1. Spektrální kód fotosyntézy u rostlin
Chloroplasty mají fotosystém I a II, které jsou poměrně vybíravé, pokud jde o spektra, která používají k přeměně světelné energie na chemickou. Chlorofyl a/b absorbuje světlo nejlépe v pásmu červeného světla při 660 nm a pásu modrého světla při 450 nm. To představuje více než 90 % přeměny světelné energie. Karotenoidy pomáhají absorbovat modro-fialové světlo mezi 400 a 500 nm, čímž vytvářejí systém, který zachycuje oba typy světla.
Když je množství červeného světla 80 %, experimenty ukazují, že rajčata mohou fotosyntetizovat o 50 % rychleji a každý plod může získat 14 % až 30 % hmotnosti. Použitím regulace modrého světla, základ pro výsadbu yunnanských růží činí stonky o 20 % silnější a okvětní lístky o 35 % rovnoměrnější v barvě. Modré světlo přesně řídí vodivost pórů, a proto tomu tak je. Při vlnové délce 450 nm se otevření pórů zvětší o 22 % a účinnost absorpce oxidu uhličitého se výrazně zvýší.
Rostliny mohou odrážet až 60 % zeleného světla (520–610 nm), ale mohou také způsobit, že spodní listy budou fotosyntetizovat o 18 % efektivněji poté, co proniknou přes korunu. Test společnosti Mitsubishi Chemical v Japonsku odhalil, že přidání 5 % zeleného světla do červeného modrého kompozitního světla zvýšilo produkci salátu o 12 %. Tím se vyřešil problém ztráty světla u-výsadby s vysokou hustotou.
2. Spektrální revoluce LED technologie
Tradiční světelné zdroje mají tři hlavní problémy: vysokotlaké sodíkové výbojky- přemění pouze 12 % elektrické energie na fotosynteticky aktivní záření; spektra zářivek jsou až o 40 % nižší než to, co rostliny potřebují; a halogenidové výbojky vydávají příliš daleko-infračervené záření, takže rostliny rostou příliš rychle. LED dosáhla přesného přizpůsobení spektra prostřednictvím vylepšení polovodičových materiálů.
Technologie monochromatických optických čipů: může poskytovat čistá spektra s maximální chybou vlnové délky ± 2nm pomocí materiálového systému InGaN/GaN. Polovodiče řady Osram OSLON Square mají světelnou účinnost 3,2 μmol/J v pásmu červeného světla 660nm. To je o 300 % vyšší než u běžných světelných zdrojů.
Dynamická kontrola spektra: Systém Philips GrowWise využívá technologii IoT ke změně spektrálních poměrů podle toho, jak rostliny rostou. Aby se zastavila extenze hypokotylu, bylo množství modrého světla zvýšeno na 30 % během stádia semenáčků. Aby se pomohlo růstu poupat, bylo množství červeného světla během fáze květu zvýšeno na 85 %. Aby se plody zvětšily, bylo během období plodů zavedeno daleko červené světlo (730 nm).
Použití keramických substrátů a technologie kapalinového chlazení k udržení provozní teploty LED pod 45 stupňů je velkým krokem vpřed v tepelném managementu. Vydává o 60 % méně tepla než běžné světelné zdroje, takže světla lze umístit pouze 15 cm od vrchlíku rostliny a 4krát lépe využívá prostor.
3. "Světlem řízená éra" zemědělství
Inteligentní skleník v Shouguang, Shandong, využívá k pěstování rajčat LED světla. Tato technologie produkuje 60 kg/m² rajčat za rok, což je třikrát více než tradiční metody. Osazení „tří-rozměrných polic“ je možné díky využití poměru červeného a modrého světla 6:1. To zvyšuje výstupní účinnost na jednotku plochy o 500 %. Pouštní skleník ve Vnitřním Mongolsku poskytuje okurkám 4 až 6 hodin světla navíc každý den v zatažených a zasněžených dnech (s intenzitou 200 μ mol/m ² · s). Díky tomu okurky rostou o 25 % více než normálně, což řeší problém nízké produktivity za špatného počasí.
Technologie LED mění způsob, jakým se věci vyrábějí v oblasti továren. Společnost Mirai Company v Japonsku využívá celospektrální LED světla (včetně UV-A 380nm a daleko červeného světla 730nm) ke zvýšení obsahu vitamínu C v hlávkovém salátu o 18 % a hladiny anthokyanů o 25 %. Řízením fotoperiody (16 hodin červeného světla a 8 hodin tmy) se čas potřebný k dozrání jahod zkrátí na jednu-třetinu toho, co by bylo při standardní výsadbě. To znamená, že jahody jsou dostupné po celý rok.
