ثانيا, الفكرة الرئيسية وراء جدول الضوء هي تغيير الفترة الضوئية لتناسب نوع النبات.
1. الأساس البيولوجي للفترة الضوئية
يمكن للنباتات معرفة متى يجب تغيير مراحل النمو من خلال طول النهار والليل (الفترة الضوئية). على سبيل المثال، تحتاج نباتات النهار-القصير مثل الأقحوان والبونسيتة إلى 12 ساعة على الأقل من الظلام على التوالي لتزدهر، بينما تحتاج نباتات النهار-الطويل مثل القمح والسبانخ إلى 14 ساعة على الأقل من الضوء لتزدهر. نظرًا لأنها تفتح ثغورها في الليل، تحتاج نباتات CAM مثل الصبار والصبار إلى تجنب التشوهات الأيضية التي يمكن أن تحدث عندما تتعرض للضوء طوال اليوم.
ماذا تفعل الصناعة:
تتيح أدوات التحكم الذكية في الوقت إمكانية ضبط الفترة الضوئية بدقة شديدة في الزراعة التجارية. على سبيل المثال، يتم استخدام 16 ساعة من الضوء و8 ساعات من الظلام لمساعدة الأوراق على النمو خلال مرحلة بادرات فالاينوبسيس. عندما تتغير فترة تحريض التفتح إلى 12 ساعة من الضوء و12 ساعة من الظلام، تبدأ براعم الزهور في التكون.
إذا كنت تريد تقليل انتشار الطحالب في حوض السمك بمنزلك، فستحتاج إلى محاكاة دورة الضوء الطبيعي عند زراعة النباتات المائية.
2. متطلبات مختلفة لأنواع مختلفة من النباتات
الأنواع الشائعة من النباتات ونقاط التحكم المهمة المقترحة بشأن المدة التي يجب أن تبقى فيها في الضوء
يعد الأقحوان وفول الصويا من الأمثلة على النباتات-النهارية القصيرة التي تحتاج إلى ظلام دامس (أقل من 5 لوكس) خلال فترة من 8 إلى 12 ساعة من الظلام.
يجب أن تظل نباتات النهار-الطويلة، مثل القمح والملفوف، بعيدة عن أشعة الشمس المباشرة عند الظهيرة لمدة تتراوح بين 14 إلى 18 ساعة، حيث قد يؤدي ذلك إلى حجب الضوء.
لمدة 12 إلى 16 ساعة (± 0.5 ساعة)، تحافظ النباتات المحايدة مثل الطماطم والفلفل على فترة ضوئية ثابتة.
لتقليد بيئتها الطبيعية، تحتاج نباتات CAM مثل الصبار والزهور الحجرية إلى ضوء إضافي في الليل (4-6 ساعات) ولا تحتاج إلى ضوء على الإطلاق خلال النهار.
الحالة: كان أحد مصانع النباتات في شنغهاي يزرع الفراولة عندما لاحظوا أن الفاكهة لا تحصل على ما يكفي من السكر عندما تتعرض لأشعة الشمس لمدة 18 ساعة متواصلة. عندما تم تغيير التعرض للضوء إلى 16 ساعة (مع ساعتين من نبضات الضوء الأحمر) و8 ساعات من الظلام، ارتفع وزن ثمرة واحدة بنسبة 12% وارتفع محتوى السكر بمقدار 1.5 درجة Bx.
2، تكوين الجدول الزمني الديناميكي: التآزر بين مرحلة النمو والطيف
1. مرحلة الشتلة: التحكم في نوعية وكمية الضوء
شدة الضوء: 200-400 ميكرومول/م²/ث (قيمة PPFD) لمنع حروق الشتلات من الضوء الزائد.
توضح النسبة الطيفية أن الضوء الأزرق يشكل 40% إلى 50% من الضوء، مما يساعد على نمو الجذور وزيادة سمك السيقان.
الجدول الزمني هو 16 ساعة من الضوء و8 ساعات من الظلام، وهو ما يشبه كيف تشرق الشمس ببطء في الربيع.
بيانات من الصناعة:
أجرت إحدى شركات التربية تجربة مقارنة ووجدت أن استخدام طيف الضوء الأزرق المهيمن لمدة 16 ساعة يوميًا على شتلات الفلفل الحار جعل سيقانها أكثر سمكًا بنسبة 22% ومعدل بقاء زرعها أعلى بنسبة 18%.
إذا كان التعرض للضوء لللؤلؤ القزم الصغير في حوض السمك المنزلي أكثر من 14 ساعة، فقد يؤدي ذلك بسرعة إلى منافسة الطحالب. هذا يعني أنك بحاجة إلى استخدام الأسمدة السائلة والتحكم في نظام ثاني أكسيد الكربون.
2. فترة النمو الغذائي: المزيد من الضوء ومجموعة أوسع من الألوان
شدة الضوء: 400-600 ميكرومول/م²/ث، وهو ما تحتاجه الأوراق للنمو بسرعة.
توضح النسبة الطيفية أن الضوء الأحمر يشكل 30% إلى 40%، والضوء الأزرق يشكل 20% إلى 30%، والضوء الأبيض يملأ الفجوات.
الجدول الزمني: 18 ساعة ضوء و6 ساعات ظلام، مع إدارة التدرج الحراري (درجة حرارة النهار 28 درجة ودرجة الحرارة ليلا 20 درجة).
التقدم التكنولوجي:
وجد الباحثون في جامعة فاجينينجن في هولندا أن استخدام التحليل الطيفي الديناميكي خلال فترة النمو الغذائي (50% ضوء أحمر عند الظهر و40% ضوء أزرق عند الشفق) يمكن أن يعزز معدل نمو الخس بنسبة 25%.
في الزراعة التجارية،-يتم استخدام نظام التعتيم المعتمد على الوقت لتحقيق التوازن الصحيح بين استخدام الطاقة والإنتاجية. على سبيل المثال، يعمل الضوء الأزرق بطول 450 نانومتر على إيقاظ النباتات في الصباح، ويعمل الضوء الأحمر بطول 660 نانومتر على تعزيزها في وقت الظهيرة، ويقوم الضوء الأصفر بطول 590 نانومتر بضبطها عند حلول الظلام.
3. فترة التزهير والإثمار: التحكم الدقيق في الطيف وطول النهار
شدة الضوء: 600-900 ميكرومول/م²/ث، وهو ما يكفي لتلبية احتياجات الطاقة لتمييز براعم الزهور.
النسبة الطيفية هي 60%-70% ضوء أحمر، 10%-15% ضوء أحمر بعيد (730 نانومتر)، و10%-15% ضوء أحمر بعيد. وهذا يجعل النباتات تزدهر.
بالنسبة للنباتات ذات النهار القصير-، يكون الجدول الزمني هو 12 ساعة من الضوء و12 ساعة من الظلام. بالنسبة للنباتات ذات النهار الطويل-، تبلغ المدة 14 ساعة من الضوء و10 ساعات من الظلام.
تطبيق الحالة:
في يوننان، عندما تم زرع فالاينوبسيس في قاعدة الزهور، لوحظ أن استخدام مصابيح الفلورسنت القياسية للحصول على ضوء إضافي يجعل السيقان طويلة جدًا. عندما قمنا بالتبديل إلى مصابيح النمو LED (الضوء الأحمر: الضوء الأحمر البعيد=5:1)، أصبحت السيقان أقصر بنسبة 30% وأصبحت الزهور أكبر بنسبة 15%.
إذا كان التعرض للضوء أقل من 12 ساعة خلال مرحلة الإزهار، فمن الممكن أن تتساقط الزهور والفاكهة عند زراعة الطماطم في المنزل. يمكنك زيادة معدل إعداد الفاكهة بنسبة 40% عن طريق استخدام وحدة التحكم الذكية في الوقت لضبط 14 ساعة من الضوء، بما في ذلك ساعتين من نبضات الضوء الأحمر.
3، التكيف مع البيئة وإدارة الانحرافات: القدرة على تغيير الجدول الزمني حسب الحاجة
1. الدفع مقابل التغيرات في المواسم والمناطق
المناطق ذات خطوط العرض العالية، مثل شمال أوروبا: إذا كان هناك أقل من 8 ساعات من الضوء الطبيعي في الشتاء، فستكون هناك حاجة إلى إضاءة LED إضافية على مدار 24 ساعة (16-18 ساعة)، إلى جانب فيلم عاكس لجعل الضوء أكثر فعالية.
In the equatorial region, if the midday light intensity is too great (>2000 ميكرومول/م²/ث)، تحتاج إلى استخدام شبكات الظل ومصابيح LED في أوقات مختلفة لتجنب كتم الضوء.
خطة الصناعة:
تستخدم الدفيئة في كندا نظام صيغة الضوء الديناميكي. في فصل الشتاء، يعد الضوء الأحمر (660 نانومتر) هو المصدر الرئيسي للضوء لمساعدة النباتات على النمو، وفي الربيع، يُستخدم الضوء الأزرق (450 نانومتر) لمنع النباتات من أن تصبح طويلة جدًا.
تستخدم المزرعة العمودية في سنغافورة أجهزة استشعار لمراقبة كمية الضوء الطبيعي وتقوم تلقائيًا بتغيير وقت ملء LED (4 ساعات في الأيام المشمسة و12 ساعة في الأيام الممطرة).
2. التخطيط لحالات الطوارئ المتعلقة بالطقس السيئ
أيام مطر لا تتوقف أبدًا: قم بزيادة شدة الضوء إلى 800 ميكرو مول/م²/ث، وحافظ على معدل التمثيل الضوئي كما هو مع التسميد بثاني أكسيد الكربون (1000 جزء في المليون)، وأضف إضاءة LED لمدة 18 ساعة.
الطقس ذو درجة الحرارة المرتفعة: قم بتقليل مقدار الوقت الذي تعمل فيه مصابيح LED في منتصف النهار (لا تسمح لها بالتداخل مع الضوء الطبيعي)، ثم قم بالتبريد باستخدام نظام مروحة الستارة الرطبة، ثم قم بإضافة المزيد من الإضاءة.
دعم البيانات:
في موسم الأمطار في حوض نهر اليانغتسى لعام 2024، استخدمت قاعدة شتلات معينة إضاءة LED التكميلية (16 ساعة يوميًا، 600 ميكرومول/م²/ثانية) لتسريع نمو شتلات الفلفل الحار من 45 يومًا إلى 32 يومًا.
في الصيف، عندما يكون الجو حارًا بالخارج، يجب أن تعمل مصابيح LED في حوض السمك المنزلي لمدة 12 ساعة فقط في المرة الواحدة. إذا تجاوزت درجة حرارة الماء 30 درجة بسهولة، فيجب عليك استخدام مؤقت لتوفير الضوء في أقسام (4 ساعات في الصباح و4 ساعات في المساء).
4، أدوات العمل الفني وطرق جعل الأمور أكثر كفاءة: الانتقال من اليدوي إلى الذكي
1. إعدادات مهمة لضوابط الوقت الكلاسيكي
الإعداد في القطاعات: يدعم أكثر من 10 أوقات تبديل لتلبية احتياجات مراحل النمو المختلفة.
الوضع الموسمي: نموذج يوضح المدة التي يجب أن تظل فيها الأضواء مضاءة في الربيع والصيف والخريف والشتاء، بنقرة واحدة للتبديل.
التكرار الأمني: قم بإعداد وحدتي تحكم في الوقت لدعم بعضهما البعض حتى لا يؤدي انقطاع الطاقة إلى إيقاف دورات الضوء.
مثال لكيفية القيام بذلك:
عند زراعة أقحوان ليوم قصير، اضبط خيار "فترة تحريض الإزهار". وهذا يعني أن الأضواء يجب أن تكون مضاءة من الساعة 6:00 صباحًا إلى 6:00 مساءً (12 ساعة) وتنطفئ من الساعة 6:00 مساءً إلى 6:00 صباحًا في اليوم التالي.
بالنسبة لأحواض السمك المنزلية، تجنب أشعة الشمس المباشرة في منتصف النهار. بدلاً من ذلك، استخدم محاكاة ضوء الصباح من الساعة 9:00 إلى الساعة 12:00 ومحاكاة ضوء بعد الظهر من الساعة 14:00 إلى الساعة 17:00.
2. استخدام أنظمة إنترنت الأشياء الذكية
مراقبة بيئة الإضاءة: تسمح المستشعرات الطيفية بإجراء تغييرات في الوقت الفعلي على نسبة جودة الضوء.
نموذج الذكاء الاصطناعي للتنبؤات: إنشاء أفضل جدول زمني تلقائيًا بناءً على توقعات الطقس والبيانات حول كيفية نمو النباتات.
جهاز التحكم عن بعد: استخدم تطبيق الهاتف المحمول لتغيير إعدادات الإضاءة واسمح لأكثر من شخص بالتعامل مع الأضواء في نفس الوقت.
حالة في الصناعة:
وبعد تركيب نظام إضاءة ذكي في أحد المصانع في هولندا، انخفض استخدام الطاقة بنسبة 30% وارتفع إنتاج وحدة المساحة بنسبة 25%.
تتيح المقابس الذكية للمستخدمين المنزليين توصيل مصابيح LED المتنامية حتى يتمكنوا تلقائيًا من التحكم في "العمل عند شروق الشمس والراحة عند غروب الشمس".
