1. Principio tecnico: simulazione della rivoluzione della "formula della luce" della luce solare a livello molecolare
La capacità della clorofilla di assorbire determinate lunghezze d'onda della luce è ciò che fa funzionare la fotosintesi nelle piante. Gli studi hanno dimostrato che i massimi di assorbimento della clorofilla a/b negli spettri rosso (620-680 nm) e blu (430-460 nm) sono notevolmente elevati rispetto ad altre lunghezze d'onda, mentre i carotenoidi migliorano l'assorbimento della luce blu-viola (400-500 nm). La migliore lampada di crescita a LED ottiene la migliore corrispondenza spettrale utilizzando un mix di chip di luce rossa e blu (come luce rossa da 660 nm e luce blu da 460 nm). Inoltre utilizza da 8 a 10 volte più energia rispetto alle normali fonti di luce.
Un altro modo per migliorare le cose è controllare i fotorecettori. Ad esempio, il fitocromo controlla quando i semi germinano e quando i fiori sbocciano rilevando il rapporto tra la luce rossa a 660 nm e la luce rossa lontana a 730 nm. Il criptocromo, invece, risponde alla luce blu e ultravioletta, che influenza l’apertura e la chiusura degli stomi e l’orologio biologico. Ad esempio, nella coltivazione dei pomodori, modificando il rapporto tra luce rossa e luce blu (ad esempio, 6:1 durante il periodo di crescita vegetativa e 9:1 durante il periodo di fioritura) si può ridurre il ciclo di crescita dal 15% al 20% e aumentare il contenuto di vitamina C del frutto.
2. Indicatori di prestazione: un sistema per valutare molte cose, dalla PPFD alla conformità spettrale
Per valutare l’efficacia delle lampade di crescita a LED occorre tenere conto dei successivi parametri fondamentali:
Densità del flusso di fotoni fotosintetici (PPFD): il numero di fotoni che le piante possono utilizzare per la fotosintesi che ottengono per unità di area (μ mol/m²·s). Ciò influisce direttamente sulla velocità con cui le piante effettuano la fotosintesi. Ad esempio, le piantine di lattuga necessitano di 200–300 μmol/m²·s, ma quando fioriscono necessitano di 400–600 μmol/m²·s.
Coincidenza della distribuzione spettrale: quanto si sovrappongono lo spettro della sorgente luminosa e la curva di efficienza fotosintetica della pianta (regione PAR). La soluzione migliore dovrebbe coprire l’intero intervallo di 400–700 nm e consentire di modificare il rapporto tra luce rossa e blu in base al tipo di coltura. Ad esempio, le verdure a foglia come la lattuga hanno bisogno di più luce blu (dal 40% al 50%) per aiutare le foglie a crescere, mentre le verdure a frutto come i pomodori hanno bisogno di più luce rossa (dal 60% al 70%) per aiutarle a fiorire e dare frutti.
L'efficienza del flusso di fotoni (PPE) è il numero di fotoni fotosintetici prodotti per unità di energia elettrica (μ mol/J). Mostra quanto bene viene utilizzata l'energia. Il valore DPI attuale dei prodotti tradizionali è superiore a 2,5 μ mol/J, il che significa che utilizza oltre il 30% di energia in meno rispetto alle lampade al sodio ad alta-pressione (1,9 μ mol/J).
Gestione del calore e della sua durata: i dissipatori di calore in ceramica o la tecnologia di raffreddamento a liquido vengono utilizzati nei prodotti di alta-qualità per mantenere la temperatura di esercizio al di sotto dei 40 gradi, evitando così ustioni termiche. La durata può superare le 50.000 ore, ovvero sei volte di più rispetto alle lampade fluorescenti (8.000 ore).
3. Quando usarlo: copertura completa, dal giardinaggio domestico alle fabbriche di piante commerciali
Giardinaggio a casa: consigliamo le mini strisce luminose a LED con-chip luminosi rossi e blu integrati (potenza 10-30 W) per piccoli spazi come balconi e davanzali. Possono essere alimentati tramite USB e hanno una funzione di interruttore temporizzato. Ad esempio, un'app può consentire di modificare lo spettro del prodotto di un determinato marchio in tempo reale, imitando il modo in cui la luce solare cambia all'alba e al tramonto e aiutando le piante succulente a crescere meglio.
Illuminazione supplementare per le serre: le grandi serre necessitano di luci piatte a LED ad alta-potenza (200–500 W) insieme a sensori ambientali per controllare l'intensità della luce, lo spettro e la concentrazione di CO ₂. Ad esempio, la BOE Hefei Plant Factory utilizza un sistema LED a spettro completo che consente di coltivare 30 raccolti di lattuga all’anno, ovvero cinque volte di più rispetto alla semina tradizionale.
Agricoltura verticale: i rack di coltivazione multi-strato necessitano di strisce luminose a LED a basso calore ed elevata uniformità (potenza 50–100 W/metro) e utilizzano la tecnologia di emissione laterale per ottenere un'uniformità di distribuzione della luce superiore al 90%. Un’azienda di Shenzhen, ad esempio, ha realizzato una striscia LED flessibile che può piegarsi e adattarsi alla forma del telaio di coltivazione, sfruttando così lo spazio in modo migliore del 40%.
