1. Kuantum düzeyinde fotosentezin düzenlenmesi
Kloroplastlar, bitki fotosentezinin ana parçası olan belirli dalga boylarındaki fotonları emer ve değiştirir. Deneysel kanıtlar, klorofil a/b'nin soğurma etkinliğinin 660 nm kırmızı ve 450 nm mavi ışık bantlarında maksimuma çıktığını, karotenoidlerin ise 400-500 nm mavi-mor ışığın emilimini arttırdığını göstermektedir. Bu doğuştan gelen spektrum tercihi, LED teknolojisine ne zaman harekete geçileceği konusunda net bir zaman çerçevesi sağlar.
Xinnuofei GrowWise Araştırma Merkezi tarafından yapılan bir araştırma, 660 nm kırmızı ışık ve 460 nm mavi ışıktan oluşan bir LED sisteminin, marulun tipik floresan lambalara göre %23 daha hızlı fotosentez yapmasını sağladığını ve C vitamini içeriğini %42 artırdığını buldu. Bu kuantum seviyesindeki enerji dönüşüm verimliliği, LED çiplerinin elektrik enerjisini doğrudan belirli dalga boylarındaki fotonlara dönüştürebilmesinden kaynaklanmaktadır. Bu, LED çiplerinin yüksek-basınçlı sodyum lambalara göre 8 ila 10 kat daha fazla ışık enerjisi kullandığı anlamına gelir.
2. Dinamik ışık formülünde büyük ilerleme
Modern LED bitki ışıkları tek bir spektrumun sınırlarından kurtuldu. Artık kırmızı ışığı (660 nm), uzak kırmızı ışığı (730 nm), mavi ışığı (450 nm) ve UV-A'yı (380–400 nm) akıllıca birleştirerek bitkilerin tüm yaşam döngüsünü düzenleyebilirler:
Tohumların çimlenme süresi, ışığa duyarlı pigmentleri aktive eden 660 nm kırmızı ışıktır. Bu, marul tohumlarının çimlenme oranını %98'e çıkarır; bu, doğal ışık koşullarına göre %30 daha kısadır.
Besinsel büyüme döneminde, 450 nm mavi ışığın 660 nm kırmızı ışığa 1:3 oranı, domates saplarını %45 daha kalın hale getirir ve klorofil miktarını %28 artırır.
730nm uzak kırmızı ışık, çiçeklenme hormonlarını kontrol ederek krizantemlerin 12 gün daha erken çiçek açmasını sağlar ve çiçek tomurcuklarının sayısını %37 artırır.
Hasat ve işleme döneminde kırmızı ve mavi ışık oranının değiştirilmesi, kırmızı yapraklı marulun 2,3 kat daha fazla antosiyanin ve %41 daha az nitrat içermesini sağlayabilir.
Fabrika fabrikalarında kuralları hızlı bir şekilde değiştirme esnekliği çok önemlidir. Hollanda'daki Wageningen Üniversitesi'nde yapılan araştırma, ayarlanabilir spektrumlu LED sistemine sahip çok-katmanlı bir ekim rafının, geleneksel tarıma göre birim alan başına 350 kat daha fazla verim üretebileceğini ve %90 daha az su kullanabileceğini gösteriyor.
3. Enerji verimliliğinde bir devrim ve endüstrilerin çalışma biçiminde bir değişiklik
LED teknolojisinin temel faydası, enerjiyi çok yıkıcı bir şekilde kullanmasıdır. Karşılaştırılabilecek veriler şunu gösterir:
Işık kaynağı türü, enerji kullanımı (μ mol/J), ömrü (saat) ve termal radyasyon miktarı
Akkor ampul %0.08 1000 90
Zamanın %65'inde, yüksek-basınçlı bir sodyum lambası 1.5 24000.'da çalışır
Floresan ışık %0.8 12000 80
Büyüyen bitkiler için LED ışık: %2,8–3.2 50000+15
Enerji verimliliğindeki bu büyük sıçrama, endüstriyel değişimi yönlendiren şeydir. LED bitki aydınlatmalarına yönelik küresel pazarın değerinin 2031 yılına kadar 4,99 milyar dolardan fazla olacağı tahmin ediliyor. Çin'de sektörün yılda %21 oranında gelişmesi bekleniyor. 85Kuzey Amerika'daki yasal kenevir yetiştiricilerinin %. 85'si, enerji maliyetlerini %62 oranında azaltan ve THC seviyelerini %18 oranında artıran LED sistemlerine geçti.
