1. Regulácia fotosyntézy na kvantovej úrovni
Chloroplasty absorbujú a menia fotóny určitých vlnových dĺžok, čo je hlavná časť fotosyntézy rastlín. Experimentálne dôkazy naznačujú, že absorpčná účinnosť chlorofylu a/b je maximalizovaná v pásoch 660nm červeného a 450nm modrého svetla, zatiaľ čo karotenoidy zvyšujú absorpciu 400-500nm modrofialového svetla. Táto vrodená preferencia spektra dáva technológii LED jasný časový rámec, kedy treba konať.
Štúdia výskumného centra Xinnuofei GrowWise zistila, že LED systém so zmesou 660nm červeného svetla a 460nm modrého svetla spôsobil, že hlávkový šalát sa syntetizoval o 23% rýchlejšie ako typické žiarivky a zvýšil obsah vitamínu C o 42%. Táto kvantová účinnosť premeny energie pochádza zo skutočnosti, že LED čipy môžu priamo premieňať elektrickú energiu na fotóny určitých vlnových dĺžok. To znamená, že čipy LED využívajú 8 až 10-krát viac svetelnej energie ako vysokotlakové- sodíkové výbojky.
2. Veľký pokrok vo vzorci dynamického svetla
Moderné LED svietidlá rastlín sa zbavili limitov jedného spektra. Teraz môžu regulovať celý životný cyklus rastlín inteligentnou kombináciou červeného svetla (660 nm), vzdialeného červeného svetla (730 nm), modrého svetla (450 nm) a UV-A (380 – 400 nm):
Doba klíčenia semien je 660nm červené svetlo, ktoré aktivuje fotosenzitívne pigmenty. To zvyšuje rýchlosť klíčenia semien šalátu na 98%, čo je o 30% kratšie ako pri prirodzenom svetle.
Počas obdobia nutričného rastu pomer 1:3 modrého svetla 450 nm k 660 nm červenému svetlu spôsobí, že stonky paradajok sú o 45 % hrubšie a zvyšuje sa množstvo chlorofylu o 28 %.
730nm vzdialené červené svetlo riadi hormóny kvitnutia, vďaka čomu chryzantémy kvitnú o 12 dní skôr a zvyšuje sa počet pukov o 37%.
Počas obdobia zberu a spracovania môže zmena pomeru červeného a modrého svetla spôsobiť, že červený listový šalát bude mať 2,3-krát viac antokyánov a o 41 % menej dusičnanov.
Táto flexibilita rýchlej zmeny pravidiel je v závodoch veľmi dôležitá. Výskum z Wageningenskej univerzity v Holandsku dokazuje, že viacvrstvový pestovateľský stojan s nastaviteľným spektrálnym LED systémom dokáže produkovať 350-násobok výnosu na jednotku plochy tradičného poľnohospodárstva a spotrebuje o 90 % menej vody.
3. Revolúcia v energetickej účinnosti a zmena v spôsobe fungovania priemyselných odvetví
Hlavnou výhodou LED technológie je, že využíva energiu spôsobom, ktorý je veľmi rušivý. Údaje, ktoré možno porovnať, ukazujú:
Typ svetelného zdroja, spotreba energie (μ mol/J), životnosť (hodiny) a množstvo tepelného žiarenia
Žiarovka 0.08 1000 90 %
V 65 % prípadov pracuje vysokotlaková- sodíková výbojka pri 1.5 24000.
Fluorescenčné svetlo 0.8 12000 80 %
LED svetlo na pestovanie rastlín: 2,8 – 3.2 50000+15 %
Tento veľký skok v energetickej účinnosti je to, čo poháňa priemyselné zmeny. Odhaduje sa, že celosvetový trh s LED svetielkami rastlín bude mať do roku 2031 hodnotu viac ako 4,99 miliardy USD. V Číne sa očakáva, že sa toto odvetvie bude rozvíjať rýchlosťou 21 % ročne. 85 % legálnych pestovateľov kanabisu v Severnej Amerike prešlo na LED systémy, ktoré znížili náklady na energiu o 62 % a zvýšili úroveň THC o 18 %.
