• No results found

Energieffektivisering av belysning för växthusodling

N/A
N/A
Protected

Academic year: 2021

Share "Energieffektivisering av belysning för växthusodling"

Copied!
55
0
0

Loading.... (view fulltext now)

Full text

(1)

ENERGIEFFEKTIVISERING AV

BELYSNING FÖR VÄXTHUSODLING

PETER PETROV

Akademin för ekonomi, samhälle och teknik Kurs: Examensarbete

Kurskod: ERA206 Ämne: Energiteknik Högskolepoäng: 15 hp

Handledare: Jan Skvaril Examinator: Monica Odlare

Uppdragsgivare: Matteo Masoudi, Veponic AB Datum: 2021-06-06

(2)

ABSTRACT

This case study investigates how the biomass changes depending on changes made to the time interval for the lights and the distance between the crops and light. The study is split in three different cases and each case consists of three batches. The different baches have three different heights between the light and the crops and the heights being used is 55, 110 and 165cm. The light interval in the first case was 12 hours, 6 hours for case 2 and 3 hours for the last case.

Case 1 had an average biomass weight of 28,5 g, for batches 1-3 and the light interval was twelve hours. In case 1 and 2 the pea plants looked healthy and green but in case 2 the plants were taller, and the leaves had widened more. Case 2 had an average biomass weight of 55,5 g, for batches 4-6 when the interval of the lights was 6 hours. The last case generated the most biomass of all the cases with an average of 102,5 g for batches 7-9, and the plants was completely yellow. Case 2 compared to case 1 gave double biomass yield for the same amount of energy used. One-way Anova determined that it was not any statistically significant

difference between the batches but, however, it was for the different cases.

Keywords: Biomass, Crops, Greenhouse, Lightning period, LED-lights, Vertical farming,

(3)

FÖRORD

Detta examensarbete på C-nivå och 15hp utfördes på Mälardalens högskola i samarbete med Veponic AB. För att undersöka om man kan ändra ljusintensitet och/eller med hjälp av periodiska ljusintervaller få en större avkastning av biomassa från grödorna relaterade till energianvändningen. Jag vill tacka Matteo Masoudi för att ha hjälp mig och ständigt svarat på mina frågor under projektet. Jag vill även tacka min handledare Jan Skvaril som har haft regelbundna möten med mig och gett mig värdefull feedback. Jag vill även tacka min

examinator Monica Odlare för den tid hon har avsatt för mig för att hjälpa mig att bolla tankar, idéer och hjälpt mig med SPSS.

Västerås i juni 2021

(4)

SAMMANFATTNING

Syftet med denna fallstudie är att undersöka om det är möjligt att öka mängden skördad biomassa jämfört mot energianvändningen när två faktorer påverkas. Hur påverkas biomassan av LED-belysningen när avståndet mellan gröda och belysningen ökar och hur påverkar tidsintervallet för belysningen avkastningen på skörden.

Metoden grundades i en litteraturstudie där det undersöktes liknande experiment samt även närliggande forskning som rör grödors beteende. Fallstudien grundades i 3 olika fall där i första fallet var belysningen konstant i 12 timmar, fall 2 hade ett belysningsintervall på 6 timmar och för fall 3 var intervallet 3 timmar. Först bestämdes höjden för belysningen som de 3 olika omgångarna som fanns i varje fall skulle vara på. Höjden bestämdes till 55, 110 och 165 cm för omgångarna, arean som betjänades av belysningen var då 1, 2och 3m2. I varje

omgång lades gula ärtor i blöt 12 timmar innan 50 gram frön vägdes och placerades i en odlingslåda, varje omgång bestod av 4 odlingslådor. Odlingslådorna staplades på varandra i 3 dagar för att simulera att ärtorna låg under jord och placerades sedan i växthuset i 7 dagar innan de skördades. I fall 1 när belysningen var konstant i 12 timmar var ärtskotten gröna men majoriteten av hjärtbladen hade inte slagit ut ordentligt från stjälken. Många av

plantorna var inte högre än själva odlingslådan som var 5 cm hög. I fall 2 när belysningen var i 6 timmars intervaller var skotten gröna och blivit högre än i fall 1 och hjärtbladen vikt ut sig mer än i fall 1. Fall 3 hade störst mängd biomassa dock hade ärtskotten inte utvecklat någon klorofyll och alla plantor var gula. Tillväxten för biomassan i gram ökade från fall 1 till fall 2 med 95 % och fall 2 mot fall 3 ökade med 85 %.

Litteraturstudien visade att rätt spektrum som använts på grödan är väldigt viktigt för att uppnå en bra avkastning på skörden. Beroende på vilket spektrum som användes på olika grödor har man sett att mängden biomassa ökade; mejram genererade ytterligare 12–14 %, sojabönor ökade med 16 %, jordgubbar ökade med 25 %. Ett antagande är att spektrumet som används för en gröda är minst lika viktigt som att öka höjden eller tidsintervallet på belysningen, för att minska energianvändningen för producerat biomassa. Då fall 3 saknade klorofyll kan ett antagande göras att ärtskotten innehöll en lägre mängd näringsämnen. Fall 2 hade utvecklat klorofyll i ärtskotten, de utsattes för stress då tidsintervallet sänktes och detta kan ha medfört att deras näringsvärden var lägre.

I fall 2 erhölls störst mängd biomassa om man bortser från fall 3 där plantorna var väldigt höga, hjärtbladen hade inte slagit ut och de var gula. Fall 1 och 2 var plantorna gröna med bra stjälkar och bladverk, fall 2 genererade dubbelavkastning mot fall 1. Skulle fall 2

implementeras kan man halvera sin energianvändning jämfört mot fall 1. Då envägs Anova inte visade någon statistiskt signifikant skillnad mellan omgångarna utan endast mot de olika fallen. Om då höjden ökas mellan belysning och gröda kan man ytterligare minska

energianvändning då varje LED-armatur kan betjäna en större area. Detta skulle även medföra att färre LED-armaturer behöver köpas in vilket skulle minska den initiala kostnaden för nybyggnation eller utbyggnad av befintliga anläggningar.

(5)

Denna fallstudie undersökte inte hur näringsinnehållet i ärtskotten påverkats när de hade utsatts för stress, vilket hade vart intresse för att se om fall 2 hade ett lägre näringsinnehåll än normalt.

Nyckelord: Belysningsintervall, Biomassa, Grödor, LED-belysning, Gula ärtor,

(6)
(7)

INNEHÅLL

1 INLEDNING ...1 1.1 Bakgrund... 1 1.2 Syfte ... 2 1.3 Frågeställningar ... 2 1.4 Avgränsning ... 2 2 METOD ...3 2.1 Litteraturstudie ... 3 2.2 Undersökning av tes ... 3 2.3 Planering ... 4 2.3.1 Växthuset/plats ... 4 2.3.2 Belysning ... 5 2.3.3 Frön ... 5 2.4 Utformande av experiment ... 6 2.4.1 Bestämning av belysningens höjd ... 6 2.4.2 Två-nivåers faktorförsök ... 9 2.4.3 Variansanalys ...10 2.5 Energiberäkningar ...11 3 13 4 LITTERATURSTUDIE ... 14 4.1 Uppvärmning av växthus ...14 4.2 Hydroponisk odling ...15 4.3 Belysning ...15 4.4 Abiotisk stress ...17

(8)

5.1.1 Förberedelse och plantering av frön ...18

5.1.2 Utplacering i växthuset ...20

5.1.3 Skörd och vägning ...22

5.1.4 Belysning och bevattning för de olika fallen ...22

5.2 Fall 1, 12 timmarsintervall ...23

5.3 Fall 2, 6 timmarsintervaller ...23

5.4 Fall 3, 3 timmarsintervaller ...24

6 RESULTAT ... 25

6.1 Fall 1, 12 timmars intervaller...25

6.2 Fall 2, 6 timmars intervaller ...29

6.3 Fall 3, 3 timmars intervaller ...32

6.4 Envägs Anova ...35

6.5 Energiberäkningar ...36

6.6 Jämförelse av fallen ...37

7 DISKUSSION... 40

8 SLUTSATSER ... 42

9 FÖRSLAG TILL FORTSATT ARBETE... 42

(9)

FIGURFÖRTECKNING

Figur 1 Illustration om tillvägagångssätt för denna studie ... 4

Figur 2 Visar vilka sidor och vinklar som hänvisas i sinussatsen ... 6

Figur 3 Odlingskärl förberedda med jord ...19

Figur 4 Fröer för gula ärtor utspridda i odlingslådan ...19

Figur 5 Visar en överblick av ...21

Figur 7 Vvisuell beskrivning vart ärtskotten klipptes av ... 22

Figur 8 Visar samtliga odlingslådor för omgång 1 (55 cm). ... 25

Figur 9 Visar samtliga odlingslådor för omgång 2 (110 cm). ... 26

Figur 10 Visar samtliga odlingslådor för omgång 3 (165 cm). ... 27

Figur 11 Visar samtliga odlingslådor för omgång 4 (55 cm). ... 29

Figur 12 Visar samtliga odlingslådor för omgång 5 (110 cm). ... 30

Figur 13 Visar samtliga odlingslådor för omgång 6 (165 cm). ... 30

Figur 14 Visar samtliga odlingslådor för omgång 7 (55 cm). ... 32

Figur 15 Visar 3 odlingslådor för omgång 8 (110 cm). ... 33

Figur 16 Visar en odlingslåda för omgång 9 (165 cm). ... 34

Figur 17 Medelvikten för omgång 1–9, med envägs Anova ... 35

Figur 18 Fall 1-3s medelvikt, med envägs Anova ... 36

Figur 19 Sammanställning av skördad biomassa för samtliga omgångar ... 38

Figur 20 Fall 1, temperatur och relativ luftfuktighets förändring... 38

Figur 21 Fall 2, temperatur och relativ luftfuktighets förändring ... 38

(10)

TABELLFÖRTECKNING

Tabell 1 Heliospectra, Siera LED-lampor beskrivning. ... 5

Tabell 2 Heliospectra, Siera styr/strömkontroll ... 5

Tabell 3 Visar höjden för belysning och vilken area ljuset betjänar. ... 8

Tabell 4 Visar intervalls belysningen under ett dygn för de olika fallen ... 9

Tabell 5 Innehållsförteckning planteringsjord ... 18

Tabell 6 Beskrivning av vart saker var placerade i odlingstältet ...21

Tabell 7 Beskrivning när belysningen tänts respektive släcks för fall 2 ... 23

Tabell 8 Beskrivning när belysningen tänts respektive släcks för fall 3 ... 24

Tabell 9 Fall 1, omgång 1 (55 cm) odlingslådor med respektive vikt och hur fröerna har utvecklat sig. ... 26

Tabell 10 Fall 1, omgång 2 (110 cm) odlingslådor med respektive vikt och hur fröerna har utvecklat sig. ... 27

Tabell 11 Fall 1, omgång 3 (165 cm) odlingslådor med respektive vikt och hur fröerna har utvecklat sig. ... 28

Tabell 12 Sammanställning av fall 1, omgång 1 - 3. ... 28

Tabell 13 Fall 2, omgång 4 (55 cm) odlingslådor med respektive vikt och hur fröerna har utvecklat sig. ... 29

Tabell 14 Fall 2, omgång 5 (110 cm) odlingslådor med respektive vikt och hur fröerna har utvecklat sig. ... 30

Tabell 15 Fall 2, omgång 6 (165 cm) odlingslådor med respektive vikt och hur fröerna har utvecklat sig. ... 31

Tabell 16 Sammanställning av fall 2, omgång 4 - 6. ... 31

Tabell 17 Fall 3, omgång 7 (55 cm) odlingslådor med respektive vikt och hur fröerna har utvecklat sig. ... 32

Tabell 18 Fall 3, omgång 8 (110 cm) odlingslådor med respektive vikt och hur fröerna har utvecklat sig. ... 33

Tabell 19 Fall 3, omgång 9 (165 cm) odlingslådor med respektive vikt och hur fröerna har utvecklat sig. ... 34

Tabell 20 Sammanställning av fall 3, omgång 7 - 9. ... 35

Tabell 21 Arean för innermåtten för odlingslådan. ... 37

(11)

1

INLEDNING

Veponic AB är ett företag som odlar närproducerade livsmedel för livsmedelsbutiker och företag, de specialiserar sig på vertikal odling med hydroponiska system. All odling sker inomhus i Veponics lokaler vilket medför en hög energiförbrukning då många LED-lampor är aktiva samtidigt. Veponic AB är intresserade att optimera sin energianvändning som används relativt mot produktionsvolymen. Denna studie kommer titta på vilken area som belysningen täcker samt vilken biomassa som utvinns och temperaturerna i växthuset som genereras av LED-lamporna.

1.1

Bakgrund

Studien tittar på möjligheterna att minska energiförbrukningen för belysningen i ett växthus. Användningen av växthus underlättar odlingsförhållanden där det i vissa fall inte är möjligt att odla en viss typ av gröda exempelvis i ett kallare klimat, med hjälp av växthus kan man odla tomater året runt även i Sverige. Om Sverige hade fler och större växthus skulle det ge en ökad tillgång till mer lokalproducerade livsmedel, samt även att öka

självförsörjningsgraden för Sverige. Enligt Lantbrukarnas riksförbund (2020) producerade 1990 Sveriges bönder 75 % av landets livsmedel, idag är Sveriges självförsörjningsgrad 50 %, detta medför att Sverige blir mer utsatt för handelshinder eller olika typer av kriser.

Tittar man på UN:s 17 globala mål kan man dra flera paralleller mellan växthusodling och de globala målen, bland annat målet ”ingen hunger” som är ett delmål av de 17 globala målen. Ett delmål är att länder skall öka sin självförsörjningsgrad och de vill se en fördubbling av lokalproducerade grödor. Några andra intressanta mål som är satta av UN är målen för att bekämpa klimatförändringarna och hållbar industri. Om Sveriges självförsörjningsgrad kan öka kommer det medföra att mindre livsmedel kommer behöva importeras och det kommer bidra till att CO2 utsläppen för transporter kommer minska till Sverige (UN, u.å).

Fördelen med att odla hydroponisk är att grödorna inte behöver lika mycket vatten som de annars skulle behöva mot att de odlades i jord samt att de ger en större skörd jämfört med konventionell odling. En studie som utfördes av Arizonas universitet visar att konventionell odling har en avkastning på 3,9 𝑘𝑔/(𝑚2∗ å𝑟) och en förbrukad vattenmängd på 250 𝐿/(𝑘𝑔 ∗ å𝑟). Medan ett hydroponiska system har en årlig avkastning på 41 𝑘𝑔/(𝑚2∗ å𝑟) samt förbrukad vattenmängd på 20 𝐿/(𝑘𝑔 ∗ å𝑟). Vidare visar studien nackdelarna med hydroponisk odling jämfört med konventionell odling att energimängden som behövs för att kunna odla i växthus året runt är betydligt större än för den konventionella odlingen. En

(12)

Ett hydroponiskt system använder i stället 90 000 𝑘𝐽/(𝑘𝑔 ∗ å𝑟) det som är inkluderat är belysningen, cirkulationspumpar och värme/kylning av växthuset (Lages Barbosa et al., 2015).

Världsbefolkningen fortsätter att öka och år 2020 fanns det ca 7,8 miljarder människor. År 2050 förväntas befolkningsmängden ha ökat till 9,9 miljarder människor, det är en ökning på mer än 25 % på 30 år (Toshiko et al., 2020). Då befolkningen fortsätter att öka kommer detta ställa stora krav på matproduktionen i världen (UN, u.å.). I dagsläget odlas det på ca 38,6 % av den isfria landmassan och 70 % av grundvattnet går idag till konventionella odlingar. Fördelarna med hydroponiska system är att de ger en större avkastning av livsmedel och använder mindre vatten, vidare kan man odla hela året vilket är viktigt för att kunna bemöta hungern i världen (Barbosa. G et al., 2015). Därav är det viktigt att fortsätta utveckla det konventionella jordbruket och att fortsätta energioptimera växthusodlingar med bland annat minska energianvändningen av belysning, uppvärmning.

1.2

Syfte

Målet med studien är att skapa ett standardförhållande för användning av LED-belysning i ett vertikalt odlingssystem, som kan skalas upp för en större anläggning. Målet är även ta reda på vilken höjd och tidsintervall som LED-lamporna utvinner optimal mängd biomassa. Med denna undersökning får man reda på produktionsvolymen, energianvändningen och värmepåverkan av LED-belysningen, för att kontrollera inomhusklimatet för växterna.

1.3

Frågeställningar

• Hur kan man minska energianvändningen och fortfarande få en bra skörd genom att hålla plantorna aktiva med hjälp av timmerinställda lampor som tänds och släcks under ett dygn? • Hur kan man öka avståndet mellan plantorna och lamporna för att täcka en större yta och

ändå få samma mängd biomassa?

• Hur förändras temperaturen och den relativa luftfuktigheten i växthuset med förändringarna ovan?

1.4

Avgränsning

Denna studie kommer enbart titta på LED-belysningens direkta energianvändning för respektive omgång. Energianvändningen för fläktarbete, vattenpump, styrlåda för belysningen kommer inte att undersökas. Studien kommer inte heller undersöka näringsvärdena i ärtskotten.

(13)

2

METOD

Detta arbete har genomförts med en litteraturstudie och en fallstudie för att se vilken mängd biomassa som kan uppnås. Variabler som ändras i de olika fallen är höjden på belysningen från grödan och kortare tidsintervaller med belysning.

2.1

Litteraturstudie

Litteraturstudien gav en bredare kunskap till denna studie om vad det forskas om och vilka resultat man har sett från de studierna. Följande sökord användes i olika kombinationer, greenhouse, energy, energyreduction, light, spectrum, interval, photoperiod, stress, peas, vertical farming, abiotic stress. Databaser som har använts för litteraturstudien är Google scholar, Diva.

2.2

Undersökning av tes

Metoden som använts för detta arbete är sammanfattad av Lasser (2013). Tesen som ska undersökas i denna studie är om det går att energioptimera belysningen för ett växthus men att fortfarande få samma eller större mängd biomassa. En frågeställning blir då vad händer om man ökar avståndet mellan belysningen och grödan? Om det är möjligt att öka avståndet kan fler kvadratmeter täckas av belysningen vilket kommer ge en längre energianvändning per kg producerad biomassa. Ytterligare frågeställningar som kommer undersökas är, vad händer med producerad biomassa om man minskar grödornas vila med en belysning som tänts och släcks i intervaller. Samt hur förändras temperaturen och den relativa fukten i växthuset? Nedan illustreras en figur hur denna studie är uppbyggd.

(14)

Figur 1 Illustration om tillvägagångssätt för denna studie

2.3

Planering

Under rubrikerna nedan beskrivs materialval för odlingstältet, belysningen som användes och vilka frön som undersöktes för att användas för denna fallstudie.

2.3.1

Växthuset/plats

För att kunna kontrollera miljön där grödorna ska växa i kommer samma växthus att användas för samtliga fall. Växthuset är ett så kallat odlingstält som består av ett material som heter Mylar 210D som är 19 mm tjockt. Insidan av odlingstältet består av ett

reflekternade material vars uppgift är att behålla värmen och ljuset i odlingstältet. Ljuset som reflekteras i odlingstältet är upp till 95 % enligt produktspecifikationen.

(15)

Odlingstältet är placerat på bottenvåningen på Mälardalens högskola i ett rum som inte har något fönster utan endast uteluft (ej uppvärmd eller kyld) och avluft.

Rummet har inga radiatorer så ingen extra värme tillförs i rummet.I odlingstältet finns en frånluftsfläkt och tilluftsfläkt som är kopplade till en givare som mäter temperaturen.

Överstiger temperaturen i odlingstältet 22,5 °𝐶 skickas en signal till fläktarna att de ska starta och arbeta tills temperaturen understider 22,5 °𝐶.

2.3.2

Belysning

Belysningen som kommer användas är belysningen som Veponic använder sig av idag och nedan visar tabellen produktspecfikationen för belysningen och styrenheten. LED-lamporna som ska användas är Heliospectra modell Siera.

Tabell 1 Heliospectra, Siera LED-lampor beskrivning (källa www. heliospectra.com)

LED-lampor LB460PR LB420IN

Storlek (mm) 1165*50*25 1165*50*25

Max effekt (W) 46 42

Värmeeffekt (Wh) 46 41,9

Ljusvinkel (grader) 76 76

Tabell 2 Heliospectra, Siera styr/strömkontroll (källa www. heliospectra.com)

Styr/strömkontroll LBPSU12

Max effekt 600W

Värmevärde upp till (BTU/h) 2047

För att kunna samla in data kommer en Tinytag plus 2 placeras i mitten av rummet, den kommer kunna mäta temperaturer och den relativa fuktigheten var 10e minut.

2.3.3

Frön

Frön från kategorin microgreens kommer att användas då de oftast bara behöver gro i 7-21 dagar. Microgreens är ingen typ av gröda utan ett samlingsnamn för att man skördar plantorna när de har utvecklat sitt första bladpar. Fördelen är att de växer fort och man får snabbt en möjlighet att skörda, man behöver inte tillsätta någon extra gödning då fröet innehåller näring i sig. Det negativa med microgreens är att man oftast får klippa grödan precis över jord för hand med en sax (Treadwell et al., 2010). Frön som undersöktes närmare var solrosfrön och gula ärtor. Då microgreens skördas inom en kort tidsperiod hinner de inte få ett tillräckligt rotsystem för att användas i ett hydroponiksystem utan de kommer behöva att planteras i jord.

(16)

2.4

Utformande av experiment

I rubrikerna nedan förklaras hur höjden bestämdes för de olika omgångarna som valdes att undersökas och hur experimentet upprättades med hjälp av två nivåers faktor försök, samt hur One-way Anova applicerades.

2.4.1

Bestämning av belysningens höjd

Standard höjden som används av Veponic idag är 55 cm, ekvationerna nedan användes för att beräkna vilken area som betjänas av LED-lamporna för en viss höjd. Det som är känt från tillverkaren är att de har en ljusvinkel på 76 grader och en längd på 1165 mm. Basen C för triangeln enligt figuren nedan beräknas för att beräkna arean för rektangeln som betjänas av LED-lamporna. Nedan i tabell 3 i grått visas vilka höjder på belysningen som har valts.

Figur 2 Visar vilka sidor och vinklar som hänvisas i sinussatsen

Först räknades vinkeln 𝛽 och 𝛾 ut enligt ekvation [1].

𝛼 = 76°[𝐺𝑟𝑎𝑑𝑒𝑟] 𝛽 = 𝛾 =180 − 𝛼 2 = 180 − 76 2 = 52°[𝐺𝑟𝑎𝑑𝑒𝑟] [1]

Efter 𝛽 och 𝛾 var kända kan man räkna ut a och b enligt figur 2, enligt ekvation [2] och [3].

ℎ = 𝑏 ∗ sin( 𝛼) 𝑏 = ℎ sin(𝛼) [2] ℎ = 𝑎 ∗ sin( 𝛽) 𝑎 = ℎ sin(𝛽) [3]

(17)

Med hjälp av sinussatsen kan nu c beräknas med ekvation [4]. sin( 𝛾) 𝑐 = sin(𝛽) 𝑏 𝑐 =𝑏 ∗ sin( 𝛾) sin(𝛽) [4]

Enligt ekvation [5] kan arean för rektangeln beräknas och den rektangulära arean presenteras i tabell 3 med övriga uträkningar.

𝐵𝑒𝑡𝑗ä𝑛𝑎𝑑 𝑎𝑟𝑒𝑎 = 𝑐 ∗ 𝑙𝑙𝑒𝑑𝑎𝑟𝑚𝑎𝑡𝑢𝑟𝑒𝑛 [𝑚2] [5]

(18)

Tabell 3 Visar höjden för belysning och vilken area ljuset betjänar. Lamphöjd(h) [m] [m] A [m] C [m] B Rektangulär area (𝒎𝟐) 0,5 0,63 0,63 0,78 0,910 0,55 0,70 0,70 0,86 1,001 0,6 0,76 0,76 0,94 1,092 0,65 0,82 0,82 1,02 1,183 0,7 0,89 0,89 1,09 1,274 0,75 0,95 0,95 1,17 1,365 0,8 1,02 1,02 1,25 1,456 0,85 1,08 1,08 1,33 1,547 0,9 1,14 1,14 1,41 1,638 0,95 1,21 1,21 1,48 1,729 1 1,27 1,27 1,56 1,820 1,05 1,33 1,33 1,64 1,911 1,06 1,35 1,35 1,66 1,930 1,07 1,36 1,36 1,67 1,948 1,08 1,37 1,37 1,69 1,966 1,09 1,38 1,38 1,70 1,984 1,1 1,40 1,40 1,72 2,002 1,15 1,46 1,46 1,80 2,094 1,2 1,52 1,52 1,88 2,185 1,25 1,59 1,59 1,95 2,276 1,3 1,65 1,65 2,03 2,367 1,35 1,71 1,71 2,11 2,458 1,4 1,78 1,78 2,19 2,549 1,45 1,84 1,84 2,27 2,640 1,5 1,90 1,90 2,34 2,731 1,55 1,97 1,97 2,42 2,822 1,6 2,03 2,03 2,50 2,913 1,65 2,09 2,09 2,58 3,004

De 3 olika lamphöjderna blev då • 55 cm, täcker 1 m2

• 110 cm, täcker 2 m2

(19)

Detta ger höjderna som kommer undersökas i de olika fallen. Led armaturen som används är Heliospectra Siera LB460PR och SIERA LB420IN. LB460PR har en maxeffekt på 46 W och LB420IN är på 42 W. Deras respektive värmevärde är 46 Wh och 41,9 Wh för LB420IN. Dessa LED-armaturer kommer kopplas till en strömkälla från Heliospectra av modell Siera LBPSU12.

2.4.2

Två-nivåers faktorförsök

Då data söks om att se hur mängden biomassa ändras relativt till energianvändningen kommer flera fall behöva att anordnas där någon variabel ändras från fall till fall för att se hur det påverkar skörden. Grödorna kommer behöva vattnas, fördelaktigt kan detta ske automatiskt så de får samma mängd vatten i alla olika fall. Två-nivåers faktorförsök är en metod som kan appliceras när man ska studera samband mellan olika faktorer. För varje faktor ska det finnas en hög (+) och låg (-) nivå. Ekvationen nedan är den som använts för att räkna ut hur många olika fall man ska undersöka för antalet variabler. Det är alltså antal variabler som bestämmer antal fall som ska undersökas (Andersson & Nilsson, 2018).

𝑛 = 2𝑘

𝑛 = 𝑎𝑛𝑡𝑎𝑙 𝑜𝑙𝑖𝑘𝑎 𝑓𝑎𝑙𝑙

𝑘 = 𝑎𝑛𝑡𝑎𝑙 𝑣𝑎𝑟𝑖𝑎𝑏𝑙𝑎𝑟

Faktorerna som kommer undersökas i denna studie är dels avståndet mellan belysningen och plantorna, dels hur kortare intervaller av belysning kommer påverka biomassan? Då höjden är detsamma för omgång 1, 4, och 7 kan man se detta som en konstant. Tidsintervallet blir då en variabel som kommer undersökas i de olika fallen. När tidsintervallet är längre d.v.s. 12 timmars konstant belysning ger det en hög nivå (+) och när tidsintervallet är halverats ger det en låg nivå (-). I tabellen nedan visualiseras faktorns höga och låga nivå för fall 1 och 2. När n=2 blir det 2 olika fall som ska undersökas för att se hur intervallen påverkar plantornas biomassa. Fall 3 kommer att undersökas som en extrempunkt för att se hur ännu kortare intervaller kommer påverka plantan och mängden biomassa.

𝑘 = 1

𝑛 = 21= 2

Tabell 4 Visar intervalls belysningen under ett dygn för de olika fallen

Fall Belysning på Belysning av Belysning på Belysning av Belysning totalt per dygn

Fall 1 (+) 12 timmar 12 timmar - - 12 timmar

Fall 2 (-) 6 timmar 6 timmar 6 timmar 6 timmar 12 timmar

(20)

Som ovan nämnde så kommer en lokal på Mälardalens högskola att användas med ett

odlingstält. Storleken på oldingstältet är 4,8*2,4 m och 2 m högt. Odlingstältet kommer ha 3 grobäddar med respektive belysning för att kunna undersöka om mängden biomassa kan ökas jämfört mot energiförbrukningen. Tre olika fall kommer användas i denna studie med tre olika grobäddar för varje fall. Detta för att få mer data att jämföra med.

• Fall 1, kommer belysningen att vara på i ett 12 timmars intervall där de 3 grödornas belysning kommer vara på olika höjder mot grödan. Grödorna har samma energianvändning medans variabeln som skiljer de åt är höjden.

• Fall 2, kommer ha en total belysningstid på 12 timmar men istället kommer LED-lamporna vara tända i 6 timmars intervaller istället för i 12 timmar. Samma höjd kommer att användas på LED-lamporna som i fall 1.

• Fall 3, kommer ha en total belysningstid på 12 timmar men istället kommer LED-lamporna vara tända i 3 timmars intervaller istället för 12 timmar i fall 1 och 6 timmar i fall 2. Samma höjd kommer att användas på LED-lamporna som i fall 1.

Då höjden inte är detsamma för de olika grobäddarna kan man beräkna vilken area som betjänas av vilken höjd. Med hjälp av biomassan kan man sedan beräkna mängden biomassa jämfört med energianvändningen. I fall 2 och 3 får inte plantorna samma långa dyngsvila vilket borde ge någon typ av effekt på biomassan.

Ett automatiskt bevattningsystem kommer att användas så att alla fall får samma mängd vatten. Plantorna kommer bevattnas en gång per dag vilket kommer att ske när belysningen har vart aktivt i 6 timmar. För insamling av temperatur och den relativaluftfuktigheten kommer en mätare placeras i mitten av rummet på 20 cm från taket på tältet. Gula ärtor användes då de har en kort odlingstid på 7 dagar, fröna kommer att vägas så att samtliga odlingslådor får 50 gram frön, vardera jämt utspridda. Fröna kommer läggas i blöt i 12 timmar innan de placeras i jorden för att korta ner groprocessen ytterligare.

Efter de har lagts i jord kommer de sedan placeras i ett mörkt rum i 3 dagar för att stressa plantan att leta efter ljus. Efter 7 dagar kommer grödorna att skördas förhand med en örtsax samt Tiny tag2 kommer att tömmas på data för att sedan återställas för de andra fallen.

2.4.3

Variansanalys

Mjukvaran SPSS Statistics kommer att användas för, One-way Anova som kommer appliceras på de olika fallen och omgångarna för att statistiskt jämföra de med varandra. Detta utförs för att se om någon statistiskt signifikant skillnad finns mellan de olika fallen och omgångarna. Alpha (𝛼) sattes till 0,05 i beräkningarna i SPSS.

(21)

2.5

Energiberäkningar

Energiåtgången för LED-lamporna kan beräknas enligt produktspecifikationen som finns för produkterna då LED-lamporna inte är ner-dimmade utan arbetar konstant på maxeffekt hela tiden när de är aktiva. För att beräkna vad LED-lamporna energianvändning på en vecka användes formeln nedan.

𝐸 =𝑃1,2∗ ℎ ∗ 𝑑𝑎𝑔𝑎𝑟 1000 [𝑘𝑊ℎ𝑝𝑒𝑟 𝑣𝑒𝑐𝑘𝑎] 𝐸 =𝑃1,2∗ 12 ∗ 7 1000 [𝑘𝑊ℎ𝑝𝑒𝑟 𝑣𝑒𝑐𝑘𝑎] 𝑃1= 𝐿𝐵460𝑃𝑅 = 46 [𝑊] 𝑃2= 𝐿𝐵420𝐼𝑁 = 42 [𝑊]

Energianvändningen per vecka för de 2 olika LED-lamporna räknas ut med hjälp av ekvationen [6] och [7]. 𝐸1,𝐿𝐵460𝑃𝑅= 46 ∗ 24 ∗ 7 1000 [𝐾𝑤ℎ] [6] 𝐸2,𝐿𝐵420𝐼𝑁= 42 ∗ 24 ∗ 7 1000 [𝑘𝑊ℎ] [7]

E1+E2 adderas för att ta reda på totala energianvändningen för en vecka för samtliga

omgångar ekvation [8].

𝐸𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙𝑡= 𝐸1+ 𝐸2 [𝑘𝑊ℎ] [8]

Ekvationen [9] användes för att beräkna vilken avkastning biomassan har mot den totala energianvändningen för samtliga omgångar.

𝐴𝑣𝑘𝑎𝑠𝑡𝑖𝑛𝑔1−9 = 𝑂𝑚𝑔å𝑛𝑔1−9[𝑘𝑔] 𝐸𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙𝑡 [ 𝑘𝑔 𝑘𝑊ℎ] [9]

Innerarean för odlingslådan beräknades enligt ekvation [10].

𝐴𝑜𝑑𝑙𝑖𝑛𝑔𝑠𝑙å𝑑𝑎 = 𝑏 ∗ 𝑙 [𝑚2] [10]

𝑏 = 0,175 [𝑚]

𝑙 = 0,225 [𝑚]

Arean som betjänas av belysningen för de 3 olika höjderna på LED-belysningen är följande

o 55cms distans mellan gröda och belysning, för omgång 1, 4 och 7. Arean som tillhör de omgångarna är A1

(22)

𝐴1= 1,001 [𝑚2]

𝐴2= 2,002 [𝑚2]

𝐴3= 3,004 [𝑚2]

Antal odlingslådor som får plats i A1, A2 och A3 för att fylla hela arean beräknades med

ekvation 11, 12 och 13.

• Antal 1, är omgång 1, 4 och 7, beräknades med ekvation [11]. • Antal 2 är omgång 2, 5 och 8, beräknades med ekvation [12]. • Antal 3 är omgång 3, 6 och 9, beräknades med ekvation [13].

𝐴𝑛𝑡𝑎𝑙1= 𝐴1 𝐴𝑜𝑑𝑙𝑖𝑛𝑔𝑠𝑙å𝑑𝑎 [𝑠𝑡] [11] 𝐴𝑛𝑡𝑎𝑙2= 𝐴2 𝐴𝑜𝑑𝑙𝑖𝑛𝑔𝑠𝑙å𝑑𝑎 [𝑠𝑡] [12] 𝐴𝑛𝑡𝑎𝑙3= 𝐴3 𝐴𝑜𝑑𝑙𝑖𝑛𝑔𝑠𝑙å𝑑𝑎 [𝑠𝑡] [13]

Medelvärdet för vikten i odlingslådorna beräknades sedan för varje omgång i gram.

𝑂𝑚𝑔å𝑛𝑔1𝑚 = 𝑜𝑑𝑙𝑖𝑛𝑔𝑠𝑙å𝑑𝑎1.1+ 𝑜𝑑𝑙𝑖𝑛𝑔𝑠𝑙å𝑑𝑎1.2+ 𝑜𝑑𝑙𝑖𝑛𝑔𝑠𝑙å𝑑𝑎1.3+ 𝑜𝑑𝑙𝑖𝑛𝑔𝑠𝑙å𝑑𝑎1.4 4 [𝑔] [14] 𝑂𝑚𝑔å𝑛𝑔2𝑚 = 𝑜𝑑𝑙𝑖𝑛𝑔𝑠𝑙å𝑑𝑎2.1+ 𝑜𝑑𝑙𝑖𝑛𝑔𝑠𝑙å𝑑𝑎2.2+ 𝑜𝑑𝑙𝑖𝑛𝑔𝑠𝑙å𝑑𝑎2.3+ 𝑜𝑑𝑙𝑖𝑛𝑔𝑠𝑙å𝑑𝑎2.4 4 [𝑔] [15] 𝑂𝑚𝑔å𝑛𝑔3𝑚 = 𝑜𝑑𝑙𝑖𝑛𝑔𝑠𝑙å𝑑𝑎3.1+ 𝑜𝑑𝑙𝑖𝑛𝑔𝑠𝑙å𝑑𝑎3.2+ 𝑜𝑑𝑙𝑖𝑛𝑔𝑠𝑙å𝑑𝑎3.3+ 𝑜𝑑𝑙𝑖𝑛𝑔𝑠𝑙å𝑑𝑎3.4 4 [𝑔] [16] 𝑂𝑚𝑔å𝑛𝑔4𝑚 = 𝑜𝑑𝑙𝑖𝑛𝑔𝑠𝑙å𝑑𝑎4.1+ 𝑜𝑑𝑙𝑖𝑛𝑔𝑠𝑙å𝑑𝑎4.2+ 𝑜𝑑𝑙𝑖𝑛𝑔𝑠𝑙å𝑑𝑎4.3+ 𝑜𝑑𝑙𝑖𝑛𝑔𝑠𝑙å𝑑𝑎4.4 4 [𝑔] [17] 𝑂𝑚𝑔å𝑛𝑔5𝑚 = 𝑜𝑑𝑙𝑖𝑛𝑔𝑠𝑙å𝑑𝑎5.1+ 𝑜𝑑𝑙𝑖𝑛𝑔𝑠𝑙å𝑑𝑎5.2+ 𝑜𝑑𝑙𝑖𝑛𝑔𝑠𝑙å𝑑𝑎5.3+ 𝑜𝑑𝑙𝑖𝑛𝑔𝑠𝑙å𝑑𝑎5.4 4 [𝑔] [18] 𝑂𝑚𝑔å𝑛𝑔6𝑚 = 𝑜𝑑𝑙𝑖𝑛𝑔𝑠𝑙å𝑑𝑎6.1+ 𝑜𝑑𝑙𝑖𝑛𝑔𝑠𝑙å𝑑𝑎6.2+ 𝑜𝑑𝑙𝑖𝑛𝑔𝑠𝑙å𝑑𝑎6.3+ 𝑜𝑑𝑙𝑖𝑛𝑔𝑠𝑙å𝑑𝑎6.4 4 [𝑔] [19] 𝑂𝑚𝑔å𝑛𝑔7𝑚 = 𝑜𝑑𝑙𝑖𝑛𝑔𝑠𝑙å𝑑𝑎7.1+ 𝑜𝑑𝑙𝑖𝑛𝑔𝑠𝑙å𝑑𝑎7.2+ 𝑜𝑑𝑙𝑖𝑛𝑔𝑠𝑙å𝑑𝑎7.3+ 𝑜𝑑𝑙𝑖𝑛𝑔𝑠𝑙å𝑑𝑎7.4 4 [𝑔] [20] 𝑂𝑚𝑔å𝑛𝑔8𝑚 = 𝑜𝑑𝑙𝑖𝑛𝑔𝑠𝑙å𝑑𝑎8.1+ 𝑜𝑑𝑙𝑖𝑛𝑔𝑠𝑙å𝑑𝑎8.2+ 𝑜𝑑𝑙𝑖𝑛𝑔𝑠𝑙å𝑑𝑎8.3+ 𝑜𝑑𝑙𝑖𝑛𝑔𝑠𝑙å𝑑𝑎8.4 4 [𝑔] [21] 𝑂𝑚𝑔å𝑛𝑔9𝑚= 𝑜𝑑𝑙𝑖𝑛𝑔𝑠𝑙å𝑑𝑎9.1+ 𝑜𝑑𝑙𝑖𝑛𝑔𝑠𝑙å𝑑𝑎9.2+ 𝑜𝑑𝑙𝑖𝑛𝑔𝑠𝑙å𝑑𝑎9.3+ 𝑜𝑑𝑙𝑖𝑛𝑔𝑠𝑙å𝑑𝑎9.4 4 [𝑔] [22]

(23)

Efter medelvikten har beräknats för omgång 1 - 9 och det har fastslagits hur många

odlingslådor som får plats i A1, A2 och A3. När de multipliceras med varandra fastställs vikten

för hela arean som har använts och vilken medelavkastning omgångarna gav. För omgång 1, 4 och 7 användes ekvationen [23], för omgång 2, 5 och 8 användes ekvation [24] och för omgång 3, 6 och 9 användes ekvation [25].

𝑂𝑚𝑔å𝑛𝑔1,4,7= 𝑂𝑚𝑔å𝑛𝑔1𝑚,4𝑚,7𝑚∗ 𝐴𝑛𝑡𝑎𝑙1 [𝑔] [23]

𝑂𝑚𝑔å𝑛𝑔2,5,8= 𝑂𝑚𝑔å𝑛𝑔2𝑚,5𝑚,8𝑚∗ 𝐴𝑛𝑡𝑎𝑙2 [𝑔] [24]

𝑂𝑚𝑔å𝑛𝑔3,6,9= 𝑂𝑚𝑔å𝑛𝑔3𝑚,6𝑚,9𝑚∗ 𝐴𝑛𝑡𝑎𝑙3 [𝑔] [25] För att ta reda på vad omgångarnas medelskörd (gram) mot dess area använd och

energianvändningen. För omgång 1, 4 och 7 användes ekvation [26] då de har samma area som använts A1. Omgång 2, 5 och 8 användes ekvation [27] och för omgång 3, 6 och 9

användes ekvation [28]. 𝐸𝑂𝑚𝑔å𝑛𝑔 1,4,7= 𝑂𝑚𝑔å𝑛𝑔1,4,7 𝐸𝑡𝑜𝑡∗ 𝐴1 [ 𝑔 𝑘𝑊ℎ ∗ 𝑚2] [26] 𝐸𝑂𝑚𝑔å𝑛𝑔 2,5,8= 𝑂𝑚𝑔å𝑛𝑔2,5,8 𝐸𝑡𝑜𝑡∗ 𝐴2 [ 𝑔 𝑘𝑊ℎ ∗ 𝑚2] [27] 𝐸𝑂𝑚𝑔å𝑛𝑔 3,6,9=𝑂𝑚𝑔å𝑛𝑔3,6,9 𝐸𝑡𝑜𝑡∗ 𝐴3 [ 𝑔 𝑘𝑊ℎ ∗ 𝑚2] [28]

(24)

3

LITTERATURSTUDIE

Denna litteraturstudie kommer belysa vad det forskas om och närliggande forskning om vad denna studie har som tes att undersöka. Det som kommer undersökas är bland annat

traditionell odling, vertikal odling, hur påverkar belysningsintervaller och olika ljusspektrum grödorna. När litteraturstudien på börjadedes var avsikten att den skulle undersöka mer specifikt vad andra har forskat om mer nischat mot experimentet i denna studie, dock så verkar det saknas direkt forskning om vad denna studie kommer undersöka.

Om man använder Google Scholar och söker på ”energy reduction greenhouse -gas” ger det ca 290 000 träffar. Inom både traditionellt lantbruket och växthusodling idag forskas det mycket inom energianvändning. Det forskas mycket idag om hur man kan minska och effektivisera sin energianvändning.

3.1

Uppvärmning av växthus

I en studie som utfördes av Shamim och Tanino (2018) analyserades hur

energianvändningen för uppvärmning av ett växthus kunde minskas. Växthus som befinner sig i kalla regioner, det vill säga över 40ºN i Amerika och 50ºN i Europa, beräknas använda 65 – 85 % av sin totala energianvändning. De nämner även i ett försök om att resa en

vitmålad vägg som står i norr och som är ogenomtränglig för ljus. Detta för att väggen skulle reflektera ljusinstrålningen i stället för att ha ett genomskinligt material som släppte igenom ljusinstrålningen. Man upptäckte att ca 28 % mindre uppvärmning behövdes för växthuset, i stället fick man öka den artificiella belysningen i växthuset med 35 % för att kompensera för de mörkare ytor som uppstod. Den totala energianvändningen minskade med 25 % (Shamim & Tanino, 2018).

En större del av energianvändning för ett växthus är uppvärmningen undersökte Fabrizio (2012) om hur växthuset skulle påverkas om man la ett ytterligare skal över växthuset med ett luftgap mellan de 2 skalen. Programmet EnergyPlus användes för att simulera de 2 olika platserna man undersökte. Skalen bestod av polykarbonatskivor och man kunde se att uppvärmningen minskade med 30 % utan att solinstrålningen minskade som behövs för fotosyntesen (Fabrizio, 2012).

(25)

3.2

Hydroponisk odling

Det forskas mycket om vertikal odling och urban odling med hur man kan minska energianvändningen, exempelvis om man skulle byta växtmedium som används från planteringsjord till kokosfiber. Kokosfiber räknas som restavfall och har en miljöpåverkan som är ca 300 gånger lägre per kg än planteringsjord. En av de största nackdelarna med vertikal odling är initiala kostnaden. Även om priserna kommer gå ner kommer det oavsett att kräva elektricitet, material och manuellt arbete.

Med ett hydroponisk odlingssystem då man odlar i vatten, har man sett att utbrott med sjukdomar och insekter har minskat jämfört med när det odlades i jord (Molin & Martin, 2018).

3.3

Belysning

Idag använts som regel endast LED-lampor för belysning i växthus då de har en lägre energianvändning. Idag finns det många olika LED-lampor på marknaden som har olika våglängder. Det som är intressant med LED-lampor som har olika våglängder är att olika spektrum påverkar plantorna olika. I en studie som utfördes av Wittmann et al. (2020) tittade man på hur olika spektrum och kombinationer av spektrum påverkar örten mejram i mängden skördad biomassa i färskt samt torkat tillstånd och hur de olika spektrumen påverkade när blommorna slog ut. De undersökte kombinationerna blått och rött ljus, vitt ljus, vitt och blått, vitt och starkt rött. Mejram fick växa under respektive belysning i 38 dagar och 45 dagar innan skörd. Vad man såg efter 35 dagar var att blått och rött, samt vitt ljus gav en torrvikt(gram) på 0,64 ± 0,09 och 0,65 ± 0,04 i stället för vitt och blått, samt vitt och stark rött ljus i stället gav en torrvikt på 0,45 ± 0,07 och 0,48 ± 0,14. Vid skörd efter 45 dagar var det inte lika signifikant längre i skillnad mellan de olika spektrumen. Blått och rött 0,82 ± 0,22, vitt 0,81 ± 0,2, vitt och blått 0,66 ± 0,12, vitt och starkt rött 0,74 ± 0,11. Det noterades även att vitt och starkt rött hade fått sina första blommor efter 38 dagar (mer än 1% hade öppnats) och efter 45 dagar stod de i full blom (2/3 av blommorna slagit ut). I stället för de andra kombinationerna hade de efter 45 dagar endast öppnat sina första blommor

(Wittmann et al., 2020). Lu et al. (2012) undersökte hur tomater påverkades av olika ljusspektrum. De spektrum som undersöktes var vitt, rött och blått ljus och man hade en kontrollgrupp som inte fick något artificiellt ljus. Vitt och rött ljus gav mellan 12 – 14 % större skörd än vad kontrollgruppen och det blåa ljuset gav. Man såg även att sockerhalten och halten för askorbinsyra var högre för de 2 fallen än för kontrollgruppen och det blåa spektrumet (Lu et al., 2012).

Många studier har undersökt effekterna av att ha extra belysning för traditionella växthus och vilka effekter de får på mängden skördad biomassa. En studie som utfördes av Hao och Papadopoulos (1999) visar att gurkor som har fått extra belysning varje dag som ett

(26)

Mängden skördad biomassa ökade med 28 % mot fallet som inte fick någon extra belysning. I en liknande studie som utfördes av Johnston et al. (1969) såg man att skörden för sojabönor ökade med 16 % och Choi et al. (2015) såg en ökning med 25 % i produktionen av jordgubbar när man använde blått och rött i belysningen. Ytterligare fall visade när man använde

stödbelysning i ett växthus för ärtor gav det 70–150% extra ärtskidor jämfört med ärtodlingen som inte fick någon stödbelysning (Kong & Zheng, 2019).

Highkin och Hanson (1954) undersökte hur tomatplantor påverkas av olika tidsintervall, där tomatplantorna fick samma mängd belysning under 48 timmar. De undersökte 3 olika belysningsintervall; 6 timmar, 12 timmar och 24 timmars intervaller, för att se hur det påverkade höjden av plantorna. Vad de tydligt observerade i denna studie var att när tomatplantan utsattes för 12 timmars intervaller av belysning blev plantorna absolut högst jämfört med de andra fallen. De hade även utvecklat en kraftig stam som fördelat sig och utvecklat ett friskt bladverk. Plantorna som utsattes för det längre intervallet (24h), blev sköra, utvecklade få blad och blev endast 1

4 av höjden för 12 timmars fallet. Det kortare intervallet presterade bättre än det långa, men få blad utvecklades även här och höjden på plantan blev i stället 1

3 av 12 timmars intervallet (Highkin & Hanson, 1954).

En studie som undersökte hur gurka, majs, rädisor och Krysantemum påverkas av olika timmars konstant belysning, grödorna utsattes för 8, 12, 18 och 24 timmars konstant belysning. Under studiens gång skördades grödorna vid 4 till 5 tillfällen, när plantorna blev skördade utfördes även en förtunning av de plantor som var kvar. Dag 29 skördades gurka, majs och rädisor och torkades för att fastställa deras torra vikt. I samtliga fall genererade 24 och 18 timmars konstant belysning störst mängd torr vikt och 8 timmar genererade absolut minst. Det noterades i studien att vid 24 timmars konstant belysning gav det störst tillväxt för rädisor. För gurka och majs såg man ingen betydande skillnad i tillväxt när plantorna utsattes för 24 timmar jämfört med 12, 18 timmars belysning (Warrington & Norton, 1991). Enligt Grant och Voelkert (1969) som undersökte hur ärtor påverkas av olika

belysningscykler, studien undersökte cyklerna; ingen belysning, 12 och 16

timmarsintervaller. Undersökningen började med att studera hur temperaturen påverkar ärtorna, 2 grupper av ärtor placerades i varsina rum där temperaturen var konstant 19℃ och 25℃. I båda fallen fick ärtorna en belysningsintervall på 12 timmar, plantorna mättes

dagligen i 12 dagar. Dag 6 var höjden på plantorna i 19℃ rummet 55-90mm höga och dag 8 90-140mm. Ärtskotten dag 6 var 85-175mm höga och dag 8 115-250mm för rummet med 25℃. Vidare undersöktes hur tillväxten för plantorna blev när de var utställda i konstant mörker i 19℃ och alternerande 12 timmars belysning efter dag 3. Resultatet för höjden dag 8 för båda försöken blev då; konstant mörker 60-185mm och för den växelvisa belysningen 58-86mm. Sist undersöktes hur ärtor påverkas av att växa i ett rum som är konstant 25℃ och belysningsintervallet per dag är 16timmar. Dag 7 mättes höjden på plantorna och var 72-135mm höga och ärtskotten hade utvecklat sina första 2 blad (Grant & Voelkert, 1969).

(27)

3.4

Abiotisk stress

Abiotisk stress betyder att en planta utsätts för ett icke levande stressfaktor. Abiotisk stress samlar flera olika faktorer så som torka, översvämning, salt, värme och kyla. Dessa faktorer kan ha en kraftig påverkan om en planta överlever, hur den växer och även deras chans till reproduktion. Då abiotisk stress har en stor påverkan på plantor och spelar avgörande roll till hur en stor avkastning man kan få av sin skörd (Campbell et al., 2018).

Ahmad & Rasool (2014) såg att när plantor lider av torka att de har en lägre mängd protein än mot plantor som inte lider av torka. 60 olika proteiner identifierades i risskott som svarade på torka. Vissa av proteinerna var ner reglerade som följd av stressen och några proteiner var mer aktiva som hanterade proteinvikning.

De tror att cirka 16 % av arean i världen är påverkad av översvämning. När översvämning sker kan växter drabbas av syrebrist vilken kan leda till att plantor inte överlever.

Översvämningsstress resulterar i en minskning med 25 % globalt av avkastningen från grödor. Undersökningar om hur värmestress påverkar plantor så har den en stark påverkan på plantornas tillväxt och utvecklandet av plantan. Tillstånden för de flesta proteiner dämpas och i stället framkallas värmechock proteiner (HSP) i grödan. Man såg även när plantor utsätts för saltstress att de tog upp Na+ vilket drastiskt minskade upptaget av kalium. Kalium

har en viktig roll för växt metabolismen den hjälper till att aktivera enzymer, proteiner och klyvöppningar. När grödor utsätts belysning under en lång tid såg man i växten Backtrav (Arabidopsis thaliána) att i både fotosystem I (PSI) och fotosystem II (PSII) att de hade en lägre nivå av kväve. PSI och PSII använts av växter för att konvertera ljusenergi till kemisk energi i växten som behövs för fotosyntesen (Ahmad & Rasool, 2014).

(28)

4

AKTUELL STUDIE

Under aktuell studie beskrivs hur fallstudien utfördes för de olika fallen och omgångarna samt hur de olika parameterna användes.

4.1

Övergripande metod som täckte samtliga fall

Rubrikerna nedan beskriver den övergripande metoden som användes för samtliga fall och omgångar, bland annat hur bevattning hanterades samt de olika förberedelser som utfördes osv. För att ge en samlad bild över hur experimentet utfördes.

4.1.1

Förberedelse och plantering av frön

Fröet som valdes att användes för dessa fall var frön från gula ärtor. Först lades ärtfröerna i blöt 12h innan de skulle placeras i såbäddarna. Efter 12 timmar förbereddes jorden som fröerna ska placeras i. Jorden som kommer användas är planteringsjord och nedanför i tabell 5 presenteras specificeras innehållet för jorden. För att förbereda jorden skall först 1L vatten blandas in i påsen som innehåller jorden och bearbetas med händerna i 5-10min. Detta görs för att fördela fukten jämn i påsen, efter första bearbetningen är klar skall 2L ytterligare tillsättas och arbetas in i jorden så det fördelas jämnt.

Tabell 5 Innehållsförteckning planteringsjord

Typbeteckning Kokossubstrat

Handelsnamn Kokossubstrat

pH 5,0 – 6,5 (1+5)

Ledningsförmåga (salt) Ca 24mS/m (1+5)

Näringsinnehåll Vattenlösligt kväve (N) ca 60mg/l

Löslig fosfor (P) ca 40mg/l Lösligt kalium (K) ca 400mg/l Vattenhalt <20% Organiskt material > 80% Volymvikt Ca 80g/l Grovleksgrad Fin, <20mm

Efter att fukten är jämnfördelat i jorden lades ungefär 1,5 cm planteringsjord i 12st odlingskärl som består av svart plast. Bilden nedan visar odlingskärlen fyllda med jord.

(29)

Figur 3 Odlingskärl förberedda med jord

Efter att alla odlingskärl hade fyllts på med jord pressades jorden med ett tomt odlingskärl för att göra jorden mera kompakt. Odlingslådornas innermått var 18,5 ∗ 13,7 cm och 4 lådors yttermått var 44,2 ∗ 34,5 cm och den är 5 cm hög. Sedan vägdes fröerna så att varje

odlingslåda fick 50g frön vardera, fröerna spreds ut i varje odlingslåda och fördelades jämnt. Bilden nedan visar 50g fröer för gula ärtor utspridda i odlingslådan. Fröerna gallrades även från frön som antagligen inte skulle gro, dvs halva frön och skal från när fröerna hade legat i blöt.

(30)

Efter att alla 12st odlingslådor var förberedda med fröer staplades odlingslådorna på varandra i 3 jämnt fördelade högar. Som lock på den översta odlingslådan i högarna

placerades en tom odlingslåda. Högarna täcktes med en plastfilm men några lufthål i sig för att minska chansen av mögel. Högarna var placerad i ett mörkt rumt och i 19°𝐶. Lådorna lämnas sedan i 3 dagar för att sedan placeras ut under LED-belysningen i växthuset.

4.1.2

Utplacering i växthuset

Efter ärtorna har stått i 3 dagar placerades de ut i växthuset, 4 odlingslådor placerades under varsin LED-belysning. LED-belysningen mättes med tumstock från golvet till framkant och bakkant i underkant på led armaturen för att verifiera att höjden fram och bak var

densamma. De olika höjderna som användes för LED-belysningen är: 55, 110 och 165 cm. Figur 5 och tabell 6 nedan visar hur växthuset ser ut och vart grödorna och komponenters placering i växthuset var.

(31)

Tabell 6 Beskrivning av vart saker var placerade i odlingstältet

Benämning Förklaring

A Visar vart omgång 1 ,4, 7 placerades, 55cm ifrån LED-belysningen B Placering av Tiny Tag, 20cm från odlingstältets tak

C Visar omgång 3, 6, 9 placerades 165cm, från belysning.

D Visar vart tilluftsfläkten var placerad i rummet, frånluftsfläkten syns ej på bilden men den var placerad snett bakom fotot till höger sett från bildens perspektiv

E Styrlådan som LED-belysning kopplades mot.

F Vattentanken som användes för bevattning och i den fanns en automatisk bevattningspump

G Visar omgång 2, 5, 8 placerades, 110cm ifrån belysningen.

(32)

4.1.3

Skörd och vägning

Sju dagar efter utplacering i växthuset skördas varje omgång, varje omgång bestod av 4 odlingskärl. För varje odlingskärl räknades alla frön och graderades enligt följande; frön som inte har grott, frön som har utvecklat ett rotsystem men inte fått ett skott och frön som har fått ett skott. Sedan summerades varje odlingskärl för att se antalet totala frön per låda och biomassan vägdes.

Skörden genomfördes genom att använda en örtsax för att klippa av skotten så nära ärtan som möjligt för samtliga omgångar och fall. Sedan vägdes biomassan för alla odlingskärl och summerades för varje omgång. Efter biomassan var vägd placerades biomassan i en ugn som var inställd på 102℃ för att torkas i 12timmar. Efter att biomassan hade torkats vägdes alla omgångar för att ta reda på den torra vikten, de torra proverna mortlades sedan till ett fint pulver som placerades i förslutningsbara påsar. Tiny tag tömdes på alla data när proverna togs ut ur odlingstältet.

Figur 6 Vvisuell beskrivning vart ärtskotten klipptes av

4.1.4

Belysning och bevattning för de olika fallen

Bevattningen ställdes in så att den skulle vattna plantorna en gång per dag. Bevattningen skedde via droppbevattning över grödorna, För att inte riskera att dränka grödorna sattes bevattningsintervallet på 30 sekunder och bevattningen skedde efter 6 timmars konstant belysning. Dock så upptäcktes det under fall 1 dag 4 att bevattningen inte hade skett dag 4. Detta medförde att all bevattning för de resterande 2 dagarna i fall 1 och alla dagar i fall 2 och 3 blev bevattnade för hand. Handbevattningen utfördes med hjälp av ögonmått och med hjälp av fingret bedöma det var rätt fukt halt i jorden.

(33)

4.2

Fall 1, 12 timmarsintervall

Timern som styr belysningen ställdes in så att den skulle vara tänd 12 timmar i sträck för att sedan släckas i 12 timmar. Belysningen startade kl. 08,00 på morgonen och släcktes kl. 20,00, detta uppeppades för varje dag under fall 1. Ett prov från omgång 1 och 3 skickades även till ett laboratorium i Italien för att göra en elementär analys av de proverna.

4.3

Fall 2, 6 timmarsintervaller

Timern som styr belysningen ställdes in på 6 timmars intervaller med start kl. 08.00. Tabellen nedan beskriver tidschemat för fall 2.

Tabell 7 Beskrivning när belysningen tänts respektive släcks för fall 2

Aktivitet Klockslag

Belysning tänts 08.00 – 14.00

Belysning släcks 14.00 – 20.00

Belysning tänts 20.00 – 02.00

(34)

4.4

Fall 3, 3 timmarsintervaller

Timern som styr belysningen ställdes in på att vara tänd 3 timmars intervaller. Tabellen nedan beskriver tidschemat för fall 3.

Tabell 8 Beskrivning när belysningen tänts respektive släcks för fall 3

Aktivitet Klockslag Belysning tänts 08.00 – 11.00 Belysning släcks 11.00 – 14.00 Belysning tänts 14.00 – 17.00 Belysning släcks 17.00 – 20.00 Belysning tänts 20,00 - 23,00 Belysning släcks 23,00 - 02,00 Belysning tänts 02.00 - 05.00 Belysning släcks 05.00 – 08.00

(35)

5

RESULTAT

Rubrikerna nedan beskriver utfallet för de olika fallen, energiberäkningar och jämförelser mellan de olika fallen för temperatur och den relativa luftfuktigheten. Vidare visar även resultaten för One-way Anova för biomassans skillnad för de olika höjderna och de olika fallen.

5.1

Fall 1, 12 timmars intervaller

I fall 1 var LED-belysningen tänd i 12 timmar konstant och sedan släckta i 12 timmar. I tabellen nedan sammanställs omgång 1 från fall 1 hur respektive fördelning i odlingslådorna var. Tabell 9 beskriver omgång 2 och tabell 10 beskriver omgång 3. I samtliga omgångar för fall 1 var ärtskotten gröna och bladen hade slagit ut på en del. Dock var majoriteten av bladen för ärtorna var nära stjälken och hade inte riktigt fällts ut. För omgång 1 – 3 var höjden relativt lika för ärtskotten i alla odlingslådor. Majoriteten av skotten var högre än själva odlingslådan som är 5 cm hög.

• Omgång 1, belysning är 55 cm ifrån plantorna och täcker 1 m2

• Omgång 2, belysningen är 110 cm från plantorna och täcker 2 m2

• Omgång 3, belysningen är 165 cm från plantorna och täcker 3 m2

I figuren nedan ser man att odlingslådan längst bak till vänster var en svag låda (odlingslåda 1.1), övrigt var det jämntillväxt i odlingslåda 1.2 - 1.4.

(36)

Tabellen nedan är sammanställningen av de 4 olika odlingslådorna för omgång 1 och beskrivet med antal frön som hade fått skott, enbart rötter och frön som inte hade grott. Tabell 9 Fall 1, omgång 1 (55 cm) odlingslådor med respektive vikt och hur fröerna har utvecklat sig.

Omgång 1 Odlingslåda 1.1 Odlingslåda 1.2 Odlingslåda 1.3 Odlingslåda 1.4

Döda frön (%) 15,5% 11,6% 19,4% 8,2%

Enbart rötter (%) 23,7% 10,5% 5,6% 8,2%

Har fått skott (%) 60,8% 77,9% 75,0% 83,7%

Totalt antal (st) 97 95 108 98

Vikt per låda (g) 2,63 8,01 7,68 7,43

Nedan i figuren kan man se den svaga odlingslådan 2.2 direkt till höger i bild, övriga odlingslådor hade en jämntillväxt.

(37)

Tabell 10 visar sammanställning av omgång 2 om hur fröna hade fått skott, rotat sig eller inte grott alls.

Tabell 10 Fall 1, omgång 2 (110 cm) odlingslådor med respektive vikt och hur fröerna har utvecklat sig.

Omgång 2 Odlingslåda 2.1 Odlingslåda 2.2 Odlingslåda 2.3 Odlingslåda 2.4

Döda frön (%) 16,4% 22,3% 14,6% 14,9%

Enbart rötter (%) 3,6% 17,5% 13,4% 7,9%

Har fått skott (%) 80,0% 60,2% 72,0% 77,2%

Totalt antal (st) 110 103 82 101

Vikt per låda (g) 9,3 3,48 7,53 9,5

Figur 10 visar hur tillväxten var för samtliga odlingslådor för omgång 3. Odlingslådan 3.2 direkt till höger och den bakom 3.3 var de som hade lägst tillväxt. Lådorna 3.1 och 3.4 som syns till vänster i figuren hade bättre tillväxt och var jämna.

(38)

Sammanställning av omgång 3 för samtliga odlingslådor visas i tabellen nedan och där presenteras data för odlingslådorna.

Tabell 11 Fall 1, omgång 3 (165 cm) odlingslådor med respektive vikt och hur fröerna har utvecklat sig.

Omgång 3 Odlingslåda 3.1 Odlingslåda 3.2 Odlingslåda 3.3 Odlingslåda 3.4

Döda frön (%) 14,6% 17,5% 13,3% 8,9%

Enbart rötter (%) 11,5% 20,6% 46,7% 16,8%

Har fått skott (%) 74,0% 61,9% 40,0% 74,3%

Totalt antal (st) 96 97 105 101

Vikt per låda (g) 8,03 5,22 6,48 10,21

Sammanställning för omgång 1 - 3 som visas i tabell 11 visar att omgång 1 hade lägre totalvikt än omgång 2 och 3. Omgång 2 och 3 var väldigt jämn i totalvikten mot varandra även då omgång 3 hade betydligt flera frön som endast hade rotat sig jämfört med omgång 1 och 2. Tabell 12 Sammanställning av fall 1, omgång 1 - 3.

Fall 1 Omgång 1 Omgång 2 Omgång 3

Totalt Döda (%) 13,8% 17,2% 13,5%

Totalt Enbart rötter (%) 11,8% 10,4% 24,3%

Totalt Har fått skott (%) 74,4% 72,5% 62,2%

Totalt antal (st) 398 396 399

Totalt Vikt (g) 25,75 29,81 29,94

Torr vikt (g) 2,54 2,99 2,94

(39)

5.2

Fall 2, 6 timmars intervaller

I fall 2 var LED-belysningen tända/släckta i 6 timmars intervaller. I tabellen nedan

sammanställs omgång 4 från fall 2 hur respektive fördelning i odlingslådorna var. Tabell 13 beskriver omgång 5 och tabell 14 beskriver omgång 6. I fall 2 såg man att det var en starkare tillväxt på ärtorna än det var i fall 1 bland annat såg man att bladen hade fällt ut sig mer från stjälken. Det noterades även att majoriteten av ärtskottens stjälk hade fortsatt växt över första hjärtbladen, jämfört mot fall 1 då väldigt få hade den tillväxten. Detta medförde att längden på ärtskotten var längre i fall 2 än mot fall 1.

• Omgång 4, belysning är 55 cm ifrån plantorna och täcker 1 m2

• Omgång 5, belysningen är 110 cm från plantorna och täcker 2 m2

• Omgång 6, belysningen är 165 cm från plantorna och täcker 3 m2

I figuren nedan kan man se odlingslådorna för omgång 4, odlingslådorna var allmänt lika i tillväxt men odlingslådan 4.2 som är den 3e odlingslådan från vänster hade tydligast tillväxt.

Figur 10 Visar samtliga odlingslådor för omgång 4 (55 cm).

I tabell 13 sammanställs data för omgång 4, med hänsyn till vikt och hur fröerna har fått skott, enbart rotat sig eller inte grott.

Tabell 13 Fall 2, omgång 4 (55 cm) odlingslådor med respektive vikt och hur fröerna har utvecklat sig.

Omgång 4 Odlingslåda 4.1 Odlingslåda 4.2 Odlingslåda 4.3 Odlingslåda 4.4

Döda frön (%) 8,2% 11,6% 12,8% 6,9%

Enbart rötter (%) 5,9% 3,5% 8,1% 5,7%

Har fått skott (%) 85,9% 84,9% 79,1% 87,4%

Totalt antal (st) 85 86 86 87

(40)

Figuren nedan visar omgång 5, där det var en jämntillväxt i samtliga odlingslådor.

Figur 11 Visar samtliga odlingslådor för omgång 5 (110 cm).

Tabellen nedan sammanställer omgång 5 med vikt, totalt antal frön planterade och hur de har utvecklats.

Tabell 14 Fall 2, omgång 5 (110 cm) odlingslådor med respektive vikt och hur fröerna har utvecklat sig.

Omgång 5 Odlingslåda 5.1 Odlingslåda 5.2 Odlingslåda 5.3 Odlingslåda 5.4

Döda frön (%) 7,8% 9,2% 9,1% 11,5%

Enbart rötter (%) 6,7% 5,7% 3,4% 2,3%

Har fått skott (%) 85,6% 85,1% 87,5% 86,2%

Totalt antal (st) 90 87 88 87

Vikt per låda (g) 15,46 16,71 14,95 13,79

I omgång 6 var de en odlingslåda som var svagare än de andra, 2a odlingslådan från vänster visar odlingslåda 6.1 som visas i figur 13.

(41)

Tabellen nedan sammanställer data från omgång 6, efter att alla odlingslådor hade kontrollerats.

Tabell 15 Fall 2, omgång 6 (165 cm) odlingslådor med respektive vikt och hur fröerna har utvecklat sig.

Omgång 6 Odlingslåda 6.1 Odlingslåda 6.2 Odlingslåda 6.3 Odlingslåda 6.4

Döda frön (%) 9,1% 11,0% 5,6% 10,6%

Enbart rötter (%) 11,4% 4,4% 4,5% 1,2%

Har fått skott (%) 79,5% 84,6% 89,9% 88,2%

Totalt antal (st) 88 91 89 85

Vikt per låda (g) 10,21 14,34 14,91 13,25

Sammanställningen för fall 2 omgång 4 – 6 visas i tabellen nedan. I den kan man avläsa att omgång 5 var den som hade störst mängd skördad biomassa och omgång 4 och 6 var väldigt jämna i sin totala vikt. Omgångarna var även väldigt jämna i antalet frön som inte hade grott, enbart rotat sig dock så hade omgång 4 färre frön i sin omgång.

Tabell 16 Sammanställning av fall 2, omgång 4 - 6.

Fall 2 Omgång 4 Omgång 5 Omgång 6

Totalt Döda (%) 9,9% 9,4% 9,1%

Totalt Enbart rötter (%) 5,8% 4,5% 5,4%

Totalt Har fått skott (%) 84,3% 86,1% 85,6%

Totalt antal (st) 344 352 353

Totalt Vikt (g) 52,83 60,91 52,71 Torr vikt (g) 5,18 5,44 4,75

(42)

5.3

Fall 3, 3 timmars intervaller

I fall 3 var LED-belysningen tända/släckta i 3 timmars intervaller. I tabellen nedan

sammanställs omgång 7 från fall 3 hur respektive fördelning i odlingslådorna var. Tabell 17 beskriver omgång 8 och tabell 18 beskriver omgång 9. Fall 3 hade ärtskotten störst tillväxt på höjd och i skördad biomassa. Ärtskotten hade dock inte blivit gröna utan alla plantor var gula och bladen hölls nära stjälken. I detta fall så var hjärtbladen väldigt nära toppen av stjälken och inte som i fall 2 där stjälken hade växt förbi hjärtbladen.

• Omgång 7, belysning är 55 cm ifrån plantorna och täcker 1 m2

• Omgång 8, belysningen är 110 cm från plantorna och täcker 2 m2

• Omgång 9, belysningen är 165 cm från plantorna och täcker 3 m2

Figuren nedan presenteras odlingslådorna för omgång 7, tillväxten uppfattas som jämn för samtliga odlingslådor.

Figur 13 Visar samtliga odlingslådor för omgång 7 (55 cm).

Tabellen nedan beskriver sammanfattningen för omgång 7 och dess odlingslådor med vikt och hur fröna har utvecklats.

Tabell 17 Fall 3, omgång 7 (55 cm) odlingslådor med respektive vikt och hur fröerna har utvecklat sig.

Omgång 7 Odlingslåda 7.1 Odlingslåda 7.2 Odlingslåda 7.3 Odlingslåda 7.4

Döda frön (%) 7,0% 7,0% 7,9% 7,1%

Enbart rötter (%) 7,0% 3,5% 3,4% 10,6%

Har fått skott (%) 86,0% 89,5% 88,8% 82,4%

Totalt antal (st) 86 86 89 85

(43)

Figuren nedan beskriver omgång 8 och tillväxten var jämn översamtliga odlingslådor.

Figur 14 Visar 3 odlingslådor för omgång 8 (110 cm).

Sammanställning av omgång 8 för dess vikt, rotade frön, icke grodda frön och de frön som har utvecklat skott.

Tabell 18 Fall 3, omgång 8 (110 cm) odlingslådor med respektive vikt och hur fröerna har utvecklat sig.

Omgång 8 Odlingslåda 8.1 Odlingslåda 8.2 Odlingslåda 8.3 Odlingslåda 8.4

Döda frön (%) 6,7% 11,2% 7,9% 7,6%

Enbart rötter (%) 7,8% 4,5% 4,5% 11,4%

Har fått skott (%) 85,6% 84,3% 87,6% 81,0%

Totalt antal (st) 90 89 89 79

(44)

Figuren nedan visar tillväxten av en av 4 odlingslådor för omgång 9.

Figur 15 Visar en odlingslåda för omgång 9 (165 cm).

Omgång 9 sammanställs i tabell 19, där finns vikten och fördelningen på hur ärtfröerna har betett sig.

Tabell 19 Fall 3, omgång 9 (165 cm) odlingslådor med respektive vikt och hur fröerna har utvecklat sig.

Omgång 9 Odlingslåda 9.1 Odlingslåda 9.2 Odlingslåda 9.3 Odlingslåda 9.4

Döda frön (%) 4,5% 5,7% 3,4% 5,6%

Enbart rötter (%) 6,7% 10,3% 5,6% 11,2%

Har fått skott (%) 88,8% 83,9% 91,0% 83,1%

Totalt antal (st) 89 87 89 89

(45)

Sammanställning av omgång 7 - 9 för dess totala vikt och fröernas fördelning visas i tabellen nedan.

Tabell 20 Sammanställning av fall 3, omgång 7 - 9.

Fall 3 Omgång 7 Omgång 8 Omgång 9

Totalt Döda (%) 7,2% 8,4% 4,8%

Totalt Enbart rötter (%) 6,1% 6,9% 8,5%

Totalt Har fått skott (%) 86,7% 84,7% 86,7%

Totalt antal (st) 346 347 354

Totalt Vikt (g) 96,31 103,28 108,02

Torr vikt (g) 6,77 7,05 7,24

Fukthalt (%) 93,0% 93% 93%

5.4

Envägs Anova

Medelvikten för omgångarna inom respektive fall var för små för att det skall vara en signifikant skillnad. I fall 1 var det ingen betydande skillnad mellan omgång 1-3, fall 2 omgång 4-6 och fall 3 omgång 7-9 likaså. Grafen nedan presenteras data från SPSS för envägs Anova för de olika omgångarna.

Figur 16 Medelvikten för omgång 1–9, med envägs Anova

0 5 10 15 20 25 30 Omgång 1 Omgång 2 Omgång 3 Omgång 4 Omgång 5 Omgång 6 Omgång 7 Omgång 8 Omgång 9 G ra m

Medelvikten för omgång 1-9

Fall 3 Fall 2 Fall 1

(46)

Envägs Anova påvisade i stället att det fanns en statistiskt signifikant skillnad mellan de olika fallen, baserat på medelvikten för varje fall. Grafen nedan illustrerar de olika fallens

medelvikt och skillnaden mellan fallen.

Figur 17 Fall 1-3s medelvikt, med envägs Anova

5.5

Energiberäkningar

Energianvändningen för båda LED-armaturen för en vecka visas i ekvationen nedan samt även deras totala energianvändning tillsammans. LED-belysningen var aktiverad för samtliga omgångar 12 timmar per dygn. Ekvation [6, 7, 8] användes för dessa beräkningar. Samtliga omgångar hade en energianvändning på 7,392 kWh.

𝐸1= 46 ∗ 12 ∗ 7 1000 = 3,864 [𝑘𝑊ℎ] 𝐸2= 42 ∗ 12 ∗ 7 1000 = 3,528 [𝑘𝑊ℎ] 𝐸𝑡𝑜𝑡= 𝐸1+ 𝐸2 = 3,864 + 3,528 = 7,392 [𝑘𝑊ℎ]

Odlingslådans innerarea blir då enligt ekvation [10] som presenteras i tabellen nedan. odlingslådor. Resultatet för avkastningen sett per g/kWh utan att ta hänsyn till använd area med hjälp av ekvation [9] för alla omgångar. Beräkningar för omgångarnas medelvikt användes ekvation [14 - 22]. Ekvationerna som användes för att beräkna medelskörden för varje omgång och dess area som nyttjades var [23 - 25]. Ekvationerna [26 - 28] användes för att fastställa omgångarnas vikt (gram) per energianvändning och kvadratmeter och

presenteras i tabell 21. 0 20 40 60 80 100 120

Fall 1 Fall 2 Fall 3

G

ra

m

(47)

Tabell 21 Arean för innermåtten för odlingslådan.

Odlingslåda Bredd [cm] längd [cm] [mA 2]

Innermått 17,5 22,5 0,039

Tabell 22 Omgångars vikt i gram per energianvändning och kvadratmeter.

Omgång

Area Totalvikt (g)

𝒈 𝒌𝑾𝒉 Medelvikt (g) Medelskörd för arean (g) 𝒈 𝒌𝑾𝒉 ∗ 𝒎𝟐 Omgång 1 1,001 25,75 3,5 6,44 163,66 22,1 Omgång 2 2,002 29,81 4,0 7,45 378,92 25,6 Omgång 3 3,003 29,94 4,1 7,49 570,99 25,7 Omgång 4 1,001 52,83 7,1 13,21 335,76 45,4 Omgång 5 2,002 60,91 8,2 15,23 774,23 52,3 Omgång 6 3,003 52,71 7,1 13,18 1005,24 45,3 Omgång 7 1,001 96,31 13,0 24,08 612,10 82,7 Omgång 8 2,002 103,28 14,0 25,82 1312,80 88,7 Omgång 9 3,003 108,02 14,6 27,01 2060,06 92,8

5.6

Jämförelse av fallen

När de olika fallen jämförs kan man se att tillväxten i biomassan ökade från fall 1 till fall 3. Medelvärdet för biomassans vikt baserat på de olika fallen, från fall 1 till 2 ökade biomassan med 95 %, i fall 2 till 3 var tillväxten 85 %. I figuren nedan visualiseras de olika fallen och omgångarna dess avkastning på biomassan.

0 20 40 60 80 100 120

Fall 1 Fall 2 Fall 3

G

ra

m

Omgångarnas totalvikt av skördad biomassa

(48)

Figur 18 Sammanställning av skördad biomassa för samtliga omgångar

Figurerna 18 – 20 visar hur temperaturen och den relativa luftfuktigheten förändrats under de olika fallen. I fall 1 stabiliserades temperaturen vid dag 4 stabiliserades temperaturen för fall 1. Som man ser i grafen nedan vid 2021-04-13 finns det en peak innan belysningen startar. Det var då det upptäcktes att vattenpumpen inte fungerade längre och krävdes att man var i odlingstältet ett tag för att försöka få den att starta igen.

Figur 19 Fall 1, temperatur och relativ luftfuktighets förändring

För fall 2 som hade kortare tidsintervaller än fall 1 såg man att temperaturen stabiliserades snabbare än mot fall 1. Men även från start var temperatur intervallet mindre än mot fall 1.

Figur 20 Fall 2, temperatur och relativ luftfuktighets förändring

20,00 25,00 30,00 35,00 40,00 45,00 50,00 55,00 17,00 17,50 18,00 18,50 19,00 19,50 20,00 20,50 21,00 21,50 22,00 2021-04-08 2021-04-09 2021-04-10 2021-04-11 2021-04-12 2021-04-13 2021-04-14 2021-04-15 Re lat iv fu kt ighet (% ) Te m p era tu r i Ce lci u s Datum

Fall 1, temperatur och relativfukighet förändringar

°C %RH 20,00 25,00 30,00 35,00 40,00 45,00 50,00 55,00 17,00 17,50 18,00 18,50 19,00 19,50 20,00 20,50 21,00 21,50 22,00 2021-04-16 2021-04-17 2021-04-18 2021-04-19 2021-04-20 2021-04-21 2021-04-22 2021-04-23 Re lat iv lu ftfu kt ighet (% ) Te m p era tu r Ce lci u s Datum

Fall 2, temperatur och relativ luftfukighet

References

Related documents

(Museum galleries Scotland, Advice sheet-Conservation and lighting, 1995, s. 3) Förutom städbelysning och säkerhetsåtgärdsbelysning är resterande belysning

Vi ser positivt på att utredningen i lagrådsremissen uppdaterat kvalifikationsgrunderna så att dessa blir mer dynamiska och bättre träffar sådan intrångsgörande verksamhet som sker

Det innebär att även en liten ökning av antalet mål kan leda till ökade kostnader som domsto- larna behöver kompenseras för, särskilt mot bakgrund av det redan mycket an-

Vi välkomnar visserligen att nuvarande förslag inte innehåller nya bestämmelser om beslag av egendom, men finner alltjämt att det inte är motiverat att skärpa lagstiftningen

Er ref: Ju2019/03948/L3 Vårt diarienr: R-1068-2019 Svensk Handel, som är handelsföretagens intresseorganisation och företräder 10 000 små, medelstora och stora företag med nära

Erfarenheten av tillämpningen av gällande lagstiftning för patentbrott, som infördes 1967, som kräver dels att målsägande anger brottet till åtal dels att åtal är påkallat av

Föreningen Svenskt Näringsliv har givits möjlighet att lämna synpunkter på utkast till lagrådsremiss Skärpta straff för de allvarligaste formerna av immaterialrättsintrång och

SEPAF:s (Sveriges Patentbyråers Förening) yttrande avseende Utkast till lagrådsremiss Skärpta straff för de allvarligaste formerna av immaterialrättsintrång.. Referens: