一,Le problème avec l'éclairage typique est qu'il consomme beaucoup d'énergie, ne diffuse pas une bonne lumière et crée beaucoup de chaleur.
Les lampes au sodium à haute-pression (HPS) et les lampes fluorescentes sont les principaux types d'éclairage utilisés dans les serres. Cependant, ces sources lumineuses présentent trois problèmes majeurs :
Peu économes en énergie : les lampes HPS ne convertissent qu’environ 30 % de l’énergie électrique qu’elles consomment en lumière visible. Le reste de l’énergie est transformé en chaleur. Par exemple, dans la ville de Shouguang, une serre traditionnelle a besoin de 30 % d’électricité supplémentaire pour se rafraîchir pendant l’hiver lorsque les lumières sont allumées, ce qui augmente le coût total de consommation d’énergie de 45 %.
Il n'est pas possible de contrôler le spectre : les lampes fluorescentes ont un spectre fixe qui ne fonctionne pas pour toutes les phases de croissance des plantes. Par exemple, la lumière bleue est nécessaire pour aider les plants de tomates à développer leurs racines, et la lumière rouge est nécessaire pour aider les boutons floraux à pousser pendant la floraison. Le réglage dynamique n'est pas possible avec les sources lumineuses traditionnelles.
Interférence du rayonnement thermique : les lampes HPS peuvent atteindre une température supérieure à 200 degrés Celsius à leur surface, ce qui peut augmenter la température dans la serre de 5 à 8 degrés Celsius. Cela oblige les agriculteurs à allumer les équipements de ventilation plus souvent, ce qui gaspille encore plus d'énergie.
2, les lampes LED pour plantes constituent un grand pas en avant dans la technologie car elles vous permettent de contrôler la lumière de manière très précise et d'économiser de l'énergie.
La technologie LED est désormais suffisamment mature pour-changer la donne dans le domaine de l'agriculture en serre. Ses principaux avantages se manifestent dans les domaines suivants :
1. Personnalisation du spectre : passer d'une "taille unique" à une "offre à la demande" ; Par exemple:
Pour les légumes-feuilles comme la laitue, la biomasse est la plus élevée lorsque le rapport rouge/bleu est de 7:3. Trop de lumière bleue peut les faire croître trop rapidement ;
Les fruits solanacés, comme les tomates, ont besoin de plus de 60 % de lumière rouge pendant la saison de fructification pour aider le fruit à grossir. L'ajout de lumière rouge lointain (730 nm) peut également aider à briser la restriction de photopériode et permettre une production hors saison-. -Les plantes médicinales comme la périlla peuvent produire plus d'anthocyanes lorsqu'elles sont exposées à la lumière UV LED (385 nm), ce qui augmente la quantité de composés actifs de 35 %.
La « Lampe de culture de tissus LED spectrale réglable » fabriquée par l'Université agricole de Nanjing modifie le rapport rouge -bleu en temps réel à l'aide d'une plate-forme cloud. Cela augmente le taux de qualité des plants issus de cultures tissulaires de Phalaenopsis de 68 % à 92 % et réduit le cycle des plants de 40 %.
2. Économiser l'énergie et la rendre plus efficace : passer d'une "consommation élevée et faible efficacité" à une énergie "verte et à faible-carbone".
Les LED peuvent convertir 40-50 % de la lumière qu'elles reçoivent en électricité, soit plus de 50 % d'énergie en moins que les lampes HPS. La ferme verticale Sky Greens à Singapour utilise un système de plantation multicouche à LED-. Elle produit 100 fois plus de nourriture par unité de surface que les fermes classiques, mais elle n’utilise qu’un tiers de l’énergie. Les propriétés à faible chaleur des LED sont d'autant plus essentielles qu'elles limitent la température dans la serre de plus de 2 degrés Celsius, ce qui signifie qu'il n'est pas nécessaire d'utiliser la climatisation aussi souvent, ce qui permet d'économiser encore plus d'énergie.
L'histoire de Songjia Daozhuang dans la ville de Daotian, ville de Shouguang, est plus convaincante. Un maraîcher est passé des anciennes lampes HPS aux systèmes d'éclairage LED, ce qui a réduit la demande annuelle d'électricité d'une seule serre de 12 000 kWh à 6 000 kWh. Le revenu annuel d'une seule serre a augmenté de 25 % puisque moins de pesticides ont été utilisés (les spectres LED peuvent arrêter certaines activités bactériennes).
3. Optimisation de l'espace : de la "plantation à plat" à "l'usine tridimensionnelle"
Les lampes LED sont idéales pour l'agriculture verticale car elles sont fines (seulement 3 à 5 cm d'épaisseur) et ne dégagent pas beaucoup de chaleur. À la ferme Yuntai à Lianyungang, la chambre de culture intelligente pour Phalaenopsis est dotée de bandes lumineuses LED au-dessus de chaque support de culture. L'écart entre les couches a été réduit de 1,5 mètre à 0,8 mètre, ce qui a augmenté l'utilisation de l'espace de 47 %. L'appareil peut modifier automatiquement l'intensité lumineuse (0 à 2 000 μ mol/m²/s) et le rapport spectral lorsqu'il est utilisé avec des capteurs IoT. Cela raccourcit le cycle de floraison du Phalaenopsis de 15 jours et rend la couleur des pétales plus uniforme de 30 %.
3,La logique profonde de la modernisation de l'industrie : l'interaction des politiques, des marchés et des technologies
L’utilisation généralisée des lampes LED pour plantes n’est pas seulement due aux améliorations technologiques, mais également à la réglementation gouvernementale, à la demande du marché et à la santé de l’industrie dans son ensemble.
1. Dividende politique : d'un système « axé sur les subventions » à un système « axé sur les normes »
Le « 14e plan quinquennal pour le développement agricole vert national » du ministère chinois de l'Agriculture et des Affaires rurales indique que d'ici 2025, 60 % des exploitations agricoles devront utiliser un éclairage LED. La stratégie « récompense plutôt que subvention » est utilisée par les gouvernements locaux pour encourager l'utilisation de la technologie. Par exemple, la province du Shandong accorde aux serres qui utilisent un éclairage LED une subvention de 2 000 yuans par mu et met en place un système standard pour la technologie de régulation spectrale.
2. Demande du marché : de « la production passe avant tout » à « la qualité est reine »
La demande du marché en légumes-haut de gamme, en plantes médicinales et en fleurs attrayantes augmente en moyenne de 12 % par an, à mesure que les gens commencent à acheter des produits plus chers. La technologie de contrôle du spectre LED peut gérer avec précision la morphologie des cultures (par exemple, l'épaississement des légumes à feuilles), les éléments nutritionnels (comme l'augmentation de 20 % de la teneur en vitamine C des tomates) et les composés aromatiques (comme l'optimisation du rapport sucre-acide dans les fraises), répondant à des exigences spécifiques.
3. Écologie industrielle : de la « percée en un seul point » à « l'intégration de systèmes »
Les lampes LED pour plantes fonctionnent bien avec l’Internet des objets, le big data et l’intelligence artificielle. Par exemple, le système de contrôle GrowWise de Philips aux Pays-Bas peut créer automatiquement des plans d'éclairage basés sur des modèles de croissance des cultures et permettre une surveillance à distance via les réseaux 5G. La « Smart Light Environment Platform » de la société chinoise KeRui Microchip combine des données telles que le spectre, la température, l'humidité et les niveaux de CO₂ pour créer un système de contrôle en boucle fermée-qui augmente l'efficacité de la production en serre de 18 %.
