Účinky LED diod emitujících světlo na zahradnictví
Zahradnictví je odvětví zemědělství, které se zabývá vědou, uměním, technologií a podnikáním pěstování rostlin. Role osvětlení světla při růstu rostlin je důležitým faktorem, který je třeba zvážit. Proces fotosyntézy v zařízeních využívá vodu, příjem oxidu uhličitého a světlo jako zdroj energie pro produkci glukózy, základní živiny pro rostlinu a kyslíku, jak je znázorněno na obrázku 1.
Obrázek 1: Proces fotosyntézy
V minulosti používaly rostlinné kultivátory v prostředí skleníkových plynů vždy přirozené sluneční světlo, vysokotlaké sodíkové (HPS) nebo zářivkové lampy pro osvětlení plodin. Při používání těchto světelných zdrojů existovaly určité nevýhody, protože přirozené sluneční světlo je samozřejmě dostupné pouze během dne a fluorescenční osvětlení spotřebovává energii, má vysokou teplotu, která brání tomu, aby byla umístěna poblíž zařízení a obsahuje toxický materiál, jako je rtuť, ,
Vývoj LED diod v posledních desetiletích přinesl nový zdroj osvětlení pro zahradníky s mnoha vynikajícími výhodami.
Obrázek 2: Absorpční spektrum zelených rostlin
Nejprve každá zelená rostlina potřebuje ve všech viditelných oblastech (400-700 nm) všechny vlnové délky ve stejném poměru. Absorbční spektrum rostlin může být přizpůsobeno laditelnými LED diodami, jak je znázorněno na obrázku 3 níže. Tento zdroj osvětlení je mnohem vhodnější než zdroj HSP, jehož vrcholové emise se značně liší od absorpčního spektra zelených rostlin.
Obrázek 3: Absorpční spektrum zelených rostlin
Tento zdroj osvětlení je mnohem vhodnější než zdroj HSP, jehož vrcholové emise se značně liší od absorpčního spektra zelených rostlin, jak je znázorněno na obrázku 4.
Obrázek 4: Rychlost fotosyntézy a intenzita HPS vs. vlnová délka
Některé vlnové délky zájmů pro LED jsou vhodné pro růst rostlin:
• 200-280nm nebo UVC záření je přítomno na slunečním světle, ale škodlivé pro rostliny
• 320-340 nm může mít malý účinek na kryptochrom
• 365 nm je “vlnová délka zájmu”
• 439 nm modrý absorpční pík chlorofylu A
• 450-460nm královská modrá je absorbován jeden z vrcholů na beta-karoten je snadno dostupný LED vlnová délka, běžně používané k vybuzení dálkového fosfor v “bílých” LED světlech
• 469 nm je modrý absorpční pík chlorofylu B
• Rozsah 430-470 nm je důležitý pro absorpci chlorofylu A a B. Toto je klíčové pro vegetativní růst
• 480-485 nm je druhý absorpční pík betakarotenu
• 525nm je to fototropický aktivátor, který naši vědci stále hledají chromofór. Je zřejmé, že rostliny získávají od něj směrové a environmentální signály a ovlivňují mezikodální vzdálenosti. 525 nm je také vlnová délka zelených LED GaN nebo InGaN běžně používaných v RGB a laditelných aplikacích.
• 590 nm je klíčem k absorpci karotenoidů. Karotenoidy jsou skladování škrobu, strukturní sloučeniny a nutriční složky. S poděkováním Jefferymu Bucoveovi, který zvýšil množství úrody svých rostlin přidáním této vlnové délky.
• 625 nm je jediný absorpční pikokyanínový pík.
• 642-645 nm je vrcholový bod absorpce chlorofylu B
• 660nm často nazývaná super červená LED vlnová délka je důležitá pro kvetení
• 666-667nm je vlastně vrcholový červený bod absorpce chlorofylu A
• Je třeba vyhnout se 700nm světlu. Zaměňuje systémy na recyklaci rostlin v zelených rostlinách
• 730nm, často označovaná jako Barva Barva, je důležitá pro recyklaci fytochromů. Je potřebná pro všechny druhy morfogenních procesů. Po několika minutách zpracování světla po 730nm po ukončení celého světelného cyklu se Pfr (aktivovaný) vrátí do pr (neaktivní) formy fytochromového chromofóru. Tím se vynuluje chemie pro další cyklus osvětlení a může být užitečná při zkrácení klasické tmavé strany fotografického období. 735 nm je nejbližší dostupná standardní vlnová délka LED nad 730 nm.
LED diody poskytují jedinečnou příležitost pro odvětví zahradnictví používat úzkou šířku pásma osvětlení. Některé LED diody s různými vlnovými délkami mohou být kombinovány tak, aby poskytly zdroj osvětlení, který sleduje křivku citlivosti zařízení. Kromě toho existuje několik dalších výhod použití LED v zahradnictví, které zahrnují:
• Geometrie: Jelikož záření, které padá na rostlinu, je nepřímo úměrné čtverci vzdálenosti mezi zdrojem záření a rostlinou, je výhodné přivést zařízení blízko světelného zdroje. To je možné pro zdroje LED, protože jsou chladnější než teplota, zatímco pro zářivky vyráběné teplo hoří list při blízké vzdálenosti.
• Účinnost: Elektrická účinnost LED je mnohem vyšší než zářivky, což pomáhá pěstiteli snížit výrobní náklady.
• Trvanlivost: definice životnosti LED je definována jako trvání, kdy intenzita klesne na 70% původní hodnoty a to je asi 50 000 hodin, mnohem vyšší než typická životnost zářivky.
• Spektrální kvalita: Spektrální kvalita pečlivě vybraného zdroje LED osvětlení může mít dramatický vliv na anatomii rostlin, morfologii a vývoj patogenů.
• Malá v