1. Regulacija fotosinteze na kvantni ravni
Kloroplasti absorbirajo in spreminjajo fotone določenih valovnih dolžin, kar je glavni del rastlinske fotosinteze. Eksperimentalni dokazi kažejo, da je absorpcijska učinkovitost klorofila a/b največja v 660nm rdečih in 450nm modrih svetlobnih pasovih, medtem ko karotenoidi povečajo absorpcijo 400-500nm modro-vijolične svetlobe. Ta prirojena preferenca spektra daje tehnologiji LED jasen časovni okvir, kdaj ukrepati.
Študija raziskovalnega centra Xinnuofei GrowWise je pokazala, da je sistem LED z mešanico rdeče svetlobe 660 nm in modre svetlobe 460 nm omogočil 23 % hitrejšo fotosintezo solate kot običajne fluorescenčne sijalke in povečal vsebnost vitamina C za 42 %. Ta učinkovitost pretvorbe energije na kvantni ravni izhaja iz dejstva, da lahko čipi LED neposredno pretvorijo električno energijo v fotone določenih valovnih dolžin. To pomeni, da čipi LED porabijo 8- do 10-krat več svetlobne energije kot visoko{8}}natrijeve sijalke.
2. Velik napredek v formuli dinamične svetlobe
Sodobne LED luči za rastline so se znebile omejitev enega samega spektra. Zdaj lahko uravnavajo celoten življenjski cikel rastlin z inteligentnim združevanjem rdeče svetlobe (660 nm), daleč rdeče svetlobe (730 nm), modre svetlobe (450 nm) in UV-A (380–400 nm):
Čas kalitve semen je 660nm rdeča svetloba, ki aktivira fotosenzitivne pigmente. To poveča stopnjo kalitve semen solate na 98 %, kar je 30 % krajše kot pri naravni svetlobi.
V obdobju prehranske rasti razmerje 1:3 med modro svetlobo 450 nm in rdečo svetlobo 660 nm naredi stebla paradižnika za 45 % debelejša in poveča količino klorofila za 28 %.
730nm daleč rdeča svetloba nadzoruje cvetoče hormone, zaradi česar krizanteme zacvetijo 12 dni prej in povečajo število cvetnih brstov za 37%.
Med obiranjem in predelavo lahko sprememba razmerja rdeče in modre svetlobe povzroči, da ima rdeča solata 2,3-krat več antocianinov in 41 % manj nitratov.
Ta prilagodljivost za hitro spreminjanje pravil je v tovarnah zelo pomembna. Raziskava Univerze Wageningen na Nizozemskem dokazuje, da lahko več-slojno stojalo za sajenje s sistemom LED s prilagodljivim spektrom proizvede 350-krat večji donos na enoto površine kot tradicionalno kmetijstvo in porabi 90 % manj vode.
3. Revolucija v energetski učinkovitosti in sprememba načina delovanja industrije
Glavna prednost tehnologije LED je, da porablja energijo na zelo moteč način. Podatki, ki jih je mogoče primerjati, kažejo:
Vrsta svetlobnega vira, poraba energije (μ mol/J), življenjska doba (ure) in količina toplotnega sevanja
Žarnica z žarilno nitko 0.08 1000 90%
65 % časa visokotlačna-natrijeva svetilka deluje pri 1.5 24000.
Fluorescentna svetloba 0.8 12000 80 %
LED svetloba za gojenje rastlin: 2,8–3.2 50000+15%
Ta velik skok v energetski učinkovitosti je tisto, kar poganja industrijske spremembe. Predvideva se, da bo svetovni trg LED-svetil za rastline do leta 2031 vreden več kot 4,99 milijarde USD. Na Kitajskem naj bi se industrija razvijala po 21-odstotni stopnji letno. 85% legalnih pridelovalcev konoplje v Severni Ameriki je prešlo na LED-sisteme, ki so znižali stroške energije za 62 % in dvignili raven THC-ja za 18 %.
