Πώς επηρεάζει το φάσμα των φώτων ανάπτυξης LED τη διατροφή των φυτών, τη φωτοσυνθετική απόδοση και τη διείσδυση;

Στα θερμοκήπια, στις κάθετες φάρμες και στις καλλιέργειες υψηλής αξίας-τα φυτά LED έχουν γίνει ένα κρίσιμο εργαλείο για τον προσδιορισμό της απόδοσης και της ποιότητας. Σε σύγκριση με τους παραδοσιακούς λαμπτήρες HPS και τους λαμπτήρες φθορισμού, το μεγαλύτερο πλεονέκτημα των LED δεν έγκειται μόνο στην ενεργειακή απόδοση και τη μεγάλη διάρκεια ζωής, αλλά και στη φασματική δυνατότητα ελέγχου τους. Προσαρμόζοντας με ακρίβεια την αναλογία του μπλε, του κόκκινου, του πράσινου, του πολύ-κόκκινου και του φωτός UV/IR, ο ρυθμός ανάπτυξης των καλλιεργειών, το θρεπτικό περιεχόμενο και η τελική απόδοση μπορούν να επηρεαστούν άμεσα.

Σήμερα, τόσο για τα εμπορικά φώτα ανάπτυξης LED σε θερμοκήπια όσο και για τα φώτα ανάπτυξης LED πλήρους-φάσματος για κάθετη καλλιέργεια, ο φασματικός σχεδιασμός έχει γίνει βασικό ανταγωνιστικό πλεονέκτημα.

Το φως διαφορετικών μηκών κύματος όχι μόνο οδηγεί στη φωτοσύνθεση των φυτών αλλά επίσης μεταβάλλει τη συσσώρευση θρεπτικών ουσιών. Αυτό αποτελεί βασική ανησυχία για πολλούς εμπορικούς καλλιεργητές που επιδιώκουν-λαχανικά και φαρμακευτικές καλλιέργειες υψηλής ποιότητας.

Μπλε φως (ειδικά γύρω στα 450nm)

Το μπλε φως προάγει τη σύνθεση χλωροφύλλης και το άνοιγμα του στομάχου, αυξάνοντας τον ρυθμό φωτοσύνθεσης. Όσον αφορά τη διατροφική ποιότητα, η έρευνα έχει δείξει ότι η υψηλή-αναλογία έκθεσης στο μπλε φως μπορεί να αυξήσει σημαντικά την περιεκτικότητα σε αντιοξειδωτικά όπως η βιταμίνη C, οι διαλυτές πρωτεΐνες και τα φλαβονοειδή. Η επιλογή των ρυθμιζόμενων φώτων ανάπτυξης LED φάσματος επιτρέπει καλύτερο έλεγχο της θρεπτικής ποιότητας και της απόδοσης των φυτών.

Κόκκινο φως (περίπου 660 nm)
Το κόκκινο φως είναι μια εξαιρετικά αποτελεσματική φωτοσύνθεση οδήγησης κινητήρα. Επιταχύνει τη σύνθεση υδατανθράκων, αυξάνοντας έτσι τη συσσώρευση βιομάζας και προάγοντας την ταχεία ανάπτυξη των φυτών. Ωστόσο, αυτή η ταχεία ανάπτυξη συχνά αραιώνει τις συγκεντρώσεις των θρεπτικών συστατικών.

Μια κάθετη φάρμα των ΗΠΑ χρησιμοποίησε υψηλό ποσοστό κόκκινου φωτός στην παραγωγή φράουλας, με αποτέλεσμα την αύξηση της απόδοσης κατά 15%. Αργότερα, προσθέτοντας μπλε και πράσινο φως, βελτίωσαν περαιτέρω τη γεύση και την περιεκτικότητα του φρούτου σε ζάχαρη. Επομένως, αποδεικνύεται η σημασία των φώτων ανάπτυξης LED πλήρους-φάσματος.

Η φωτοσύνθεση των φυτών βασίζεται στη χλωροφύλλη a και τη χλωροφύλλη b, οι οποίες έχουν διαφορετικές εντάσεις απορρόφησης σε διαφορετικά μήκη κύματος.

Η χλωροφύλλη α έχει μέγιστη απορρόφηση στα 430 nm (μπλε φως) και 662 nm (κόκκινο φως).

Η χλωροφύλλη b έχει κορυφές απορρόφησης στα 453 nm (μπλε φως) και 642 nm (κόκκινο φως).

Αυτό υποδηλώνει ότι το μπλε και το κόκκινο φως είναι τα "κύρια μήκη κύματος" για τη φωτοσύνθεση και πρέπει να είναι η βασική διαμόρφωση οποιουδήποτε φωτός ανάπτυξης LED πλήρους-φάσματος.

Στον πραγματικό σχεδιασμό φάσματος:
1) Το μπλε φως συνήθως αντιπροσωπεύει το 10-20%, προάγοντας τη σύνθεση χλωροφύλλης και ρυθμίζοντας το σχήμα των φυτών.
2) Το κόκκινο φως αντιπροσωπεύει το 35–50%, την απόδοση οδήγησης.
3) Το φως που απομένει συμπληρώνεται από πράσινο φως, μακριά-κόκκινο φως και φως UV/IR.

Μια εμπορική εγκατάσταση καλλιέργειας κάνναβης στον Καναδά χρησιμοποίησε εμπορικά επαγγελματικά φώτα καλλιέργειας LED, επιτυγχάνοντας αύξηση απόδοσης 12% και αυξημένη συγκέντρωση τερπενίων, καθιστώντας τα προϊόντα της πιο ανταγωνιστικά στην ιατρική αγορά. Αυτό καταδεικνύει την αξία των φώτων ανάπτυξης LED υψηλής απόδοσης στον γεωργικό τομέα.

Για καλλιέργειες με δομές πολλαπλών-φύλλων, η διασφάλιση αποτελεσματικής φωτοσύνθεσης στα κάτω φύλλα είναι μια σημαντική πρόκληση στην εμπορική καλλιέργεια. Διαφορετικά μήκη κύματος φωτός έχουν σημαντικά διαφορετικές διεισδυτικές ικανότητες:

1. Κόκκινο φωςέχει υψηλή ενέργεια, αλλά απορροφάται κυρίως από τα ανώτερα φύλλα, με αποτέλεσμα να μην επαρκεί φως στα κατώτερα στρώματα.

2. Πράσινο φωςέχει χαμηλότερη απόδοση απορρόφησης, αλλά έχει μεγαλύτερη διείσδυση, φθάνοντας βαθύτερα στα μεσαία και κάτω φύλλα, αντισταθμίζοντας την έλλειψη κόκκινου φωτός και βελτιώνοντας έτσι τη φωτοσυνθετική απόδοση ολόκληρου του θόλου.

3. Μακριά-κόκκινο φως (730 nm)απορροφάται ελάχιστα από τη χλωροφύλλη, αλλά μπορεί να διεισδύσει στα στρώματα των φύλλων και να ρυθμίσει τη μορφολογία των φυτών μέσω των φυτοχρωμάτων. Το "φαινόμενο διαφυγής" που προκαλείται από το μακράν-κόκκινο φως αναγκάζει τα φύλλα να ξεδιπλωθούν, βελτιώνοντας το φωτεινό περιβάλλον του θόλου.

Μια ιαπωνική κάθετη φάρμα που χρησιμοποιεί φώτα ανάπτυξης LED πλήρους-φάσματος για κάθετη καλλιέργεια σημείωσε αύξηση 17% στην απόδοση μαρουλιού και μειωμένη απώλεια φύλλων στα κατώτερα στρώματα.

Ο σχεδιασμός του φάσματος δεν είναι ένας απλός συνδυασμός "κόκκινο + μπλε". εμπεριέχει μια δυναμική ισορροπία.

Ο στόχος είναι η υψηλή απόδοση: η αύξηση της αναλογίας του κόκκινου φωτός και ο συνδυασμός του με την κατάλληλη ποσότητα μακρυ-κόκκινου φωτός για την προώθηση της επέκτασης των φυτών.
Ο στόχος είναι η υψηλή διατροφή: αύξηση της αναλογίας του μπλε φωτός για τον έλεγχο της συμπαγείας των φυτών και την αύξηση της περιεκτικότητας σε λειτουργικές ουσίες.
Ο στόχος είναι η υψηλή ομοιομορφία και η χρήση του θόλου: η προσθήκη κατάλληλης ποσότητας πράσινου και πολύ-κόκκινου φωτός στο φάσμα βελτιώνει τη διείσδυση και τη διανομή.

Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο τα φώτα ανάπτυξης LED πλήρους-φάσματος έχουν γίνει μια κύρια επιλογή. Δεν καλύπτουν μόνο τις κορυφές απορρόφησης του κόκκινου και του μπλε που είναι απαραίτητες για τη φωτοσύνθεση, αλλά συμπληρώνουν επίσης με πράσινο και μακριά{2}}κόκκινο φως για την επίτευξη υψηλότερης χρήσης φωτεινής ενέργειας.

Σε πάνω από δέκα χρόνια εμπειρίας στην έρευνα, ανάπτυξη και εφαρμογή φώτων καλλιέργειας LED, ανακαλύψαμε ότι η βελτιστοποίηση του φάσματος καθορίζει άμεσα την ποιότητα και την απόδοση της καλλιέργειας. Το μπλε φως ενισχύει τη θρεπτική αξία, το κόκκινο φως οδηγεί τη βιομάζα και το πράσινο και το μακρινό κόκκινο φως βελτιώνουν τη μετάδοση του φωτός του θόλου και τη συνολική απόδοση. Για τους καλλιεργητές θερμοκηπίου, τις κάθετες φάρμες και τους παραγωγούς κάνναβης, τα φώτα καλλιέργειας LED είναι κάτι περισσότερο από απλά εργαλεία φωτισμού. είναι βασικές συσκευές που ελέγχουν δυναμικά τη διατροφή, την απόδοση και την ποιότητα.

Στο μέλλον, με την ανάπτυξη της τεχνολογίας ρυθμιζόμενου φάσματος, τα ρυθμιζόμενα φώτα ανάπτυξης LED φάσματος θα ηγούνται της τάσης του κλάδου, επιτρέποντας στους καλλιεργητές να ανταποκρίνονται στη ζήτηση της αγοράς πιο ευέλικτα.