए हमने जिन कई लोगों का साक्षात्कार लिया, उन्होंने कहा कि लेट्यूस हरे वर्णक्रमीय बैंड से कुछ प्रकाश के बिना हरा दिखने के लिए परिपक्व नहीं हो सकता है। दूसरी ओर, कभी-कभी उत्पादकों ने उत्पादन में नए रंग बनाने के लिए स्पेक्ट्रम को नियंत्रित किया हो सकता है। उदाहरण के लिए, फिलिप्स लाइटिंग में सिटी फ़ार्मिंग के वैश्विक निदेशक गस वैन डेर फ़ेल्ट्ज़ ने कहा कि आप लाल रंग के साथ लेटिष को विकसित करना चाह सकते हैं। साथ ही, श्रमिकों के लिए कई बार सफेद प्रकाश की आवश्यकता होती है, जैसा कि हमने पूर्व में प्रकाश व्यवस्था की सुविधा में उल्लेख किया था , और जैसा कि पहले कहा गया था कि सफेद एल ई डी में नीले रंग की ऊर्जा एक प्लस है ।
अंजीर। 6. जापान के फ़ूजी क्षेत्र में स्थित इनोवेटस फ़ार्म हर दिन लेट्यूस के 12,000 प्रमुखों का उत्पादन करता है।
स्पष्ट रूप से, हल्के व्यंजनों पर कोई सहमति नहीं है, और शोधकर्ता और उत्पादक विज्ञान को आगे बढ़ाने के लिए लगातार प्रयास कर रहे हैं। कॉलेंजेलो ने कहा, "हम प्रति हेक्टेयर हलकी रेसिपी पर लगातार शोध करते हैं।" फिलिप्स की वैन डेर फेल्ट्ज ने कहा कि प्रत्येक पौधे के लिए नुस्खा अलग-अलग होना चाहिए, लेकिन कहा गया, "आप विकास प्रक्रिया को संशोधित कर सकते हैं।" मुद्दा यह है कि विकास के चरणों के दौरान प्रकाश को बदलना एक ही प्रजाति में महत्वपूर्ण अंतर ला सकता है। उदाहरण के लिए, ऊपर दिए गए लेख में हमने फूलों को प्रभावित करने के लिए सुदूर लाल स्पेक्ट्रम का उपयोग करने पर कुछ शोध को शामिल किया। सह-संस्थापक और लोकल रूट्स के सीओओ मैट वेल ने कहा, "हम प्रति घंटे के आधार पर प्रकाश को बदलते हैं।" अंजीर। 3 एक स्थानीय रूट कंटेनर को दिखाता है जिसमें एलईडी प्रकाश व्यवस्था के माध्यम से रोशनी दिखाई देती है।
नुस्खा-विकास प्रक्रिया श्रमसाध्य है। फिलिप्स की वैन डेर फेल्ट्ज ने कहा कि कंपनी की अनुसंधान टीम ने लाल, दूर-लाल, नीले और सफेद प्रकाश के विभिन्न मिश्रणों का उपयोग करते हुए लगभग एक वर्ष में एक ही किस्म की स्ट्रॉबेरी की जांच की। लेकिन उस लंबे प्रयास के माध्यम से, अंततः टीम को एक ऐसा नुस्खा मिला, जिसने बेहतर स्वाद और रस में 20% का अंतर दिया।
उत्पादकों को क्या चाहिए
जैसा कि वाणिज्यिक एलईडी-लाइटेड हॉर्टिकल्चरल इंस्टॉलेशन परिपक्व हैं, एसएसएल निर्माताओं से उत्पादकों को क्या चाहिए, इसके बारे में अधिक निश्चितता होगी, हालांकि आज वह विषय थोड़ा रहस्य बना हुआ है। ग्रीन सेंस के रॉबर्ट कोलेंजेलो ने चार प्रमुख चीजों की पहचान की। पहला, कोलेंजेलो ऐसे गुणवत्ता वाले उत्पाद चाहता है जो प्रति मील प्रति डॉलर जूल (ऊर्जा की एक इकाई या काम किए गए) के अनुपात को अधिकतम करते हैं। दूसरा, वह एक प्रकाश उत्पाद चाहता है जो खेत को प्रत्येक कल्टीवेटर के लिए एक अलग प्रकाश मिश्रण का उपयोग करने में सक्षम बनाता है। Colangelo ने कहा कि ग्रीन सेंस ने विकास चक्र के दौरान प्रकाश को गतिशील रूप से बदलने का लाभ नहीं पाया है, लेकिन प्रत्येक प्रजाति के लिए एक अलग नुस्खा की आवश्यकता है। तीसरा, उन्होंने स्थापना में आसानी का हवाला दिया और नोट किया कि कंपनी 4-फीट के luminaires से 8-फुट luminaires में स्थानांतरित हो गई है क्योंकि स्थापना का प्रयास अनिवार्य रूप से कवर किए गए क्षेत्र के आधे के सापेक्ष कट जाता है। चौथा, कॉलेंजेलो ने सामर्थ्य और वित्तपोषण को महत्वपूर्ण बताया क्योंकि उन्होंने कहा कि ऊर्ध्वाधर खेत में रोशनी सबसे महंगा तत्व है।
सभी व्यावसायिक उत्पादकों ने यह नहीं पाया कि उन्हें वाणिज्यिक एलईडी प्रकाश निर्माताओं से क्या चाहिए। स्थानीय जड़ें, उदाहरण के लिए, अपने संचालन के लिए एक आयताकार रूप कारक में एक कस्टम एलईडी ल्यूमिनेयर का निर्माण और डिजाइन करना शुरू कर दिया है। कंपनी अपने इस्तेमाल किए हुए शिपिंग कंटेनरों को एक पूरे खेत में रखने के लिए एक कंटेनर से लैस कर रही है, जिसमें 5 एकड़ के पारंपरिक खेत के बराबर उत्पादन करने की क्षमता होगी। स्थानीय जड़ें डीसी के साथ अपने luminaires को एक एकल एसी सर्किट पर निर्भर करती हैं। वेल ने कहा कि डिजाइन मोनोक्रोमैटिक और सफेद एल ई डी को मिलाता है, और अनुकूलित नियंत्रण प्रणाली प्रत्येक एलईडी की तीव्रता का 0-100% नियंत्रण सक्षम कर सकती है। जैसा कि हमने डीसी बिजली वितरण पर लेखों में कवर किया है , आर्किटेक्चर को एसी के साथ प्रत्येक स्थिरता को शक्ति देने के लिए अतिरिक्त ऊर्जा दक्षता प्रदान करनी चाहिए।
अंजीर। 7. एक फ्रांसीसी टमाटर का खेत प्रत्येक पौधे के निचले पत्ते के लिए आवश्यक वर्णक्रमीय ऊर्जा देने के लिए पौधों की पंक्तियों के बीच अवरोधन के लिए फिलिप्स जुड़नार का उपयोग करता है।
बेशक, हमारे द्वारा साक्षात्कार किए गए सभी शहरी किसानों ने जोर देकर कहा कि बागवानी समस्या के लिए एक प्रणाली-स्तरीय दृष्टिकोण की आवश्यकता है जो प्रकाश व्यवस्था से परे हो। ये बड़े शहरी खेत आमतौर पर तापमान और आर्द्रता जैसी चीजों को मापने वाले कंप्यूटर के साथ पूर्ण पर्यावरण नियंत्रण को लागू करते हैं, और रोशनी के साथ-साथ हाइड्रोपोनिक फीडिंग को नियंत्रित करते हैं।
इसके अलावा, ऑपरेशंस उन साझेदारियों को विकसित करते हैं जो अक्सर आईपी प्रोटेक्शन द्वारा नियंत्रित होती हैं। उदाहरण के लिए, ग्रीन सेंस, नारियल की भूसी से बने एक अनोखे बढ़ते माध्यम का उपयोग करता है। AeroFarms (चित्र। 4) नामक एक न्यूयॉर्क क्षेत्र के खेत में पुनर्नवीनीकरण पानी की बोतलों से बना एक कस्टम सब्सट्रेट या बढ़ते कपड़े का माध्यम है। और AeroFarms का उपयोग करता है जो इसे एक एरोपोनिक सिस्टम कहता है जो जड़ों पर धुंध छिड़कता है, जिसे कंपनी ने कहा कि हाइड्रोपोनिक सिस्टम की तुलना में 40% कम पानी का उपयोग करता है।
एलईडी ऊर्ध्वाधर खेती को सक्षम करते हैं
फिर भी, यह एलईडी तकनीक है जिसने वास्तव में ऊर्ध्वाधर खेती को बंद कर दिया है। ग्रीन सेंस के कोलेंजेलो ने कहा कि एलईडी लाइट्स ने पायलट से कमर्शियल तक जाने के लिए वर्टिकल कॉन्सेप्ट को सक्षम किया। उन्होंने कहा कि उत्पादकों को 25 से फुट ऊंची छत के साथ एक इमारत में एलईडी के साथ 12 से 14 परतों में रैखिक फ्लोरोसेंट प्रकाश व्यवस्था के साथ सात से आठ परतों तक जा सकता है। एलईडी दक्षता और विकिरणित गर्मी की कमी प्रमुख प्रवर्तक थे।
इस बीच, प्रकाश और एलईडी निर्माता, उत्पादों को वितरित करने के लिए लगन से काम कर रहे हैं जो उत्पादकों को सफल होने में सक्षम बनाते हैं। उदाहरण के लिए, क्री ने हाल ही में घोषणा की कि उसने दूर के लाल स्पेक्ट्रम में एक फोटो रेड एलईडी कहा जो फूलों को प्रोत्साहित करने में उपयोगी हो सकता है। स्पेक्ट्रम किंग स्पष्ट रूप से उस एलईडी का उपयोग अपने जुड़नार में कर रहा है।
फिलिप्स लाइटिंग ने हाल ही में घोषणा की कि वह ग्रीनपावर एलईडी प्रोडक्शन मॉड्यूल को क्या कहता है , जो एक मॉड्यूल लगाने के नाम के बावजूद, एक तैयार रैखिक स्थिरता है जिसे उत्पादों के ग्रीनपावर परिवार में जोड़ा गया है। नया उत्पाद (चित्र 5) लाल, दूर-लाल, नीले, और सफेद एल ई डी के मिश्रण को एकीकृत करता है और प्रोग्रामिंग व्यंजनों के लिए सॉफ्टवेयर के साथ आता है। "लाल, नीले, सफेद, और दूर लाल एक पौधे के लिए प्राथमिक रंग हैं," वैन डेर फेल्ट्ज ने कहा। और नया ल्यूमिनेयर उन रंगों को मिला सकता है जैसे कि एक आरजीबी स्थिरता मानव आंख के लिए एक पूर्ण स्पेक्ट्रम प्रदान करता है।
ग्रीनपावर एलईडी प्रोडक्शन मॉड्यूल उत्पादकों के लिए है कि वे लाइट रेसिपी पर काम कर सकें और उत्पादकों को वाणिज्यिक खेतों में उपयोग करने के लिए, जब डायनमिक लाइटिंग को फायदेमंद माना जाता है। उदाहरण के लिए, फिलिप्स ने जापान में सिर्फ दो प्रमुख शहरी खेतों की घोषणा की जो नए लुमिनायर का उपयोग कर रहे हैं । फ़ूजी क्षेत्र में इनोवेटस फ़ार्म फिक्स्चर (छवि 6) का उपयोग करके प्रत्येक दिन लेट्यूस के 12,000 सिर का उत्पादन कर रहा है। लेकिन वैन डेर फेल्ट्ज ने यह भी कहा कि अन्य उत्पादकों को इष्टतम व्यंजनों को विकसित करने और फिर एक वाणिज्यिक खेत में निश्चित रंगों में जुड़नार के मिश्रण को लागू करने के लिए ट्यून करने योग्य उत्पाद का उपयोग किया जा सकता है।
ओसराम ने हाल ही में अपने ज़ेलियन परिवार में बागवानी जुड़नार के एक नए सेट की भी घोषणा की । श्रृंखला में पोर्ट-ट्यून करने योग्य मॉडल शामिल हैं जो PAR प्रकाश देने पर केंद्रित हैं। उन ओसराम उत्पादों में स्थिरता के उत्पादन को नियंत्रित करने के लिए पीसी सॉफ्टवेयर भी शामिल हैं।
बागवानी की क्रांति
अंत में, एलईडी प्रकाश व्यवस्था सभी प्रकार की बागवानी में क्रांति लाने के लिए तैयार है। टमाटर पर विचार करें। पहले से लिंक किए गए फीचर लेखों में, हम पैटरसन ग्रीनहाउस नामक एक उत्तरी कैरोलिना टमाटर किसान को कवर करते हैं, जो दुनिया के अपेक्षाकृत गर्म क्षेत्र में भी बढ़ते मौसम का विस्तार करने में सक्षम था। हमने फ्रांस में एक फिलिप्स लाइटिंग टमाटर परियोजना को भी कवर किया है जहाँ फल जाहिरा तौर पर एल ई डी (चित्र 7) के तहत स्वादिष्ट है। उस परियोजना में फिलिप्स के एलईडी लुमिनायर्स के साथ उक्त अवरोधक का उपयोग किया गया था, जिसे आप पौधों के बीच क्षैतिज रूप से चल रहे फोटो में देख सकते हैं।
बेशक, स्वाद हमेशा एक गुणात्मक मुद्दा होगा। यूके में स्टॉकब्रिज टेक्नोलॉजी सेंटर एक उद्योग है और सरकार द्वारा वित्त पोषित अनुसंधान संगठन है जो बागवानी में काम कर रहा है और इसने महत्वपूर्ण टमाटर अनुसंधान किया है। एप्लाइड फोटोबोलॉजिस्ट फिलिप डेविस ने टमाटर के साथ संगठन के काम पर चर्चा की और कहा कि उन्होंने चार प्रकाश परिदृश्यों में टमाटर का परीक्षण किया - ऊपर से HPS लाइटिंग, ऊपर से HPS, LED इंटरलाइटिंग के साथ, ऊपर से LED, और LED इंटरप्टिंग के साथ ऊपर से एलईडी। डेविस ने कहा कि पैदावार समान थी लेकिन परीक्षण के विषयों ने दोनों मामलों में अवरोधन के लिए टमाटर को प्राथमिकता दी।
दरअसल, इंटरलाइटिंग से टमाटर के बढ़ने के तरीके को बदला जा सकता है। स्टॉकब्रिज पौधे को रखरखाव, कटाई, या प्रकाश व्यवस्था के लिए आमतौर पर व्यावहारिक रूप से ऊंचाइयों तक नहीं जाने देता है। लेकिन निचले हिस्से में ऊर्जा की आपूर्ति के लिए इंटरलाइटिंग जारी है और कटाई संयंत्र के निचले हिस्से में हमेशा होती है। जैसे ही पौधे का 1-2 फुट का भाग अपनी उत्पादकता को समाप्त कर देता है, स्टॉकब्रिज टीम उस पौधे को कम करती है जो लंबवत रूप से ऐसा होता है जैसे कि पराग का डंठल जमीन के समानांतर होता है लेकिन फिर भी पौधे के बाकी हिस्सों को पोषक तत्वों की आपूर्ति करता है, जिससे अगला भाग सामने आता है। आसानी से फसल की पहुँच में संयंत्र की। तकनीक स्वादिष्ट फल का उत्पादन करती है और पौधे के उत्पादक जीवन का विस्तार करती है।
एल ई डी का प्रभाव अभी भी ऊर्ध्वाधर खेतों में एक बड़ा परिमाण होगा, और किसानों के व्यवसाय करने के तरीके को पूरी तरह से बदल देगा। उदाहरण के लिए, ग्रीन सेंस, लेटस के सिर या तुलसी के पौधे को तब तक नहीं लगाता, जब तक कि उस पौधे के लिए एक ऑर्डर और एक डिलीवरी की तारीख न हो। ठीक-नियंत्रित बढ़ता पर्यावरण बहुत ही पूर्वानुमानित विकास चक्र प्रदान करता है जो बाहरी चक्रों की आवृत्ति से दोगुना या अधिक होता है। Colangelo ने कहा कि माइक्रो ग्रीन्स को 8-10 दिनों की आवश्यकता होती है जबकि लेट्यूस को 35-40 दिनों की आवश्यकता होती है। ग्रीन सेंस अग्रिम में इसके कुल उत्पादन के लिए खरीदारों के साथ अनुबंध करता है। मॉडल के बारे में, कॉलेंजेलो ने कहा, "यह खेती से बाजार के जोखिम को लेता है।"
ग्रीन सेंस अपने व्यवसाय के लिए एक वैश्विक दृष्टि है, इस प्रकार चीन में इसका हाल ही में एक खेत है। Colangelo ने कहा कि कंपनी किसी भी क्षेत्र में विस्तार करेगी, जहां अर्थव्यवस्था एक प्रीमियम उत्पाद की मांग को बनाए रखेगी और जहां या तो बढ़ते मौसम कम हैं या भूमि और जल संसाधन बाधित हैं। उन्होंने कहा कि चीनी आबादी बेहतर गुणवत्ता वाले उत्पादों की मांग कर रही है, जिसमें जल और भूमि दोनों संसाधनों में प्रदूषण बढ़ रहा है, जिससे बढ़ती हुई खेती सीमित होती जा रही है, जिससे ऊर्ध्वाधर खेती एक बेहतरीन मेल है। कॉलेंजेलो के पास व्यावसायिक मंच के लिए अगले चरण में कई अन्य खेत हैं, जो दक्षिण बेंड, आईवी में आईवी टेक कम्युनिटी कॉलेज के साथ मिलकर एक और इंडियाना ऑपरेशन है।
स्थानीय रूट्स, इस बीच, वैश्विक बाजार की सेवा करने के लिए एक अलग योजना है। वेल ने कहा कि कंपनी का मिशन "लोगों के लिए बेहतर भोजन और पर्यावरण के लिए बेहतर अभ्यास है।" यह मिशन एक बढ़ते हुए जहाज के रूप में शिपिंग कंटेनरों की पसंद से चलता है, जिसे अन्यथा जनसंख्या केंद्रों के पास शहरी संचालन को सक्षम करने के लिए फेंक दिया जा सकता है। कंपनी वस्तुतः लॉस एंजिल्स शहर के केंद्र में स्थित है और इस क्षेत्र में रेस्तरां और किसानों के बाजारों में सिर्फ कटी हुई साग और जड़ी-बूटियों की आपूर्ति करती है।
लेकिन ग्लोबल जाने के लिए लोकल रूट्स का एक अलग विजन है। कंपनी खुद ही परिचालन का विस्तार कर सकती है और वेल ने कहा, "हम हमेशा किसानों के लिए बढ़ते भोजन होंगे।" लेकिन कंपनी अब अन्य उत्पादकों के लिए एक पूरी तरह से कार्यात्मक खेत बेचने की ओर बढ़ रही है। स्थानीय रूट पूरी तरह से प्रकाश व्यंजनों और सॉफ्टवेयर नियंत्रण में अपने स्वयं के आईपी सहित शिपिंग कंटेनर से लैस होंगे, और बढ़ते संचालन का चयन करने के लिए कंटेनर को शिप करेंगे। वेल ने कहा कि यह वास्तव में एक कृषि व्यवसाय को बेचने के उपकरण के विपरीत होगा।
बेशक, यह सवाल अभी भी है कि एलईडी प्रकाश व्यवस्था, ड्राइवर, पंप, कंप्यूटर और पहले से ही उपकरणों की आपूर्ति करने के विरोध में एक बेहद भारी कंटेनर को जहाज से क्यों जोड़ा जाए। वेल ने कहा कि यह स्थानीय ग्राहकों की क्षमता के साथ पुनरावृत्ति और सिद्ध रूप कारक के रूप में जाता है, जो कि एक सटीक ज्ञात वातावरण के साथ संभावित ग्राहकों की सहायता करने की क्षमता है। वेल ने कहा कि कंपनी ने अभी तक इस तरह के फार्म को नहीं बेचा है, लेकिन सैकड़ों उत्पादकों ने इस विषय पर उनसे संपर्क किया है और दर्जनों समूहों के साथ चर्चा में सक्रिय हैं।
प्रश्न के बिना, एलईडी प्रकाश व्यवस्था हर प्रकार के बागवानी के लिए नहीं है। दक्षिण-पूर्वी जॉर्जिया में एक विशिष्ट प्रकार की मिट्टी में उगाए गए विडालिया प्याज या टेक्सास से तरबूज, और बहुत कुछ की कल्पना करना मुश्किल होगा। लेकिन अगर एल ई डी स्वादिष्ट टमाटर को वर्ष भर सक्षम कर सकता है, और कीटनाशक मुक्त साग तक पहुंच को सक्षम कर सकता है, जिसे धोने की भी आवश्यकता नहीं है, तो ऐसा परिदृश्य एक बड़ा कदम होगा।
बेशक, अन्य मुद्दों को हल किया जाना है। कवक बिना यूवी जोखिम के घर के अंदर एक मुद्दा हो सकता है। प्लांट सर्कैडियन ताल अभी भी अच्छी तरह से ज्ञात नहीं है। लेकिन नई एलईडी तकनीक उन क्षेत्रों में भी खेलने के लिए आ सकती है। वास्तव में, वह विषय रेंससेलर पॉलिटेक्निक इंस्टीट्यूट में लाइटिंग रिसर्च सेंटर के मार्क विमिन और कॉर्नेल यूनिवर्सिटी के डेविड गैडोरी द्वारा किए गए शोध के आधार पर, हमारे उपरोक्त बागवानी प्रकाश सम्मेलन में क्लोजिंग प्लेनरी का फोकस होगा।
SSL एक नई घटना के लिए बीज लगाता है
एल ई डी मैगज़ीन का उद्घाटन बागवानी प्रकाश सम्मेलन 12 अक्टूबर, 2016 को शिकागो शहर के पामर हाउस हिल्टन होटल में आयोजित किया जाएगा। उपयोगकर्ता अनुप्रयोगों को समाप्त करने के लिए अनुसंधान और प्रौद्योगिकी को जोड़ने, यह विशेष एक दिवसीय सम्मेलन बागवानी प्रकाश बाजार की उन्नति को प्रभावित करने वाली तकनीकों और तकनीकों पर नवीनतम जानकारी प्रदान करेगा। प्रमुख व्यावसायिक चुनौतियों का सामना करना और बाजार की क्षमता का दोहन कैसे करना है, इस सम्मेलन में व्यावसायिक विकास, ग्रीनहाउस, फ्लोरीकल्चर, वर्टिकल फार्मिंग, शहर / शहरी खेती, और अधिक में शामिल उच्च-स्तरीय सहभागियों की एक श्रृंखला को आकर्षित किया जाएगा। अधिक जानकारी के लिए, horticulturelightingconference.com देखें ।
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