Jatorrizko iturria: Houcheng Liu. LED landareen argiztapen industriaren garapen egoera eta joera [J]. Journal of Illumination Engineering, 2018, 29 (04): 8-9.
Artikuluaren iturria: Material Once Deep

Argia landareen hazkuntza eta garapenaren oinarrizko ingurumen-faktorea da. Argiak ez du landareen hazkuntzarako energia ematen fotosintesiaren bidez bakarrik, baita landareen hazkuntza eta garapenaren erregulatzaile garrantzitsua ere bada. Argi artifizialaren osagarriak edo argi artifizialaren irradiazio osoak landareen hazkuntza sustatu, etekina handitu, produktuaren forma eta kolorea hobetu, osagai funtzionalak hobetu eta gaixotasunen eta izurriteen agerpena murriztu dezake. Gaur, landareen argiztapen-industriaren garapen-egoera eta joera partekatuko ditut zuekin.
Argi artifizialen iturrien teknologia gero eta gehiago erabiltzen da landareen argiztapenaren arloan. LEDak abantaila asko ditu, hala nola argi-eraginkortasun handia, bero-sorkuntza txikia, tamaina txikia, iraupen luzea eta beste hainbat abantaila. Abantaila nabariak ditu hazkuntza-argiztapenaren arloan. Hazkuntza-argiztapenaren industriak pixkanaka LED argiztapen-gailuak hartuko ditu landareen hazkuntzarako.

A. LED hazkuntza-argiztapenaren industriaren garapen-egoera 

1. Hazkuntzarako argiztapenerako LED paketea

LED hazkuntza-argiztapenaren ontzien arloan, ontziratze-gailu mota asko daude, eta ez dago neurketa eta ebaluazio sistema bateraturik. Beraz, bertako produktuekin alderatuta, atzerriko fabrikatzaileek potentzia handiko, cob eta moduluko norabideetan jartzen dute arreta batez ere, hazkuntza-argiztapenaren argi zuriaren seriea kontuan hartuta, landareen hazkuntza-ezaugarriak eta argiztapen-ingurune humanizatua kontuan hartuta, abantaila tekniko handiagoak dituzte fidagarritasunean, argi-eraginkortasunean, landare desberdinen erradiazio fotosintetikoaren ezaugarrietan hazkuntza-ziklo desberdinetan, potentzia handiko, potentzia ertaineko eta potentzia txikiko landare mota desberdinak barne, tamaina desberdinetako produktuak barne, hazkuntza-ingurune desberdinetako landareen beharrak asetzeko, landareen hazkuntza maximizatzeko eta energia aurrezteko helburua lortzeko asmoz.

Txipa epitaxialeko obleen patente ugari oraindik ere enpresa lider goiztiarrek dituzte, hala nola Japoniako Nichia eta American Career-ek. Bertako txipa fabrikatzaileek oraindik ez dute merkatuan lehiakorrak diren produktu patentatuik. Aldi berean, enpresa askok teknologia berriak garatzen ari dira hazkuntza-argiztapeneko txipen ontziratze arloan ere. Adibidez, Osramen txipa-geruza meheko teknologiak txipak elkarrekin ontziratzea ahalbidetzen du, azalera handiko argiztapen-azalera sortzeko. Teknologia honetan oinarrituta, 660nm-ko uhin-luzera duen eraginkortasun handiko LED argiztapen-sistema batek % 40 murriztu dezake laborantza-eremuko energia-kontsumoa.

2. Argiztapen-espektroa eta gailuak handitu
Landareen argiztapenaren espektroa konplexuagoa eta anitzagoa da. Landare ezberdinek espektro beharrezkoetan alde handiak dituzte hazkuntza-ziklo ezberdinetan eta baita hazkuntza-ingurune ezberdinetan ere. Behar desberdin horiek asetzeko, gaur egun industrian eskema hauek daude: ①Argi monokromatikoen konbinazio-eskema anitzak. Landareen fotosintesirako hiru espektro eraginkorrenak hauek dira batez ere: 450nm eta 660nm-ko gailurrak dituen espektroa, landareen loraldia eragiteko 730nm-ko banda, gehi 525nm-ko argi berdea eta 380nm-tik beherako banda ultramoreak. Konbinatu espektro mota hauek landareen behar ezberdinen arabera espektro egokiena osatzeko. ②Espektro osoko eskema landareen eskariaren espektroaren estaldura osoa lortzeko. Seoul Semiconductor eta Samsung-ek ordezkatzen duten SUNLIKE txipari dagokion espektro mota hau ez da eraginkorrena izango, baina landare guztientzat egokia da, eta kostua argi monokromatikoen konbinazio-irtenbideena baino askoz txikiagoa da. ③Erabili espektro osoko argi zuria oinarri gisa, gehi 660nm-ko argi gorria konbinazio-eskema gisa espektroaren eraginkortasuna hobetzeko. Eskema hau ekonomikoagoa eta praktikoagoa da.

Landareak hazteko argiztapen monokromatikoko LED txipak (uhin-luzera nagusiak 450nm, 660nm, 730nm dira) ontziratze-gailuak hainbat enpresa nazionalek eta atzerrikoek estaltzen dituzte, bertako produktuak anitzagoak eta espezifikazio gehiago dituzten bitartean, eta atzerriko fabrikatzaileen produktuak estandarizatuagoak diren bitartean. Aldi berean, fotoi fotosintetikoen fluxuari, argi-eraginkortasunari eta abarrei dagokienez, oraindik ere alde handia dago bertako eta atzerriko ontziratze-fabrikatzaileen artean. Landareak hazteko argiztapen monokromatikoko ontziratze-gailuei dagokienez, 450nm, 660nm eta 730nm-ko uhin-luzera nagusiko bandak dituzten produktuez gain, fabrikatzaile askok produktu berriak garatzen ari dira beste uhin-luzera banda batzuetan ere, fotosintetikoki aktiboko erradiazio (PAR) uhin-luzeraren (450-730nm) estaldura osoa lortzeko.

Landareak hazteko LED monokromatikoak ez dira egokiak landare guztiak hazteko. Hori dela eta, espektro osoko LEDen abantailak azpimarratzen dira. Espektro osoak lehenik eta behin argi ikusgaiaren espektro osoaren estaldura osoa lortu behar du (400-700nm), eta bi banda hauen errendimendua handitu: argi urdin-berdea (470-510nm), argi gorri sakona (660-700nm). Erabili ohiko LED urdin edo LED ultramore txipa fosforoarekin espektro "osoa" lortzeko, eta bere fotosintesi-eraginkortasunak bere gorabeherak ditu. Landareak argiztatzeko LED zurien ontziratze-gailuen fabrikatzaile gehienek Blue chip + fosforoak erabiltzen dituzte espektro osoa lortzeko. Argi monokromatikoa eta argi urdinaren edo ultramore txiparen gehi fosforoaren ontziratze-moduaz gain, argi zuria lortzeko, landareak argiztatzeko ontziratze-gailuek bi uhin-luzera edo gehiagoko txipak erabiltzen dituzten ontziratze-modu konposatua ere badute, hala nola gorria hamar urdina/ultramorea, RGB, RGBW. Ontziratze-modu honek abantaila handiak ditu argia iluntzeko orduan.

Uhin-luzera estuko LED produktuei dagokienez, ontzi-hornitzaile gehienek 365-740nm bandako hainbat uhin-luzera produktu eskain diezazkiekete bezeroei. Fosforo bidez bihurtutako landare-argiztapen espektroari dagokionez, ontzi-fabrikatzaile gehienek espektro ugari dituzte bezeroek aukeran. 2016arekin alderatuta, 2017ko salmenten hazkunde-tasa nabarmen handitu da. Horien artean, 660nm-ko LED argi-iturriaren hazkunde-tasa %20-50ean kontzentratzen da, eta fosforoz bihurtutako landare-LED argi-iturriaren salmenten hazkunde-tasa %50-200era iristen da, hau da, fosforoz bihurtutako landare-LED argi-iturrien salmentak azkarrago hazten ari dira.

Ontziratze-enpresa guztiek 0,2-0,9 W-ko eta 1-3 W-ko ontziratze-produktu orokorrak eman ditzakete. Argi-iturri hauek argiztapen-fabrikatzaileei malgutasun handia ematen diete argiztapen-diseinuan. Horrez gain, fabrikatzaile batzuek potentzia handiagoko ontziratze-produktu integratuak ere eskaintzen dituzte. Gaur egun, fabrikatzaile gehienen bidalketen % 80 baino gehiago 0,2-0,9 W-koak edo 1-3 W-koak dira. Horien artean, nazioarteko ontziratze-enpresa nagusien bidalketak 1-3 W-tan kontzentratzen dira, eta ontziratze-enpresa txiki eta ertainenak, berriz, 0,2-0,9 W-tan.

3. Landareen hazkuntzarako argiztapenaren aplikazio eremuak

Aplikazio-eremuari dagokionez, landareak hazteko argiztapen-gailuak batez ere negutegietako argiztapenean, landare-fabriketako argiztapen artifizial guztietan, landare-ehunen kulturan, kanpoko nekazaritza-eremuen argiztapenean, etxeko barazki eta loreen landaketan eta laborategiko ikerketan erabiltzen dira.

①Eguzki-berotegietan eta hainbat faseko negutegietan, argiztapen osagarrirako argi artifizialaren proportzioa oraindik baxua da, eta metal haluro lanparak eta presio handiko sodio lanparak dira nagusiak. LED hazkuntza-argiztapen sistemen sartze-tasa nahiko baxua da, baina hazkunde-tasa bizkortzen hasten da kostua jaisten den heinean. Arrazoi nagusia da erabiltzaileek metal haluro lanparak eta presio handiko sodio lanparak erabiltzeko esperientzia luzea dutela, eta metal haluro lanparak eta presio handiko sodio lanparak erabiltzeak berotegiaren bero-energiaren % 6tik % 8ra arte eman dezakeela, landareei erredurak saihestuz. LED hazkuntza-argiztapen sistemak ez zuen argibide eta datu-laguntza zehatz eta eraginkorrik eman, eta horrek eguneko eta hainbat faseko negutegietan duen aplikazioa atzeratu zuen. Gaur egun, eskala txikiko erakustaldi-aplikazioak dira oraindik ere nagusia. LED argi-iturri hotza denez, landareen hostotzetatik nahiko gertu egon daiteke, eta horrek tenperaturaren eragin txikiagoa du. Eguneko eta hainbat faseko negutegietan, LED hazkuntza-argiztapena ohikoagoa da landareen arteko laborantzan.

②Kanpoko nekazaritza-eremuaren aplikazioa. Landare-argiztapenaren hedapena eta aplikazioa instalazioen nekazaritzan nahiko motela izan da, baina balio ekonomiko handiko kanpoko egun luzeko laboreetarako (adibidez, dragoi-fruta) LED landare-argiztapen sistemen aplikazioa (fotoperiodoaren kontrola) garapen azkarra lortu da.

③Landare-fabrikak. Gaur egun, landare-argiztapen sistema azkarrena eta erabiliena argi artifizialeko landare-fabrika da, zentralizatutako geruza anitzeko eta banatutako landare-fabrika mugikorretan banatuta kategoriaren arabera. Txinako argi artifizialeko landare-fabriken garapena oso azkarra da. Argi artifizialeko landare-fabrika zentralizatuaren geruza anitzeko inbertsio-organo nagusia ez dira nekazaritza-enpresa tradizionalak, baizik eta erdieroale eta kontsumo-produktu elektronikoetan diharduten enpresa gehiago, hala nola Zhongke San'an, Foxconn, Panasonic Suzhou, Jingdong, eta baita COFCO eta Xi Cui eta beste nekazaritza-enpresa moderno berri batzuk ere. Banatutako eta mugikorreko landare-fabriketan, bidalketa-ontziak (edukiontzi berriak edo bigarren eskuko ontzien berreraikuntza) oraindik ere erabiltzen dira garraiolari estandar gisa. Landare artifizial guztien landare-argiztapen sistemek gehienbat argiztapen-sistema linealak edo panel lauak erabiltzen dituzte, eta landatutako barietateen kopurua handitzen jarraitzen du. Hainbat argi-formula esperimental LED argi-iturri erabiltzen hasi dira. Merkatuan dauden produktuak batez ere hosto berdeko barazkiak dira.

④Etxeko landareen landaketa. LEDak etxeko landareen mahaiko lanparetan, etxeko landareen landaketa-euskarrietan, etxeko barazkiak hazteko makinetan, etab. erabil daitezke.

⑤Sendabelarren laborantza. Sendabelarren laborantzan Anoectochilus eta Lithospermum bezalako landareak erabiltzen dira. Merkatu horietako produktuek balio ekonomiko handiagoa dute eta gaur egun landareen argiztapen aplikazio gehiago dituen industria bat dira. Gainera, Ipar Amerikan eta Europako zenbait lekutan kalamuaren laborantza legeztatu izanak LED hazkuntza argiztapenaren aplikazioa sustatu du kalamuaren laborantza arloan.

⑥Lore-argiak. Lorezaintzaren industrian loreen loraldi-denbora doitzeko ezinbesteko tresna gisa, lore-argien lehenengo aplikazioak bonbilla gori-goriak izan ziren, eta ondoren energia aurrezteko bonbilla fluoreszenteak. LED industrializazioaren garapenarekin, LED motako lore-argiztapen-gailu gehiagok ordezkatu dituzte pixkanaka lanpara tradizionalak.

⑦Landare-ehunen kultura. Ehunen kulturarako argi-iturri tradizionalak batez ere fluoreszentezko lanpara zuriak dira, argi-eraginkortasun txikia eta bero-sorkuntza handia dutenak. LEDak egokiagoak dira landare-ehunen kultura eraginkor, kontrolagarri eta trinkoa lortzeko, energia-kontsumo txikia, bero-sorkuntza txikia eta iraupen luzea bezalako ezaugarri bikainak dituztelako. Gaur egun, LED hodi zuriek pixkanaka ordezkatzen ari dira fluoreszentezko lanpara zuriak.

4. Hazkuntza-argiztapen enpresen eskualdeko banaketa

Estatistiken arabera, gaur egun 300 hazkuntza-argiztapen enpresa baino gehiago daude nire herrialdean, eta Pearl River Delta eremuko hazkuntza-argiztapen enpresek % 50 baino gehiago hartzen dute, eta dagoeneko posizio garrantzitsu batean daude. Yangtze ibaiaren deltako hazkuntza-argiztapen enpresek % 30 inguru hartzen dute, eta oraindik ere hazkuntza-argiztapen produktuen ekoizpen-eremu garrantzitsua da. Hazkuntza-lanpara tradizionalen enpresak batez ere Yangtze ibaiaren deltan, Pearl ibaiaren deltan eta Bohai ertzean banatzen dira, eta horien artean Yangtze ibaiaren deltak % 53 hartzen du, eta Pearl ibaiaren deltak eta Bohai ertzak % 24 eta % 22, hurrenez hurren. LED hazkuntza-argiztapen fabrikatzaileen banaketa-eremu nagusiak Pearl ibaiaren delta (% 62), Yangtze ibaiaren delta (% 20) eta Bohai ertza (% 12) dira.

B. LED hazkuntza-argiztapenaren industriaren garapen-joera

1. Espezializazioa

LED hazkuntza-argiztapenak espektro erregulagarria eta argi-intentsitatea, bero-sorkuntza orokor baxua eta iragazgaitz-errendimendu ona ditu ezaugarri, beraz, egokia da hainbat eszenatan hazteko argiztapenerako. Aldi berean, ingurune naturalean izandako aldaketek eta elikagaien kalitatearen bilaketak instalazioen nekazaritzaren eta hazkuntza-lantegien garapen bizia sustatu dute, eta LED hazkuntza-argiztapenaren industria garapen azkarreko aldi batera eraman dute. Etorkizunean, LED hazkuntza-argiztapenak paper garrantzitsua izango du nekazaritzako ekoizpen-eraginkortasuna hobetzeko, elikagaien segurtasuna hobetzeko eta fruta eta barazkien kalitatea hobetzeko. Hazkuntza-argiztapenerako LED argi-iturria gehiago garatuko da industriaren espezializazio mailakatuarekin eta norabide zehatzago batean mugituko da.

2. Eraginkortasun handia

Argi-eraginkortasunaren eta energia-eraginkortasunaren hobekuntza da landareen argiztapenaren funtzionamendu-kostuak asko murrizteko gakoa. LEDak erabiltzea lanpara tradizionalak ordezkatzeko eta argi-ingurunea optimizatzeko eta doitzeko modu dinamikoa, landareen argi-formularen beharren arabera, kimu-fasetik uzta-fasera arte, etorkizuneko nekazaritza finduaren joera saihestezinak dira. Errendimendua hobetzeari dagokionez, etapa eta eskualdeka landu daiteke, landareen garapen-ezaugarrien araberako argi-formularekin konbinatuta, ekoizpen-eraginkortasuna eta errendimendua hobetzeko etapa bakoitzean. Kalitatea hobetzeari dagokionez, nutrizio-erregulazioa eta argi-erregulazioa erabil daitezke mantenugaien eta osasun-laguntzako beste osagai funtzionalen edukia handitzeko.

Kalkuluen arabera, barazki-landareen eskaera nazionala 680.000 milioi eurokoa da gaur egun, eta fabrika-landareen ekoizpen-ahalmena, berriz, % 10 baino txikiagoa da. Landare-industriak ingurumen-eskakizun handiagoak ditu. Ekoizpen-denboraldia gehienbat negua eta udaberria da. Argi naturala ahula da eta argi artifizial osagarria behar da. Landareak hazteko argiztapenak sarrera eta irteera nahiko handiak ditu, eta sarreraren onarpen-maila handia. LEDak abantaila bereziak ditu, frutak eta barazkiak (tomateak, pepinoak, meloiak, etab.) txertatu behar baitira, eta hezetasun handiko baldintzetan argi-osagarrien espektro espezifikoak txertatutako landareen sendatzea sustatu dezake. Berotegiko barazkiak landatzeko argi osagarriak argi naturalaren falta konpentsatu dezake, landareen fotosintesi-eraginkortasuna hobetu, loraldia eta fruitua sustatu, errendimendua handitu eta produktuaren kalitatea hobetu. LED hazteko argiztapenak aplikazio-aukera zabalak ditu barazki-landareetan eta negutegietako ekoizpenean.

3. Adimentsua

Landareak hazteko argiztapenak argiaren kalitatea eta argiaren kantitatearen denbora errealeko kontrolaren eskaera handia du. Kontrol-teknologia adimendunaren hobekuntzarekin eta Gauzen Interneten aplikazioarekin, espektro monokromatiko eta kontrol-sistema adimendunek denbora-kontrola eta argiaren kontrola lor ditzakete, eta landareen hazkuntza-egoeraren arabera, argiaren kalitatea eta argi-irteera garaiz doitzea izango da etorkizuneko landareak hazteko argiztapen-teknologiaren garapenaren joera nagusia.