如何使用 LED 照明來改善植物繁殖

位於美國東部維吉尼亞州的「Battlefield Farms」為了解決組織培養苗高損失率的問題，將種植設備轉向 LED 單源照明。了解 Battlefield Farms 如何成功使用 LED 照明。

2017/5/17

背景
Battlefield 農場位於維吉尼亞州的 Rapidan 地區，有 45 英畝的生產區，種植多年生植物和聖誕紅。以前在溫室繁殖敏感的組織培養苗，但溫度和光照強度上升到一個極端，不利於植物在溫室中適應第三階段的組織培養；為了滿足今年晚些時候的常年訂單，農場花費了一筆錢。

Battlefield 農場研究與開發經理 Travis Higginbotham 說：「隨著當時的環境條件，某些品種已經造成大概 40％ 的損失。這不是因為做法問題，我們已盡可能地控制溫室了。我們把整個溫室部分都包好了，安裝 50％ 的遮陽布，且有霧化器來增加濕度，盡量使其適應環境。但是我們仍然在許多不同的品種上遇到很多問題。」

加入康乃爾大學和密西根州立大學的 LED 照明繁殖研究以及飛利浦 GreenPower LED 生產模組。大約兩年前， Higginbotham 與飛利浦聯手試用該照明模組，並在單一來源環境中遵照公司的精確設計規範，在組織培養產線上用藍色和紅色光譜的燈照射。

Higginbotham 和他的同事基於試驗結果，改變飛利浦的設計來適應與不同類型植物材料合作的具體應用。燈最初安裝在植物上方，但他和他的同事把燈光放在兩邊，以適應分層的生產方式。該設施約有 30 個推車，每個都有 100 平方英尺的空間，總面積約 3000 平方英尺。當試驗開始時，農場已經適應了大約 60 萬的組培生產，生產量翻了一倍多。

Higginbotham 說：「在受控的環境中，種植數百種不同的植物品種，可以透過布簾分開，並提供不同的光週期。根據物種的不同，可以將光週期從 12 小時改為 16 至 24 小時。」

Higginbotham 說：「一般而言，在完全控制的環境中繁殖有好處。二氧化碳水平和溫度在 68 – 72 度之間是一致的，可以控制光照週期。結果，植物生根改善、生長更緊密，作物生長時間更短。由於能夠徹底確定環境條件，包括光線，我們已經能夠加快生產大概一周了！」

 

Higginbotham 與同事正在考慮如何在更冷的地方改善照明和生產。也考慮將冷卻器轉變成認證的有機冷卻器，這在溫度、灌溉和燈光控制方面是可行的。他說：「一切都可以透過生物控制進行監管，我們可以向前邁進，建立一個完全環保的體系，而不僅僅是通過輕量級的節能環保！ 」
 

「我們現在也在考慮做不同的照明應用，用上面的燈光來做應用，而不僅僅是兩旁。因為如果可以從上面增加更高的光強度，那麼我們可以做扦插繁殖，而不僅僅是組織培養繁殖或種子繁殖。」

Higginbotham 最初設計照明系統時，需要經常測量光照水平。現在，他已經看到多年來堅持的結果，使他能夠較少地測量照明系統。他使用量子感測器讀取微莫耳（µmol）來測量光強度，對於從側面指向的每個光，最大輸出為 125 µmol。


結語
Higginbotham 說：「在生產種植觀賞植物、垂直農產品和特殊植物種植之間， LED 照明提供多種可能性。每個光譜都有多種用途，甚至是進入紫外光譜，我們在未來可能會使用 LED 照明。對於種植如何變得更加環保的可能性感興趣，不僅在植物生長與 LED 方面有關，還可以控制昆蟲、控制黴菌、葡萄孢等。種植者的面對的問題不只是在植物生長，還要重視植物病蟲害整合性管理 (IPM) 與綜合疾病管理 (IDM) 的環境工具^註。」
 


 

參考原文：https://goo.gl/04FtjU 。

註：植物病蟲害整合性管理 (IPM) 與綜合疾病管理 (IDM) 參考資料連結：