هل تحتاج إلى أضواء النمو للزراعة المائية؟

في الوقت الحاضر، أصبحت الزراعة المائية الداخلية ذات شعبية متزايدة، سواء كان ذلك في شقق المدينة الضيقة أو الدفيئات الزراعية الحديثة. تشبه الزراعة المائية تعويذة سحرية صغيرة تسمح لنا بزراعة المساحات الخضراء المورقة في مساحات محدودة.

لماذا هو هكذا شعبية؟

هناك نقطتان رئيسيتان بارزتان: أولاً، معدل استخدام المساحة الفائق. لم تعد بحاجة إلى مساحات واسعة من الأراضي لإنشاء واحة خضراء؛ ثانياً، الزراعة بدون تربة تقلل من المتاعب المرتبطة بالتربة، كالتعامل مع الآفات والأمراض. يعد التنظيف أسهل بكثير مقارنة بالزراعة التقليدية القائمة على التربة.

ومع ذلك، فإن النقطة المحورية التي نحتاج إلى مناقشتها هي: عندما تقرر المشاركة في الزراعة المائية في المنزل أو في المنشآت التجارية، هل من الضروري أن يكون لديك تنمو ضوء؟

لقد سمعنا جميعًا أن الضوء ضروري لنمو النباتات، ولكن مع الزراعة المائية كنوع محدد من النمو، هل يحتاج الضوء إلى التغيير؟ وما هو حجم الدور الذي يمكن أن تلعبه الأضواء في هذا؟ اتبع على طول ونحن استكشاف على الطريق!

حدود الضوء الطبيعي في البيئات المائية

في الزراعة المائية في المنزل أو في الدفيئة، يمكن أن يتأثر توفر ضوء الشمس الطبيعي بشكل كبير بالمواسم والموقع الجغرافي.

على سبيل المثال، في بكين، الصين، خلال فصل الشتاء، تقل ساعات ضوء الشمس بشكل ملحوظ، وتكون شدة ضوء الشمس أضعف. هذا الانخفاض في التعرض لأشعة الشمس يمكن أن يحد من نمو النباتات المائية، لأنها تتلقى طاقة أقل لعملية التمثيل الضوئي. ونتيجة لذلك، قد تظهر النباتات توقف النمو واصفرار الأوراق، مما يشير إلى عدم وجود ما يكفي من ضوء الشمس.

في المقابل، خلال فصل الصيف، يمكن أن يكون ضوء الشمس شديدًا، خاصة في منتصف النهار. يمكن لأشعة الشمس المباشرة أن ترفع درجة حرارة خزان المياه في أنظمة الزراعة المائية، مما قد يسبب عدم الراحة للنباتات. يمكن أن يؤدي هذا الإجهاد الحراري إلى حرق الأوراق وتقييد النمو، خاصة إذا تم وضع أنظمة الزراعة المائية بالقرب من النوافذ حيث يكون التعرض لأشعة الشمس مكثفًا.

بشكل عام، يمثل التباين في توافر ضوء الشمس الطبيعي تحديات لمزارعي الزراعة المائية، مما يؤثر على نمو النبات وصحته. وللتخفيف من هذه القيود، غالبًا ما يقوم المزارعون بتزويد ضوء الشمس الطبيعي بأضواء نمو صناعية لتوفير ظروف إضاءة متسقة ومثالية لنباتاتهم المائية على مدار العام.

بالإضافة إلى ذلك، يعد تحديد الموقع داخل المنزل أمرًا بالغ الأهمية للزراعة المائية. تتلقى الأماكن القريبة من النوافذ عمومًا تعرضًا أفضل لأشعة الشمس مقارنة بالمناطق الموجودة في منتصف المنزل، خاصة تلك التي تواجه الجنوب، والتي تتلقى قدرًا وافرًا نسبيًا من ضوء الشمس على مدار العام.

ومع ذلك، حتى في هذه المواقع المفضلة، يمكن للعناصر الداخلية مثل الزجاج والستائر والأثاث أن تحجب ضوء الشمس وتصفيته جزئيًا، مما يقلل من الضوء الفعلي الذي يصل إلى النباتات المائية ويحوله إلى ضوء أكثر نعومة منتشرًا.

في حين أن البيئات الدفيئة تسمح بالتحكم في درجة الحرارة والرطوبة، إلا أنها لا تزال تخضع للتأثيرات الموسمية والجغرافية. خاصة في المناطق البعيدة عن خط الاستواء، تصبح مشكلات مثل قصر ساعات النهار وانخفاض كثافة ضوء الشمس أكثر وضوحًا خلال فصل الشتاء.

بدون إضاءة تكميلية، قد تعاني النباتات المائية من بطء النمو وأوراق الشجر المتناثرة والألوان الباهتة، على غرار ضعف عظام الأطفال الذين يعانون من نقص الكالسيوم. يمكن أن يؤدي عدم كفاية الضوء إلى إعاقة النمو الطبيعي والتطور في النباتات.

أعزائي البستانيين، عند الاعتناء بالنباتات المائية، تذكروا مراقبة ظروف الإضاءة الطبيعية في منزلك، وضبط مواقعها وفقًا لذلك، واستخدام الإضاءة الاصطناعية عند الضرورة لتكملة ضوء الشمس. وهذا ضروري للحفاظ على حيويتهم الخضراء الصحية!

الدفيئات المائية الطماطم

زيادة إنتاجية الطماطم الخفيفة/المائية بنسبة 31.63%

السبب وراء قوة مصابيح النمو هو أنها تستطيع محاكاة ضوء الشمس، وتعمل كنسخ طبق الأصل من ضوء الشمس. ومن المهم أن نلاحظ أن ضوء الشمس يحتوي على ألوان مختلفة من الضوء، وكل لون من الضوء له تأثير فريد على نمو النبات.

بعد ذلك، دعونا نلقي نظرة على كيفية عمل أضواء النمو بسحرها في الدفيئات الزراعية المائية.

يقع مجمع بكين بولاريس الصناعي الزراعي في منطقة ميون، بكين (40.4 درجة شمالاً، 117 درجة شرقًا). يتميز المناخ في منطقة ميون بمناخ قاري معتدل دافئ متأثر بالرياح الموسمية، مع ظروف شبه رطبة وشبه قاحلة. يكون التعرض لأشعة الشمس أعلى بكثير في فصلي الصيف والخريف مقارنة بالشتاء والربيع.

على سبيل المثال، في عام 2021، بلغ إجمالي ضوء الشمس المتراكم 492,177 جول/سم2 على مدار العام، حيث يكون ضوء الشمس في فصلي الصيف والخريف أعلى بمقدار 1.67 مرة منه في فصلي الشتاء والربيع.

ومع ذلك، بما أن الدفيئة تستخدم لزراعة الطماطم الشتوية، حيث تتم الزراعة في سبتمبر/أيلول والحصاد في يونيو/حزيران، على الرغم من أن كثافة ضوء الشمس وجودته أعلى خلال موسم الصيف، إلا أنه لا يمكن أن يترجم مباشرة إلى غلات أعلى.

ولذلك فإن الهدف الأساسي هو تحسين التعرض لأشعة الشمس في الدفيئة خلال فصلي الصيف والخريف لزيادة المحصول.

هناك العديد من العوامل التي تؤثر على شدة الضوء المتاحة للنباتات داخل الدفيئة:

  • ولزيادة التعرض للضوء، تستخدم الدفيئة الموجودة في الحديقة الزجاج المنتشر الذي يتمتع بنفاذية عالية للضوء ويضمن توزيعًا موحدًا للضوء. ويساعد ذلك على تقليل تظليل الأوراق السفلية بالأوراق العلوية، ويقلل من تكوين الظلال بعد التعرض لأشعة الشمس، مما يعزز النمو المتوازن للمحاصيل.
  • الاستخدام المنتظم لآلات تنظيف السقف الأوتوماتيكية بالكامل لتنظيف السقف، والتي يمكن أن تزيد من نفاذية الضوء بنسبة تصل إلى 10% بعد التنظيف.
  • مجهزة بمصابيح صوديوم عالي الضغط بقدرة 1000 وات، بواقع 18 مصباحًا في كل صف، تمتد على 5 صفوف، بإجمالي 28 قنطرة وإجمالي 2520 مصباحًا. يبلغ خرج تدفق الفوتون الضوئي (PPF) 2100 ميكرومول/ثانية، مع وضع المصابيح على ارتفاع 3 أمتار تقريبًا فوق مظلة النبات.

ومع ذلك، على الرغم من الجهود المبذولة للحفاظ على انتقال الضوء الأمثل، لا تزال هناك عوامل مختلفة تؤدي إلى انخفاض نفاذية الضوء في الدفيئة. يمكن لعوامل مثل تقادم المعدات والزجاج ومواد التغطية، بالإضافة إلى وجود هياكل الأجهزة مثل الجمالونات وستائر التظليل، أن تساهم في التظليل الجزئي في مناطق معينة.

وتغطي كل وحدة إضاءة إضافية مساحة قدرها 0.1058 مترًا مربعًا، في حين تبلغ مساحة التظليل للجمالون الواحد والستارة المسحوبة 25.76 مترًا مربعًا. وباستثناء المناطق المتداخلة بين تركيبات الإضاءة والدعامات الإضافية، يمكن أن تصل مساحة التظليل الإجمالية إلى 811.44 مترًا مربعًا.

تم إنشاء الدفيئة في الحديقة عام 2016. ولإجراء اختبارات النفاذية، تم اختيار 10 نقاط اختبار عشوائية داخل الدفيئة في ديسمبر 2021 الساعة 12:00. تم قياس متوسط ​​النفاذية بنسبة 86.64%، وهو أقل من القيمة الأصلية المسجلة عند إنشاء الدفيئة لأول مرة.

المواد والأساليب التجريبية

استجابةً لانخفاض الإنتاجية عن المتوقع خلال مواسم زراعة الشتاء وأوائل الربيع 2020-2021 بسبب انخفاض ضوء الشمس، خلال موسم الزراعة 2021-2022، أخذت شركة Polar Agriculture في الاعتبار التكلفة ومتطلبات درجة الحرارة الليلية للنباتات.

من نوفمبر 2021 إلى مارس 2022 (يمتد من الأسبوع 45 من عام 2021 إلى الأسبوع 13 من عام 2022، بإجمالي 22 أسبوعًا)، تم استخدام الإضاءة التكميلية بمصابيح الصوديوم عالية الضغط من الساعة 23:00 إلى 7:00 في اليوم التالي.

وفي الوقت نفسه، تمت زيادة وتيرة الري ليلاً لتلبية متطلبات نمو النباتات. تم تعديل مدة الإضاءة الإضافية في شهري نوفمبر ومارس مقارنة بالنقصان/الزيادة في ساعات النهار.

أجريت التجربة في الدفيئة الزجاجية المتجاورة التابعة لشركة Polar Agriculture Co., Ltd. وتبلغ مساحة الدفيئة 3.3 هكتار، موجهة في اتجاه الشمال والجنوب مع 28 امتدادًا في الاتجاه بين الشرق والغرب.

يبلغ عرض كل شبر 8 أمتار ويحتوي على 6 رفوف زراعة. ويبلغ طول أحواض الزراعة 80 مترًا، ومسافة التباعد بين الصفوف 1.6 مترًا. استخدمت التجربة مجموعة متنوعة من طماطم الكوكتيل.

أثناء عملية نمو الطماطم، يتم توصيل المحلول المغذي من خلال الري بالتنقيط باستخدام نظام تسميد تلقائي متكامل مع نظام الري. يتم ضبط توقيت الري وتكراره تلقائيًا بناءً على أوقات شروق الشمس وغروبها والتعرض اليومي التراكمي للضوء.

تتم مراقبة وتحميل بيانات التعرض للضوء الخارجي التراكمي خارج الدفيئة بواسطة محطة الأرصاد الجوية بريفا، في حين يتم التقاط بيانات الإشعاع النشط الضوئي (PAR) داخل الدفيئة وتسجيلها بواسطة أجهزة استشعار الضوء.

يتم تسجيل معلمات النمو المختلفة للنباتات، مثل استطالة الساق الأسبوعية، والعدد الأسبوعي للجمالونات المثمرة، والفواكه لكل الجمالون، من قبل الفنيين كل أسبوع. يتم تسجيل العائد يوميًا ويتم تجميع الإحصائيات المجمعة خلال عطلات نهاية الأسبوع.

تحليل النتائج

بشكل عام، لم يختلف التعرض التراكمي للضوء الخارجي بشكل كبير بين موسمي النمو، مع متوسط ​​التعرض التراكمي للضوء نسبيًا خلال فصل الشتاء.

أظهر التعرض للضوء اتجاهًا متزايدًا مع فصول السنة، ولا سيما في الفترة من فبراير إلى مارس 2022. اتبع الاتجاه العام للإشعاع النشط للتمثيل الضوئي في الأماكن المغلقة (PAR) نمطًا مشابهًا للتعرض التراكمي للضوء الخارجي مع مرور الوقت.

ومع ذلك، بعد إدخال الإضاءة التكميلية، زادت كثافة PAR المتاحة للنباتات في الداخل خلال موسم النمو 2021-2022 إلى 1.24-1.75 مرة مقارنة بموسم النمو 2020-2021.

الضوء التراكمي خارج الدفيئة خلال مواسم النمو 2020 ~ 2021 و 2021 ~ 2022
2020 ~ 2021 و 2021 ~ 2022 موسم الزراعة في الأماكن المغلقة

تتطلب النباتات الضوء للنمو، وبشكل عام، تعمل شدة الضوء القوية على تعزيز نمو النبات بشكل أفضل ضمن نطاق معين. بسبب الإضاءة التكميلية المقدمة خلال موسم النمو 2021-2022، قد تظهر نباتات الطماطم تطورًا فسيولوجيًا محسنًا مقارنة بالموسم السابق.

واستناداً إلى سجلات المحاصيل الأسبوعية، فإن معدل نمو النباتات خلال موسم النمو 2021-2022 يساوي أو يتجاوز معدل نمو الموسم 2020-2021، مما يشير إلى أداء نمو أفضل نسبياً.

بالإضافة إلى ذلك، ومن خلال المقارنة، لوحظ أن الاتجاهات العامة للموسمين الزراعيين كانت متشابهة. وفي الأسبوع الخامس من موسم النمو 2021-2022، كانت هناك زيادة حادة في استطالة الساق، ولكن في الأسبوع السادس، كان هناك انخفاض مفاجئ.

وقد يكون ذلك بسبب حلول العام الصيني الجديد في الأسبوع الخامس من عام 2022، مما يؤدي إلى تأخير القياسات وتراكم بيانات النمو. ولذلك فإن التدخل البشري هو أيضا عامل لا غنى عنه في الإنتاج.

نمو المحاصيل الأسبوعي في مواسم النمو 2020 ~ 2021 و2021 ~ 2022

يمكن أن يعكس عدد مجموعات الفاكهة والفواكه في الأسبوع قدرة النمو الإنجابي للمحاصيل. في بداية شهر نوفمبر، كان عدد الثمار لكل نبات هو نفسه لكلا موسمي النمو.

ومع ذلك، مع تقدم موسم النمو، اتسعت الفجوة تدريجيًا بين عدد الثمار لكل نبات مع إضاءة تكميلية وتلك التي لا تحتوي عليها.

وفي نهاية فترة الإضاءة التكميلية، أنتجت النباتات في موسم النمو 2021-2022 27.5 عنقوداً من الفاكهة، بينما انتهت النباتات في موسم النمو 2020-2021 بدون إضاءة تكميلية إلى 26 عنقوداً من الفاكهة، مما أدى إلى فارق 1.5 مجموعات من الفاكهة.

على الرغم من تقلب عدد الثمار أسبوعيًا، إلا أن موسم النمو 2021-2022 حقق محصولًا أسبوعيًا أعلى من الفاكهة مقارنة بموسم النمو 2020-2021، مع وجود اختلاف كبير.

عدد العناقيد الثمرية أسبوعياً في موسمي النمو 2020~2021 و2021~2022
غلات المحاصيل الشهرية لموسمي النمو 2020~2021 و2021~2022

في هولندا، بين المزارعين والباحثين، هناك اعتقاد بأن كل زيادة بنسبة 1٪ في شدة الضوء، هناك زيادة مقابلة بنسبة 1٪ في المحصول. ويعزى ذلك إلى قدرة المحاصيل على تعزيز عملية التمثيل الضوئي عن طريق امتصاص المزيد من الضوء، مما يؤدي في النهاية إلى زيادة الإنتاج.

وفي كلا الموسمين تمت المحافظة على الكثافة النباتية عند 3.75 نبات لكل متر مربع. ومع ذلك، كان المحصول بعد الإضاءة التكميلية أعلى بكثير من بدون الإضاءة التكميلية، مع متوسط ​​زيادة في المحصول بنسبة 31.63%. ولوحظ أكبر الفرق في يناير.

وخلال موسم الزراعة 2021-2022، كان المحصول الشهري أعلى بـ 1.44 مرة من موسم الزراعة 2020-2021. ويمكن أن تعزى هذه الزيادة في المحصول إلى ارتفاع درجة الحرارة الناتج عن الإضاءة الإضافية الإضافية، مما أدى إلى تسريع معدل نضج الثمار وتلوينها.

علاوة على ذلك، أظهر محصول الطماطم اتجاها للزيادة في البداية، ثم الانخفاض ثم الزيادة مرة أخرى. وكان هذا الاتجاه مخالفاً للتباين في شدة الضوء داخل البيت المحمي، والتي انخفضت في البداية، ثم زادت، ثم انخفضت مرة أخرى.

تشير هذه الملاحظة إلى وجود فارق زمني يبلغ حوالي شهر واحد بين إدراك الأجزاء السفلية والعلوية من نباتات الطماطم للتغيرات البيئية.

خاتمة

استنادا إلى مؤشرات المحاصيل التي تم الحصول عليها، يمكن استنتاج أن إضافة الإضاءة التكميلية أكثر فائدة لنمو المحاصيل. تعمل الإضاءة الإضافية، إلى جانب زيادة درجة الحرارة، على تسريع إعداد الثمار ونضجها، وتعزز سرعة النضج، وبالتالي تؤدي إلى إنتاجية أعلى.

بالإضافة إلى ذلك، فيما يتعلق باستراتيجية الإضاءة التكميلية، وخاصة استراتيجية إطفاء الضوء في الصباح، لمنع تقلبات الضوء والتوافق مع إيقاع النمو الطبيعي للنباتات، فإن عدد الأضواء الإضافية يتناقص تدريجياً مع شروق الشمس.

بعد شروق الشمس في الصباح، حوالي الساعة 7:30 صباحًا، يتم إطفاء نصف الأضواء الإضافية. عندما تصل شدة الضوء الخارجي إلى 300 واط/م2، يتم إطفاء جميع الأضواء الإضافية.

ويأخذ قرار توفير الإضاءة الإضافية أثناء الليل أيضًا في الاعتبار استهلاك الطاقة وأسعار الكهرباء في أوقات الذروة/خارج أوقات الذروة.

وفي ضواحي بكين، يبلغ سعر الكهرباء ليلا 0.3 يوان/(كيلووات.ساعة)، في حين أن أسعار الذروة وخارج أوقات الذروة تبلغ 0.89 و0.59 يوان/(كيلووات.ساعة) على التوالي. توفير الإضاءة الإضافية أثناء الليل يوفر ما يقرب من نصف التكاليف.

ابق على تواصل معنا!

بدءًا من تخطيط الإضاءة المخصص وحتى عروض الأسعار المخصصة وكل شيء بينهما، فإن فريقنا من خبراء البستنة على استعداد دائمًا للمساعدة.

يرجى تمكين JavaScript في متصفحك لإكمال هذا النموذج.
اسم
** سيتم حماية خصوصيتك

Get Catalogue & Price List​

يرجى تمكين JavaScript في متصفحك لإكمال هذا النموذج.
اسم
** سيتم حماية خصوصيتك
دردشة مفتوحة
الاستفسار لنا
مرحبًا 👋
هل تبحث عن أضواء LED للنمو؟