Teil I: Spektren
LED-Systeme sind so konzipiert, dass sie eine Vielzahl von Wellenbändern ausstrahlen. Für Landwirte, die eine LED-Umrüstung in Erwägung ziehen, kann die zusätzliche Funktionalität - und das Potenzial - von Breitspektrum-Beleuchtungsstrategien einschüchternd wirken. Fragen über die Empfindlichkeit des Spektrums von Kulturpflanzen und die Reaktion der Pflanzen, Upgrades oder Anpassungen der Anlage, bewährte Betriebsverfahren, Änderungen der Umweltbedingungen und eine Vielzahl anderer Faktoren bestimmen den Entscheidungsprozess.
Pflanzen reagieren unterschiedlich auf verschiedene Spektren, so dass die Wahl der besten LEDs für Sie von Ihren spezifischen Anbauzielen und -kulturen, dem Standort und dem Klima sowie einer Reihe weiterer wichtiger Überlegungen abhängt. Mit der richtigen Strategie können Züchter jedoch Photorezeptoren und Pigmente präzise ansteuern, um die Morphologie, die Blüte und weitere Merkmale, die für die Spitzenleistung entscheidend sind, besser zu kontrollieren.
Physik trifft Photobiologie: Wie LEDs Ihre Pflanzen unterstützen
Eine LED ist eine Paarung von Halbleitern, die Licht aussendet, wenn eine Spannung angelegt wird. Wenn Elektronen von einem Material zum anderen wandern, verlieren sie Energie und geben sie in Form von Licht ab.
Die Art des Lichts und die dafür erforderliche Energiemenge hängen von den elektrischen Eigenschaften ab, die für die Herstellung bestimmter LED-Produkte und -Spektren verwendet werden.
Allerdings reagieren nicht alle Pflanzen auf die gleichen Spektren, und die Landwirte müssen oft ein Spektrum auswählen, das von Zweiband-Rot und -Blau - umgangssprachlich als Schmalband- oder Rosa-Licht bezeichnet - bis zu verschiedenen Breitband-Optionen reicht, die eine größere Ausgewogenheit im PAR-Spektrum aufweisen. Vor allem Breitbänder enthalten Anteile von grünem Licht und verschiedene Prozentsätze von rotem Licht.
Darüber hinaus sind einige LED-Beleuchtungsarten energieeffizienter, erzielen höhere Ernteerträge und verbessern sogar die Produktion.
Rosa Licht
Blaue und rote Wellenbereiche sind für Pflanzen von entscheidender Bedeutung, da die beiden primären Chlorophylle in Pflanzen - Chlorophyll a und b - Blau (450 nm) und Rot (660 nm) besonders gut absorbieren.
Blaue und rote LEDs gehören außerdem zu den energieeffizientesten LED-Typen, was perfekt für diejenigen ist, die hocheffiziente, schmalbandige Leuchten benötigen.
Eine Schmalband- oder Monoband-Ergänzung wie die Fluence DUAL R9B kann hilfreich sein, um spezifische Photoreaktionen wie Bewurzelung, Blüte oder kompaktes Wachstum zu erreichen. Schmalbandleuchten produzieren auch mehr µmol/J als Breitbandsystemleuchten und eignen sich daher perfekt für Gewächshäuser, in denen natürliches Sonnenlicht reichlich vorhanden ist. Mit anderen Worten: Schmalbandleuchten, die reichlich Sonnenlicht (Wellenlängen des mittleren Spektrums) ergänzen, sparen Energie, ohne die Pflanzenqualität zu beeinträchtigen.
In Ermangelung eines ganzjährigen Breitbandspektrums kann sich ein stark polarisiertes Spektrum negativ auf Morphologie, Blüte und Produktqualität auswirken. Dies bringt uns zu den LEDs mit breitem Spektrum.
Bei der Entscheidung, ob ein Schmalband- oder ein Breitbandspektrum verwendet werden soll, ist es wichtig zu wissen, ob die angebauten Sorten gleich gut auf das jeweilige Spektrum reagieren. Wenn dies der Fall ist, kann ein schmales Spektrum durchaus die beste Option sein, da schmale Spektren energieeffizienter sind als breite Spektren. Viele Kulturpflanzen schneiden jedoch bei einem breiten Spektrum einfach besser ab, weil es mehr nutzbare Wellenlängen enthält. In solchen Fällen werden die Effizienzgewinne durch die Verwendung eines schmalen Spektrums durch suboptimale Pflanzenleistungen, wie z. B. eine geringere Morphologie und geringere Erträge, weitgehend zunichte gemacht.
LEDs mit breitem Spektrum
Der Irrglaube, dass Pflanzen nicht von Wellenlängen des mittleren Spektrums wie grünem Licht profitieren, wurde widerlegt. In Wirklichkeit können Pflanzen von einem ausgewogenen Spektrum mit einem Anteil an grünem Licht erheblich profitieren, da es die Photosynthese effizienter antreibt als Spektren mit einem hohen Anteil an rotem und weit rotem Licht.
Weiße LEDs enthalten Wellenbereiche, die grünes und bernsteinfarbenes Licht enthalten. Dabei handelt es sich in der Regel um blaue LEDs, die mit einem gelben Leuchtstoff beschichtet wurden, um ihr Spektrum zu verändern.
Sie sind zwar weniger effizient als die vorherigen LED-Typen, aber effizienter als reine grüne LEDs und ermöglichen den Ingenieuren den Zugang zum mittleren Spektrum bei möglichst geringem Stromverbrauch.
Sonnenlicht mit breitem Spektrum ist in der Regel die beste "Schirm"-Option für die meisten Pflanzenarten. Einige Züchter vermeiden jedoch die Verwendung von Breitband-LEDs in ihren Gewächshäusern aufgrund einer Reihe von Faktoren und besonderen Umständen. Wir empfehlen Anbaubetrieben, sich mit einem Beleuchtungsdesigner und unserem Gartenbau-Service-Team zu beraten, um herauszufinden, ob ein ausgewogeneres Spektrum wie Fluence R4 oder R6 zu einer besseren Morphologie und Qualität führen kann.
Ergonomie der Beleuchtung
Natürlich ist bei der Gewächshausbeleuchtung nicht nur die Gesundheit der Pflanzen wichtig, sondern auch das Wohlbefinden der im Gewächshaus arbeitenden Personen.
Das menschliche Auge passt sich gut an grünes Licht an, aber wir haben Probleme mit schmalbandigem blauem und rotem Licht. Interessant ist, dass die Landwirte oft Probleme mit der Ernte, der Beurteilung des Reifegrads der Pflanzen und der Erkennung und Beseitigung von Schädlingen haben, wenn sie in Räumen arbeiten, die von rosa Licht dominiert werden.
Andere Helfer wie Insekten benötigen ebenfalls ein breiteres Spektrum, das das natürliche Sonnenlicht imitiert. Ohne blaues und grünes Licht haben es Hummeln schwer, sich in den Kulturen zurechtzufinden und Gewächshäuser effektiv zu bestäuben. Andererseits können parasitische Wespen und andere Schädlinge bei ultraviolettem, blauem und grünem Licht effektiver sein.
Kurz gesagt: Um das richtige System für Sie zu entwickeln, müssen Sie wissen, wie sich ein bestimmtes Spektrum nicht nur auf Ihre Pflanzen, sondern auch auf Ihre Mitarbeiter auswirkt.
Starten Sie mit Fluence
Die richtigen LEDs für Ihre Einrichtung zu finden, ist ein wichtiger Prozess, der auf eigene Faust verwirrend sein kann. Aber seien Sie versichert - Fluence ist auf Ihrer Seite und in Ihrer Ecke.
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