การนำ LED มาใช้ในทศวรรษที่ผ่านมาได้ปฏิวัติการเพาะปลูกกัญชาในสภาพแวดล้อมที่มีการควบคุม และสัญญาว่าจะดำเนินต่อไปทั่วโลก ตามรายงาน “สถานะของตลาดโคมไฟกัญชา” ในปี 2021 ไฟ LED เป็นวิธีการที่นิยมของผู้ปลูกในอเมริกาเหนือในสามขั้นตอนหลักของการเจริญเติบโต: การขยายพันธุ์พืชพรรณและการออกดอก
การใช้งาน LED เพิ่มขึ้นมากกว่า 45% ในทุกระยะการเติบโตตั้งแต่รายงานฉบับแรกในปี 2016 สำหรับการนำไปใช้ในอนาคต 68% ของผู้ปลูกที่ไม่ได้ใช้ LED ในช่วงออกดอกกำลังพิจารณาที่จะทำเช่นนั้นในอีกไม่กี่ปีข้างหน้า 12 เดือน
ทำไมต้องเลือกไฟ LED สำหรับปลูกกัญชา?
ในขณะที่แนวโน้มต่อการนำ LED มาใช้อย่างเต็มรูปแบบในอเมริกาเหนือ ยุโรป และภูมิภาคอื่นๆ อาจเกิดจากปัจจัยหลายประการ – ต้นทุนเงินทุนที่ลดลง องค์ประกอบสเปกตรัมที่ปรับแต่งได้ ความเข้มแสงที่หรี่แสงได้ งานวิจัยที่เพิ่มขึ้น – สิ่งนี้สามารถอธิบายได้ผ่านข้อดีสามประการของ ไฟ LED ที่เชื่อมต่อถึงกัน: มีประสิทธิภาพมากขึ้น ควบคุมสิ่งแวดล้อมได้ดียิ่งขึ้น ให้ผลผลิตและคุณภาพที่ดีขึ้น
1. ประสิทธิภาพที่มากขึ้น
มีสองแนวโน้มในตลาดสำหรับแสงกัญชาที่ส่งผลกระทบต่อผู้ปลูกส่วนใหญ่ทั่วโลก สิ่งแรกที่เกิดขึ้นตั้งแต่เปิดตัว LED สู่ตลาดและผู้ผลิตรายใดคุ้นเคยมากที่สุด เกี่ยวกับประโยชน์และความท้าทายของการเปลี่ยนจากโซลูชันการให้แสงสว่างแบบเดิม เช่น โคมไฟโซเดียมความดันสูง (HPS) สำหรับ LED
การนำ LED มาใช้ในขั้นต้นนั้นได้รับแรงหนุนหลักจากประสิทธิภาพในการใช้พลังงานและการประหยัดต้นทุน ตัวอย่างเช่น ไฟ LED สเปกตรัมกว้างเชิงพาณิชย์ให้โฟตอนฟลักซ์สังเคราะห์แสง (PPF) 2,6 ไมโครโมลต่อจูลของกระแสไฟฟ้าตลอดอายุการใช้งาน เมื่อเทียบกับไฟ HPS ซึ่งเฉลี่ย 1,9 ไมโครโมลต่อจูล ไฟ LED ยังช่วยลดค่าใช้จ่ายในการบำรุงรักษาและเปลี่ยนซึ่งระบบเดิมมักเกิดขึ้นบ่อยที่สุด ประสิทธิภาพเหล่านี้ได้กระตุ้นสถาบันและโครงการต่างๆ ให้เสนอเงินอุดหนุนและส่วนลดมากมายแก่ผู้ผลิตที่อัพเกรดเป็นระบบ LED การประหยัดเหล่านี้พร้อมกับการลดต้นทุน HVAC ทำให้ LED เป็นการลงทุนระยะยาวที่คุ้มค่าสำหรับผู้ปลูกทั่วโลก
ประการที่สอง การอภิปรายที่ค่อนข้างใหม่สำหรับผู้ปลูกจำนวนมาก นำไปใช้กับผู้ที่ใช้ LED แล้ว แต่กำลังมองหาการวิจัยและ ข้อมูลเชิงลึก เพื่อระบุสเปกตรัมแสงและองค์ประกอบที่ถูกต้องซึ่งระบุถึงสภาพการเจริญเติบโตที่ไม่เหมือนใครของคุณ รวมถึงภูมิศาสตร์ ประเภทสิ่งอำนวยความสะดวก สภาพแวดล้อมและพันธุ์พืช
การสนทนาทั้งสองมักจะเกี่ยวข้องกับองค์ประกอบด้านประสิทธิภาพเสมอ แต่ในที่ที่ LED มีอำนาจเหนือแสงแบบเดิมนั้นเป็นที่ยอมรับกันดีแล้ว ผู้ปลูกบางรายที่ใช้ LED อยู่แล้วอาจถูกล่อลวงให้ปรับใช้กลยุทธ์การจัดแสงที่สนับสนุนความเข้มของแสงน้อยและความยาวคลื่น เช่น สีแดง แดง หรือชมพู เพื่อลดการใช้พลังงาน .
อย่างไรก็ตาม ในการแสวงหาประสิทธิภาพที่มากขึ้น พวกเขาอาจเสียสละรายได้มากขึ้น พืชผลจำนวนมาก - กัญชาในหมู่พวกเขา - ชอบกลยุทธ์ในวงกว้างที่มีความเข้มสูงซึ่งปรับปรุงผลผลิตโดยรวมและคุณภาพของพืชในคุณลักษณะที่สำคัญเช่นลักษณะทางสัณฐานวิทยาที่ดีขึ้น โปรไฟล์เทอร์พีน และเนื้อหาแคนนาบินอยด์
ประสิทธิภาพไม่ได้หมายถึงการเพิ่มประสิทธิภาพ และการประหยัดต้นทุนมีความหมายเพียงเล็กน้อยหากคุณไม่ได้เพิ่มศักยภาพในการสร้างรายได้ให้สูงสุดด้วย การดำเนินการใดๆ ของกัญชาแบบ LED ที่แสวงหาประสิทธิภาพต้องทำให้สมดุลกับการวิเคราะห์กลยุทธ์การให้แสงสว่างที่จะได้รับประโยชน์สูงสุดจากพืชผล
2. ปรับปรุงการควบคุม
ไฟ LED ให้การควบคุมที่เพิ่มขึ้นในเกือบทุกพารามิเตอร์ของการทำงานของกัญชา สิ่งที่สำคัญที่สุดคือความสามารถในการจัดการกับความเข้มของแสงและองค์ประกอบสเปกตรัมเพื่อให้ได้ผลผลิตและการผลิตสูงสุด
อย่างไรก็ตาม การทำความเข้าใจผลกระทบของ LED ที่มีต่อการควบคุมสิ่งแวดล้อมก็มีความสำคัญเช่นกัน โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับผู้ปลูกที่เพิ่งเปลี่ยนจากระบบไฟแบบเดิมหรือกำลังพิจารณาที่จะทำเช่นนั้น
มีสี่พารามิเตอร์ควบคุมหลักที่ LED ปรับปรุง:
● การจัดการการขาดดุลแรงดันไอ (VPD) เป็นไปได้
ไฟ HPS ให้ความร้อนในปริมาณมาก อย่างไรก็ตาม เมื่อปิดสวิตช์ การเปลี่ยนแปลงที่เกิดขึ้นในสิ่งแวดล้อมอาจทำให้พืชผลเสี่ยงต่อการควบแน่นและเชื้อโรคมากขึ้น เนื่องจากพวกมันเย็นตัวเร็วกว่าพื้นผิวอื่นๆ
ภายใต้ไฟ LED สิ่งแวดล้อมจะได้รับผลกระทบจากความร้อนที่เกิดจากแสงน้อยลง ด้วยระบบ HVACD ที่แม่นยำที่สุด ซึ่งได้รับการออกแบบมาอย่างแม่นยำสำหรับการจัดการการบำรุงรักษาจุดที่ตั้งอุณหภูมิและความชื้น
ความเสถียรที่เพิ่มขึ้นของ LED ส่งผลให้เกิดการควบแน่นบนพืชน้อยลง ใช้น้ำน้อยลง และการระบายอากาศลดความชื้นน้อยลง
● บรรลุอุณหภูมิที่สมบูรณ์แบบด้วยไฟ LED
อุณหภูมิแวดล้อมมีบทบาทสำคัญในการทำงานทางสรีรวิทยาและการพัฒนาละอองเกสรของพืชบางชนิด เช่น แตงกวาและมะเขือเทศ ด้วยระบบ HPS จะมีราคาแพงกว่ามากและยากที่จะรักษาระดับความร้อนที่เพียงพอ ซึ่งนำไปสู่ความผันผวนที่ทำให้พืชเครียด แม้ว่าหลอด HPS สามารถทำงานได้สองอย่างที่แตกต่างกัน – ทั้งการให้แสงและการให้ความร้อน แต่ก็ไม่สามารถทำงานได้ดีเป็นพิเศษและเป็นอันตรายต่อพืชมากขึ้นหากล้มเหลว ในที่สุด การรักษาอุณหภูมิที่เหมาะสมควรเป็นความรับผิดชอบของระบบ HVACD
การติดตั้งเพิ่มเติม LED อาจต้องมีการเพิ่มระบบทำความร้อน แต่โดยทั่วไปแล้วผู้ปลูกจะเห็นภาระการให้ความร้อนโดยรวมที่ลดลง และที่สำคัญกว่านั้น จะสนับสนุนการควบคุมสภาพแวดล้อมได้ดีขึ้น
● ไฟ LED ทำให้ CO2 เสถียร ป้องกันการระบายอากาศ
เมื่อ PPFD เพิ่มขึ้น การรักษาระดับ CO2 เพิ่มเติมเป็นสิ่งสำคัญในการเพิ่มการตอบสนองทางแสงชีวภาพและการผลิตโดยรวม ความเข้มข้น 1.200 ถึง 2.000 ppm มักเป็นช่วงที่เหมาะสมที่สุดสำหรับการผลิตกัญชา
อย่างไรก็ตาม ผู้ผลิตที่ใช้ไฟ HPS จำเป็นต้องระบายอากาศในสถานที่ของตนเพื่อลดความชื้นหรือทำให้สภาพแวดล้อมเย็นลง ทำให้เกิดความผันผวนอย่างมากในด้านอุณหภูมิ ความชื้น และระดับ CO2
ระบบ LED ลดความจำเป็นในการระบายอากาศ ซึ่งช่วยให้ควบคุมสภาพอากาศได้ดีขึ้น รักษา CO2 เพิ่มการสังเคราะห์แสง รูปร่างดีขึ้น และการเกิดโรคน้อยลง
● ระดับ PPFD ที่สูงขึ้นและผลตอบแทนที่สูงขึ้น
กัญชามีความต้องการแสงที่แทบจะไม่รู้จักพอ และนักวิจัยหลายคนที่ศึกษาผลกระทบของ LED บนกัญชานั้นเห็นจุดอิ่มตัวที่สูงขึ้นมากขึ้นเรื่อยๆ ทำให้เกิดหนทางใหม่เพื่อปรับปรุงความสามารถในการทำกำไรของผู้ปลูกผ่านกลยุทธ์การให้แสงสว่างที่ให้ผลผลิตสูงและ PPFD ที่สูง
3. คุณภาพและผลผลิตที่ดีขึ้น
ในขณะที่การประหยัดที่คาดการณ์ไว้ได้ผลักดันให้เกิดการนำ LED มาใช้ในช่วงแรกๆ แต่ประสิทธิภาพและ ROI (ผลตอบแทนจากการลงทุน) ที่มากขึ้นก็เป็นปัจจัยสำคัญในการได้รับความนิยมอย่างยั่งยืน ตอนนี้เป็นที่เข้าใจกันว่าการเพิ่มความเข้มของแสงและคุณภาพของสเปกตรัมมีความสัมพันธ์กับการเพิ่มขึ้นอย่างมากในผลผลิต สัณฐานวิทยา และสุขภาพของพืช ในการศึกษาชิ้นหนึ่ง นักวิจัยพบว่าการเพิ่มขึ้นของการแผ่รังสีที่สังเคราะห์ด้วยแสง (PAR) เพิ่มขึ้น 1% สอดคล้องกับการเพิ่มขึ้น 1% ของผลิตภัณฑ์ที่เก็บเกี่ยวได้จนถึงระดับแสง 1.500 µmol/m2/s โดยการเพิ่มประสิทธิภาพการติดตั้งด้วย LED และชั้นวางแนวตั้ง ผู้ปลูกจะตระหนักว่าพวกเขาสามารถรับรู้ถึงผลกำไรที่มากกว่าการประหยัดที่สำคัญอยู่แล้ว
ไฟ LED ชนิดใดดีที่สุดสำหรับการปลูกกัญชา
ในขณะที่กลุ่มวิจัยเกี่ยวกับผลกระทบต่างๆ ของ LED ที่มีต่อการผลิตกัญชาเติบโตขึ้น ความสามารถของผู้ผลิตในการควบคุมศักยภาพของ LED อย่างเต็มที่ โดยเฉพาะอย่างยิ่งความสามารถในการนำเสนอกลยุทธ์ในวงกว้างและความเข้มสูง - เพื่อให้ได้ระดับการผลิตใหม่ และความสามารถในการทำกำไร
1. ผลกระทบของแสงสเปกตรัมกว้างต่อการเพาะปลูกกัญชา
การเปลี่ยนแปลงครั้งใหญ่ในระดับโลกต่อการใช้ LED ได้กระตุ้นให้นักวิทยาศาสตร์และนักวิจัยค้นพบศักยภาพอย่างเต็มที่ LED มีประสิทธิภาพทางเทคโนโลยีมากกว่าและควบคุมความร้อนได้ดีกว่ารุ่นก่อน แต่ LED ขั้นสูงยังมีคุณสมบัติที่ได้รับการปรับปรุง เช่น การควบคุมสเปกตรัม การหรี่แสง การปรับให้เข้ากับแสง และ PPFD ที่สูงขึ้น เป็นต้น อย่างไรก็ตาม ความสามารถในการควบคุมทุกด้านของการผลิตกัญชานั้นมาพร้อมกับความต้องการที่ชัดเจนของตลาดในการทำความเข้าใจผลกระทบที่สเปกตรัมและความเข้มที่แตกต่างกันมีต่อโรงงานและการดำเนินงานโดยทั่วไป
Fluence ได้ลงทุนอย่างมากในการวิจัยเชิงประจักษ์เพื่อตอบสนองความต้องการนี้ ในความร่วมมือกับ Wageningen University & Research ในเนเธอร์แลนด์ ผู้ปลูกกัญชาในสหรัฐฯ และอื่นๆ การวิจัย Fluence พบว่าในขณะที่ความไวของสเปกตรัมขึ้นอยู่กับพันธุ์พืช กลยุทธ์การให้แสงในวงกว้าง ซึ่งรวมถึงแสงสีเขียวและความยาวคลื่นอื่นๆ ผลผลิตพืชผล สัณฐานวิทยาและประสิทธิภาพโดยรวมในพันธุ์กัญชาที่เลือกเมื่อเปรียบเทียบกับสเปกตรัมแถบแคบที่มีสัดส่วนความยาวคลื่นสีแดงและสีแดงไกลสูง
ในการศึกษาที่ดำเนินการกับ Texas Original Compassionate Cultivation (TOCC) นักวิจัยได้ศึกษาการตอบสนองของกัญชา Type I, Type II และ Type III ต่อแสงในวงกว้าง โดยใช้แสงสีแดงหลายเปอร์เซ็นต์ภายใต้ PPFD ที่สูง ในแต่ละกรณี คลื่นความถี่กว้างที่มีแสงสีแดงน้อยที่สุดจะสร้างน้ำหนักแห้งสูงสุดต่อต้น ในกัญชาประเภทที่ 17 สเปกตรัมที่สมดุลของแสงสีขาวสร้างผลตอบแทนสูงกว่าสารละลายสเปกตรัมที่ให้ผลตอบแทนสูงสุดอันดับถัดไป XNUMX% ซึ่งมีแสงสีแดงที่มีความเข้มข้นสูงกว่า กัญชาที่ปลูกภายใต้สเปกตรัมที่สมดุลที่สุดยังปรับปรุงลักษณะทางสัณฐานวิทยาอย่างมีนัยสำคัญอีกด้วย พืชที่ปลูกภายใต้สเปกตรัมที่สมดุลของแสงสีขาวยังปราศจากการเสื่อมสภาพของแสงในตาบน ซึ่งเป็นพัฒนาการที่มักเกิดขึ้นในพืชที่ปลูกโดยใช้แสงสีแดงในปริมาณที่สูงกว่า
ในการศึกษาของ WUR นักวิจัยพบว่าในบางสายพันธุ์ เนื้อหาของ monoterpene และ cannabinoids ซึ่งรวมถึง THC, CBD และ CBG มีสัดส่วนผกผันกับสัดส่วนของแสงสีแดงในสเปกตรัมการผลิตอย่างมีนัยสำคัญและผกผัน ด้วยสายพันธุ์เหล่านี้ สเปกตรัมแสงสีขาวที่สมดุลมากขึ้นทำให้เกิดสารประกอบแคนนาบินอยด์เพิ่มขึ้น 20% เมื่อเทียบกับสเปกตรัมที่มีสัดส่วนแสงสีแดงสูงถึง 90% หรือมากกว่า กล่าวอีกนัยหนึ่ง แสงสีแดงที่มากขึ้นจะเท่ากับลักษณะที่พึงประสงค์น้อยลง
2. ประโยชน์ของกลยุทธ์ความเข้มแสงสูง
ผู้ปลูกกัญชาเข้าใจธรรมชาติของแสงและพืชมานานแล้ว แต่การวิจัยเมื่อเร็ว ๆ นี้ชี้ให้เห็นว่ากัญชามีเกณฑ์ความเข้มแสงที่สูงกว่าที่เคยคิดไว้เมื่อใช้สเปกตรัมที่เหมาะสม
การทดลองวิจัย PPFD ระดับสูงเมื่อเร็วๆ นี้ ซึ่งดำเนินการโดย Fluence โดยความร่วมมือกับ TOCC ได้ศึกษาความเข้มของแสงตั้งแต่ 1100 ถึง 2100 µmol/m2/s วิเคราะห์สามสายพันธุ์ – สูงใน THC (ประเภท I), THC ที่สมดุลและ CBD (ประเภท II) และต่ำใน THC (ประเภท III) – ภายใต้สเปกตรัมที่สมดุลของแสงสีขาว
จากการศึกษาพบว่าการเพิ่มผลผลิตสูงสุดเกิดขึ้นระหว่าง 1.100 ถึง 1.500 µmol/m2/s ความเข้มแสงที่เพิ่มขึ้น 26% ให้ผลผลิตเพิ่มขึ้น 27% ผลผลิตยังคงเพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่องจนถึง 2.100 µmol/m2/s โดยที่นักวิจัยสังเกตเห็นผลผลิตสูงสุด พารามิเตอร์ด้านสิ่งแวดล้อมได้รับการตรวจสอบอย่างใกล้ชิดตลอดการทดลอง ผู้วิจัยตั้งข้อสังเกตว่าภายใต้การรักษาที่มากกว่า 1.500 µmol/m2/s การจัดการพารามิเตอร์เหล่านี้มีความท้าทายมากขึ้น
นวัตกรรมในเทคโนโลยี LED และการพัฒนาในด้านชีววิทยาแสงและการเกษตรได้เปิดโอกาสอนาคตที่น่าตื่นเต้นสำหรับตลาดกัญชาทั่วโลก ความสามารถของนักวิจัย วิศวกร และผู้ผลิตในการพัฒนาและปรับแต่งกลยุทธ์และวิธีการในวงกว้างที่มีความเข้มข้นสูงจะนำไปสู่ยุคใหม่ของการเติบโตและความสามารถในการทำกำไรสำหรับผู้ที่นำกลยุทธ์เหล่านี้ไปใช้
_____________________________________________________
* Timo Bongartz ใช้เวลามากกว่าหนึ่งทศวรรษในการช่วยเหลือบริษัทต่างๆ ในการคิดค้นรูปแบบธุรกิจและเริ่มต้นการลงทุนใหม่ ความหลงใหลในการเร่งการเปลี่ยนแปลงทางธุรกิจ บวกกับความสัมพันธ์แบบเด็กๆ ในการเพาะปลูก ทำให้เขาเข้าสู่ภาคส่วนพืชสวน วันนี้ Timo ทำหน้าที่เป็นผู้จัดการทั่วไปของภูมิภาค EMEA ของ Fluence โดยให้อำนาจแก่ผู้ปลูกอาหาร ไม้ประดับ และกัญชาทั่วยุโรป ตะวันออกกลาง และแอฟริกา เพื่อให้บรรลุเป้าหมายที่กำลังเติบโตผ่านเทคโนโลยีแสงสว่างสำหรับพืชสวนขั้นสูง ร่วมกับทีมสหวิทยาการและข้ามชาติ Timo สนับสนุนผู้ปลูกเรือนกระจกและเกษตรกรแนวดิ่งในกว่า 20 ประเทศและจัดการการวิจัยด้านชีววิทยาแสงชั้นนำของอุตสาหกรรม
