1. Regulering av fotosyntese på kvantenivå
Kloroplaster absorberer og endrer fotoner med visse bølgelengder, som er hoveddelen av plantefotosyntesen. Eksperimentelle bevis indikerer at absorpsjonseffektiviteten til klorofyll a/b er maksimert i de 660 nm røde og 450 nm blå lysbåndene, mens karotenoider øker absorpsjonen av 400-500 nm blåfiolett lys. Denne medfødte spektrumpreferansen gir LED-teknologi en klar tidsramme for når man skal handle.
En studie fra Xinnuofei GrowWise Research Center fant at et LED-system med en blanding av 660 nm rødt lys og 460 nm blått lys fikk salat til å fotosyntese 23 % raskere enn vanlige lysrør og økte vitamin C-innholdet med 42 %. Denne energikonverteringseffektiviteten på kvantenivå kommer fra det faktum at LED-brikker direkte kan gjøre elektrisk energi om til fotoner med visse bølgelengder. Dette betyr at LED-brikker bruker 8 til 10 ganger mer lysenergi enn høytrykksnatriumlamper.
2. Et stort fremskritt i den dynamiske lysformelen
Moderne LED-plantelys har kvittet seg med grensene til et enkelt spektrum. De kan nå regulere hele livssyklusen til planter ved intelligent å kombinere rødt lys (660nm), langt rødt lys (730nm), blått lys (450nm) og UV-A (380–400nm):
Spireperioden for frø er 660nm rødt lys, som aktiverer lysfølsomme pigmenter. Dette øker spirehastigheten til salatfrø til 98 %, som er 30 % kortere enn under naturlige lysforhold.
I løpet av ernæringsvekstperioden vil et forhold på 1:3 mellom 450 nm blått lys og 660 nm rødt lys gjøre tomatstilkene 45 % tykkere og øker mengden klorofyll med 28 %.
730nm langt rødt lys kontrollerer blomstrende hormoner, noe som får krysantemum til å blomstre 12 dager tidligere og øker antallet blomsterknopper med 37 %.
I løpet av høstings- og prosessperioden kan endring av forholdet mellom rødt og blått lys gjøre at rødbladsalat har 2,3 ganger mer antocyaniner og 41 % mindre nitrater.
Denne fleksibiliteten til å endre regler raskt er svært viktig i plantefabrikker. Forskning fra Wageningen University i Nederland viser at et flerlags plantestativ med et LED-system med justerbart spektrum kan produsere 350 ganger avkastningen per arealenhet enn tradisjonelt landbruk og bruke 90 % mindre vann.
3. En revolusjon innen energieffektivitet og en endring i måten industrier fungerer på
Hovedfordelen med LED-teknologi er at den bruker energi på en måte som er svært forstyrrende. Data som kan sammenlignes viser:
Type lyskilde, energibruk (μ mol/J), levetid (timer) og mengde termisk stråling
Glødelampe 0.08 1000 90 %
65 % av tiden fungerer en høytrykksnatriumlampe på 1.5 24000.
Fluorescerende lys 0.8 12000 80 %
LED-lys for dyrking av planter: 2,8–3.2 50000+15 %
Dette store hoppet i energieffektivitet er det som driver industriell endring. Det globale markedet for LED-plantelys er spådd å være verdt mer enn 4,99 milliarder dollar innen 2031. I Kina forventes industrien å utvikle seg med en hastighet på 21 % per år. 85 % av lovlige cannabisdyrkere i Nord-Amerika har gått over til LED-systemer, som reduserer energikostnadene med 62 % og økte THC-nivået med 18 %.
