LED-valaistuksen kustannustehokas käyttö salaatinviljelyssä

Abstract

Kasvihuoneiden energiankulutus on kasvanut koko ajan. Suurin osa energiankulutuksesta muodostuu sähköstä. Sähköstä suurin osa ympärivuotisessa kasvihuoneviljelyssä kuluu valotukseen, mikä onkin johtanut kehittelemään sähköä mahdollisesti säästäviä valotusvaihtoehtoja, kuten LED-valaisimia.

Opinnäytetyö on osa nelivuotista ruukkuvihannesten kehittämishanketta, joka on alkanut vuonna 2008. Työn toimeksiantaja on Hämeen ammattikorkeakoulu, Lepaan yksikkö. Tässä opinnäytetyössä tutkitaan LED-valaisimien soveltuvuutta ja kustannustehokasta käyttöä ruukkuvihannestuotannossa. Työ sisälsi kaksi osakoetta, joista toisessa kokeessa LED-valaisimien valotusteho vastaa HPS-valaisimien valotustehoa ja toisessa kokeessa LED-valaisimien valotusteho puolitetaan.

Työn tavoitteena on selvittää, voiko LED-valaisimien käyttö olla kustannustehokasta ruukkuvihannestuotannossa optimoimalla LED-valaisimien valotustehoa ja valotusajankohtaa. Työssä havainnoidaan myös LED-valaisimien sinisen- ja punaisenvalon aallonpituuksien vaikutusta Lollo Rosso-tyyppisen punaisen salaattilajikkeen punertumiseen.

Kokeiden perusteella voidaan sanoa, että hyvänlaatuisen salaatin kasvattaminen on mahdollista LED-valaistuksella. Kasvattaminen onnistuu ainakin valotusteholla, jossa PAR-valon määrä vastaa HPS-valaisimien asennusteholla 120 W/m² mitattuja arvoja. Tällainen määrä LED-valaisimia on kuitenkin vielä tällä hetkellä liian kallis investointi tuottajalle. Kokeista kävi myös ilmi, että valon laadulla ja intensiteetillä on vaikutusta punaisen salaattilajikkeen värin muodostukseen. Kokeet osoittivat myös sen, että sa-laattien viljeleminen on mahdollista ilman luonnonvaloa. Seuraavaksi olisikin mielenkiintoista yrittää selvittää punaisen värin muodostumisen ajankohtaa sekä muiden valon aallonpituuksien vaikutuksia salaatin kasvuun. Mielenkiintoista olisi myös tutkia, mikä on se pienin mahdollinen määrä LED-valaisimia, joilla olisi mahdollista kasvattaa kauppakelpoista salaattia.

Energy consumption of the greenhouses has increased all the time. The largest part of the energy consumption in all year round greenhouse cultivation consist of electricity, because of the exposure. That has led to develop potentially energy-saving exposure options, such as LED lights.

This thesis is part of a four-year development project of potted vegetables, which began in 2008. The experiments were performed in the HAMK University of Applied Sciences, Lepaa unit. This thesis examines the suitability of LED lights and cost effective use of potted vegetable production. The work consisted two experiments. In first experiment the exposure efficiency of the LED lights is the same as exposure efficiency of the HPS lights. In second experiment the exposure efficiency of the LED lights is half of the first experiments exposure efficiency.

The aim is to determine can the use of LED lights be cost effective in production of potted vegetables optimizing the exposure efficiency and time of the LED lights. The thesis observed the impact of the blue and red wavelengths of the LED lights to Lollo Rosso-type lettuce variety turning red.

By the experiments can be said that cultivating good quality lettuce is possible with LED lighting. Cultivation is possible at least exposure efficiency where PAR light levels are equivalent to HPS lights installation power of 120 W/m² measured values. Such amount of LED lights is currently too expensive an investment to the grower. Experiments also showed that the light quality and intensity has an effect in the color formation of the red lettuce variety. The trial also showed that cultivating lettuces is possible without natural light. It would be interesting to try figure out the time of the red color formation and effects of other light wavelengths on lettuce growth. It also would be interesting examine what is the minimum amount of LED lights which could be possible to grow good quality lettuce.