Внедрение светодиодов за последнее десятилетие произвело революцию в выращивании каннабиса в контролируемой среде и обещает продолжить его стремительный рост по всему миру. Согласно отчету «Состояние рынка освещения для каннабисаВ 2021 году светодиодное освещение станет предпочтительным методом для производителей в Северной Америке на трех основных стадиях роста: размножение, вегетация и цветение.
Использование светодиодов выросло более чем на 45 % на всех стадиях роста с момента первого отчета за 2016 год. Что касается будущего внедрения, то 68 % производителей, которые не используют светодиоды во время цветения, рассматривают возможность сделать это в ближайшем будущем. 12 месяцев.
Почему стоит выбирать светодиодное освещение для выращивания каннабиса?
Тенденцию к полному внедрению светодиодов в Северной Америке, Европе и других регионах можно объяснить множеством факторов – снижением капитальных затрат, настраиваемым спектральным составом, регулируемой интенсивностью света, растущим объемом исследований – ее можно объяснить тремя преимуществами. взаимосвязанных светодиодов: большая эффективность, лучший экологический контроль, лучшая производительность и качество.
1. Большая эффективность
На рынке освещения для каннабиса существуют две тенденции, которые затрагивают подавляющее большинство производителей по всему миру. Первый, который продолжается с тех пор, как светодиоды были представлены на рынке и с которым производители лучше всего знакомы, вращается вокруг преимуществ и проблем перехода от устаревших осветительных решений, таких как натриевые светильники высокого давления (HPS), на светодиоды.
Первоначальное внедрение светодиодов было обусловлено, прежде всего, их энергоэффективностью и экономией средств. Например, коммерческие светодиодные лампы полного спектра достигают 2,6 микромоль потока фотосинтетических фотонов (PPF) на джоуль электроэнергии в течение всего срока службы по сравнению с лампами HPS, которые в среднем составляют 1,9 микромоль на джоуль. Светодиоды также значительно сокращают затраты на обслуживание и замену, которые чаще всего несут устаревшие системы. Эта эффективность побудила несколько учреждений и программ предложить щедрые субсидии и скидки производителям, которые переходят на светодиодные системы. Эта экономия, наряду со снижением затрат на отопление, вентиляцию и кондиционирование воздуха, сделала светодиоды выгодной и долгосрочной инвестицией для производителей по всему миру.
Второе, относительно новое обсуждение для многих производителей, касается тех, кто уже внедрил светодиоды, но хочет провести исследования и размышления чтобы определить правильный спектр и состав света, соответствующий вашим уникальным условиям выращивания, включая географию, тип объекта, условия окружающей среды и сорта.
Оба разговора почти всегда связаны с эффективностью. Но там, где превосходство светодиодов над устаревшим освещением хорошо известно, у некоторых производителей, которые уже используют светодиоды, может возникнуть соблазн использовать стратегии освещения, которые отдают предпочтение низкой интенсивности света и длинам волн, таким как дальний красный, красный или розовый, в попытке снизить потребление энергии. .
Однако в стремлении к большей эффективности они могут жертвовать большими доходами. Многие культуры, в том числе каннабис, предпочитают высокоинтенсивные стратегии широкого спектра действия, которые улучшают общую урожайность и качество растений по таким важным характеристикам, как морфология, терпеновые профили и повышенное содержание каннабиноидов.
Эффективность не означает оптимизацию, а экономия средств мало что значит, если вы не максимизируете потенциальный доход. Любая операция по выращиванию каннабиса с использованием светодиодов, пытающаяся повысить эффективность, должна сочетать это с анализом стратегии освещения, которая позволит получить максимальную отдачу от ваших культур.
2. Расширенный контроль
Светодиоды обеспечивают улучшенный контроль практически над всеми параметрами процесса выращивания каннабиса. Наиболее важным, конечно, является возможность манипулировать интенсивностью света и спектральным составом, чтобы максимизировать урожайность и продуктивность.
Однако понимание влияния светодиодов на контроль окружающей среды не менее важно, особенно для производителей, которые недавно перешли от устаревшего освещения или планируют это сделать.
Есть четыре основных параметра управления, которые улучшают светодиоды:
● Становится возможным управление дефицитом давления пара (VPD).
Лампы HPS выделяют значительное количество тепла. Однако при выключении возникающие изменения в окружающей среде могут сделать культуры более уязвимыми для конденсата и болезнетворных микроорганизмов, поскольку они охлаждаются быстрее, чем другие поверхности.
При использовании светодиодов окружающая среда меньше подвержена влиянию тепла, выделяемого освещением, благодаря самой точной системе HVACD, предназначенной именно для управления поддержанием заданных значений температуры и влажности.
Повышенная стабильность светодиодов приводит к меньшему образованию конденсата на растениях, меньшему потреблению воды и меньшей осушающей вентиляции.
● Достигайте идеальной температуры с помощью светодиодов.
Температура окружающей среды играет важную роль в физиологических функциях и развитии пыльцы некоторых культур, таких как огурцы и томаты. При использовании систем HPS гораздо дороже и труднее поддерживать достаточный уровень тепла, что приводит к колебаниям температуры, вызывающим стресс у растений. Хотя лампы HPS могут выполнять две разные задачи – освещение и обогрев, они не справляются ни с одной задачей особенно хорошо, а в случае выхода из строя представляют гораздо большую опасность для растений. В конечном счете, поддержание идеальной температуры должно быть обязанностью системы HVACD.
Модернизация светодиодами может потребовать добавления системы отопления, но производители, как правило, увидят снижение тепловой нагрузки в целом и, что более важно, получат выгоду от большего контроля над окружающей средой.
● Светодиоды стабилизируют CO2, предотвращая вентиляцию.
По мере увеличения PPFD поддержание дополнительных уровней CO2 имеет решающее значение для максимизации фотобиологических реакций и общего производства. Концентрация от 1.200 до 2.000 частей на миллион обычно является идеальным диапазоном для производства каннабиса.
Однако производителям, использующим лампы HPS, необходимо вентилировать свои помещения, чтобы осушить или охладить окружающую среду, создавая значительные колебания температуры, влажности и уровня CO2.
Светодиодные системы уменьшают потребность в вентиляции, что позволяет улучшить климат-контроль, сохранить CO2, увеличить фотосинтез, улучшить морфологию и уменьшить количество заболеваний.
● Более высокие уровни PPFD и более высокая доходность.
У каннабиса почти ненасытный аппетит к свету, и многие исследователи, изучающие влияние светодиодов на каннабис, все чаще отмечают более высокие точки насыщения, создавая новые возможности для повышения прибыльности производителей за счет стратегий освещения с высокой выходной мощностью и высокого PPFD.
3. Лучшее качество и урожайность.
Хотя прогнозируемая экономия способствовала раннему внедрению светодиодов, их более высокая эффективность и рентабельность инвестиций (возврат инвестиций) стали основными факторами их устойчивой популярности. Сейчас понятно, что увеличение интенсивности света и качества спектра коррелирует со значительным увеличением урожайности, морфологии и здоровья сельскохозяйственных культур. В одном исследовании исследователи обнаружили, что увеличение фотосинтетически активной радиации (ФАР) на 1% соответствует увеличению урожая на 1% при уровне освещенности 1.500 мкмоль/м2/с. Оптимизируя установки с помощью светодиодов и вертикальных стоек, производители понимают, что могут получить прибыль, которая намного перевешивает и без того значительную экономию.
Какой тип светодиодного освещения лучше всего подходит для выращивания каннабиса?
По мере роста объема исследований различных воздействий светодиодов на производство каннабиса будет расти и способность производителей использовать весь потенциал светодиодов – особенно их способность обеспечивать широкий спектр высокоинтенсивных стратегий – для достижения новых уровней производства и рентабельность.
1. Влияние света широкого спектра на выращивание каннабиса
Резкий и глобальный сдвиг в сторону использования светодиодов побудил ученых и исследователей раскрыть весь его потенциал. Светодиоды более технологически эффективны и терморегулируемы, чем их предшественники, но усовершенствованные светодиоды также предлагают расширенные функции, такие как спектральный контроль, затемнение, фотоакклиматизация и более высокий PPFD, среди прочего. Однако возможность контролировать все аспекты производства каннабиса сопровождалась явной потребностью рынка понять влияние, которое различные спектры и интенсивность оказывают на растения и операции в целом.
Компания Fluence вложила значительные средства в эмпирические исследования для удовлетворения этой потребности. В сотрудничестве с Вагенингенским университетом и исследовательскими центрами в Нидерландах, американскими производителями каннабиса и другими, исследование Fluence показало, что, хотя спектральная чувствительность зависит от сорта, стратегии освещения широкого спектра, включающие зеленый свет и другие длины волн, в основном отсутствующие в узкополосных спектрах, улучшаются. урожайность, морфология и общие характеристики отдельных сортов каннабиса по сравнению с узкополосными спектрами с высокой долей красных и дальних красных волн.
В исследовании, проведенном совместно с Texas Original Compassionate Cultivation (TOCC), исследователи изучали реакцию каннабиса типа I, типа II и типа III на освещение широкого спектра с использованием различного процента красного света при высоком PPFD. В каждом случае широкий спектр с меньшим количеством красного света давал самый высокий сухой вес на растение. У каннабиса типа I сбалансированный спектр белого света давал на 17% более высокий урожай, чем следующий по урожайности спектральный раствор, который содержал более высокую концентрацию красного света. Каннабис, выращенный в более сбалансированном спектре, также значительно улучшил морфологию. Растения, выращенные под сбалансированным спектром белого света, также не подвергались фотодеградации верхних почек, что обычно происходит у растений, выращенных с более высокой долей красного света.
В исследовании WUR исследователи обнаружили, что в некоторых сортах содержание монотерпенов и каннабиноидов, включая ТГК, КБД и КБГ, было значительно и обратно пропорционально доле красного света в производственном спектре. У этих сортов более сбалансированный спектр белого света вызывал увеличение содержания каннабиноидных соединений на 20% по сравнению со спектрами с долей красного света до 90% и более. Другими словами, чем больше красного света, тем меньше желательных качеств.
2. Преимущества стратегии высокой интенсивности освещения
Производители каннабиса уже давно поняли целостную природу света и растений, но недавние исследования показывают, что каннабис имеет даже более высокий порог интенсивности света, чем считалось ранее, при использовании правильного спектра.
Недавнее исследование высокого уровня PPFD, проведенное компанией Fluence в сотрудничестве с TOCC, изучало интенсивность света в диапазоне от 1100 до 2100 мкмоль/м2/с. Были проанализированы три сорта – с высоким содержанием ТГК (Тип I), сбалансированным ТГК и КБД (Тип II) и низким содержанием ТГК (Тип III) – в сбалансированном спектре белого света.
Исследование показало, что наибольшее увеличение урожайности произошло между 1.100 и 1.500 мкмоль/м2/с. Увеличение интенсивности освещения на 26% увеличило урожайность на 27%. Выход продолжал расти даже до 2.100 мкмоль/м2/с, где исследователи наблюдали пик выхода. Параметры окружающей среды тщательно контролировались на протяжении всего эксперимента. Исследователи отметили, что при лечении более 1.500 мкмоль/м2/с управлять этими параметрами становится гораздо сложнее.
Инновации в светодиодных технологиях и прорывы в фотобиологии и сельском хозяйстве открыли захватывающее будущее для рынков каннабиса по всему миру. Способность исследователей, инженеров и производителей продолжать разрабатывать и совершенствовать широкомасштабные, высокоинтенсивные стратегии и методы приведет к новой эре роста и прибыльности для тех, кто их примет.
_____________________________________________________
* Тимо Бонгарц более десяти лет помогал компаниям внедрять инновации в свои бизнес-модели и запускать новые предприятия. Его страсть к ускорению трансформации бизнеса в сочетании с детской любовью к сельскому хозяйству привела его в сектор садоводства. Сегодня Тимо является генеральным менеджером Fluence в регионе EMEA, помогая производителям продуктов питания, декоративных растений и каннабиса в Европе, на Ближнем Востоке и в Африке достигать своих растущих целей с помощью передовых технологий освещения для садоводства. Вместе со своей междисциплинарной и многонациональной командой Тимо поддерживает производителей теплиц и вертикальных фермеров в более чем 20 странах и руководит ведущими в отрасли фотобиологическими исследованиями.
