1. Zasada techniczna: Symulacja rewolucji światła słonecznego na poziomie molekularnym
Zdolność chlorofilu do pochłaniania pewnych długości fal światła sprawia, że fotosynteza u roślin zachodzi. Badania wykazały, że maksima absorpcji chlorofilu a/b w widmie czerwonym (620-680 nm) i niebieskim (430-460 nm) są znacznie podwyższone w porównaniu z innymi długościami fal, podczas gdy karotenoidy zwiększają absorpcję światła niebiesko-fioletowego (400-500 nm). Najlepsza lampa wzrostowa LED uzyskuje najlepsze dopasowanie widmowe dzięki zastosowaniu mieszanki czerwonych i niebieskich chipów świetlnych (takich jak światło czerwone 660 nm i światło niebieskie 460 nm). Zużywa również od 8 do 10 razy więcej energii niż zwykłe źródła światła.
Innym sposobem na poprawę sytuacji jest kontrolowanie fotoreceptorów. Na przykład fitochrom kontroluje kiełkowanie nasion i kwitnienie kwiatów, wykrywając stosunek światła czerwonego o długości 660 nm do dalekiego światła czerwonego o długości 730 nm. Kryptochrom natomiast reaguje na światło niebieskie i ultrafioletowe, co wpływa na otwieranie i zamykanie aparatów szparkowych oraz na zegar biologiczny. Na przykład w uprawie pomidorów zmiana stosunku światła czerwonego do niebieskiego (na przykład 6:1 w okresie wzrostu wegetatywnego i 9:1 w okresie kwitnienia) może skrócić cykl wzrostu o 15–20% i zwiększyć zawartość witaminy C w owocach.
2. Wskaźniki wydajności: system oceny wielu rzeczy, od PPFD po zgodność widmową
Aby ocenić skuteczność lamp wzrostowych LED, należy wziąć pod uwagę kolejne podstawowe parametry:
Gęstość strumienia fotosyntetycznego (PPFD): liczba fotonów, które rośliny mogą wykorzystać do fotosyntezy, uzyskując na jednostkę powierzchni (µ mol/m²·s). Ma to bezpośredni wpływ na szybkość fotosyntezy roślin. Na przykład sadzonki sałaty potrzebują 200–300 μmol/m² · s, ale kiedy kwitną, potrzebują 400–600 μmol/m² · s.
Zbieżność rozkładu widmowego: w jakim stopniu widmo źródła światła i krzywa wydajności fotosyntezy roślin (obszar PAR) pokrywają się. Najlepsze rozwiązanie powinno obejmować cały zakres 400–700 nm i umożliwiać zmianę stosunku światła czerwonego do niebieskiego w zależności od rodzaju uprawy. Na przykład warzywa liściaste, takie jak sałata, potrzebują więcej światła niebieskiego (40% do 50%), aby liście mogły rosnąć, podczas gdy warzywa owocowe, takie jak pomidory, potrzebują więcej światła czerwonego (60% do 70%), aby mogły kwitnąć i przynosić owoce.
Efektywność strumienia fotonów (PPE) to liczba fotonów fotosyntetycznych wytwarzanych na jednostkę energii elektrycznej (µ mol/J). Pokazuje, jak dobrze wykorzystywana jest energia. Obecna wartość PPE głównego nurtu produktu wynosi ponad 2,5 μmol/J, co oznacza, że zużywa on ponad 30% mniej energii niż wysoko-prężne lampy sodowe (1,9 μmol/J).
Zarządzanie ciepłem i jego czasem trwania: w produktach wysokiej-jakości stosuje się ceramiczne radiatory lub technologię chłodzenia cieczą, aby utrzymać temperaturę roboczą poniżej 40 stopni, co zapobiega poparzeniom termicznym. Żywotność może wynosić ponad 50 000 godzin, czyli sześciokrotnie dłużej niż świetlówki (8000 godzin).
3. Kiedy go używać: Pełne pokrycie, od ogrodnictwa przydomowego po komercyjne fabryki roślin
Ogrodnictwo w domu: Do małych przestrzeni, takich jak balkony i parapety, polecamy mini listwy świetlne LED z wbudowanymi-czipami świecącymi w kolorze czerwonym i niebieskim (moc 10–30 W). Mogą być zasilane przez USB i posiadać funkcję wyłącznika czasowego. Na przykład aplikacja może pozwolić na zmianę spektrum produktów określonej marki w czasie rzeczywistym, co może naśladować zmianę światła słonecznego o wschodzie i zachodzie słońca i pomóc sukulentom lepiej rosnąć.
Dodatkowe oświetlenie szklarni: duże szklarnie wymagają-płaskich lamp LED o dużej mocy (200–500 W) wraz z czujnikami środowiskowymi do kontrolowania intensywności światła, widma i stężenia CO ₂. Na przykład fabryka roślin BOE Hefei wykorzystuje system LED o pełnym spektrum działania, który pozwala na uprawę 30 zbiorów sałaty rocznie, czyli pięć razy więcej niż w przypadku tradycyjnego sadzenia.
Rolnictwo pionowe: wielowarstwowe-stalały do uprawy wymagają pasków świetlnych LED o niskim nagrzewaniu i wysokiej równomierności (moc 50–100 W/metr) oraz wykorzystują technologię emisji bocznej, aby uzyskać równomierny rozkład światła na poziomie ponad 90%. Na przykład firma z Shenzhen wyprodukowała elastyczną taśmę LED, którą można wyginać i dopasowywać do kształtu ramy uprawowej, co pozwala lepiej wykorzystać przestrzeń o 40%.
