Pengenalan
Kos elektrik untuk pencahayaan boleh mencapai sebahagian besar kos operasi kilang tumbuhan (pengetahuan am). Oleh itu, strategi pencahayaan yang menjimatkan tenaga, walaupun dengan sedikit pengorbanan hasil, mungkin lebih menguntungkan. Dalam pertanian menegak, setiap foton yang diterima tanaman dibayar melalui bil elektrik, maka soalan utama bukan lagi “berapa banyak cahaya diperlukan untuk hasil maksimum”, tetapi “berapa banyak cahaya yang memberi pulangan ekonomi terbaik”.
Artikel ini meringkaskan kajian bertajuk *“Optimizing growth efficiency and energy economics in vertical farming through dynamic reduction of blue light in lettuce baby leaf (Lactuca sativa L.)” (Jadhav et al., 2026) yang dijalankan di Sweden dan Itali. Objektifnya ialah menilai strategi pengurangan cahaya biru secara dinamik untuk meningkatkan kecekapan tenaga dalam pertanian menegak. Dapatan dilengkapi oleh kajian di China (Zhang et al., 2025), Taiwan (Chung et al., 2018), Belanda (Nicole et al., 2016) dan Thailand* (Egodagamage et al., 2026).
Sorotan Kajian Lepas
Kajian asas tentang resipi cahaya salad menunjukkan bahawa keamatan lebih rendah boleh lebih cekap. Zhang et al. (2018), dipetik 128 kali, mendapati PPFD 250 µmol/m²/s dengan fotoperiod 16 jam dan R:B 2.2 menghasilkan berat segar, nitrat, gula larut dan vitamin C setara dengan 300 µmol/m²/s, manakala kadar fotosintesis bersih lebih tinggi pada keamatan lebih rendah. Kajian ini meletakkan asas bahawa pengurangan cahaya tidak semestinya bermaksud kehilangan kualiti.
Yan et al. (2019), dipetik 72 kali, memperluas idea ini kepada spektrum. Mereka mendapati peningkatan pecahan cahaya merah daripada 24.2% kepada 48.6% meningkatkan kecekapan penggunaan cahaya lebih 20%, dan tiada perbezaan signifikan dalam berat segar, nitrat dan vitamin C antara DLI 12.60 dan 15.12 mol/m²/hari. Dapatan bahawa cahaya merah lebih cekap daripada komponen lain memberi asas teori kepada strategi mengurangkan cahaya biru yang diuji oleh Jadhav et al. (2026).
Dari sudut ekonomi, Zhuang et al. (2022) menunjukkan, menurut ringkasan SciSpace, bahawa pengeluaran salad dalam PFAL berdaya saing secara komersial dengan teknologi paling maju tetapi sangat sensitif terhadap perubahan hasil dan harga. Ini bermakna penjimatan tenaga perlu diimbangi dengan teliti terhadap sebarang kehilangan hasil, satu persoalan yang dikaji secara langsung oleh Zhang et al. (2025).
Dapatan Utama
Kurangkan cahaya biru secara dinamik. Jadhav et al. (2026) mendapati, menurut ringkasan SciSpace, pengurangan cahaya biru secara dinamik mengurangkan kos pencahayaan sebanyak 40% dan meningkatkan kecekapan penggunaan tenaga cahaya sehingga 63% untuk salad daun muda. LED biru lazimnya kurang cekap berbanding LED merah (pengetahuan am).
Cahaya kurang optimum boleh lebih menguntungkan. Zhang et al. (2025) mengaitkan kuasa lampu LED dengan kadar fotosintesis bersih salad dan penggunaan tenaga. Operasi di bawah cahaya kurang optimum menyebabkan kehilangan hasil, tetapi penjimatan kos tenaga lebih besar, sekali gus meningkatkan pulangan ekonomi keseluruhan.
Resipi berubah ikut peringkat. Chung et al. (2018) di Taiwan menilai resipi cahaya untuk salad merah. Menurut ringkasan SciSpace, nisbah merah kepada biru 80:20 pada peringkat awal dan 20:80 pada peringkat akhir meningkatkan antosianin dan berat segar.
Kawalan spektrum dinamik. Nicole et al. (2016), dipetik 62 kali, menggunakan LED dengan komposisi spektrum luas dan kawalan dinamik yang boleh dimalapkan mengikut warna sehingga 600 µmol/m²/s, menyumbang kepada kecekapan tenaga dan kawalan kualiti lebih baik bagi tiga kultivar salad merah.
LED putih tambah merah. Egodagamage et al. (2026) di Thailand melaporkan, menurut ringkasan SciSpace, LED putih tambah merah meningkatkan kecekapan penggunaan tenaga sebanyak 7.4 kali berbanding LED merah/biru konvensional, walaupun berat segar sedikit lebih rendah (angka ini perlu disahkan daripada kertas penuh).
| Strategi | Faedah | Sumber |
|---|---|---|
| Kurangkan cahaya biru secara dinamik | Kos pencahayaan ?40%; kecekapan +63% (ringkasan SciSpace) | Jadhav et al. (2026) |
| Cahaya kurang optimum | Hasil ? tetapi pulangan ekonomi ? | Zhang et al. (2025) |
| Resipi R:B ikut peringkat | Antosianin dan berat ? (ringkasan SciSpace) | Chung et al. (2018) |
| Kawalan spektrum dinamik | Kecekapan tenaga dan kualiti ? | Nicole et al. (2016) |
Perbincangan
Konsep utama di sini ialah mengoptimumkan keuntungan, bukan hasil. Dalam pertanian konvensional, hasil maksimum biasanya bermakna keuntungan maksimum, tetapi dalam kilang tumbuhan di mana setiap foton dibayar, titik optimum ekonomi berada di bawah titik hasil maksimum. Zhang et al. (2025) membuktikan perkara ini secara kuantitatif, manakala Zhang et al. (2018) menunjukkan bahawa dalam julat tertentu, pengurangan cahaya tidak menjejaskan kualiti langsung.
Resipi cahaya dinamik yang berubah mengikut peringkat pertumbuhan juga membolehkan kualiti seperti warna merah salad ditingkatkan hanya pada hari-hari terakhir sebelum tuaian. Strategi Jadhav et al. (2026) dan Chung et al. (2018) kelihatan bercanggah pada pandangan pertama: satu mengurangkan biru, satu lagi meningkatkan biru pada akhir kitaran. Namun kedua-duanya berkongsi prinsip yang sama, iaitu cahaya biru hanya diberikan apabila ia benar-benar diperlukan untuk sesuatu sifat, dan bukan secara berterusan.
Angka kecekapan yang sangat tinggi, seperti peningkatan 7.4 kali yang dilaporkan oleh Egodagamage et al. (2026), perlu dibaca dengan berhati-hati kerana ia bergantung kepada asas perbandingan dan perlu disahkan daripada kertas penuh. Di Malaysia, tarif elektrik dan insentif tenaga boleh diperbaharui akan mempengaruhi strategi optimum, maka setiap operator perlu mengira titik optimum ekonomi berdasarkan kos tenaga dan harga jualan sendiri (pengetahuan am).
Implikasi kepada Operator
1. Kira titik optimum ekonomi, bukan hasil maksimum.
2. Kurangkan cahaya biru di mana tidak diperlukan.
3. Gunakan resipi cahaya berbeza mengikut peringkat pertumbuhan.
4. Pilih LED dengan kecekapan foton tinggi (µmol/J).
5. Pasang meter tenaga bagi setiap rak untuk mengukur penggunaan elektrik setiap kilogram hasil.
Kesimpulan
Pengurangan cahaya biru secara dinamik, resipi cahaya mengikut peringkat dan operasi pada cahaya sedikit kurang optimum boleh mengurangkan kos tenaga dengan ketara dan meningkatkan keuntungan kilang tumbuhan. Matlamat pencahayaan dalam pertanian menegak ialah pulangan ekonomi tertinggi, bukan hasil tertinggi.
Rujukan
1. Jadhav, V., Cerasola, V. A., Nilsson, K., et al. (2026). Optimizing growth efficiency and energy economics in vertical farming through dynamic reduction of blue light in lettuce baby leaf (Lactuca sativa L.). Frontiers in Plant Science, 17. https://doi.org/10.3389/fpls.2026.1827422
2. Zhang, S., Cai, Y., You, X., et al. (2025). Optimization of economic returns of lettuce plant factories considering reduction of lighting energy consumption. ACM Conference Proceedings. https://doi.org/10.1145/3745676.3745701
3. Chung, H.-Y., Chang, M.-Y., Wu, C.-C., & Fang, W. (2018). Quantitative evaluation of electric light recipes for red leaf lettuce cultivation in plant factories. HortTechnology, 28(6). https://doi.org/10.21273/HORTTECH04024-18
4. Nicole, C. C. S., Charalambous, F., Martinakos, S., et al. (2016). Lettuce growth and quality optimization in a plant factory. Acta Horticulturae, 1134. https://doi.org/10.17660/ActaHortic.2016.1134.31
5. Egodagamage, D. A., Kiravittaya, S., Waidyaratne, A. U., et al. (2026). Performance evaluation of LED technology for cultivating lettuce in a smart plant factory. ECTI-CON 2026. https://doi.org/10.1109/ECTI-CON68836.2026.11608388
6. Zhang, X., He, D., Niu, G., et al. (2018). Effects of environment lighting on the growth, photosynthesis, and quality of hydroponic lettuce in a plant factory. International Journal of Agricultural and Biological Engineering, 11(2). https://doi.org/10.25165/ijabe.v11i2.3420
7. Yan, Z., He, D., Niu, G., et al. (2019). Growth, nutritional quality, and energy use efficiency of hydroponic lettuce as influenced by daily light integrals exposed to white versus white plus red light-emitting diodes. HortScience, 54(10). https://doi.org/10.21273/HORTSCI14236-19
8. Zhuang, Y. F., Lu, N., Shimamura, S., et al. (2022). Economies of scale in constructing plant factories with artificial lighting and the economic viability of crop production. Frontiers in Plant Science, 13, 992194. https://doi.org/10.3389/fpls.2022.992194
Sumber carian: SciSpace Literature Review (mod High Quality), November 2026.
Kata kunci: kilang tumbuhan, kecekapan tenaga, cahaya biru, resipi cahaya, LED dinamik, pertanian menegak, salad, kos elektrik
