Kako spekter LED luči za rast vpliva na prehrano rastlin, učinkovitost fotosinteze in penetracijo?

V rastlinjakih, vertikalnih kmetijah in-pridelovanju poljščin visoke vrednosti so LED luči za rast postale ključno orodje za določanje donosa in kakovosti. Največja prednost LED v primerjavi s tradicionalnimi HPS in fluorescenčnimi sijalkami ni le v energetski učinkovitosti in dolgi življenjski dobi, temveč tudi v spektralni regulaciji. Z natančnim prilagajanjem razmerja med modro, rdečo, zeleno, daleč-rdečo in UV/IR svetlobo je mogoče neposredno vplivati ​​na hitrost rasti pridelka, hranilno vrednost in končni pridelek.

Danes je spektralna zasnova postala osrednja konkurenčna prednost tako za komercialne LED luči za rast v rastlinjakih kot za polno-spektralne LED luči za vertikalno kmetovanje.

Svetloba različnih valovnih dolžin ne poganja le fotosinteze rastlin, ampak tudi spreminja kopičenje hranil. To je ključna skrb mnogih komercialnih pridelovalcev, ki si prizadevajo za visoko{1}}kakovostno zelenjavo in zdravilne rastline.

Modra svetloba (zlasti okoli 450 nm)

Modra svetloba spodbuja sintezo klorofila in odpiranje stomatov, kar poveča stopnjo fotosinteze. Kar zadeva prehransko kakovost, so raziskave pokazale, da lahko visoka -izpostavljenost modri svetlobi znatno poveča vsebnost antioksidantov, kot so vitamin C, topne beljakovine in flavonoidi. Izbira LED luči za rast z nastavljivim spektrom omogoča boljši nadzor nad kakovostjo prehrane rastlin in donosom.

Rdeča svetloba (približno 660 nm)
Rdeča luč je zelo učinkovit motor, ki poganja fotosintezo. Pospešuje sintezo ogljikovih hidratov, s čimer poveča kopičenje biomase in spodbuja hitro rast rastlin. Vendar pa ta hitra rast pogosto zmanjša koncentracijo hranil.

Ameriška vertikalna kmetija je pri pridelavi jagod uporabila velik delež rdeče svetlobe, kar je povzročilo 15-odstotno povečanje pridelka. Kasneje so z dodajanjem modre in zelene svetlobe sadežu še izboljšali okus in vsebnost sladkorja. Zato je prikazan pomen LED-svetil za rast s polnim-spektrom.

Fotosinteza rastlin temelji na klorofilu a in klorofilu b, ki imata različno intenzivnost absorpcije pri različnih valovnih dolžinah.

Klorofil a ima največjo absorpcijo pri 430 nm (modra svetloba) in 662 nm (rdeča svetloba).

Klorofil b ima vrhove absorpcije pri 453 nm (modra svetloba) in 642 nm (rdeča svetloba).

To pomeni, da sta modra in rdeča svetloba "glavni valovni dolžini" za fotosintezo in morata biti osnovna konfiguracija katere koli LED-svetlobe s polnim-spektrom.

V dejanski zasnovi spektra:
1) Modra svetloba običajno predstavlja 10–20 %, kar spodbuja sintezo klorofila in uravnava obliko rastline.
2) Rdeča luč predstavlja 35–50 % izkoristka vožnje.
3) Preostala svetloba je dopolnjena z zeleno svetlobo, daleč-rdečo svetlobo in UV/IR svetlobo.

Komercialni obrat za gojenje konoplje v Kanadi je uporabil komercialne profesionalne LED luči za gojenje, s čimer je dosegel 12-odstotno povečanje pridelka in večjo koncentracijo terpena, zaradi česar so njegovi izdelki bolj konkurenčni na medicinskem trgu. To dokazuje vrednost visoko{2}}učinkovitih LED luči za rast v kmetijskem sektorju.

Za pridelke z več-listno strukturo je zagotavljanje učinkovite fotosinteze v spodnjih listih velik izziv pri komercialnem gojenju. Različne valovne dolžine svetlobe imajo bistveno različne prodorne sposobnosti:

1. Rdeča lučima visoko energijo, vendar jo večinoma absorbirajo zgornji listi, kar povzroči premalo svetlobe v spodnjih plasteh.

2. Zelena lučima nižjo absorpcijsko učinkovitost, vendar ima večjo penetracijo, sega globlje v srednje in spodnje liste, kompenzira pomanjkanje rdeče svetlobe in tako izboljša fotosintetsko učinkovitost celotne krošnje.

3. Dalj-rdeča svetloba (730nm)klorofil ga komajda absorbira, vendar lahko prodre v plasti listov in prek fitokromov uravnava morfologijo rastlin. »Učinek pobega«, ki ga sproži daleč-rdeča svetloba, povzroči, da se listi razprejo, kar izboljša svetlobno okolje krošnje.

Japonska navpična kmetija, ki uporablja LED-svetilke polnega spektra za navpično gojenje, je zabeležila 17-odstotno povečanje pridelka solate in zmanjšano izgubo listov v spodnjih slojih.

Spectrum design ni preprosta kombinacija "rdeča + modra"; vključuje dinamično ravnotežje.

Cilj je visok donos: povečanje deleža rdeče svetlobe in njeno kombiniranje z ustrezno količino daleč{0}}rdeče svetlobe za spodbujanje širjenja rastlin.
Cilj je visoka hranilnost: povečanje deleža modre svetlobe za nadzor kompaktnosti rastline in povečanje vsebnosti funkcionalnih snovi.
Cilj je visoka enotnost in izkoristek svetlobe: dodajanje primerne količine zelene in daleč-rdeče svetlobe v spekter izboljša prodor in porazdelitev.

Zato so LED-luči za rast s polnim-spektrom postale glavna izbira. Ne pokrivajo le rdečih in modrih absorpcijskih vrhov, potrebnih za fotosintezo, temveč tudi dopolnjujejo zeleno in daleč-rdečo svetlobo, da dosežejo večjo izrabo svetlobne energije.

V več kot desetih letih izkušenj pri raziskavah, razvoju in uporabi LED luči za rast smo ugotovili, da optimizacija spektra neposredno določa kakovost pridelka in donos. Modra svetloba poveča hranilno vrednost, rdeča poganja biomaso, zelena in daleč-rdeča svetloba pa izboljšata prepustnost svetlobe krošnje in splošno učinkovitost. Za pridelovalce rastlinjakov, vertikalne kmetije in pridelovalce konoplje so LED luči za rast več kot le orodje za razsvetljavo; so osnovne naprave, ki dinamično nadzirajo prehrano, pridelek in kakovost.

V prihodnosti bodo z razvojem tehnologije nastavljivega spektra LED luči za rast z nastavljivim spektrom vodile trend v industriji, kar bo pridelovalcem omogočilo, da se bolj prilagodljivo odzovejo na povpraševanje na trgu.