Luces LED de cultivo: cómo juzgar el espectro correcto

En este artículo, voy a explorar uno de los criterios más importantes a considerar al comprar iluminación LED, que es el espectro de luz. Si no obtienes el color claro adecuado, tus plantas no crecerán bien sin importar cuánto dinero gastes.

Si está buscando obtener una nueva luz de crecimiento, realmente debería considerar las luces LED porque son más eficientes energéticamente. Es bueno para su billetera y el medio ambiente. El problema es que elegir el tipo correcto de fuente de luz no es una tarea fácil. El mercado está inundado de productos en todos los rangos de precios, y muchos fabricantes están haciendo afirmaciones diseñadas para confundirlo.

Si solo desea una respuesta rápida, vaya directamente a la última sección, el mejor espectro para luces LED de cultivo. Si desea comprender lo que está haciendo para que pueda tomar una decisión informada, lea el artículo completo.

¿Qué es el espectro?

Las plantas están genéticamente programadas para crecer usando la luz solar (lo que consideramos luz blanca o amarillenta-blanca). La luz aparece blanca porque contiene todos los colores del arco iris, y cuando todos estos colores se mezclan, aparecen blancos.

Un espectro es una visualización gráfica de cada color en la luz.

Los científicos usan números de longitud de onda en lugar de nombres de colores para referirse a los colores, que es una forma más precisa de medir el color. Entonces el rojo podría tener una longitud de onda de 630 o 660. Ambos colores son rojos para nosotros, pero en realidad son colores diferentes.

Cultive lámparas que usen bombillas fluorescentes y llamen a las bombillas de color blanco frío (con más azul) o blanco cálido (con más rojo). Esto es útil para lámparas fluorescentes, pero tal designación no se aplica a las lámparas LED. Para los LED, es más preciso hablar sobre longitudes de onda y mostrar el espectro real.

Como puede ver en la imagen de arriba, la luz del sol contiene todos los colores. Tiene más luz azul (intensidad relativa más alta) que roja.

¿Qué colores usan las plantas?

Las plantas utilizan principalmente luz para la fotosíntesis, y la luz se realiza a través de productos químicos específicos en las hojas. Los productos químicos más importantes incluyen la clorofila A y B. En el espectro de absorción (que mide la cantidad de luz absorbida), se pueden ver picos en las regiones azul y roja, lo que significa que estos colores se utilizan para la fotosíntesis.

Casi ninguna luz se absorbe en la gama verde.

Esto lleva a la conclusión errónea de que las plantas solo necesitan luz azul y roja.

El malentendido de la luz azul y roja

La idea de que las plantas solo crecen bien con luz azul y roja es en realidad un malentendido. El espectrograma anterior es para clorofila purificada en un tubo de ensayo, no le dice qué está pasando en las hojas de la planta. La fotosíntesis es más compleja e involucra a otros productos químicos como el caroteno y la luteína. El espectro espectral de luz absorbido por toda la hoja muestra que la planta utiliza en realidad una gama más amplia de longitudes de onda, incluyendo el verde.

Es cierto que el azul y el rojo son importantes y representan la mayor parte de la luz que utilizan las plantas, pero también se utilizan otros colores, incluidos el verde y el amarillo, para la fotosíntesis.

Diferentes colores hacen cosas diferentes

La NASA ha trabajado mucho en la luz que utilizan las plantas y han identificado lo siguiente.

La luz roja (630 -660 nm) es esencial para el crecimiento del tallo y la expansión de la hoja. Esta longitud de onda también regula la floración, los períodos de letargo y la germinación de las semillas.

La luz azul (400 - 520 nm) debe mezclarse cuidadosamente con la luz en el resto del espectro, ya que la sobreexposición a esta longitud de onda de luz puede dificultar el crecimiento de algunas especies de plantas. La luz en el rango azul también afecta la cantidad de clorofila presente en la planta, así como el espesor de las hojas.

La luz verde (500 – 600 nm) pasa a través del grueso dosel superior para apoyar las hojas en el dosel inferior.

La luz roja lejana (720 - 740 nm) también pasa a través del denso dosel superior para apoyar el crecimiento de las hojas ubicadas en la parte inferior de la planta. Además, la exposición a la luz infrarroja reduce el tiempo que tardan en florecer las plantas. Otro beneficio de la luz roja lejana es que las plantas expuestas a esta longitud de onda tienden a producir hojas más grandes que las plantas no expuestas a este espectro.

El mejor espectro depende de su propósito de plantación

A medida que las plantas maduran y pasan por todo el ciclo de crecimiento, desde las plántulas hasta la edad adulta, luego la floración y la fructificación, utilizan diferentes espectros de luz, por lo que la luz LED ideal es diferente para cada etapa de crecimiento.

El mejor espectro también depende del tipo de plantas que quieras cultivar.

Esto puede volverse muy complicado y realmente solo importa a los productores comerciales que desean maximizar los resultados.

En general, las plantas funcionan mejor con todas las longitudes de onda de la luz, pero no necesitan las mismas longitudes de onda de la luz.

El espectro de cuentas de lámparas LED

Es importante distinguir entre cuentas de lámparas LED y luces LED. Las luces LED de cultivo son accesorios de iluminación completos que pueden contener una o más cuentas de luz LED. generalmente más de uno. Las cuentas de lámparas LED son pequeños componentes independientes que emiten luz.

Hay cuentas de lámparas LED para longitudes de onda específicas. La figura muestra el espectro de tres bombillas. Azul, amarillo y rojo. Tenga en cuenta que cada bombilla produce un espectro muy estrecho. Por ejemplo, una bombilla de luz azul tiene unos 60 nm de ancho y contiene solo luz azul.

Dado que muchas personas creen que las plantas solo necesitan luz azul y roja, muchas luces LED de bajo costo solo ofrecen cuentas LED azules y rojas. Esta parece una solución perfecta, especialmente porque las cuentas LED azules y rojas son más eficientes y menos costosas que otras bombillas de color.

Muchas imágenes de luces LED de cultivo en Internet muestran luz “Coarse”: el nombre de la industria para el color creado mediante una combinación de cuentas LED azules y rojas.

Las cuentas de lámparas LED ahora vienen en más de una docena de colores diferentes.

¿Cómo emitir luz blanca con LED?

Como se mencionó anteriormente, cada bombilla LED tiene una longitud de onda específica, pero ninguna emite un espectro blanco completo como el sol.

Una solución para proporcionar luz blanca es combinar bombillas de diferentes colores en una sola lámpara. La unidad base combina azul y rojo. Las unidades más avanzadas incluirán bombillas amarillas y verdes. Dado que una lámpara típica contiene muchas bombillas, se puede personalizar para producir diferentes cantidades de cada color. Mezcle suficientes bombillas de diferentes colores y obtendrá luz blanca.

Otra forma de crear luz blanca es cubrir la lente del bulbo con un compuesto de fósforo. Estas bombillas suelen utilizar luz azul para iluminar el fósforo y producir luz blanca. Esto es similar a cómo funcionan las bombillas fluorescentes.

Las bombillas LED blancas parecen la mejor opción, pero hay una trampa. Siempre que la luz se convierte en otro color, se pierde cierta intensidad durante la conversión. Esto significa que las bombillas blancas producen menos luz que las bombillas LED equivalentes sin recubrimiento de fósforo. Las bombillas blancas también son más caras. Incluso con estas limitaciones, se han convertido en una opción popular para las luces de cultivo.

¿Es la luz blanca la mejor?

El sol emite luz blanca y las plantas funcionan mejor cuando reciben todos los colores del espectro visible, por lo que es razonable concluir que las mejores luces LED son blancas. Muchos fabricantes intentan convencer a los clientes, por ejemplo:

“Nuestros LED proporcionan el mejor espectro completo para proporcionar a las plantas, verduras y flores todo lo que necesitan para la luz natural en todas las etapas de crecimiento”

“Nuestras luces LED replican el espectro solar”

El problema con esta lógica es que las plantas no necesitan luz que nos parezca blanca, ni necesita imitar la luz del sol. Las plantas son mejores con más luz roja y azul y menos luz verde y amarilla.

La luz blanca no es importante para las plantas: la cantidad correcta de cada longitud de onda es crítica.

La intensidad de la luz también es importante

Hasta ahora nos hemos centrado en el espectro muy importante, pero la intensidad de la luz también es importante. Las luces de invernadero han sido lámparas de sodio de alta intensidad durante muchos años. Lo he estado usando durante años y es ideal tanto para plantas jóvenes que necesitan niveles de luz más bajos y orquídeas en flor que necesitan altos niveles de luz. Es una luz muy amarilla, con solo una pequeña cantidad de azul, pero con 400 vatios, es muy intensa. La alta intensidad significa que incluso si el azul es solo un componente secundario de la luz, todavía es suficiente para cultivar plantas.

Los LED blancos mencionados anteriormente parecen una solución perfecta, pero son menos intensos que las bombillas sin recubrimiento. Por lo tanto, las bombillas sin recubrimiento siguen siendo una buena opción.

No te preocupes por los lúmenes

La fuerza es importante, pero ¿cómo se mide?

Una forma común de hacer esto es medir los lúmenes, que es una medida del brillo de la luz. El problema con los lúmenes es que mide el brillo de la luz que ve el ojo humano, y nuestros ojos ven luz verde y amarilla mucho mejor que la luz azul y roja.

La mayor parte de la luz que produce azul y rojo no nos parecerá muy brillante, por lo que los lúmenes son bajos. La luz amarillo-verde emite el mismo número de fotones y nos parece brillante, por lo tanto, un alto valor lumen. Pero esta luz de alta lumen no tiene el espectro óptimo para el crecimiento de las plantas. Los lúmenes son excelentes para elegir una fuente de luz para su hogar, pero son bastante inútiles para elegir luces de cultivo LED.

Tal vez se pregunte cómo se relacionan los lúmenes con las velas de pie y lux. Lux es lúmenes/metro cuadrado, las velas de pie son lúmenes/pie cuadrado.

PAR y PPDF

Los científicos han encontrado una mejor manera de medir la luz que crecen las plantas, llamada PAR (radiación fotosintéticamente activa). PAR define la cantidad relativa de luz de planta utilizada para la fotosíntesis y varía de 400 nm a 700 nm.

El término se usa a menudo incorrectamente como una medida de la cantidad de luz, por ejemplo:

“par es la cantidad de luz disponible para la planta”

“Este es un sistema con una alta salida PAR, lo que significa que la lámpara emite 2 a 3 veces la intensidad de otras luces de cultivo”

Estas declaraciones no tienen sentido porque PAR define el espectro a considerar, no la cantidad de luz.

En la práctica, la cantidad de luz se mide en PPFD (densidad de flujo de fotones fotosintéticos), a veces abreviada como PFD. La industria y los jardineros tienden a usar el término par indistintamente cuando hablan de PPFD.

En comparación con los lúmenes, PPFD es una mejor manera de medir la cantidad de luz de una luz LED de crecimiento.

Incluso esto es problemático. Dado que solo observa el espectro visible principal (400-700 nm) e ignora el casi ultravioleta y el infrarrojo cercano, pierde ciertas longitudes de onda que las plantas pueden usar. Pero es el mejor y más versátil sistema que tenemos actualmente para evaluar las luces de cultivo.

El mejor espectro de luces LED de cultivo

¿Cuál es el espectro óptimo para una luz LED? Debe estar cerca del espectro utilizado por las plantas. Mucho azul y rojo, mucho verde y amarillo. Agregue algunos cerca de la IR e incluso algunos cerca de los UV para obtener mejores resultados.

No te preocupes por hacer coincidir el sol o la luz blanca.

Creo que es importante observar el espectro de salida de la luz antes de comprar, pero la mayoría de los fabricantes no los muestran. La etiqueta recién propuesta para las luces de cultivo LED mostrará PPFD (conocida como PFD) en varias longitudes de onda, incluida la gama PAR.

Comparar valores de PPFD es lo siguiente mejor. Un PPFD más alto proporcionará más luz para el crecimiento de las plantas.