نور مصنوعی در گلخانه و استفاده از لامپ رشد گیاه برای نورپردازی

هدف اصلی در از تاسیس هر گلخانه، رسیدن به منافع اقتصادی است. بنابراین فراهم آوردن شرایطی که باعث بازدهی هرچه بیشتر آن شود، بسیار مهم است. نور یکی از مهمترین عوامل در رشد گیاهان است و اگر نور کافی در محیط گلخانه فراهم نباشد، به ناچار آن را از طریق مصنوعی برای رشد گیاه فراهم می می کنند.

نور مصنوعی از طریق لامپ ها و نورپردازی مصنوعی فراهم می شود. لازم به ذکر است هر گیاه، شرایط ویژه ی کشت خود، اعم از نور، ترکیب هوا، دما و محیط کشت دارد.

نور گلخانه

یکی از عناصر مهم و بسیار تاثیرگذار در پرورش گیاهان گلخانه، نور است. یکی ای عواملی که می تواند انرژی خورشیدی را به خوبی برای گیاهان فراهم کند، محل گلخانه، سازه و نحوه ی چیدمان آن  است. عواملی که با توجه به کمیت و کیفیت نور گلخانه مؤثرند عبارتند از:

• عکس العمل گیاه به نور
• مدت زمان رسیدن نور به گیاه، کیفیت و کمیت شدت نور
• منبع نور اعم از نورخورشید یا نور مصنوعی
• نحوه رسیدن  نور در سرتاسر گلخانه
• هزینه سیستم نورپردازی گلخانه (هزینه اولیه نصب و هزینه نگهداری)

در اینجا شرحی بر نیازهای گیاه به نور آورده شده و خاصیت نورهای مختلف بررسی شده است.

 میزان نور در گلخانه‎

یکی از عوامل بسیار مهم در کشت گیاهان در گلخانه، نوراست. زیرا باعث می شود به خوبی رشد کرده، کیفیت خود را حفظ کنند و خواص خوبی داشته باشند. در ابتدا لازم است بدانید، هر گیاه میزان نور موردنیاز خود را دارد. و گیاهان مختلف، در این زمینه متفاوت هستند.

بنابراین باید نور مناسب هر گیاه، را متناسب نیاز همان گیاه تامین کنید. بدین منظور از  یک متخصص کشاورزی در این زمینه کمک بگیرید. وی میزان نور طبیعی گلخانه شما را محاسبه و میزان نورمصنوعی موردنیاز و نحوه ی ایجاد آن را هم محاسبه خواهد کرد.

طیف نوری

نورخورشید، طیف گسترده ای دارد و نوری که به زمین می رسد طیف کوچکی از انست. نوری که مورد استفاده ما و گیاهان قرار می گیرد همان نور سفید است. نور خورشید، انرژی زیادی دارد و انسانها و حیوانات و گیاهان از آن انرژی می گیرند و رشد می کنند.

طیف نور 390 تا 700 نانومتر در رشد گیاهان موثر است و طیف نور فرابنفش 290 تا 390 نانومتر برای رشد گیاهان مضر است. نکته مهم در اینجا اینست که اگر گیاهان، نور کافی را از طریق نور طبیعی گلخانه، بدست نیاورند؛ به ناچار باید نور مورد نیاز آنها را از طریق مصنوعی فراهم کرد.

در اینجا یک تعریف مهم از طیف نورخورشید نیاز داریم. فرکانس به تعداد موج هایی گفته می شود که از یک نقطه عبور می کنند. فرکانس نور، تعیین کننده کیفیت و یا موقعیت پرتو در طیف نوری است.

انرژی

در صورتی که بتوانیم طول موج یک پرتو را محاسبه کنیم، می توانیم میزان انرژی آن را هم محاسبه کنیم؛ زیرا میزان انرژی هر پرتو بستگی به طول موج آن دارد.

نور خورشید

درزمین های کشاورزی نور خورشید، تنها منبع نوری مورد استفاده گیاهان است. اما در کشت گلخانه ای به دلیل وجود سقف، نور خورشید، محدود می شود و برای جبران این موضوع، از نورهای مصنوعی استفاده می شود.

فتوسنتز گیاهان زمانی در بیشترین حد خود قرار دارد که نور کافی وجود داشته باشدو محدودیت نوری نباشد. البته این موضوع در حالتی است که سایر شاخص های رشد فراهم باشد. البته، در میزان نور خورشید در دسترس گیاهان در مناطق مختلف متفاوت است؛ و به فصل سال، آب و هوا، زمان و … هم بستگی دارد.

روش های اندازه گیری نور

فتومتری و رادیومتری دو روشی است که با استفاده از آنها می توان نور موجود را اندازه‌گیری کرد.

اندازه گیری فتومتری

فتومتری توانایی واکنش چشم انسان نسبت به نور است که با دو اصطلاح ذکر شده در پایین بیان می‌شود:

جریان تشعشع: عبارت است از شدت انتشار نور از منبع نوری نسبت به حساسیت چشم انسان که بر حسب لومن (Lm) محاسبه می‌شود.
درخشندگی: عبارت است از شدت جریان تشعشع در واحد سطح که برحسب لومن بر متر مربع یا لوکس (لومن بر فوت مربع یا فوت کندل) محاسبه می‌شود که هر لوکس معادل ۷۶/۱۰ فوت کندل می‌باشد.

اندازه گیری رادیومتری

رادیومتری واکنش گیاهان نسبت به نور است که با دو اصطلاح ذکر شده در پایین بیان می‌شود:

تابش: عبارت است از جریان انرژی تابش که هر واحد سطح دریافت می‌کند و معمولا برحسب وات بر مترمربع بیان می‌شود.
راندمان تشعشع: عبارت است از نسبت کل جریان نور ساتع شده به انرژی مصرف شده که برحسب لومن بر وات بیان می‌شود.
فاصله ای که هر گیاه تا منبع نور دارد، بسیار مهم است. هر چه فاصله گیاه تا منبع نور کمتر باشد، از شدت نور بیشتری بهره مند می شود و هر چقدر دورتر باشد کمتر. و توزیع نور به گیاهان نیز بدین گونه است. به طور کلی، توزیع نور و شدت نور با فاصله تا منبع نور، نسبت معکوس دارد. ولی در صورت که از یک منعکس کننده نور در گلخانه استفاده کنید، این مطلب تا حدود زیادی، نقض می شود.

منبع نور مصنوعی در گلخانه

در صورتی که نورطبیعی موردنیاز کم باشد، نور مصنوعی تاثیر زیادی بر رشد گیاه دارد. رشد گیاهان در کمتر از 400 نانومتر یعنی نور فرابنفش متوقف می شود. و نور بالاتر از 800 نانومتر، گیاهانی ضعیف و طویل به وجود می آورد.

نورسرخ ۷۵۰  تا۶۱۰ نانومتر و فروسرخ 700 تا 800 نانومتر در برهمکنش نور گیاه تاثیر بسیار مهمی دارند؛ رشد و نمو گیاهانی با طول ساقه کوتاه و ریشه طویل یا گیاهان بلند با برگهای طویل در شاخساره های جدید به ترتیب در نسبت های نور فروسرخ به نور سرخ پایین و بالا بدست می آید.

سطوح پایین تابش در مدت زمان طولانی معمولا مساوی یا بالاتر از سطوح بالای تابش در مدت زمان کوتاه می باشد. حداکثر فعالیت مناسب فتوسنتز در طیفهای نوری آبی و قرمز انجام می شود؛  و کمترین فعالیت در طیفهای زرد و سبز که کمترین اثر را دارد.

پژوهشگران نشان داده اند که رشد گیاه بستگی به طیفهای نوری در سطوح بالای نور در طول موجهای ۸۵۰-۴۰۰ نانومتر دارد ؛ بنابراین از این عامل جهت انتخاب سیستم نوری گلخانه استفاده می کنند.

دوره های روشنایی و تاریکی در بسیاری از گیاهان بسیار مهم است؛ خوب است برخی گیاهان نیازمند نور مدوام هستند. فتوپریودیسم واکنش گیاهان نسبت به طول نسبی روز و شب است.  که این عامل  در گل دهی گیاهان، تاثیر دارد و به شدت نوربستگی دارد.

انواع گیاهان برحسب طول دوره تاریکی، به انواع روز کوتاه، روز بلند و روز خنثی تقسیم می شوند؛ که گیاهان روز کوتاه به 13 تا 15 ساعات و گیاهان روز بلند به 14 تا  ساعت دوره روشنایی نیاز دارند. گیاهان روز خنثی در تاریکی و روشنایی رشد عادی خود را دارند. بنابراین با توجه به ساعات ذکر شده، دادن نور مصنوعی در گلخانه ضروری است. در مکان های رشد، میانگین نور ثبت شده 5 تا 50 وات بر مترمربع  و به طور میانگین ۲۵ وات بر مترمربع می باشد. 

لامپ گلخانه

تمامی سیستم های نوری مفید در گلخانه می تواند عنوان منبع نوری استفاده شود، و هم چنین تمامی انواع مختلف لامپ.

در ادامه نگاهی می اندازیم بر لامپهای مورد استفاده در گلخانه ها:

لامپهای معمولی

این لامپ‌ها در اندازه‌های 40 تا 500 وات هستند. و با برق 115 تا 230 ولت کار می کنند. و دارای فقط ۷ درصد انرژی نوری (لومن بر وات) می‌باشند. این لامپها به نسبت میزان نوری که تولید می کنند، گرمای بسیار زیادی تولید می‌کند. مزیت این لامپ‌ها این است که نورهای با طول موج سرخ و فروسرخ تولید می کند و این امر سبب طویل و نرم شدن بافت های گیاهی می شود.

این لامپها بین 750 تا 1000 ساعت عمر می کنند. همراه این لامپها منعکس کننده های گنبدی شکلی عرضه می شود که برای انعکاس نور به سمت گیاهان تهیه و مورد استفاده واقع می شود..

لامپ های فلورسنت (نور سفید)

 لامپ های فلوسنت را بیشتر با نام مهتابی می شناسیم. میزان نور این لامپ ها 40 تا 60 لومن بر وات متغیر می‌باشد. تولید کنندگان این گونه از لامپ ها آنها را به صورت طولی و در اندازه های متفاوتی تولید می‌کنند. البته حداکثر طول آنها 2 متر و نیم است.

مزیت این  گونه لامپ‌ها این است که می‌شود از آنها در بیشتر مناطق استفاده کرد. لازم به ذکر است، این لامپ ها، تنها 20 درصد انرژی الکتریکی را به انرژی نورانی تبدیل می کنند. لامپ های فلورسنت به طور معمول برای محصولات بوته ای مانند فلفل، گوجه‌فرنگی و خیار مورد استفاده قرار می‌گیرند.

لامپ های با شدت بالای تخلیه الکتریکی (HID- High Intensity Discharge)

این لامپ‌ها به صورت فشرده ساخته می شوند و تغییرات دما تأثیر کمی بر روی آنها دارد. در تبدیل انرژی الکتریکی به فتوسنتز فعال بازدهی بالایی دارند. انواع لامپ‌های HID عبارتند از:

• لامپ‌های سدیمی (فشار بالا و پایین)
• لامپ‌های جیوه‌ای
• لامپ‌های هالوژن

روش نورپردازی در گلخانه

متخصصان در حوزه کشاورزی، با توجه بعضی عوامل، روش نورزپردازی در گلخانه را تعریف می کنند. این عوامل عبارتند از: نیاز محصول از قبیل میزان نور موردنیاز در سکوی کشت و مساحت نوردهی مورد نیاز گیاه.

نحوه محاسبه نور موردنیاز گلخانه

با استفاده از فرمول زیر می توانید نور مورد نیاز گلخانه را محاسبه کنید و بدانید چه مقدار نور مصنوعی برای گلخانه باید به کار ببرید.

در ادامه فرمولی برای روشن تر شدن موضوع برای شما آورده ایم.

مساحت گلخانه×میزان نور مورد نیاز برای گیاه= میزان نور مورد نیاز

میزان نور مورد نیاز گلخانه‌ای به مساحت ۵۰*۵۰ متر در صورتی که میانگین نور موردنیاز آن ۲۵ وات بر مترمربع باشد:

مساحت گلخانه= ۵۰*۵۰=۲۵۰۰

میزان نور مورد نیاز= ۲۵۰۰*۲۵=۶۲۵۰۰ وات= ۶۲.۵ وات