Motivul pentru care plantele prosperă cel mai mult sub lumini LED violet
Când vine vorba de grădinărit în interior, hidroponie și agricultura verticală, selectarea iluminatului este o componentă esențială care poate fie să facă, fie să distrugă succesul operațiunii. Calitatea sănătății plantelor, rata de dezvoltare și calitatea produselor depind toate de această decizie. Datorită eficienței energetice superioare și acurateței spectrale, diodele emițătoare de lumină (LED-urile) au devenit standardul de aur pentru soluțiile de iluminat, în timp ce opțiunile mai vechi, cum ar fi tuburile fluorescente și becurile incandescente, au eșuat în ambele domenii. Din gama largă de nuanțe de LED care sunt accesibile, inclusiv roșu, albastru, verde, alb și violet, luminile LED violet se disting ca fiind cea mai eficientă alegere atunci când vine vorba de a oferi sprijin pentru dezvoltarea sănătoasă a plantelor. Acest articol intră în fizica interacțiunilor luminii-plantelor, explică de ce lumina violetă depășește alte culori și discută implicațiile sale practice în agricultura modernă.
Fotosinteza și nevoile spectrale: știința interacțiunii luminii cu plante{0}
Înainte de a fi posibil să înțelegem motivul performanței superioare a violetuluiLumini LED, este esențial să înțelegem mai întâi modul în care plantele utilizează lumina. Fotosinteza, care este procesul prin care plantele transformă energia luminoasă în energie chimică (glucoză) cu ajutorul clorofilei, un pigment verde care este prezent în frunzele plantelor, este principalul mecanism care conduce dezvoltarea plantelor. Când vine vorba de absorbția lungimilor de undă luminii, clorofila nu le tratează pe toate la fel. În schimb, prezintă diverse „preferințe” care corespund anumitor secțiuni ale spectrului electromagnetic.
Clorofila a și clorofila b sunt cele mai importante două tipuri de clorofilă care sunt implicate în acest proces. Cea mai răspândită formă de clorofilă, cunoscută sub numele de clorofilă a, are cea mai mare eficiență în absorbția luminii în spectrul roșu (620-750 nm) și spectrul albastru (450-495 nm). Pe lângă clorofila a, clorofila b absoarbe și lumina albastră, dar absoarbe și lumina în intervalul violet (400–450 nm) într-o măsură puțin mai mare. Clorofila b este complementară cu clorofila a. Acești doi pigmenți lucrează împreună pentru a colecta energia necesară pentru a alimenta fotosinteza, pentru a promova diviziunea celulară și pentru a controla cele mai importante etape de creștere, care includ germinația, înflorirea și fructificarea.
Pe de altă parte, lumina verde (500–600 nm) este reflectată de plante într-o mare măsură, iar acest fenomen face ca frunzele să pară verzi atunci când sunt văzute de ochiul uman. Deși câteva studii au indicat că lumina verde este capabilă să treacă prin baldachinele groase și să ajungă la plantele care se află în partea de jos, nu este la fel de importantă pentru procesul de fotosinteză precum lumina roșie și albastră. Lumina albă este o combinație a tuturor lungimilor de undă care sunt vizibile pentru ochiul uman, care include atât lumina roșie, cât și lumina albastră. Cu toate acestea, conține și lumină verde și galbenă, care nu sunt folosite de plante și, prin urmare, se irosește energia pe aceste componente. Acest lucru face ca lumina albă să fie o alegere mai puțin eficientă pentru dezvoltarea concentrată a plantelor.
Care sunt caracteristicile care stabilesc violetulLumini LEDin afara de alte tipuri de lumini? Combinația ideală de roșu și albastru
În timp ce luminile LED violet nu sunt compuse dintr-o singură lungime de undă, ele sunt formate dintr-un amestec fin calibrat de lumină roșie și albastră, care sunt cele două spectre care sunt cele mai importante pentru procesul de fotosinteză. Producătorii produc LED-uri violet combinând diode roșii și albastre într-un singur dispozitiv. Diodele roșii au în mod normal o lungime de undă de 660 nm, care este cea mai mare lungime de undă de absorbție pentru clorofila a, în timp ce diodele albastre au de obicei o lungime de undă de 450 nm, ceea ce este excelent pentru clorofila b. Acest amestec de lumină simulează condițiile de iluminare naturală în care plantele s-au dezvoltat pentru a înflori, îndepărtând în același timp lungimile de undă care sunt de prisos, deoarece fie risipesc energie, fie nu contribuie la dezvoltarea plantelor.
1. Atingerea celui mai înalt nivel posibil de eficiență fotosintetică
În cazul diodelor emițătoare de lumină violet-(LED-uri), raportul dintre lumina roșie și albastră este adesea ajustat pentru a îndeplini cerințele majorității plantelor. Plantele necesită în mod normal o cantitate mai mare de lumină roșie decât lumina albastră, prin urmare raportul este de obicei setat la 3:1 sau, respectiv, 4:1. În fazele finale de dezvoltare, lumina roșie este esențială. Încurajează înflorirea, crește alungirea tulpinii și îmbunătățește formarea fructelor. Pe de altă parte, lumina albastră este esențială pentru dezvoltarea timpurie, deoarece reglează germinarea semințelor, dezvoltă sistemele de rădăcină și promovează creșterea compactă, stufoasă. Acest lucru previne „întinderea”, care apare atunci când plantele cresc înalte și slabe atunci când nu există suficientă lumină.
LED-uri violetoferiți o soluție spectrală „tot{-în{-unul” care poate fi utilizată pentru a sprijini fiecare etapă a creșterii plantelor prin integrarea celor două lungimi de undă care formează lumina violet. Diodele-emițătoare de lumină violetă, sau LED-urile, oferă plantelor o aprovizionare constantă și echilibrată de energie pe tot parcursul ciclului lor de viață, de la răsad până la recoltare. Acest lucru este în contrast cu LED-urile roșii sau albastre, care au o singură-culoare și vizează doar un aspect specific al procesului fotosintetic. Acest echilibru are ca rezultat rate de dezvoltare mai rapide. Potrivit cercetărilor efectuate de Universitatea din Arizona, salata verde cultivată sub LED-uri violet s-a maturizat cu douăzeci la sută mai repede decât salata verde produsă sub LED-uri albe și, de asemenea, a prezentat un conținut mai mare de clorofilă și o absorbție îmbunătățită a nutrienților.
2. Eficiența energetică și reducerea căldurii
Eficiența energetică remarcabilă pe care o oferă luminile cu LED-uri violet este doar un alt beneficiu al utilizării lor. Concentrarea lor exclusivă pe lungimile de undă roșii și albastre, care sunt singurele lungimi de undă pe care plantele le folosesc cu adevărat, are ca rezultat o cantitate mult mai mică de energie risipită în lumina inutilă în comparație cu LED-urile albe sau iluminatul convențional. De exemplu, o diodă emițătoare de lumină albă de 200-wați-(LED) sau un bec cu sodiu de înaltă presiune (HPS) de 400 de wați au ambele potențialul de a genera radiație fotosintetic activă (PAR), care este o măsurare a cantității de lumină care poate fi utilizată pentru procesul de fotosinteză, în același mod ca și un LED purpuriu. Pe lângă reducerea costului energiei pentru fermieri, această eficiență are ca rezultat și o reducere a producției de căldură.
În grădinăritul de interior, căldura este o problemă importantă. Dacă temperatura este prea ridicată, solul se va usca, frunzele pot fi deteriorate, iar absorbția nutrienților poate fi perturbată. Funcționarea diodelor emițătoare de lumină violet-(LED-uri) nu necesită utilizarea unor sisteme scumpe de răcire, deoarece acestea funcționează la o temperatură mult mai scăzută decât becurile cu sodiu de înaltă-presiune (HPS) sau chiar LED-urile albe. Această reducere a căldurii este deosebit de benefică în fermele verticale, unde spațiul este restrâns și corpurile de fixare sunt poziționate aproape de plante; permite fermierilor să poziționeze luminile mai aproape de copertine, fără a risca stresul plantelor, crescând și mai mult absorbția luminii și creșterea.
3. Adaptabilitate la diferite tipuri de plante
Lumini LED violetnu sunt limitate la o anumită specie de plante; ele pot fi ajustate pentru a se potrivi cerințelor unei game largi de plante, inclusiv plante înflorite, cum ar fi roșiile și trandafirii, legume cu frunze verzi, cum ar fi spanacul și salata verde, și chiar plante medicinale precum busuiocul și menta. Combinația de roșu-albastru care se găsește în diodele cu emisie de lumină-violet (LED-uri) promovează creșterea frunzișului sensibil și gros în legumele cu frunze verzi, care favorizează creșterea vegetativă. Componenta de lumină roșie induce înflorirea și crește conținutul de zahăr al fructelor în plantele fructifere precum roșiile, ceea ce are ca rezultat producții mai dulci și mai aromate. Pothos și plante șarpe sunt exemple de plante care înfloresc în medii cu lumină scăzută. Cu toate acestea, chiar și plantele ca acestea pot beneficia de LED-uri violet, deoarece aceste lumini le oferă exact tipul de lumină pe care și-l doresc, fără a le supune la o cantitate copleșitoare de luminozitate.
LED-uri violetsunt suficient de versatile pentru a fi utilizate într-o varietate de setări, inclusiv grădini de casă, operațiuni comerciale hidroponice și ferme verticale. LED-urile violet sunt o opțiune de iluminare versatilă și economică, care poate fi adaptată pentru a se adapta plantelor, pe măsură ce cerințele acestora evoluează în timp prin utilizarea reglajului de reglare a intensității sau a raportului. Acest lucru este în contrast cu accesoriile specializate, care sunt potrivite doar pentru o specie de plante și nu pot fi modificate pentru a satisface cerințele în schimbare ale plantelor pe măsură ce cresc.
O comparație a diodelor cu emisie de lumină violet-(LED-uri) cu alte opțiuni comune de iluminare a plantelor
Pentru a înțelege complet avantajele LED-urilor violet, este benefic să le comparați cu alte-opțiuni de iluminat binecunoscute pentru plante. Acestea includ LED-uri roșii, LED-uri albastre, LED-uri albe și becuri cu sodiu de înaltă presiune-(HPS).
1. LED-uri roșii versus LED-uri violete
LED-urile roșii sunt utile pentru înflorire și fructificare, dar nu emit lumină albastră, care este esențială pentru dezvoltare în stadiile incipiente. Etiolare este termenul folosit pentru a descrie fenomenul în care plantele crescute exclusiv sub LED-uri roșii capătă frunze palide, rădăcini slabe și tulpini înguste. Aceasta problema este evitata cu LED-urile mov, care au lumina albastra deja integrata in ele, deoarece incurajeaza de la bun inceput cresterea radacinilor si a frunzelor. Acest lucru are ca rezultat plante care sunt mai robuste și mai sănătoase.
2. Diode-emițătoare de lumină care emit lumină albastră în comparație cu cele care emit lumină violetă
LED-urile albastre încurajează rădăcinile puternice și creșterea compactă, dar sunt inadecvate pentru fazele ulterioare de dezvoltare, cum ar fi înflorirea. Plantele au dificultăți în a produce flori sau fructe dacă lumina roșie nu este prezentă, iar rata lor de dezvoltare încetinește semnificativ ca urmare. Adăugarea de lumină roșie furnizată de LED-urile violet rezolvă această problemă, garantând că plantele vor trece prin fiecare etapă de dezvoltare fără probleme.
3.Lumină violet-EmisieDiode în comparație cu diodele emițătoare de lumină albă-
LED-urile albe sunt utile pentru vederea umană (fac ușoară verificarea sănătății plantelor), dar sunt risipitoare pentru plante. O parte semnificativă a energiei lor este consumată de lumina verde și galbenă, pe care plantele nu o absorb. Deoarece necesită mai multă putere pentru a oferi același PAR ca și LED-urile violete, LED-urile albe cresc prețurile și măresc producția de căldură. în plus, în anumite situații, o supraabundență de lumină verde ar putea perturba semnalele pe care plantele le folosesc pentru a comunica între ele, ceea ce poate duce la întârzierea dezvoltării.
4. Becuri cu sodiu de înaltă presiune-în comparație cu diode cu emisie de lumină violetă-
Diodele-emițătoare de lumină violet (LED-urile) sunt mai avansate decât becurile cu sodiu de-înaltă presiune (HPS), în ciuda faptului că luminile HPS au fost folosite multă vreme în horticultura comercială. Becurile cu-sodiu de înaltă presiune (HPS) generează o cantitate semnificativă de căldură, utilizează o cantitate semnificativă de energie și au o durată de viață foarte limitată (care este de obicei în jur de 10.000 de ore). Spre deosebire de aceasta, diodele emițătoare de lumină violet (LED-urile) au o durată de viață care este adesea de 50.000 de ore sau mai mult. Ele produc, de asemenea, un spectru restrâns de lumină, care este dominat de lungimile de undă galbene și portocalii, care nu aduc o contribuție semnificativă la procesul de fotosinteză. În fiecare categorie, LED-urile violete depășesc becurile HPS. Sunt mai eficiente, au o durată de viață mai lungă, generează mai puțină căldură și oferă un spectru de lumină mai adaptat.
Aplicații practice ale diodelor cu emisie de lumină violet-în cultura contemporană
Luminile cu LED-uri violet au devenit o componentă fundamentală a unei game largi de setări de creștere, de la configurații mici de acasă la operațiuni comerciale la scară largă-, datorită avantajelor pe care le oferă.
1. Grădinărit de interior în casă
Luminile cu LED-uri violet sau corpurile mici sunt cea mai bună alegere pentru grădinarii de acasă care cultivă ierburi, microverzi sau legume mici pe pervazuri sau rafturi. Deoarece sunt compacte, eficiente din punct de vedere energetic-și creează o cantitate mică de căldură, pot fi utilizate în siguranță în zone restrânse. Când vine vorba de cultivarea plantelor în casă, mulți oameni au raportat că au văzut perioade de germinare mai rapide și o dezvoltare mai deplină atunci când folosesc LED-uri violete, comparativ cu LED-urile albe sau cu lumina naturală a ferestrelor, ceea ce este uneori imprevizibil, mai ales în lunile de iarnă.
2. Hidroponia și acvaponia
Deoarece sunt poziționate frecvent în subsoluri sau încăperi din interiorul clădirilor care nu primesc lumină naturală, sistemele hidroponice, care sunt cele în care plantele sunt cultivate în apă fără utilizarea solului, sunt foarte dependente de iluminatul artificial. Deoarece spectrul său concentrat promovează absorbția nutrienților, LED-urile violet sunt ideale pentru utilizare în hidroponie. Plantele care sunt cultivate hidroponic sub LED-uri violet produc adesea recolte mai mari și au profiluri nutriționale îmbunătățite (de exemplu, salata verde care conține mai multe vitamine sau ierburi care au un număr mai mare de antioxidanți) în comparație cu plantele care sunt cultivate sub alte tipuri de iluminare.
3. Agricultura într-o manieră verticală
Pentru a preveni supraîncălzirea și pentru a garanta că lumina este distribuită uniform, fermele verticale, care stivuiesc plantele în straturi pentru a economisi spațiu, se bazează pe un iluminat eficient, cu căldură redusă-. Deoarece LED-urile violet sunt compacte, ușoare și capabile de a fi montate în locuri restrânse, acestea sunt o opțiune excelentă pentru sistemele verticale. LED-urile violet au fost adoptate de companii precum Plenty și AeroFarms, care sunt printre cele mai proeminente mărci din industria agriculturii verticale. Invocând rate de creștere mai mari și cheltuieli operaționale mai ieftine, aceste companii au luat decizia de a trece la LED-uri violet ca opțiune de iluminat principală.
4. Sere
Utilizarea de-diode emițătoare de lumină violet (LED) ca iluminare suplimentară este obișnuită în sere. Acest lucru se datorează faptului că serele se bazează pe soarele natural și nu există multă lumină solară disponibilă în zilele înnorate sau în lunile de iarnă. Acestea garantează că plantele vor continua să se dezvolte într-un ritm constant pe tot parcursul anului, oferind un val de lumină roșie și albastră, pe care lumina naturală nu o poate oferi.
Eliminarea concepțiilor greșite larg răspândite cu privire la luminile LED violet
Chiar dacă luminile cu LED-uri violete s-au dovedit a fi bune pentru creșterea plantelor, există totuși unii cultivatori care sunt suspicioși față de ele, de obicei ca urmare a neînțelegerilor.
Prima concepție greșită comună este că „Lumina violetă este nenaturală pentru plante”.
Deși lumina soarelui și lumina violetă nu sunt identice, lumina violetă este o formă mai concentrată a lungimilor de undă de care plantele le au cel mai mult. LED-urile violet nu sunt altceva decât LED-uri albastre și roșii combinate într-o singură unitate. Ele funcționează prin eliminarea secțiunilor superflue ale spectrului de culori, ceea ce le face diferite de lumina soarelui. Plantele nu „văd” culoarea în același mod în care o fac oamenii; în schimb, ei reacționează doar la lungimile de undă care sunt responsabile pentru fotosinteză. Lumina violetă nu dăunează plantelor; mai degrabă, este o metodă mai eficientă de a le oferi energia de care au nevoie.
O altă concepție greșită comună este aceea că „Lumina albă este mai bună pentru că arată mai natural”.
Când vine vorba de dezvoltarea plantelor, percepția umană asupra luminii nu este un factor care trebuie luat în considerare. Deși lumina albă poate face mai ușor pentru cultivatori să identifice dăunătorii sau frunzele care sunt în curs de a deveni galbene, ea nu contribuie la sănătatea generală a plantei. De fapt, abundența luminii verzi în LED-urile albe ar putea fi dăunătoare scopului propus. Pentru a găsi un echilibru între cele două cerințe, un număr de cultivatori au adoptat practica de a folosi o combinație de LED-uri violete, care sunt folosite pentru a încuraja dezvoltarea plantelor, și LED-uri albe, care utilizează puțină putere și servesc scopului vizibilității.
A treia concepție greșită este că „LED-urile violet sunt prea scumpe”.
În ciuda faptului că LED-urile violet pot avea un cost inițial mai mare decât LED-urile albe sau becurile HPS, durata de viață extinsă (50,000+ ore) și eficiența energetică le fac o opțiune mai rentabilă-pe termen lung. Un bec HPS poate fi înlocuit cu un corp LED violet, care poate dura de până la cinci ori mai mult și consumă cu 50-70% mai puțină energie. Cheltuielile de pornire sunt semnificativ mai mici decât suma de bani economisită pentru energie și cheltuieli de înlocuire pe parcursul unui an.
Concluzie În concluzie, este important să recunoaștem că utilizarea inteligenței artificiale (AI) în diverse industrii are potențialul de a aduce schimbări semnificative. Deși există preocupări cu privire la implicațiile etice ale inteligenței artificiale, există și oportunități de inovare și progres.
Când vine vorba de iluminarea plantelor,lumini LED violetsunt cea mai bună opțiune pentru a promova o creștere rapidă, sănătoasă și cu randament ridicat-. Ele ating cel mai înalt nivel posibil de eficiență fotosintetică, limitează cantitatea de energie risipită și minimizează producția de căldură combinând lungimile de undă roșii și albastre de care plantele le necesită în cantități mai mari. Această lungime de undă combinată le permite, de asemenea, să se adapteze la cerințele practic ale fiecărei specii de plante. LED-urile violet sunt capabile să ofere în mod constant rezultate de încredere, care nu sunt egalate de nicio altă opțiune de iluminat, indiferent dacă sunt utilizate într-un sistem hidroponic, într-o grădină de pervaz sau într-o fermă verticală considerabilă.
Lumini LED violetva deveni din ce în ce mai crucială în garantarea securității alimentare, minimizarea efectului asupra mediului și pentru a face cultivarea accesibilă tuturor, pe măsură ce grădinăritul de interior și agricultura durabilă continuă să câștige popularitate.Lumini LED violetnu sunt doar o opțiune pentru fermierii care doresc să cultive plante care își ating întregul potențial-indiferent dacă o fac pentru uz personal sau pentru profit comercial-ci mai degrabă o nevoie.
Împreună, o facem mai bună.
Shenzhen Benwei Lighting Technology Co.,Ltd
Mobil/Whatsapp :(+86)18673599565
E-mail:bwzm15@benweilighting.com
Skype: benweilight88
Web:www.benweilight.com
Adăugați: Clădirea F, Zona Industrială Yuanfen, Longhua, Districtul Bao'an, Shenzhen, China
