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Al giorno d’oggi, la coltivazione idroponica indoor sta diventando sempre più popolare, sia negli angusti appartamenti cittadini che nelle moderne serre agricole. La coltivazione idroponica è come un piccolo incantesimo magico che ci permette di coltivare una vegetazione rigogliosa in spazi limitati.
Perchè è così popolare?
I punti salienti sono due: in primo luogo, l’elevatissimo tasso di utilizzo dello spazio. Non sono più necessari vasti appezzamenti di terreno per creare un'oasi verde; in secondo luogo, la coltivazione fuori suolo riduce i problemi associati al suolo, come la lotta contro parassiti e malattie. La pulizia è molto più semplice rispetto alla tradizionale semina in terra.
Tuttavia, il punto focale di cui dobbiamo discutere è questo: quando si decide di impegnarsi nella coltivazione idroponica in casa o in strutture commerciali, è necessario disporre di un crescere leggero?
Abbiamo tutti sentito dire che la luce è vitale per la crescita delle piante, ma con la coltura idroponica come tipo specifico di coltivazione, è necessario che la luce cambi? E che ruolo possono svolgere le luci di coltivazione in questo? Seguici mentre esploriamo lungo la strada!
Nella coltivazione idroponica domestica o in serra, la disponibilità naturale della luce solare può essere significativamente influenzata dalle stagioni e dalla posizione geografica.
Ad esempio, a Pechino, in Cina, durante l’inverno, le ore di luce solare sono notevolmente ridotte e l’intensità della luce solare è più debole. Questa riduzione dell’esposizione alla luce solare può limitare la crescita delle piante idroponiche, poiché ricevono meno energia per la fotosintesi. Di conseguenza, le piante possono presentare una crescita stentata e foglie ingiallite, indicando una mancanza di luce solare sufficiente.
Durante l'estate, invece, la luce solare può essere intensa, soprattutto verso mezzogiorno. La luce solare diretta può aumentare la temperatura del serbatoio dell’acqua nei sistemi idroponici, causando potenzialmente disagio alle piante. Questo stress da calore può portare a bruciature delle foglie e a una crescita limitata, in particolare se gli impianti idroponici vengono posizionati vicino a finestre dove l’esposizione alla luce solare è intensa.
Nel complesso, la variabilità nella disponibilità naturale della luce solare rappresenta una sfida per i coltivatori idroponici, incidendo sulla crescita e sulla salute delle piante. Per mitigare queste limitazioni, i coltivatori spesso integrano la luce solare naturale con luci di coltivazione artificiali per fornire condizioni di illuminazione costanti e ottimali per le loro piante idroponiche durante tutto l’anno.
Inoltre, il posizionamento all’interno della casa è fondamentale per la coltivazione idroponica. Le posizioni più vicine alle finestre generalmente ricevono una migliore esposizione alla luce solare rispetto alle aree al centro della casa, soprattutto quelle esposte a sud, che ricevono luce solare relativamente ampia durante tutto l'anno.
Tuttavia, anche in queste posizioni favorevoli, elementi interni come vetro, tende e mobili possono parzialmente bloccare e filtrare la luce solare, riducendo la luce effettiva che raggiunge le piante idroponiche e trasformandola in una luce diffusa più morbida.
Sebbene gli ambienti delle serre consentano il controllo della temperatura e dell’umidità, sono comunque soggetti alle influenze stagionali e geografiche. Soprattutto nelle regioni più lontane dall’equatore, questioni come la riduzione delle ore diurne e la minore intensità della luce solare diventano più importanti durante l’inverno.
Senza illuminazione supplementare, le piante idroponiche possono presentare una crescita lenta, fogliame rado e colorazione opaca, simile a come i bambini carenti di calcio hanno ossa deboli. Una luce insufficiente può ostacolare la normale crescita e lo sviluppo delle piante.
Cari giardinieri, quando vi prendete cura delle piante idroponiche, ricordatevi di osservare le condizioni di luce naturale della vostra casa, adattare di conseguenza la loro posizione e utilizzare l'illuminazione artificiale quando necessario per integrare la luce solare. Questo è essenziale per mantenere la loro sana vitalità verde!
Il motivo per cui le luci da coltivazione sono così potenti è che possono simulare la luce solare, agendo come repliche fedeli della luce solare. È importante notare che la luce solare contiene vari colori di luce e ogni colore di luce ha un effetto unico sulla crescita delle piante.
Successivamente, diamo un'occhiata a come le luci di coltivazione svolgono la loro magia nelle serre idroponiche.
Il parco industriale agricolo Polaris di Pechino si trova nel distretto di Miyun, Pechino (40,4°N, 117°E). Il clima nel distretto di Miyun è caratterizzato da un clima continentale caldo temperato influenzato dai monsoni, con condizioni semi-umide e semi-aride. L’esposizione alla luce solare è significativamente più elevata nelle stagioni estiva e autunnale rispetto a quella invernale e primaverile.
Ad esempio, nel 2021, la luce solare accumulata totale ha raggiunto 492.177 J/cm2 durante tutto l’anno, con la luce solare nelle stagioni estiva e autunnale 1,67 volte superiore rispetto alle stagioni invernale e primaverile.
Tuttavia, poiché la serra viene utilizzata per piantare pomodori invernali, con la semina a settembre e la raccolta a giugno, anche se l'intensità e la qualità della luce solare sono maggiori durante la stagione estiva, ciò non può tradursi direttamente in rese più elevate.
Pertanto, l’obiettivo principale è migliorare l’esposizione alla luce solare nella serra durante le stagioni estiva e autunnale per aumentare i raccolti.
Molti fattori influenzano l’intensità della luce disponibile per le piante all’interno della serra:
Tuttavia, nonostante gli sforzi per mantenere una trasmissione della luce ottimale, vari fattori possono ancora portare a una riduzione della trasmissione della luce nella serra. Fattori come l’invecchiamento delle attrezzature, dei vetri e dei materiali di copertura, nonché la presenza di strutture metalliche come capriate e tende ombreggianti, possono contribuire all’ombreggiamento parziale in alcune zone.
Ciascun apparecchio illuminante supplementare copre una superficie di 0,1058 mq, mentre la zona d'ombra di un singolo traliccio e tenda retratta è di 25,76 mq. Escludendo le zone di sovrapposizione tra corpi illuminanti supplementari e capriate, la superficie ombreggiante totale può raggiungere 811,44 mq.
La serra nel parco è stata costruita nel 2016. Per condurre i test di trasmittanza, sono stati selezionati 10 punti di prova casuali all'interno della serra nel dicembre 2021 alle 12:00. La trasmittanza media è stata misurata all'86,64%, un valore inferiore al valore originale registrato al momento della costruzione della serra.
In risposta ai rendimenti inferiori alle aspettative durante le stagioni di semina invernale e all’inizio della primavera del 2020-2021 a causa della ridotta luce solare, durante la stagione di semina 2021-2022, Polar Agriculture ha considerato il costo e i requisiti di temperatura notturna delle piante.
Da novembre 2021 a marzo 2022 (dalla settimana 45 del 2021 alla settimana 13 del 2022, per un totale di 22 settimane), l'illuminazione supplementare con lampade al sodio ad alta pressione è stata utilizzata dalle 23:00 alle 7:00 del giorno successivo.
Nel frattempo, la frequenza dell'irrigazione notturna è stata aumentata per soddisfare le esigenze di crescita delle piante. La durata dell'illuminazione supplementare nei mesi di novembre e marzo è stata adeguata alla diminuzione/aumento delle ore diurne.
L'esperimento è stato condotto nella contigua serra di vetro della Polar Agriculture Co., Ltd. La serra ha una superficie di 3,3 ettari, orientata in direzione nord-sud con 28 campate in direzione est-ovest.
Ogni campata ha una larghezza di 8 metri e contiene 6 rastrelliere di coltivazione. Le vasche di coltivazione sono lunghe 80 metri con una distanza tra le file di 1,6 metri. L'esperimento ha utilizzato una varietà di pomodoro cocktail introdotta.
Durante il processo di crescita del pomodoro, la soluzione nutritiva viene erogata tramite irrigazione a goccia utilizzando un sistema di fertirrigazione automatico integrato con il sistema di irrigazione. I tempi e la frequenza dell'irrigazione vengono regolati automaticamente in base agli orari di alba e tramonto e all'esposizione cumulativa alla luce giornaliera.
I dati cumulativi sull'esposizione alla luce esterna all'esterno della serra vengono monitorati e caricati dalla stazione meteorologica Priva, mentre i dati sulla radiazione fotosinteticamente attiva (PAR) all'interno della serra vengono catturati e registrati da sensori di luce.
Vari parametri di crescita delle piante, come l'allungamento settimanale dello stelo, il numero settimanale di grappoli fruttiferi e i frutti per grappolo, vengono registrati ogni settimana dai tecnici. Il rendimento viene registrato quotidianamente e le statistiche aggregate vengono compilate durante i fine settimana.
Nel complesso, l’esposizione cumulativa alla luce esterna non è variata significativamente tra le due stagioni di crescita, con un’esposizione cumulativa alla luce relativamente media durante la stagione invernale.
L’esposizione alla luce ha mostrato una tendenza crescente con le stagioni, particolarmente evidente da febbraio a marzo 2022. La tendenza generale della radiazione fotosinteticamente attiva (PAR) interna ha seguito un modello simile all’esposizione cumulativa alla luce esterna nel tempo.
Tuttavia, dopo l’introduzione dell’illuminazione supplementare, l’intensità del PAR disponibile per le piante indoor durante la stagione di crescita 2021-2022 è aumentata a 1,24-1,75 volte quella della stagione di crescita 2020-2021.
Le piante richiedono luce per crescere e, in generale, un'intensità luminosa più forte favorisce una migliore crescita delle piante entro un certo intervallo. Grazie all'illuminazione supplementare fornita durante la stagione di crescita 2021-2022, le piante di pomodoro potrebbero mostrare uno sviluppo fisiologico migliore rispetto alla stagione precedente.
Sulla base dei registri settimanali del raccolto, il tasso di crescita delle piante durante la stagione di crescita 2021-2022 è pari o superiore a quello della stagione di crescita 2020-2021, indicando prestazioni di crescita relativamente migliori.
Inoltre, attraverso il confronto, è stato osservato che gli andamenti complessivi delle due stagioni di crescita erano simili. Nella quinta settimana della stagione di crescita 2021-2022, si è verificato un forte aumento dell'allungamento dello stelo, ma nella sesta settimana si è verificato un improvviso calo.
Ciò potrebbe essere dovuto al fatto che il Capodanno cinese cade nella quinta settimana del 2022, con conseguenti misurazioni ritardate e accumulo di dati sulla crescita. Pertanto, anche l’intervento umano è un fattore indispensabile nella produzione.
Il numero di grappoli e frutti a settimana può riflettere la capacità di crescita riproduttiva delle colture. All'inizio di novembre il numero di frutti per pianta era lo stesso per entrambe le stagioni di crescita.
Tuttavia, con il progredire della stagione di crescita, il divario tra il numero di frutti per pianta con illuminazione supplementare e quelli senza illuminazione si è gradualmente ampliato.
Al termine del periodo di illuminazione supplementare, le piante nella stagione di crescita 2021-2022 avevano prodotto 27,5 grappoli di frutti, mentre quelle nella stagione di crescita 2020-2021 senza illuminazione supplementare terminavano con 26 grappoli di frutti, con una differenza di 1,5 grappoli di frutti.
Sebbene il numero di frutti a settimana abbia oscillato, nel complesso, la stagione di crescita 2021-2022 ha avuto una resa settimanale di frutta più elevata rispetto alla stagione di crescita 2020-2021, con una differenza significativa.
Nei Paesi Bassi, tra coltivatori e ricercatori, si ritiene che per ogni aumento dell'1% nell'intensità della luce, vi sia un corrispondente aumento dell'1% nella resa. Ciò è attribuito alla capacità delle colture di migliorare la fotosintesi assorbendo più luce, con conseguente aumento della resa.
In entrambe le stagioni di impianto la densità di impianto è stata mantenuta a 3,75 piante per mq. Tuttavia, il rendimento dopo l'illuminazione supplementare è stato notevolmente superiore rispetto a quello senza illuminazione supplementare, con un aumento medio del rendimento del 31,63%. La differenza maggiore è stata osservata nel mese di gennaio.
Durante la stagione di semina 2021-2022, la resa mensile è stata 1,44 volte superiore a quella della stagione di semina 2020-2021. Questo aumento della resa potrebbe essere attribuito all'aumento della temperatura derivante dall'ulteriore illuminazione supplementare, che ha accelerato il tasso di maturazione e colorazione dei frutti.
Inoltre, la resa dei pomodori ha mostrato un andamento inizialmente in aumento, poi in diminuzione e poi nuovamente in aumento. Questo andamento è contrario alla variazione dell'intensità luminosa all'interno della serra, che inizialmente diminuisce, poi aumenta e infine diminuisce nuovamente.
Questa osservazione suggerisce che esiste un ritardo di circa un mese tra la percezione dei cambiamenti ambientali da parte della parte inferiore e di quella superiore delle piante di pomodoro.
Sulla base degli indicatori ottenuti sulle colture, si può concludere che l’aggiunta di un’illuminazione supplementare è più vantaggiosa per la crescita delle colture. L'illuminazione supplementare, unita all'aumento della temperatura, accelera l'allegagione e la maturazione dei frutti, aumenta la velocità di maturazione e di conseguenza porta a rese più elevate.
Inoltre, per quanto riguarda la strategia di illuminazione supplementare, in particolare la strategia di spegnimento mattutino, per prevenire fluttuazioni di luce e allinearsi al ritmo naturale di crescita delle piante, il numero di luci supplementari diminuisce gradualmente con l’alba.
Dopo l'alba del mattino, intorno alle 7:30, la metà delle luci supplementari vengono spente. Quando l'intensità della luce esterna raggiunge i 300 W/m2, tutte le luci supplementari vengono spente.
La decisione di fornire un'illuminazione supplementare durante la notte tiene conto anche del consumo energetico e dei prezzi di punta/non di punta dell'energia elettrica.
Nella periferia di Pechino, il prezzo dell'elettricità notturna è di 0,3 yuan/(kW.h), mentre i prezzi di punta e quelli non di punta sono rispettivamente di 0,89 e 0,59 yuan/(kW.h). Fornire un’illuminazione supplementare durante la notte consente di risparmiare quasi la metà dei costi.
Dalla pianificazione personalizzata dell'illuminazione, ai preventivi su misura e tutto il resto, il nostro team di esperti di orticoltura è sempre pronto ad assistere.
Siamo un produttore professionale di luci per piante a LED, impegnato a utilizzare la tecnologia per migliorare il massimo potenziale della lampada, massimizzando continuamente i benefici per i coltivatori e risparmiando energia per il pianeta.
