1. Teknik prensip: Güneş ışığının "ışık formülü" devriminin moleküler düzeyde simüle edilmesi
Bitkilerde fotosentezin işe yaramasını sağlayan şey, klorofilin belirli dalga boylarındaki ışığı absorbe etme yeteneğidir. Çalışmalar, kırmızı (620-680 nm) ve mavi (430-460 nm) spektrumlarda klorofil a/b'nin maksimum absorpsiyonunun, diğer dalga boylarına kıyasla belirgin şekilde yükseldiğini, karotenoidlerin ise mavi-mor ışığın (400-500 nm) emilimini arttırdığını göstermiştir. En iyi LED büyüme lambası, kırmızı ve mavi ışık çiplerinin (660 nm kırmızı ışık ve 460 nm mavi ışık gibi) bir karışımını kullanarak en iyi spektral uyumu elde eder. Ayrıca normal ışık kaynaklarına göre 8 ila 10 kat daha fazla enerji kullanır.
İşleri iyileştirmenin bir başka yolu da fotoreseptörleri kontrol etmektir. Örneğin fitokrom, 660 nm kırmızı ışığın 730 nm uzak kırmızı ışığa oranını algılayarak tohumların ne zaman filizleneceğini ve çiçeklerin ne zaman açacağını kontrol eder. Kriptokrom ise mavi ve ultraviyole ışığa tepki vererek stomaların açılıp kapanmasını ve biyolojik saati etkiler. Örneğin, domates yetiştiriciliğinde kırmızı ışığın mavi ışığa oranının değiştirilmesi (örneğin bitkisel büyüme döneminde 6:1 ve çiçeklenme döneminde 9:1), büyüme döngüsünü %15 ila %20 oranında kısaltabilir ve meyvenin C vitamini içeriğini artırabilir.
2. Performans göstergeleri: PPFD'den spektral uygunluğa kadar birçok şeyi değerlendiren bir sistem
LED büyüme lambalarının etkinliğini değerlendirmek için aşağıdaki temel parametreler dikkate alınmalıdır:
Fotosentetik Foton Akı Yoğunluğu (PPFD): Bitkilerin fotosentez için kullanabileceği birim alan başına aldığı foton sayısıdır (μ mol/m²·s). Bu, bitkilerin fotosentez hızını doğrudan etkiler. Örneğin, marul fidelerinin 200–300 μ mol/m² · s'ye ihtiyacı vardır, ancak çiçek açtıklarında 400–600 μ mol/m² · s'ye ihtiyaçları vardır.
Spektral dağılım çakışması: ışık kaynağı spektrumu ile bitki fotosentetik verimlilik eğrisinin (PAR bölgesi) ne kadar örtüştüğü. En iyi çözüm, 400-700 nm aralığının tamamını kapsamalı ve mahsulün türüne göre kırmızı-mavi ışık oranını değiştirmenize izin vermelidir. Örneğin, marul gibi yapraklı sebzeler, yapraklarının büyümesine yardımcı olmak için daha fazla mavi ışığa (%40 ila %50) ihtiyaç duyarken, domates gibi meyve sebzeleri, çiçek açıp meyve vermelerine yardımcı olmak için daha fazla kırmızı ışığa (%60 ila %70) ihtiyaç duyar.
Foton akısı verimliliği (PPE), elektrik gücü birimi başına üretilen fotosentetik fotonların sayısıdır (μ mol/J). Enerjinin ne kadar iyi kullanıldığını gösterir. Mevcut ana ürün PPE değeri 2,5 μ mol/J'nin üzerindedir; bu, yüksek-basınçlı sodyum lambalardan (1,9 μ mol/J) %30'dan daha az enerji kullandığı anlamına gelir.
Isıyı yönetmek ve ne kadar sürdüğünü: Yüksek-kaliteli ürünlerde, çalışma sıcaklığını 40 derecenin altında tutmak için seramik ısı emiciler veya sıvı soğutma teknolojisi kullanılır, bu da termal yanıkları önler. Ömrü 50.000 saatten fazla olabilir; bu, floresan lambalardan (8000 saat) altı kat daha uzundur.
3. Ne zaman kullanılmalı: Evde bahçecilikten ticari tesis fabrikalarına kadar tam kapsama alanı
Evde bahçe işleri: Balkon ve pencere eşikleri gibi küçük alanlar için dahili-kırmızı ve mavi ışık çiplerine (güç 10-30W) sahip mini LED ışık şeritlerini öneririz. USB ile çalıştırılabilirler ve zamanlanmış bir anahtar işlevine sahip olabilirler. Örneğin, bir uygulama belirli bir markanın ürününün spektrumunu gerçek zamanlı olarak değiştirmenize izin verebilir; bu, gün doğumu ve gün batımında güneş ışığının nasıl değiştiğini taklit edebilir ve etli bitkilerin daha iyi büyümesine yardımcı olabilir.
Seralar için tamamlayıcı aydınlatma: Büyük seralar, ışık yoğunluğunu, spektrumunu ve CO₂ konsantrasyonunu kontrol etmek için yüksek-güçlü LED düz ışıklara (200–500 W) ve çevresel sensörlere ihtiyaç duyar. Örneğin, BOE Hefei Bitki Fabrikası, yılda 30 marul mahsulü yetiştirmelerine olanak tanıyan tam spektrumlu bir LED sistemi kullanıyor; bu, geleneksel ekimden beş kat daha fazla.
Dikey tarım: Çok-katmanlı ekim rafları, düşük ısıya ve yüksek homojenliğe (güç 50–100 W/metre) sahip LED ışık şeritlerine ihtiyaç duyar ve %90'ın üzerinde ışık dağıtım homojenliği elde etmek için yan emisyon teknolojisini kullanırlar. Örneğin Shenzhen'deki bir şirket, ekim çerçevesinin şeklini bükebilen ve ona uyum sağlayabilen esnek bir LED şerit üretti ve bu da alanı %40 oranında daha iyi kullanıyor.
