Bevezetés
Az üvegházi kertészetben az éghajlati viszonyok, mint a hőmérséklet és annak egyenletes eloszlása, a páratartalom és a levegő mozgása döntő szerepet játszanak a növények tápanyagfelvételében, egészségében, és általános teljesítményében.
A Food Autonomy a Plant Lighting független kutatóintézettel együttműködve, egy holland üvegházban végzett kísérleti tanulmányt, amelynek célja a LEDFan technológia üvegházi klímára és a magas támrendszeren nevelt paradicsomtermesztésre gyakorolt hatásának felmérése volt.
A LEDFan egy olyan LED-világítási megoldás, amelybe aktív ventillátorrendszer van beépítve. Ezek lehetővé teszik, hogy a lámpatesteken keresztül áramoljon a levegő, így javítva a hőleadást és elősegítve az egyenletes légáramlást a növények körül. Emellett az üvegházi fűtőcsövekből felfelé szálló meleglevegőt is visszaáramoltatja a növények irányába. A kutatás által célunk az volt, hogy jobban megértsük a LEDFan hatását az üvegházi hőmérséklet- és páratartalom-szabályozásra, valamint az ebből fakadó energiahatékonysági és növénytani előnyökre.
A projekt paraméterei és célkitűzései
A kísérletet egy 500 m²-es üvegházban végeztük, ahol egy már teljesen kifejlett paradicsom ültetvénnyel dolgoztunk. A LEDFan rendszert úgy állítottuk be, hogy háromnapos váltásokban kapcsoltuk be, illetve ki a ventillátorokat, utóbbival szimulálva a passzív hűtésű, hagyományos LED lámpák működését. Ez lehetővé tette a LEDFan hatásainak közvetlen összehasonlítását a standard technológiával.
A lámpatestek 00:00 és 17:00 óra között működtek.
A méréseket speciális szenzorokkal végeztük, a következő pozíciókban:
- Közvetlenül a lámpatest alatt
- Két lámpatest között
- Mindkét pozíciónál a lombkorona alsó, középső és felső szintjén
Főbb eredmények
1. A LEDFan mikroklímára gyakorolt hatása
A vizsgálat kimutatta, hogy a LEDFan jelentős helyi hatást fejtett ki, különösen közvetlenül a lámpatestek alatt, a LEDFan jótékony hatása 00:00 és 9:00 óra között volt a leglátványosabb.
A ventillátorok bekapcsolásának köszönhetően:
A levegő hőmérséklete a lombkorona szintjén szignifikánsan megemelkedett, a maximálisan regisztrált különbség 2,2°C volt. A megemelkedett lombkorona-hőmérséklet miatt kevesebb fűtésre volt szükség az üvegházban, amelyet a fűtő csövek alacsonyabb hőmérséklete igazolt.
A relatív páratartalom szignifikánsan csökkent, amely kedvező a gombás megbetegedések kialakulásának elkerülése szempontjából, továbbá elősegítheti a növények erőteljesebb transzspirációját és hatékonyabb tápanyagfelvételét is.
A levélzet hőmérsékletét tekintve nem észleltünk jelentős változásokat, amely arra utal, hogy a növények a transzspiráción keresztül szabályozzák környezetüket.
2. A növények transzpirációjára és a tápanyagfelvételre gyakorolt hatása
A transzspiráció kulcsfontosságú folyamat a növények egészsége és fejlődése szempontjából: elősegíti a víz- és tápanyagfelvételt a gyökérrendszeren keresztül, szabályozza a növény hőháztartását, és hozzájárul a levelek gázcseréjéhez, ezáltal javítva a fotoszintézis hatékonyságát is.
A LEDFan használatával alacsonyabb relatív páratartalmat és magasabb hőmérsékletet értünk el a hajtáscsúcsok, a lombkorona szintjén, amely a növények transzspirációjának egyik hajtóereje lehet. Mivel a LEDFan légáramlása fokozza a transzspirációt, a növények tápanyagfelvétele hatékonyabb lehet, amely megoldást nyújthat a termesztők LED lámpák mellett tapasztalt egyik problémájára, továbbá alacsonyabb EC mellett is ugyanolyan jó minőségű termesztést érhetünk el.
„A mikroklíma heterogenitását potenciálisan enyhítő stratégia a ventillátoros technológia alkalmazása. A ventillátorok megváltoztatják a levegő mozgását és eloszlását, fokozzák a levegő keveredését, és javítják az üvegházi klíma homogenitását, valamint a levél- és terméshőmérsékletet. Normális esetben a melegebb levegő jellemzően az üvegház teteje közelében vagy az árnyékolók alatt gyűlik össze. A levegő fokozott mozgása révén ez a (függőleges) hőmérsékleti gradiens potenciálisan csökken.”
– Martijn Wiekens, a Plant Lighting kutatója.
3. Javított légáramlás és hőmérséklet -eloszlás
A LEDFan technológia hozzájárul a jobb légmozgáshoz az üvegházban, amely segít csökkenteni a függőleges hőmérsékletkülönbségeket.
A meleg levegő, amely általában a tető közelében gyűlik össze, a lombkorona felé irányult.
Amennyiben ez a hatás nagyobb területre és időintervallumra is kiterjeszthető, akkor nagy mértékben segíthet az üvegházi klíma homogenizálásában, csökkentheti a hőmérséklet-ingadozásokat és javíthatja a termesztési feltételeket.
4. Az energiamegtakarítás lehetősége
Az egyik legígéretesebb megfigyelés a fűtőcsövek hőmérsékletének csökkenése volt, amikor a LEDFan rendszer aktív volt.
Ez arra utal, hogy a LEDFan hozzájárulhat az üvegházak általános fűtési igényének csökkentéséhez, ezáltal energiamegtakarítás érhető el.
Konklúzió
A kísérlet bebizonyította, hogy a LEDFan technológia befolyásolja az üvegházi mikroklímát és képes optimalizálni az üvegházi termesztést. A légáramlás fokozása, a lombkoronaszint hőmérsékletének növelése, a relatív páratartalom szintjének csökkentése pozitívan hatnak a növények fejlődésére és emellett alacsonyabb fűtési igényt eredményeznek. Ezek a hatások mind segíthetnek a paradicsomtermesztés optimalizálásában LED világítás mellett.
A világítás és a légáramlás-szabályozás integrálásával a LEDFan által képesek lehetünk újraértelmezni és optimalizálni a beltéri növénytermesztés technológiáját, hatékonyabbá és fenntarthatóbbá téve az egész éves üvegházi termesztést.
