تولید روزانه ۱۰٫۰۰۰ کاهو با نور LED در بزرگ‌ترین مزرعه‌ی نور مصنوعی جهان

کمپانی Mirai در ژاپن مرزعه‌ای در شهر Tagajo ایجاد کرده که در آن به‌جای استفاده از نور خورشید، از لامپ‌های LED به منظور منبع نور و تکمیل چرخه‌ی فتوسنتز در گیاهان استفاده شده است. این مزرعه یکی از بزرگ‌ترین نمونه‌های مصنوعی ساخته شده در جهان است.

همانطور که گفتیم این مزرعه قادر است روزانه 10,000 کاهو تولید کند. ساختمان مورد استفاده برای توسعه‌‌ی این مزرعه پیش از یکی از مراکز تحقیقاتی کمپانی سونی بوده است. کمپانی Mirai در اولین مراحل آزمایش‌هایی را به‌منظور امکان سنجی استفاده از این فناوری برای کنترل محیط کشت و یافتن بهترین نمونه‌های لامپ‌های LED با همکاری جنرال‌الکتریک ژاپن که یکی از سرمایه‌گذاران این پروژه است، به انجام رسانده. کمپانی کاجیما نیز وظیفه‌ی تولید رک‌های مورد استفاده برای گشت را برعهده گرفته است.

یکی از جالب‌ترین نکات در این پروژه طراحی و توسعه‌ی لامپ‌های LED است که اختصاصاً توسط جنرال‌الکتریک ژاپن برای استفاده در کاربردهای چون پرورش گیاهان توسعه یافته است. جنرال‌الکتریک با پرتاب نور در لامپ‌های LED تولید شده را بصورت مساوی در تمامی جهات تنظیم کرده و همچنین امکان تنظیم طول موج نور تابیده شده را برای استفاده‌ی بهینه در طول رشد گیاه فراهم آورده است.

 برای مثال در اولین مراحل رشد گیاه یا به بیان بهتر در زمان جوانه‌زدن یک نور تقریبا سفیدرنگ با ترکیب نور لامپ‌های LED قرمزرنگ روی گیاهان تابیده می‌شود تا پروسه‌ی فتوسنتز با سرعت بیشتری انجام شود. سپس نوری قرمز رنگ تابیده خواهد شد که ترکیبی از نور لامپ‌های آبی‌ و قرمز است که به‌منظور تسریع در امر رشد ریشه و همچنین شاخه‌های گیاه مورد استفاده قرار می‌گیرد. زمانی که گیاه وارد پروسه‌ی باردهی می‌شود، دوباره نور سفید رنگ وارد عمل می‌شود تا فتوسنتز به سهولت انجام گیرد.

اما نتیجه‌ی بکارگیری این فناوری‌ها در کشت گیاهان چیست؟ شاید در ابتدا به‌نظر برسد که مصرف انرژی الکتریکی هزینه‌های گزافی خواهد داشت. اما در مجموع شاهد کاهش مصرف انرژی به‌اندازه‌ی 40 درصد هستیم. همچنین بهره‌وری تولید محصول در مقایسه با مزارعی که از لامپ‌های فلورسنت استفاده می‌کنند، 50 درصد بهینه‌تر شده است. میرای اشاره‌ای به طول موج استفاده شده در لامپ‌های LED نکرده است و تعیین طول موج را بسته به شرایط گیاهان عنوان کرده.

همچنین رک‌های مورد استفاده دارای ارتفاعی ۶ تا ۷ متری هستند که از ۱۵ طبقه تشکیل شده‌اند. تمامی سیستم‌هاب نورپردازی، تزریق مواد مغذی و کودهای شیمیایی با تبعیت از الگویی بسیار کم‌هزینه توسعه یافته‌اند که نتیجه‌ی  آن کاهش چشم‌گیر در مجموع هزینه‌ها است.

 علاوه بر موارد ذکر شده، کمپانی کاجیما نیز یک فناوری برای شبیه‌سازی محیط کشت گیاهان ایجاد کرده است. سایر موارد دخیل در کاشت یک گیاه همچون تهویه‌ هوا بصورت ممتد مورد آزمایش قرار گرفته تا هیچ یک از طبقات رک که در آن گیاهان بصورت طبقاتی کاشت شده‌اند، تحت تاثیر دمای پایین یا بالا قرار نگرفته و همه‌ی گیاهان بصورت یکسان رشد کنند.