الإضاءة العلوية مقابل الإضاءة البينية (بين الكانوبي) في البيوت المحمية للطماطم والخيار

في المحاصيل المتسلقة الطويلة مثل الطماطم والخيار، قد تترك الإضاءة العلوية وحدها الأجزاء السفلية والداخلية من الكانوبي محرومة من الضوء، لأن الأوراق العليا تظلل كل ما تحتها. أما الإضاءة البينية — وحدات إضاءة توضع داخل الكانوبي بين الصفوف — فتضع الفوتونات حيث لا تصل الإضاءة العلوية. والنظامان ليسا متنافسين، بل يعالجان جزأين مختلفين من مشكلة التظليل نفسها. تقارن هذه المقالة بينهما لتتمكن من تحديد كيفية دمجهما في محصولك المتسلق.

ما يفعله كل نظام فعليًا

توفر الإضاءة العلوية الجزء الأكبر من الضوء النشط في التمثيل الضوئي من الأعلى، وهي العمود الفقري لأي خطة إضاءة تكميلية في البيوت المحمية. وتستهدف الإضاءة البينية الجزء الأوسط والسفلي المظلل من الكانوبي، فترفع كمية الضوء التي يستقبلها النبات في عمق الكانوبي حيث تحجب الأوراق العليا الإضاءة العلوية. وتصف الأبحاث وتقارير المزارعين عن المحاصيل المتسلقة عادةً استجابات في المحصول والجودة عند إضاءة الكانوبي الداخلي، لكن حجم هذه الاستجابة يعتمد على المحصول والكثافة والمناخ.

الإضاءة البينية حل لتوزيع الضوء، لا بديل

نادرًا ما تحل الإضاءة البينية محل الإضاءة العلوية. فكّر فيها كإعادة توزيع للفوتونات نحو أجزاء النبات التي تفوتها الإضاءة العلوية. والنهج الشائع هو تحقيق معظم هدف DLI بالإضاءة العلوية، ثم إضافة الإضاءة البينية لرفع PPFD داخل الكانوبي والحفاظ على إنتاجية العناقيد السفلية. ولأن الإضاءة البينية قريبة من أنسجة النبات، فإن حرارة وحدة الإضاءة والمسافات بينها أهم مما هي في القضبان العلوية.

المقايضات في الطاقة والعمالة

تضيف الإضاءة البينية وحدات إضاءة وأسلاكًا وعمالة داخل صفوف كثيفة أصلًا، وقد ترفع الرطوبة وضغط الأمراض إذا لم تُدر إدارة تدفق الهواء. والمقابل هو إنتاجية الكانوبي الداخلي. ويجب أن يكون القرار اقتصاديًا: هل يبرر المحصول الإضافي في عمق الكانوبي تكلفة وحدات الإضاءة والعمالة؟ تختلف الإجابة بحسب قيمة المحصول والمناخ، لذا نفّذ تجربة قبل التوسع.

منتجات وقراءات ذات صلة

تغطي مجموعتانا الإضاءة العلوية للبيوت المحمية وإضاءة بين الكانوبي وأسفله الدورين معًا. ولمعرفة المنهج الأوسع في البيوت المحمية راجع صفحة قطاع البيوت المحمية.

إطار قرار للاختيار بين النظامين

نادرًا ما يكون الاختيار بين أحدهما أو الآخر، لكن النظام الأساسي يجب أن يناسب بنية محصولك. استخدم هذا الإطار كنقطة بداية للنقاش، لا كحكم نهائي:

• المحاصيل الطويلة المربوطة على دعامات ذات كانوبي كثيف (الطماطم، الخيار، الفلفل): الإضاءة العلوية كنظام أساسي، مع النظر في الإضاءة البينية عندما يحد نقص الضوء في الأوراق السفلية من المحصول أو جودة الثمار.
• المحاصيل القصيرة المتجانسة (الخس، الخضروات الورقية على المزاريب، نباتات الأحواض): الإضاءة العلوية وحدها كافية دائمًا تقريبًا؛ والإضاءة البينية تضيف تكلفة دون فجوة في الكانوبي لملئها.
• مشاريع التحديث ذات البنية القائمة من HPS: استبدال الإضاءة العلوية HPS بإضاءة LED علوية هو الخطوة الأولى؛ والإضاءة البينية قرار مرحلة ثانية بعد موسم واحد من بيانات الكانوبي.
• المنشآت الجديدة بمحاصيل عالية التربيط: صمّم الهيكل والتخطيط الكهربائي بحيث يمكن إضافة الإضاءة البينية لاحقًا دون إعادة عمل، حتى لو لم تركّبها من اليوم الأول.

اعتبارات التركيب والسلامة في الإضاءة البينية

موضع وحدات الإضاءة مهم

تقع وحدات الإضاءة البينية داخل الكانوبي، قريبة من الأوراق وخطوط الري والعاملين. وهذا يغيّر الهندسة: تحتاج وحدات الإضاءة إلى حماية ميكانيكية من العربات ومعدات الحصاد، ويجب تمديد الأسلاك بعيدًا عن الماء، كما تحتاج الأسطح إلى قابلية التنظيف، لأن الكانوبي الدافئ الرطب بيئة جيدة أيضًا للغشاء الحيوي والطحالب. وتستحق تصنيفات IP وإدارة الكابلات ودرجة حرارة سطح وحدة الإضاءة تدقيقًا أكبر مما في تركيب الإضاءة العلوية.

ما تغيّره الإضاءة البينية في الكانوبي

الضوء الذي يصل داخل الكانوبي يبلغ أوراقًا تكاد الإضاءة العلوية لا تلمسها، ما قد يحسّن التمثيل الضوئي في الأوراق السفلية، وفي بعض التجارب التي أوردتها جهات الإرشاد الزراعي، عقد الثمار على العناقيد السفلية. ويغيّر ذلك أيضًا المناخ الدقيق: فوحدات الإضاءة تضيف مصدر حرارة صغيرًا داخل الكانوبي، ما قد يخفض الرطوبة الموضعية قليلًا لكنه يرفع أيضًا أهمية تصميم تدفق الهواء. وينبغي أن يتبع أي قرار بشأن الإضاءة البينية موسم من قياسات PPFD في الكانوبي على ارتفاعات متعددة، لأن الحاجة تختلف من قطاع إلى آخر.

أسئلة تُطرح قبل الشراء

• هل يقدم المورد بصريات للإضاءة العلوية والإضاءة البينية من منصة واحدة، بحيث تبقى أنظمة التحكم وقطع الغيار موحدة؟
• ما تصنيف وحدة الإضاءة البينية ضد الماء والصدمات الميكانيكية ودرجة حرارة الكانوبي؟
• هل يمكن للمورد أن يشير إلى تركيبات في بيوت محمية بحجم ومحصول قابلين للمقارنة، وأن يوصلك بمزارع مرجعي؟
• كيف تُصان وحدات الإضاءة البينية في منتصف الموسم دون إزالة المحصول؟
• ما معدات التثبيت والكابلات المضمنة، وما الذي يجب أن يوفره الهيكل؟

أخطاء شائعة عند المقارنة بين الإضاءة العلوية والإضاءة البينية

تدعو هذه المقارنة إلى إجابات بسيطة لسؤال متعدد الطبقات. وتظهر هذه الأخطاء مرارًا في المشاريع الفعلية:

• اختيار الإضاءة البينية لأن تجربة في مزرعة أخرى نجحت، دون قياس نقص الضوء في الكانوبي السفلي الذي يبررها محليًا.
• التعامل مع النظامين كبديلين؛ ففي المحاصيل الطويلة هما مكملان على أعماق مختلفة من الكانوبي.
• التقليل من تعقيد التركيب داخل الكانوبي: الكابلات والحماية من العربات والصيانة في منتصف الموسم تكاليف حقيقية.
• مقارنة أسعار وحدات الإضاءة مع تجاهل معدات التثبيت، التي تختلف كثيرًا بين الوحدات العلوية المثبتة على السقف والوحدات داخل الكانوبي.
• تخطي موسم القياسات في الكانوبي الذي يخبرك أين ينتهي الضوء فعليًا في منشأتك.
• تصميم تدفق الهواء كفكرة لاحقة؛ فالإضاءة البينية تغيّر الحمل الحراري الموضعي، وتتبعها جيوب راكدة.

القياس قبل القرار: بروتوكول لموسم واحد

ماذا تقيس وأين

يحتاج البروتوكول الممتد لموسم واحد أكثر من مستشعر عند قمة الكانوبي. ضع مستشعرات كمومية على ثلاثة ارتفاعات (أعلى الكانوبي ووسطه وأسفله) في عدد من الصفوف الممثلة، وسجّل البيانات خلال الموسم، وقارن مقطع الضوء الرأسي بين الأسابيع المشمسة والرمادية. فإذا انخفض PPFD في الكانوبي السفلي إلى ما دون نسبة صغيرة من مستويات الكانوبي العلوي لأسابيع متتالية، فهذا هو العجز الذي تعالجه الإضاءة البينية؛ وإن لم يحدث ذلك، فالأفضل إنفاق المال في مكان آخر. والبيانات نفسها تحدد أيضًا قدرة الإضاءة البينية بالشكل الصحيح بدلًا من التخمين.

قراءة المحصول، لا المستشعرات فقط

تقول المستشعرات أين يوجد الضوء؛ ويقول المحصول هل ذلك مهم. فقدان لون الأوراق السفلية والشيخوخة المبكرة وضعف العناقيد السفلية هي الأعراض الزراعية التي تبرر التدخل. وتسجيل هذه الملاحظات إلى جانب سجل الضوء يحوّل شعورًا غامضًا إلى وثيقة قرار: هذا القطاع، هذا العجز، هذا العرض، هذا الإجراء. ويستجيب الموردون بشكل مختلف لحالة موثقة عن طلب عرض سعر من كتالوج.

مراجع يمكن التحقق منها

• Controlled Environment Agriculture Center, University of Arizona – أبحاث أنظمة البيوت المحمية
• e-GRO – نشرة لمزارعي البيوت المحمية تتضمن تجارب إضاءة
• University of Florida IFAS – الإرشاد الزراعي والبستنة

الأسئلة الشائعة