1. Спектрално съпоставяне: „Кодът за възприятие на цвета“ на фотосинтезата на растенията
Хлорофилът и каротеноидите са основните части на фотосинтезата на растенията. Те абсорбират определени дължини на вълните на светлината. Проучванията показват, че хлорофил a/b има оптимална ефективност на абсорбция в спектъра на червената светлина (620-680nm) и спектъра на синя светлина (430-460nm), докато каротеноидите подобряват абсорбцията на синьо-виолетовата светлина (400-500nm). Професионалните LED лампи за растеж на растения използват много специфична комбинация от червени (660 n) и сини (460 n) чипове, за да фокусират енергията върху областта на растенията, където абсорбират най-много светлина. Тези лампи използват 8 до 10 пъти повече светлинна енергия от лампите с нажежаема жичка.
Има големи промени в съдържанието на спектъра на обикновените LED светлини, от друга страна:
Бял светодиод: създава непрекъснат спектър, като превръща синята светлина във флуоресцентен прах. Червената светлина обаче не е достатъчно силна и има „отпадъчна зона“ за зелена светлина между 550 и 580 nm (степен на абсорбция на хлорофил под 10%).
Монохромен светодиод: Топлата бяла светлина (2700K) има повече червена светлина, но не достатъчно синя светлина, докато студената бяла светлина (6500K) има много синя светлина, но не достатъчно червена светлина. Нито едно от тези светлини не може да покрие нуждите на целия цикъл на растенията.
Експерименталните данни показват, че марулята, култивирана под професионални LED светлини за растеж на растенията, показва 18% подобрение в съдържанието на хлорофил в сравнение с групата с естествена светлина, но групата със стандартна LED светлина показва само 5% увеличение. Това означава, че съвпадението на спектъра има пряк ефект върху това колко добре се натрупват фотосинтетичните продукти.
2. Интензитет на светлината и фотопериод: „часовник на растежа“, който се променя с времето
Растежът на растенията трябва да се основава на идеята, че интензитетът на светлината и фотопериодът работят заедно, за да се контролират взаимно. Има три основни предимства от използването на професионални LED светлини за растеж на растенията:
Интензитетът на светлината може да се променя: може да се променя от 200 до 1000 μ mol/m²/s, което отговаря на нуждите на разсад (150–200 μ mol/m²/s) и плод (600–800 μ mol/m²/s).
Точен контрол на фотопериода: Чрез използване на таймер за създаване на 16 часа светлина и 8 часа тъмнина, той насърчава доматените растения да цъфтят, като им дава равни количества слънчева светлина.
Пространствена еднородност: Дифузионна плоча или призма структура поддържа разликата в PPFD (фотосинтетична фотонна плътност на потока) върху осветената повърхност в рамките на ± 15%.
В този аспект обикновените LED светлини имат ясни граници:
Затихване на интензитета на светлината: Например PPFD на 5W LED крушка е само 80 μ mol/m²/s на разстояние от 30 cm, което не е достатъчно за растенията по време на фазата на плододаване.
Опасност от термично бягство: Тялото на лампата може да се нагрее до 65 градуса, след като е използвано 4 часа без прекъсване, което може да изгори листата на растенията.
Фотопериод, който е извън контрол: Без функция за синхронизиране, циркадният цикъл на растението се обърква, което причинява „фотоинхибиране“.
3, Енергийна ефективност и продължителност на живота: дългосрочното-използване на парите
Когато се разглеждат разходите за жизнения цикъл (LCC), професионалните LED светлини за растеж на растенията имат много предимства:
Коефициент на енергийна ефективност: Професионалният продукт PPE (фотосинтетична фотонна ефективност) е 2,8 μ mol/J, което е 2,3 пъти по-добро от натриевите лампи с високо{2}}налягане (1,2 μ mol/J). Ако засадите 1000 W, може да спестите 4200 kWh електроенергия всяка година.
Жизнен цикъл: Професионалното LED мънисто L70 издържа 50 000 часа, или 8,5 години непрекъсната употреба, въз основа на 16 часа употреба всеки ден. Обикновените LED светлини издържат само 25 000 часа.
Разходи за поддръжка: Професионалните стоки имат ниво на защита IP65 и отказват по-малко от 0,3% от времето всяка година. Във влажни ситуации обикновените LED светлини могат да се повредят до 5% от времето всяка година.
4. Друг вариант: Стратегия за оптимизиране в ситуации с ниски-разходи
За хора, които използват домовете си и нямат много пари, следните опции могат да помогнат да се доближат до желаните резултати:
Използвайки комбинация от "червена синя светлина 1:1" от 660nm червен светодиод и 460nm син светодиод, цената е намалена с 40% в сравнение с професионалните лампи.
Метод за коригиране на интензитета на светлината: Можете да увеличите общия светлинен поток, като добавите повече лампи. Например, можете да използвате четири 10W LED лампи вместо една 40W професионална лампа.
Метод за оптимизиране на времето: Увеличете времето, през което светлината е включена, до 18 часа на ден, за да компенсирате факта, че не е достатъчно ярка.
Казус от вертикална ферма в определено семейство показва, че използването на комбинация от светодиоди „3 червени и 1 син“ и 18 часа светлина може да намали цикъла на растеж на марулята с 25% в сравнение с групата с естествена светлина. Може също така да увеличи добива с 15%, но ще използва 30% повече енергия.
