نور در گلخانه

اهمیت نور در گلخانه

نور از عوامل مهم تاثیر گذار در رشد گیاه می باشند که با تاثیر بر فتوسنتز نقش اساسی در رشد گیاه دارد. انرژی نور مانند یک بسته انرژی عمل می کند. با استفاده از روش های مختلفی از جمله فتومتری، رادیومتری و کوانتومتری می توان شذت نور را اندازه گیری کرد.

شدت نور بر فتوسنتز، ارتفاع گیاه و گلدهی موثر است و بیشینه فتوسنتز در نور قرمز و آبی صورت می گیرد. شدت نور در گیاهان گلخانه ای بین 10000 تا 70000 لوکس متغیر است.

در گیاهان سایه پسند بیشینه نور برای فتوسنتر بین 4000 تا 5000 لوکس و کمینه 500 لوکس است و کمینه نور برای گیاهان آفتاب پسند بین 1000 تا 1500 لوکس است.

شدت نور در اوایل صبح کم بود در هنگام ظهر به حداکثر رسیده و به تدریج کم شده و در نزدیکی غروب به حداقل می رسد.

عوامل موثر بر میزان نور قابل رویت

فصل سال: زاویه تابش خورشید در تابستان بیشتر و در زمستان کمتر است. هر چه زاویه تابش خورشید بیشتر باشد شدت نور وارده بیشتر می شود. بیشترین شدت نور در زاویه تابش خورشید 90 درجه است

عرض جغرافیایی: با افزایش عرض جغرافیایی خورشید مایل تر می تابد بنابراین شدت نور وراده به گلخانه کاهش می یاید.

ارتفاع از سطح دریا: هر چه ارتفاع محل احداث گلخانه از سطح دریا بیشتر باشد شدت نور بیشتر است.

ساعات مختلف روز: بیشترین شدت نور در هنگام ظهر است.

پوشش ابر: ابری بودن هوا میزان نور قابل دسترس را 3-6 برابر کاهش می دهد.

میزان آلوذگی: افزایش میطان آلودگی باعث کاهش شدت نور می شود

رطوبت موجود در اتمسفر.

افزایش شدت نور در گلخانه

بیشینه کردن نور در گلخانه بستگی به نوع گلخانه، جنس اسکلت، فاصله گیاهان، و سایر اجسامی که نور را جذب یا منعکس می کنند دارد

در عرض های جغرافیایی کمتر از 40 درجه شمالی یا جنوبی گلخانه شرقی-غربی نور بیشتری دریافت می کند.

سایه دائمی بیشتری وجود دارد. اگر جهت گلخانه شمالی – جنوبی باشد نور کمتری وارد گلخانه شده و سایه کمتری وجود دارد و تهویه بهتر انجام می شود.

در گلخانه های جوی پشته ای در تمام عرض های جغرافیایی باید جهت گلخانه شمالی جنوبی باشد.

از انجایی که در زمستان خورشید مایل می تابد بنابراین نور کمتری به گلخانه وارد می شود به منظور بیشینه کردن نور داخل گلخانه می توان زاویه سقف گلخانه با سطح افق را بیش از 60 درجه افزایش داد.

 ساده بودن قاب های شیشه ای روی گلخانه، ظرافت قاب و افزایش عرض قابها باعث افزایش شذت نور وارده به گلخانه می شود. اسکلت چوبی به طور کاملا محسوس شدت نور را کاهش می دهد.

یکی از راههای جلوگیری از کاهش شدت نور ورودی در زمستان شستن رنگ شیشه های گلخانه است. .

بهینه‌سازی عبور نور

عبور نور به میزان 70 درصد روزانه از گلخانه با یک پوشش ساده، کم اتفاق می­افتد، زیرا به طور معمول این میزان حدود 55 درصد در زمستان و 70 درصد در تابستان است در حالی‌که در گلخانه‌های با پوشش دو لایه این رنج بین 50 تا 60 درصد می‌شود.

شستن پوشش گلخانه و شفاف شدن پلاستیک پوشش گلخانه در کنار استفاده از پوشش پلاستیکی مناسب، سبب افزایش نفوذ نور به داخل گلخانه می‌گردد

کاهش هرچه بیشتر سایه‌اندازی سازه و تجهیزات گلخانه و بادشکن‌های خارج گلخانه در بهبود نفوذ نور موثرند.

کیفیت تشعشع توسط ذرات گرد و خاک رسوب کرده روی پوشش گلخانه متأثر می‌شود به طوری‌که نفود تشعشع فعال فتوسنتزی (PAR) ممکن است بیشتر از کل نور برخوردی که به پوشش گلخانه می‌تابد، محدود شود.

همچنین می‌توان با استفاده از تکنیک‌هایی مانند کشت ردیف‌ها در جهت شمالی جنوبی، تراکم مناسب کشت، هرس کردن، شکل‌دهی مناسب بوته، استفاده از مالچ در مدیریت کشت محصولات داخل گلخانه به طور کارآمدتری از نور استفاده کرد

راهکارهایی برای افزایش استفاده از تابش

تابش پراکنده بخش مهمی از تابش خورشیدی رسیده به گلخانه را شامل می­شود. افزایش کسر نسبی تابش پراکنده در گلخانه ­ها (به­ طور عمده پلی­ اتیلن) در مناطق مدیترانه‌ای باعث کاهش تابش مستقیم خورشید به داخل گلخانه می­شود.

 بنابراین، تابش پراکنده و غیرمستقیم بیشتر می­شود این افزایش در انتشار نور معمولاً باعث افزایش عملکرد می­شود.

گیاهانی مانند سبزیجات میوه ­ای با یک تاج ­پوشش، کامل از تابش پراکنده نسبت به افزایش یکنواختی تابش در آن و افزایش تولید به­دلیل افزایش راندمان تابش می­شود.

استفاده روزافزون از پوشش مواد پراکنده­ کننده نور (تابش مستقیم، بهتر بهره می­گیرند، زیرا تابش­ های پراکنده باعث نفوذ نور به لایه ­های میانی و پایی ن­تر تاج ­پوشش گیاه می­شود و موجب توزیع افقی بهتر تابش در گلخانه می­شود.

دلایل تنظیم نور در گلخانه

1) تغییر طول ساعات روز (افزایش یا کاهش آن) 2) قطع تاریکی شب (به­ طور مختصر برای تنظیم نور دوره نوری) 3) گسترش یا کاهش طول دوره تاریکی شب با استفاده از نور مصنوعی یا صفحات تیره 4) افزایش فتوسنتز (تکمیل نور طبیعی و یا گسترش طول روز با نور مصنوعی) و 5) کاهش شدت نور (به­ عنوان مثال، با استفاده صفحات سایه­ انداز هنگامی که دمای هوا بسیار بالا است).

هدف از تنظیم نور به حداکثر رساندن فتوسنتز با به حداکثر رساندن دریافت نور (تابش فعال فتوسنتزی) توسط گلخانه که شامل بهینه ­سازی طراحی و جهت­ گیری گلخانه است می­باشد که نیازمند تنظیم مناسب جهت ردیف­ های گیاه (شمال-جنوب) و چیدمان و تراکم مناسب گیاهان (در فصل زمستان کمتر از فصل تابش ­های بالا)، بسته به نوع، رقم و شرایط محصول است​.

در کشت سبزیجات در منطقه مدیترانه، نور مصنوعی در بیشتر موارد از لحاظ اقتصادی توجیه ­پذیر نیست. سبزیجاتی که معمولاً در گلخانه ­ها رشد می­ کنند در شرایط معمولی به طول دوره نوری حساس نیستند، اما به­ عنوان­ مثال، در گوجه­ فرنگی در صورتی که طول روز بیش از 18 ساعت باشد، رنگ­ باخته می­ شوند.

سفیدکردن پوشش گلخانه در کاهش سطح گرمای بیش از حد در فصل تابش زیاد مفید است، اما به­ طور قابل­ توجهی تابش را محدود می­کند که موجب کاهش تولید بالقوه می­شود​.

افزایش شدت نور در گلخانه

برای بهبود دسترسی گیاه به نور از تکنیک­های مختلفی از جمله: 1) رنگ­ زدن اجزای سازه گلخانه با رنگ سفید 2) استفاده از یک نوار پلاستیکی سفید به ­عنوان مالچ خاکی استفاده می شود.

استفاده از نور مصنوعی

اهداف اصلی نور مکمل برای افزایش فتوسنتز (نوردهی روزانه) و افزایش طول روز (طول دوره نوری) است که امکان افزایش تابش تجمعی روزانه را فراهم می­کند .

وقتی که تابش خورشید کافی نیست، می­توان با نور مصنوعی برای افزایش سطح تابش فعال فتوسنتزی تا بالاتر از نقطه جبران نوری و حفظ رشد فعال تکمیل شود. اثر مثبت افزایش تابش فعال فتوسنتزی در رشد در سطوح کم آن بیشتر است​.

جهت تامین نور مورد نیاز گلخانه می توان از انواع لامپ ها استفاده کرد که عبارتند از:

لامپ رشته­ ای

لامپ­های رشته ­ای کارایی بسیار کمی در تبدیل انرژی (برق) به تابش فعال فتوسنتزی (حدود 6 درصد) دارند که اکثر انرژی را در محدوده مادون­قرمز منتشر می­کنند.

از آنجایی که این لامپ­ها می­توانند پاسخ مورفولوژیک در گیاه ایجاد کنند برای کنترل دوره نوری یا برای تکمیل سایر لامپ­ها مورد استفاده قرار می­گیرند

2) فلورسنت یا مهتابی

لامپ­های فلورسنت کارآیی بیشتری نسبت به لامپ­های رشته­ای دارند و راندمان تبدیل 20 درصد به تابش فعال فتوسنتزی را دارند. این لامپ­ها معمولاً نور سفید تولید می­کنند، هرچند انواع مختلفی دارند.

لامپ­های فلورسنت به­ طور موثری برای جوانه­زدن و در مراحل اولیه رشد در اتاقک­های رشد (یا اتاق­ها) استفاده می­شوند، زیرا می­توان آن­ها را در نزدیکی گیاه قرار داد،

این لامپ ها به ­ندرت در گلخانه­ ها مورد استفاده قرار می­گیرند، زیرا با شدت نیستند و سبب ایجاد سایه زیاد و محدودکردن تابش در روز می­شوند

3) لامپ­های تخلیه ولتاژ بالا

لامپ­های تخلیه با شدت بالا هنگامی که تابش با شدت زیاد مورد نیاز است استفاده می­شود. در میان این نوع لامپ­ها می­توان جیوه، هالوژن، سدیم فشارکم، سدیم پرفشار و زنون را نام برد.

از پربازده­ ترین آن­ها می­توان لامپ­ های هالوژن و لامپ­ های سدیم (کم و پرفشار) که بازده آن­ها به میزان 26 تا 27 درصد می­رسد را نام برد

رایج­ترین لامپ­های مورد استفاده لامپ­های سدیمی با فشار بالا با توان 400 تا 450 وات هستند.

این لامپ­ها معمولاً طوری نصب می­شوند تا یک لامپ برای هر 10 متر مربع وجود داشته باشد و این مقدار توانی برابر با 50 وات بر مترمربع و سطحی از تابش فعال فتوسنتزی برابر با 10 وات بر مترمربع را فراهم می­کند

این لامپ­ها معمولاً در ارتفاع 1/5 تا 2 متری و در قاب­های 2/2 × 2/2 متری و 2/3 × 2/3 متری قرار می­گیرند تا بین 5 تا 10 متر مربع توسط هر لامپ پوشش یابد.

سیستم روشنایی معمولاً هنگامی فعال می­شود که سطح تابش طبیعی فعال فتوسنتزی پایین­تر از 10 یا 15 وات بر مترمربع باشد.

  طول روز را تا 12 تا 16 ساعت، اما نه بیش از 18 ساعت افزایش می­دهد، زیرا این امر برای بعضی از گیاهان مضر می­باشد،

گرچه بعضی از گونه­ ها مانند کاهو از نور ثابت بهره می­برند با این­حال، روشنایی ثابت می­تواند باعث تخریب برگ در برخی از گونه­ ها و در گوجه­ فرنگی ضد تولید باشد.

روشنایی ثابت می­تواند باعث تخریب برگ در برخی از گونه­ ها و در گوجه ­فرنگی ضد تولید باشد.

میزان نوردهی توصیه ­شده در سبزیجات بین 12 تا 24 وات بر متر مربع  تابش فعال فتوسنتزی در خیار، فلفل و گوجه ­فرنگی، و بین 12 تا 48 وات بر مترمربع  تابش فعال فتوسنتزی برای بادمجان و کاهو می­باشد.

استفاده از نور بینابینی، به­ جای استفاده از لامپ به­ تنهایی در بالای گیاه و استفاده از LED ها می­توانند کارایی نور و انرژی را به میزان قابل توجهی افزایش دهند.

کاهش شدت نور در گلخانه