1. การจับคู่สเปกตรัม: "รหัสการรับรู้สี" ของการสังเคราะห์ด้วยแสงของพืช
คลอโรฟิลล์และแคโรทีนอยด์เป็นส่วนหลักของการสังเคราะห์ด้วยแสงของพืช พวกมันดูดซับความยาวคลื่นแสงบางอย่าง การศึกษาได้แสดงให้เห็นว่าคลอโรฟิลล์ a/b มีประสิทธิภาพการดูดซับที่เหมาะสมที่สุดในสเปกตรัมแสงสีแดง (620-680 นาโนเมตร) และสเปกตรัมแสงสีน้ำเงิน (430-460 นาโนเมตร) ในขณะที่แคโรทีนอยด์ช่วยเพิ่มการดูดซับแสงสีน้ำเงินม่วง (400-500 นาโนเมตร) โคมไฟเจริญเติบโตของพืช LED แบบมืออาชีพใช้ชิปสีแดง (660 นาโนเมตร) และสีน้ำเงิน (460 นาโนเมตร) ผสมกันโดยเฉพาะเพื่อเน้นพลังงานไปที่บริเวณของพืชที่ดูดซับแสงได้มากที่สุด หลอดไฟเหล่านี้ใช้พลังงานแสงมากกว่าหลอดไส้ 8 ถึง 10 เท่า
มีการเปลี่ยนแปลงครั้งใหญ่ในเนื้อหาสเปกตรัมของไฟ LED ทั่วไป ในทางกลับกัน:
LED สีขาว: สร้างสเปกตรัมต่อเนื่องโดยเปลี่ยนแสงสีน้ำเงินให้เป็นผงฟลูออเรสเซนต์ อย่างไรก็ตามส่วนแสงสีแดงไม่แรงพอ และมี "โซนขยะ" สำหรับแสงสีเขียวอยู่ระหว่าง 550 ถึง 580 นาโนเมตร (อัตราการดูดซึมคลอโรฟิลล์ต่ำกว่า 10%)
ไฟ LED ขาวดำ: แสงวอร์มไวท์ (2700K) มีแสงสีแดงมากกว่าแต่แสงสีน้ำเงินไม่เพียงพอ ในขณะที่แสงสีขาวนวล (6500K) มีแสงสีน้ำเงินมากแต่แสงสีแดงไม่เพียงพอ ไฟเหล่านี้ไม่สามารถครอบคลุมความต้องการวงจรทั้งหมดของพืชได้
ข้อมูลการทดลองบ่งชี้ว่าผักกาดหอมที่ปลูกโดยใช้ไฟ LED สำหรับการเจริญเติบโตของพืชแบบมืออาชีพมีปริมาณคลอโรฟิลล์เพิ่มขึ้น 18% เมื่อเทียบกับกลุ่มแสงธรรมชาติ แต่กลุ่มไฟ LED มาตรฐานแสดงให้เห็นว่าเพิ่มขึ้นเพียง 5% เท่านั้น ซึ่งหมายความว่าการจับคู่สเปกตรัมมีผลโดยตรงต่อการสร้างผลิตภัณฑ์สังเคราะห์แสงได้ดีเพียงใด
2. ความเข้มของแสงและช่วงแสง: "นาฬิกาการเจริญเติบโต" ที่เปลี่ยนแปลงไปตามกาลเวลา
การเจริญเติบโตของพืชควรอยู่บนพื้นฐานแนวคิดที่ว่าความเข้มของแสงและช่วงแสงทำงานร่วมกันเพื่อควบคุมกันและกัน ประโยชน์หลักสามประการในการใช้ไฟ LED สำหรับการเจริญเติบโตของพืชแบบมืออาชีพ:
ความเข้มแสงสามารถเปลี่ยนแปลงได้: สามารถเปลี่ยนได้ตั้งแต่ 200 ถึง 1,000 μ mol/m ²/s ซึ่งตรงกับความต้องการของต้นกล้า (150–200 μ mol/m ²/s) และการติดผล (600–800 μ mol/m ²/s)
การควบคุมช่วงแสงที่แม่นยำ: การใช้ตัวจับเวลาเพื่อสร้างแสงสว่าง 16 ชั่วโมงและความมืด 8 ชั่วโมง จะช่วยกระตุ้นให้ต้นมะเขือเทศเบ่งบานโดยให้แสงแดดในปริมาณที่เท่ากัน
ความสม่ำเสมอเชิงพื้นที่: แผ่นกระจายหรือโครงสร้างปริซึมจะรักษาความแตกต่างใน PPFD (ความหนาแน่นฟลักซ์โฟตอนสังเคราะห์แสง) บนพื้นผิวที่ส่องสว่างภายใน ± 15%
ในแง่นี้ ไฟ LED ทั่วไปมีข้อจำกัดที่ชัดเจน:
การลดทอนความเข้มแสง: ตัวอย่างเช่น PPFD ของหลอดไฟ LED 5W มีค่าเพียง 80 μ mol/m ²/s ที่ระยะห่าง 30 ซม. ซึ่งไม่เพียงพอสำหรับพืชในช่วงติดผล
อันตรายจากความร้อนหนีไฟ: ตัวโคมอาจร้อนได้ถึง 65 องศา หลังจากใช้งานติดต่อกัน 4 ชั่วโมง อาจทำให้ใบพืชไหม้ได้
ช่วงแสงที่ไม่สามารถควบคุมได้: หากไม่มีฟังก์ชันจับเวลา วงจรชีวิตของพืชจะเกิดความยุ่งเหยิง ซึ่งทำให้เกิด "การยับยั้งแสง"
3 ประสิทธิภาพการใช้พลังงานและอายุการใช้งาน: การใช้เงินในระยะยาว-
เมื่อดูต้นทุนวงจรชีวิต (LCC) ไฟ LED สำหรับการเจริญเติบโตของพืชแบบมืออาชีพมีประโยชน์มากมาย:
อัตราส่วนประสิทธิภาพการใช้พลังงาน: PPE (ประสิทธิภาพโฟตอนสังเคราะห์แสง) ของผลิตภัณฑ์ระดับมืออาชีพคือ 2.8 μ mol/J ซึ่งดีกว่าหลอดโซเดียมความดันสูง-ถึง 2.3 เท่า (1.2 μ mol/J) หากคุณปลูก 1,000W คุณอาจประหยัดพลังงานไฟฟ้าได้ 4,200kWh ในแต่ละปี
วงจรชีวิต: เม็ดบีด LED L70 ระดับมืออาชีพมีอายุการใช้งาน 50,000 ชั่วโมงหรือการใช้งานต่อเนื่อง 8.5 ปี โดยอิงจากการใช้งาน 16 ชั่วโมงทุกวัน ไฟ LED ทั่วไปมีอายุการใช้งานเพียง 25,000 ชั่วโมง
ต้นทุนการบำรุงรักษา: สินค้าระดับมืออาชีพมีระดับการป้องกัน IP65 และล้มเหลวน้อยกว่า 0.3% ของเวลาในแต่ละปี ในสถานการณ์ที่มีความชื้น ไฟ LED ทั่วไปอาจขัดข้องได้ถึง 5% ของเวลาในแต่ละปี
4. อีกทางเลือกหนึ่ง: กลยุทธ์สำหรับการเพิ่มประสิทธิภาพในสถานการณ์ที่มีต้นทุนต่ำ-
สำหรับผู้ที่ใช้บ้านและมีเงินไม่มาก ตัวเลือกต่อไปนี้จะช่วยให้ได้ผลลัพธ์ใกล้เคียงที่ต้องการ:
การใช้ "แสงสีน้ำเงินสีแดง 1:1" รวมกันของ LED สีแดง 660nm และ LED สีน้ำเงิน 460nm จะช่วยลดต้นทุนลง 40% เมื่อเทียบกับหลอดไฟระดับมืออาชีพ
วิธีการแก้ไขความเข้มของแสง: คุณสามารถเพิ่มฟลักซ์แสงทั้งหมดได้โดยการเพิ่มหลอดไฟเพิ่มเติม ตัวอย่างเช่น คุณสามารถใช้หลอด LED 10W สี่หลอดแทนหลอดระดับมืออาชีพ 40W หนึ่งหลอดได้
วิธีเพิ่มประสิทธิภาพเวลา: เพิ่มระยะเวลาที่เปิดไฟเป็น 18 ชั่วโมงต่อวัน เพื่อชดเชยแสงสว่างไม่เพียงพอ
กรณีศึกษาฟาร์มแนวตั้งในบางครอบครัวแสดงให้เห็นว่าการใช้ไฟ LED รวมกัน "3 สีแดงและ 1 สีฟ้า" และแสงสว่าง 18 ชั่วโมงสามารถลดวงจรการเติบโตของผักกาดหอมได้ถึง 25% เมื่อเทียบกับกลุ่มแสงธรรมชาติ นอกจากนี้ยังสามารถเพิ่มผลผลิตได้ 15% แต่จะใช้พลังงานมากขึ้น 30%
