Jak wybrać białe oświetlenie roślinne LED? Dowiedz się, jak wybrać odpowiednie spektrum dla swoich upraw

Jak wybrać białe oświetlenie roślinne LED? Dowiedz się, jak wybrać odpowiednie spektrum dla swoich upraw

Oprawy „białe diody LED o pełnym spektrum działania” o tej samej mocy i temperaturze barwowej 4000 K są dostępne u dwóch dostawców. Jeden jest o 20% tańszy. Które wybierasz?
Ten samouczek jest dla Ciebie, jeśli Twoja odpowiedź opiera się wyłącznie na kosztach. Podstawowy fakt, że białe diody LED nie są sobie równe, został już wykazany w badaniach Benwei. Reakcje roślin na widma identyczne z ludzkim wzrokiem mogą się znacznie różnić. Ten problem został rozwiązany.
Odkrycie to stanowi jednak nowe wyzwanie dla producentów. Na co konkretnie powinieneś zwrócić uwagę, gdy sprzedawca dostarczy Ci arkusz specyfikacji wypełniony wykresami i liczbami? W jaki sposób można niezależnie potwierdzić działanie urządzenia?
Odpowiedzi na te pytania znajdują się w tym przewodniku. Pokazuje, jak ocenić wybór białej diody LED

1. Podstawy białej diody LED: krótkie podsumowanie tego, co „biały” oznacza dla roślin

Zanim przejdziemy do arkuszy specyfikacji, potrzebujemy wspólnego punktu odniesienia. Ważne są dwa fakty.

1.1 Jak ludzie widzą biel a jak rośliny ją „widzą”.

Z tego powodu dwie „białe” diody LED o tej samej wartości Kelvina mogą powodować bardzo różne reakcje roślin. Widzisz biel w swoich oczach. Rośliny dostrzegają określone długości fal, proporcje i brakujące elementy.

1.2 Trzy kluczowe „ukryte” czynniki białego światła

Trzy czynniki wpływają na to, jak plony reagują pod białym wyglądem:
Wysokość rośliny i wzrost liści reguluje stosunek R:FR (czerwony do dalekiego-czerwonego). Niski R:FR powoduje rozrastanie się roślin, podczas gdy wysoki R:FR utrzymuje je zwarte. Jest to szczególnie ważne w budynkach znajdujących się w pomieszczeniach zamkniętych i pozbawionych naturalnego światła.
Stosunek niebieskiego-do{{1}zielonego: kontroluje syntezę i morfogenezę metabolitów wtórnych. Zielone światło może przeciwdziałać wpływowi niebieskiego światła na niektóre cząsteczki, podczas gdy niebieskie światło hamuje rozciąganie.
Dokładność, z jaką można wizualnie ocenić stan zdrowia rośliny, określa współczynnik CRI (wskaźnik oddawania barw). Wczesna identyfikacja chlorozy, martwicy i niedoborów składników odżywczych jest możliwa dzięki wysokiemu CRI.
Praktyczny wpływ został potwierdzony w badaniach Arabidopsis przeprowadzonych przez Valoya, które wykazały wymierne różnice w biomasie, wysokości i czasie kwitnienia w identycznym „białym” świetle, gdy te ukryte zmienne zostały zmienione.
Następnym krokiem jest nauczenie się, jak zlokalizować te zmienne w rzeczywistym arkuszu specyfikacji.

2. Zrozumienie specyfikacji białej diody LED: jak interpretować dane i diagramy

Sprzedawcy czasami używają liczb, które wydają się imponujące, ale nie dostarczają zbyt wielu informacji. Oto jak przebić się przez bałagan.

2.1 Temperatura barwowa (CCT): co mówi, a czego nie

Sposób, w jaki światło wydaje się ludzkim oczom, opisuje CCT, mierzony w Kelvinach. Ciepła biel (2700–3500 K) ma żółtawy wygląd. Zimna biel (5500–6500 K) ma niebieskawy wygląd.
Czego uczysz się z CCT: Ogólne wskazanie nachylenia widma. Zazwyczaj jest więcej niebieskiego w chłodnej bieli i więcej czerwieni w ciepłej bieli.
Precyzyjny makijaż widmowy to coś, czego CCT nie ujawnia. Stosunki R:FR, równowaga koloru niebieskiego-do-zielonego i skuteczność fotosyntezy dwóch źródeł światła 4000K mogą się różnić.
Rzeczywisty przykład: Kompaktowe, krępe rośliny są produkowane przy użyciu pojedynczej oprawy o temperaturze 4000 K i wysokim stosunku R:FR. Rozciągnięcie widać w innym urządzeniu o temperaturze 4000 K z niskim stosunkiem R:FR. Różne wyniki przy tym samym CCT.
Wskazówka dla profesjonalistów: Nigdy nie używaj CCT jako ostatecznego kryterium podejmowania decyzji; zamiast tego użyj go jako filtra zgrubnego.

2.2 Znaczenie CRI (wskaźnika oddawania barw) w inspekcji zakładów

W skali od 0 do 100 współczynnik CRI ocenia, jak dobrze źródło światła odwzorowuje kolory w porównaniu z naturalnym światłem słonecznym. Światło słoneczne otrzymuje wynik 100.
W CRI nie chodzi o estetykę dla hodowców. Realizuje trzy zadania operacyjne:
Wykrywanie chorób: Precyzyjne oddawanie barw umożliwia wczesne wykrywanie plam chorobowych, martwicy i chlorozy, zanim się rozprzestrzenią.
Diagnoza składników odżywczych: jedynie w świetle o wysokim-CRI mogą być widoczne subtelne zmiany koloru wskazujące na niedobory żelaza, magnezu lub azotu.
Produktywność pracowników: pracując przy-naturalnym świetle pracownicy zgłaszają mniejsze zmęczenie oczu i popełniają mniej błędów podczas inspekcji.
Dąż do co najmniej CRI > 80 w warunkach uprawy. CRI > 90 jest idealny do badań, propagacji lub wszelkich procesów, w których oceny dokonywane są na podstawie oględzin. Aby ułatwić wiarygodne badanie upraw, unikalne widmo NS1 firmy Benwei osiąga współczynnik CRI 90.

2.3 Jak interpretować wykres widma bez doktoratu

Długość fali (oś x- w nanometrach) jest wykreślana w funkcji względnej intensywności (oś y-) na wykresie widma. Jest to najbardziej szczegółowy dokument dostępny u dostawcy.
Każdy wykres widma białej diody LED powinien mieć pięć następujących cech:
1. Niebieski pik (400–500 nm)
Znajdź najwyższy punkt na niebieskim obszarze. Bardziej zwarty wzrost jest zwykle powiązany z wyższym, ostrzejszym niebieskim pikiem. Cieplejsze, bardziej czerwone widmo sugeruje niższy, szerszy niebieski obszar.
2. Zawartość zieleni (500–600 nm)
To, jak „białe” wydaje się światło, zależy od zielonego obszaru. Więcej zieleni zwiększa penetrację baldachimu i sprawia wrażenie bielszego w oczach człowieka. Jednak podczas kwitnienia zbyt dużo zieleni może zakłócać kilka procesów metabolitów wtórnych.
3. Czerwony pik: wysokość i szerokość 600–700 nm
Zbadaj obszar, który jest czerwony. W szerokim zakresie fotosynteza w stanie stacjonarnym-jest napędzana przez szeroki czerwony plateau. Chociaż może przeoczyć inne pigmenty fotosyntetyczne, wąski skok o długości 660 nm skutecznie wpływa na absorpcję chlorofilu. W przypadku różnych upraw często preferowany jest szeroki.
4. Daleki-czerwony ogon o długości fali 700–750 nm
Sprawdź, czy krzywa wykracza poza 700 nm. Stosunek R:FR jest obniżony, gdy występuje daleko-czerwony ogon, co może sprzyjać wydłużaniu łodygi i rozszerzaniu się liści. Rośliny pozostają bardziej zwarte, gdy jest mało czerwieni lub nie ma jej wcale. Fakt, że dwie „białe” oprawy powodują różną wysokość roślin, często tłumaczy się tą jedną cechą.
5. Ekspozycja na promieniowanie UV (mniej niż 400 nm)
Sprawdź, czy nie ma sygnału wyjściowego mniejszego niż 400 nm. Aby zwiększyć szerokość widma, niektóre białe diody LED zawierają chipy bliskie-UV. Zapytaj sprzedawcę o dokładne wartości procentowe UV-A lub UV-B, jeśli występuje promieniowanie UV, ponieważ mają one wpływ na wytwarzanie metabolitów wtórnych.

Aby dokonać krótkiego porównania, rozważ dwa wykresy widma, które są oznaczone jako „chłodna biel”. Wykres A przedstawia mały czerwony pik przy 660 nm, ciemnozieloną dolinę, mocny niebieski skok i niezbyt-czerwony ogon. Wykres B ma szeroki czerwony plateau, zauważalny-daleki czerwony ogon, umiarkowanie niebieski obszar i stałą zawartość zieleni. Wykres A prawdopodobnie wytworzy krótsze, bardziej zwarte rośliny. Wykres B prawdopodobnie przyniesie wyższe rośliny z większą ekspansją liści. identyczna etykieta CCT. odrębne spektrum. różne wyniki.

Wykres A

Wykres B

3. Wybór białej diody LED według zastosowania: ramy podejmowania-decyzji

Oto, jak dostosować jakość białej diody LED do konkretnych ustawień uprawy, gdy już opanujesz czytanie.

3.1 Światło słoneczne-Dopasowane do celów badawczych i propagacyjnych

Spójność i porównywalność z wynikami badań terenowych są niezbędne w eksperymentach badawczych. Zrównoważone widma, które redukują stres, są korzystne dla hodowli i proliferacji tkanek.
Zalecenie: stosunek R:FR wokół naturalnego światła słonecznego (~1,2–1,4), wysoki-CRI (większy lub równy 90). zrównoważona produkcja koloru czerwonego, zielonego i niebieskiego. często określane jako „widmo światła dziennego” lub „dopasowanie światła słonecznego”.
Dlaczego: Wyniki można powtarzać w trakcie prób. fenotypy podobne do odmian referencyjnych uprawianych na zewnątrz. Zachowaj ostrożność w przypadku delikatnych sadzonek i eksplantatów.

3.2 Wysoka-wydajność w rolnictwie pionowym i zielonych liściach Biały, ciepły do ​​neutralnego

Mikrogreeny, bazylia, jarmuż i sałata podkreślają szybkie gromadzenie biomasy. Efektywność energetyczna ma bezpośredni wpływ na marże operacyjne w systemach piętrowych.
Zalecana jest barwa od ciepłej bieli do neutralnej bieli (3000–5000 K) z nieco większym udziałem czerwieni. CRI wynosi co najmniej 80. Spectral kładzie nacisk na wydajność fotosyntezy, a nie na nieskazitelne odwzorowanie kolorów.
Dlaczego? Ponieważ czerwone fotony mają najlepszą wydajność kwantową do napędzania fotosyntezy. Ogólnie rzecz biorąc, ciepłe białe oświetlenie wytwarza więcej czerwieni niż błękitu, co sprzyja biomasie i rozwojowi liści. Kontrolowane środowisko gospodarstw pionowych zmniejsza potrzebę kontroli wzrokowej, dlatego CRI można nieco złagodzić na korzyść PPE (skuteczność fotosyntezy fotonów).

3.3 Pełne spektrum ze wzmocnioną czerwienią dla roślin kwitnących i owocujących

Do rozwoju swoich układów rozrodczych pomidory, papryka, konopie indyjskie i kwiaty ozdobne wymagają wsparcia spektralnego.
Zalecane są białe diody LED o pełnym spektrum z dodatkowym czerwonym 660 nm. Aby zachować zwartą strukturę kwiatu, stosunek R:FR musi być większy niż 2:1. CRI wynosi co najmniej 80. Można regulować spektrum pomiędzy okresem wegetacyjnym i kwitnieniem.
Dlaczego: Wyższe proporcje czerwieni powodują inicjację kwiatów i zawiązywanie owoców. Bez nadmiernej-inżynierii całego widma bieli, dodanie 660 nm bezpośrednio wpływa na absorpcję chlorofilu. Unika się rozciągania, które obniża końcową gęstość plonu, utrzymując wysoki stosunek R:FR podczas wczesnego kwitnienia.

3.4 Regulowana biel w pomieszczeniach-o podwójnym przeznaczeniu (ludzie i rośliny)

Zdrowie roślin i komfort człowieka muszą być zrównoważone w rolnictwie biurowym, ekspozycjach detalicznych i żywych ścianach.
Kanały ciepłej bieli i chłodnej bieli można niezależnie sterować za pomocą dwukanałowych-lub strojonych białych żarówek LED. CRI Większy lub równy 90 zarówno dla oceny rośliny, jak i atrakcyjności estetycznej.
Dlaczego? Ponieważ pracownicy mogą zaprogramować widmo zoptymalizowane-dla zakładu, gdy nie są zajęci, i przejść na wygodną, ​​neutralną biel w godzinach pracy. Wysoki CRI gwarantuje, że klienci zobaczą kolorowe,-nie wyprane rośliny.

Tabela podsumowująca zastosowanie

4. Jak ocenić jakość białej diody LED (bez drogiego sprzętu)

Nie każda operacja ma spektrometr. Oto trzy przydatne techniki oceny.

4.1 Łatwy egzamin na rośliny

Wybierz uprawę, która dobrze reaguje, np. bazylia lub sałata. Przez dwa do trzech tygodni uprawiaj tę samą odmianę obok siebie pod nową białą lampą LED i obecnym światłem wzorcowym. Utrzymuj ten sam fotoperiod, PPFD i podlewanie we wszystkich innych okolicznościach.
Porównaj wysokość rośliny, kolor liści i obecność naprężenia. Stosunek R:FR lub zawartość błękitu mogą być niewystarczające, jeśli nowe urządzenie pozwoli uzyskać wyższe i jaśniejsze rośliny. Zawartość błękitu może być zbyt wysoka, jeśli rośliny mają grubsze liście i są bardzo zwarte.
Więcej można dowiedzieć się z dwu-tygodniowych prób-bocznych- niż z arkusza specyfikacji.

4.2 Weryfikacja informacji o dostawcy

Zapytaj dowolnego możliwego dostawcę o te cztery elementy:
Wykres pełnego widma przedstawiający moc wyjściową w zakresie od 380 do 800 nm
Ocena PPE jest wyrażana w µmol/J, a nie w lumenach na wat.
Pomiary wewnętrzne, a nie raporty z testów-stron zewnętrznych z uznanego laboratorium
Model i marka chipa LED oprawy
Zachowaj ostrożność w kontaktach ze sprzedawcą, który odmawia lub nie jest w stanie ich dostarczyć.

4.3 Znaki ostrzegawcze podczas oceny białych diod LED

Zwróć uwagę na następujące wskaźniki ostrzegawcze:
CRI poniżej 70 bez powodu
Odmowa lub niemożność dostarczenia wykresu widma
Unikanie zapytań o stosunek R:FR
Arkusze specyfikacji ze „zbyt idealnymi” lub ręcznie wygładzonymi krzywymi widma
Deklaracje „pełnego widma”, które nie określają zakresu długości fal

5. Przyszłość białych diod LED: widmo dynamiczne i nie tylko

Białe systemy LED przyszłej generacji wykraczają poza z góry określone widma. Hodowcy mogą dopasować widmo do etapu rozwojowego, dostosowując CCT, stosunek R:FR i równowagę koloru niebieskiego-do-zielonego w całym cyklu uprawy za pomocą dynamicznej kontroli widma.
Wczesne zastosowania łączą modele wzrostu upraw i czujniki środowiskowe z przesunięciami widma. Podczas zakładania sadzonek uprawa sałaty może uzyskać zimniejsze,-bogate w błękit widmo; podczas końcowej fazy akumulacji biomasy widmo to może zmienić się na cieplejsze, bogate w czerwień-. Wszystkie są zawarte w tym samym urządzeniu i tym, co ludzkie oko postrzega jako „białe światło”.
Prawidłowe stosowanie współczesnych narzędzi-nauka interpretacji wykresu widma, zadawanie trafnych pytań i potwierdzanie wydajności poprzez-testowanie na małą skalę-pozostaje obecnie najważniejszym celem.

Podsumowując

Znalezienie najbielszego światła lub najniższej ceny za wat nie jest kluczem do wyboru białej diody LED. Obejmuje to dostosowanie celów upraw do składu widmowego.
Trzy-etapowa procedura oceny rozpoczyna się od zażądania wykresu widma i sprawdzenia równowagi koloru niebieskiego-do-zielonego oraz stosunku R:FR. Po drugie, porównaj CRI z wymaganiami operacyjnymi dotyczącymi kontroli wizualnej. Po trzecie, sprawdź-rzeczywistą wydajność w swoich ustawieniach, przeprowadzając podstawowy test instalacji.
Zacznij od pojedynczej uprawy, jednego urządzenia i jednego skromnego eksperymentu. Twórz własne dane dotyczące odpowiedzi widmowej. Rolnicy, którzy maksymalnie wykorzystują swoje inwestycje w oświetlenie, postrzegają widmo jako aktywny wybór, a nie pole wyboru w specyfikacji technicznej.

Czy jesteś gotowy na porównanie opcji białych diod LED?Odkryj nasze-oprawy zoptymalizowane pod kątem spektrum lub porozmawiaj z ekspertem, który pomoże Ci zrozumieć specyfikacje dostarczone przez dowolnego dostawcę.

Często zadawane pytania