Автор: Стефани Линцер, биолог Valoya
Рынок насыщен светодиодными компаниями, предлагающими светодиодную продукцию «белого света». Многие производители ассоциируют белый светодиодный свет с солнечным или дневным светом, т. Е. Копией света, излучаемого Солнцем. Хотя это может быть так, спектры, кажущиеся белыми для человеческого глаза, могут сильно различаться и, таким образом, вызывать совершенно разные реакции у растений. Это зависит от их спектрального состава и соответствующих фоторецепторов у растений.
Связанный пост ' Почему LED Grow Light Purple '
Некоторое различие между спектрами белого света также происходит из-за разной цветовой температуры (холодный белый, теплый белый, нейтральный белый), или воспринимаемая разница может быть субъективной в зависимости от того, насколько чувствительны глаза людей, чтобы заметить эти различия. Единственный способ окончательно понять ДНК света - провести измерения с помощью спектрометров, которые показывают график спектра и распределение фотонов, поскольку даже спектры с одинаковой цветовой температурой могут иметь разные графики спектра!
Использование данных спектрометра упрощает вычисление параметров, связанных с ростом и развитием растений, и позволяет сравнивать спектры данного спектра белого светодиода с измерениями, выполненными на открытом воздухе.
Растения поглощают энергию фотонов света и преобразуют ее в химическую энергию в процессе, называемом фотосинтезом. Кроме того, свет передает растению сигналы о его ближайшем окружении. Растения адаптируют свою морфологию и вызывают процессы развития, такие как цветение, в соответствии с составом светового спектра. Например, количество зеленого света в спектре будет вызывать у растений такие реакции, как закрытие устьиц, некоторые симптомы избегания тени, смягчающие реакции на синий свет, сигнал конкуренции со стороны соседних растений, а также усиление фотосинтеза за счет проникновения света в более глубокие клетки. слои. Кроме того, именно эта зеленая часть светового спектра делает его белым для человеческого глаза. И это также ответ на вопрос, почему большинство светодиодных фонарей выглядят розовыми:
Количество зеленого света будет определять, насколько белым будет выглядеть спектр, и все другие цветовые области спектра (синий, красный, дальний красный) могут отличаться по своим пропорциям. Это причина того, что растения могут иметь разные характеристики при разных спектрах белого света, которые кажутся человеческими глазами идентичными. Более подробный обзор того, как растения реагируют на различные длины волн спектра, можно найти во многих публикациях (Kami et al. 2010; Olle and Viršilė 2013; Demotes-Mainard et al. 2016; Bantis et al. 2018) .
Ниже приведены некоторые результаты испытаний модельной установки, проведенных в Валойе. Все использованные спектры казались человеческими глазами белыми, но сильно различаются по составу спектров, в пределах от 370 до 780 нм, что означает, что они имеют разное количество УФ, синего, зеленого, красного и дальнего красного света.
Растения: Arabidopsis thaliana и Амарант.
Проверенные параметры: накопление биомассы, высота растений и индукция цветения.
Накопление биомассы Arabidopsis thaliana сильно различается в зависимости от белого спектра (рисунок 1). Рост под источниками света, созданными для использования людьми, такими как флуоресцентный свет (FL_840) или холодные белые светодиоды (LED_CW), уступает росту при других методах лечения. Обработки под названием LED_R: FR Low, Medium или High представляют собой измененные белые спектры Valoya. Спектральный состав LED_R: FR Low и Medium представляет собой белые спектры, адаптированные для роста растений, тогда как спектр LED_R: FR High был специально разработан, чтобы с высокой точностью соответствовать условиям дневного света.
Почему свет, который кажется одинаковым, вызывает такие разные ответы? Ответ заключается в спектре и балансе различных длин волн в нем. При разработке спектра светодиодная компания должна протестировать различные соотношения красного и дальнего красного и синего и зеленого света, количество каждого цвета в спектре, высоту и ширину световых пиков и т.д. мы узнаем, что работает, а что нет. Найти конкретный ответ о том, как был сбалансирован спектр, может быть бесполезно, поскольку светодиодные компании, естественно, защищают эти данные. На сегодняшний день Valoya провела 514 испытаний растений и ввела в продажу 6 спектров. Эта технология защищена 86 патентами и в основном недоступна для общественности.
Крайне важно, покупая солнечный светильник , белый светодиод, не просто покупать его, потому что он кажется белым, но также запрашивать данные исследований у производителя освещения. Эти данные должны включать описание проведенных исследований и их результатов. Производители могут не захотеть раскрывать конфиденциальные данные о своих технологиях, но они должны иметь возможность доказать с помощью данных испытаний, что их белый светодиодный свет работает и превосходит другие варианты на рынке.
Фигура 1: Свежий вес Arabidopsis thaliana через 30-38 дней после посева при интенсивности ниже 50 мкмольм -2 с -1 (верхняя диаграмма) и 200 мкмольм -2 с -1 (нижняя диаграмма) со спектрами, кажущимися белыми для человеческого глаза. Обработка света состоит из спектров, созданных для использования человеком (FL_840 и LEDs_CW), спектров, адаптированных для роста растений (FL_Fluora, LED_R: FR Medium, LED_R: FR LOW), и спектра, созданного для соответствия условиям наружного / дневного света (LED_R: FR High).
РИСУНОК 3: Влияние различных спектров, кажущихся белыми для человеческого глаза, на морфологический параметр высоты растений. Измерения проводили через 30 дней после посева рассады амаранта . Световые процедуры состоят из спектра, созданного для использования человеком (FL_840), спектра, адаптированного для роста растений (LED_R: FR Medium), и спектра, созданного для соответствия условиям наружного / дневного света (LED_R: FR High).
РИСУНОК 4: В зависимости от состава спектра, спектры, кажущиеся белыми для человеческого глаза, влияют на индукцию цветков Arabidopsis thaliana . Измерения проводились через 20 дней после посева до 38 дней после посева. Световые процедуры состоят из спектра, созданного для использования человеком (FL_840), спектра, адаптированного для роста растений (LED_R: FR Medium), и спектра, созданного для соответствия условиям наружного / дневного света (LED_R: FR High).
Изменения морфологии растений (рис. 3) и развития растений (рис. 4), а также защитные реакции контролируются спектром. Спектры, которые человеческие глаза воспринимают одинаково, растения видят по- разному.
Фигура 5: Различные растения, выращенные при дневном спектре NS1 Valoya (200 мкмольм -2 с -1 ). Растения сверху слева внизу справа: Nicothiana (Tobacco), Amaranthus (амарант), Lactuca сатив 'Sadawi' (латук), лист Nicothiana (табак) и Brassica париз (канолы).
Когда дело доходит до исследований полевых культур в закрытых помещениях, желателен спектр солнечного или дневного света, чтобы обеспечить наилучшее соответствие условиям освещения на открытом воздухе. Хороший солнечный свет приведет к фенотипам, выращенным в помещении, сравнимым с фенотипами на улице. Это стало причиной, по которой Valoya разработала свой спектр NS1, который охватывает необходимые длины волн в диапазоне 380-780 нм, исключая длины волн, которые не приносят пользы растениям. Это делает его оптимизированным для растений, имитирующим солнечный свет, который также является приятным и безопасным белым светом. Благодаря тому, что он близок к солнечному свету, под ним можно выращивать самые разные растения на всех стадиях роста в помещении.
Последнее важное соображение при обсуждении появления белого светодиодного света - это его значение CRI (индекс цветопередачи). Это показатель того, насколько реалистично цвета объектов отображаются под источником света, и измеряется по шкале от 0 до 100. Значение 0 означает, что цвета не отображаются реалистично вообще, а 100 означает, что цвет отображается так же реалистично, как и при ясный солнечный свет. На практике это означает, что CRI солнечного света составляет 100, внутреннее домашнее освещение обычно составляет 80-100, а уличное освещение ниже 50, что придает всему желтоватый оттенок. Светодиодный свет может падать в диапазоне от 0 до 100, а светильники Valoya имеют самые высокие значения CRI в индустрии светодиодных садов (значение CRI спектра NS1 составляет 90). Это означает, что планы под ними будут выглядеть естественно и будет возможен визуальный осмотр.Больше по этой теме в сообщении: Почему LED Grow Light Purple?
