Luci di crescita a LED: come giudicare lo spettro giusto

In questo articolo, esplorerò uno dei criteri più importanti da considerare quando acquisto l'illuminazione a LED, che è lo spettro della luce. Se non ottieni il giusto colore della luce, le tue piante non cresceranno bene, non importa quanti soldi spendi.

Se stai cercando di ottenere una nuova luce di crescita, dovresti davvero prendere in considerazione le luci a LED perché sono più efficienti dal punto di vista energetico. Fa bene al tuo portafoglio e all'ambiente. Il problema è che scegliere il giusto tipo di sorgente luminosa non è un compito facile. Il mercato è inondato di prodotti in tutte le fasce di prezzo e molti produttori stanno facendo affermazioni progettate per confonderti.

Se vuoi solo una risposta rapida, vai direttamente all'ultima sezione, il miglior spettro per le luci di crescita a LED. Se vuoi capire cosa stai facendo in modo da poter fare una scelta informata, leggi l'intero articolo.

Cos'è lo spettro?

Le piante sono geneticamente programmate per crescere usando la luce solare (quello che pensiamo come luce bianca o bianca-giallastra). La luce appare bianca perché contiene tutti i colori dell'arcobaleno e quando questi colori sono tutti mescolati insieme, appaiono bianchi.

Uno spettro è una visualizzazione grafica di ogni colore alla luce.

Gli scienziati usano i numeri delle lunghezze d'onda invece dei nomi dei colori per riferirsi ai colori, che è un modo più accurato per misurare il colore. Quindi il rosso potrebbe avere una lunghezza d'onda di 630 o 660. Entrambi i colori sono rossi per noi, ma in realtà sono colori diversi.

Coltiva lampade che utilizzano lampadine fluorescenti e chiamano le lampadine bianche fredde (con più blu) o bianco caldo (con più rosso). Questo è utile per le lampade fluorescenti, ma tale designazione non si applica alle lampade a LED. Per i LED, è più accurato parlare di lunghezze d'onda e mostrare lo spettro effettivo.

Come puoi vedere dall'immagine sopra, la luce del sole contiene tutti i colori. Ha più luce blu (intensità relativa maggiore) rispetto al rosso.

Quali colori usano le piante?

Le piante utilizzano principalmente la luce per la fotosintesi e la luce viene eseguita attraverso specifiche sostanze chimiche nelle foglie. Le sostanze chimiche più importanti includono la clorofilla A e B. Nello spettro di assorbimento (che misura la quantità di luce assorbita), puoi vedere chiaramente i picchi nelle regioni blu e rosse, il che significa che questi colori vengono utilizzati per la fotosintesi.

Quasi nessuna luce viene assorbita nella gamma verde.

Ciò porta all'errata conclusione che le piante hanno solo bisogno di luce blu e rossa.

l'incomprensione della luce blu e rossa

L'idea che le piante crescano bene solo con la luce blu e rossa è in realtà un malinteso. Lo spettrogramma sopra è per la clorofilla purificata in una provetta, non ti dice cosa sta succedendo nelle foglie della pianta. La fotosintesi è più complessa e coinvolge altre sostanze chimiche come il carotene e la luteina. Lo spettro spettrale della luce assorbito dall'intera foglia mostra che la pianta utilizza effettivamente una gamma più ampia di lunghezze d'onda, compreso il verde.

È vero che il blu e il rosso sono importanti e rappresentano la maggior parte della luce utilizzata dalle piante, ma per la fotosintesi vengono utilizzati anche altri colori, tra cui verde e giallo.

Colori diversi fanno cose diverse

La NASA ha lavorato molto sulla luce utilizzata dalle piante e ha identificato quanto segue.

La luce rossa (630 -660 nm) è essenziale per la crescita dello stelo e l'espansione delle foglie. Questa lunghezza d'onda regola anche la fioritura, i periodi di dormienza e la germinazione dei semi.

La luce blu (400 – 520 nm) deve essere accuratamente miscelata con la luce nel resto dello spettro, poiché la sovraesposizione a questa lunghezza d'onda di luce può ostacolare la crescita di alcune specie vegetali. La luce nella gamma blu influisce anche sulla quantità di clorofilla presente nella pianta e sullo spessore delle foglie.

La luce verde (500 – 600 nm) passa attraverso la spessa chioma superiore per sostenere le foglie nella chioma inferiore.

Luce rossa lontana (720 – 740 nm) passa anche attraverso la fitta chioma superiore per sostenere la crescita delle foglie situate nella parte inferiore della pianta. Inoltre, l'esposizione alla luce infrarossa riduce il tempo necessario per la fioritura delle piante. Un altro vantaggio della luce rossa lontana è che le piante esposte a questa lunghezza d'onda tendono a produrre foglie più grandi rispetto alle piante non esposte a questo spettro.

Lo spettro migliore dipende dal tuo scopo di impianto

Man mano che le piante maturano e attraversano l'intero ciclo di crescita dalla piantina all'età adulta, quindi fioriscono e fruttificano, usano spettri di luce diversi, quindi la luce LED ideale è diversa per ogni fase di crescita.

Lo spettro migliore dipende anche dal tipo di piante che vuoi coltivare.

Questo può diventare molto complicato e conta davvero solo per i coltivatori commerciali che vogliono massimizzare i risultati.

In genere, le piante si comportano meglio con tutte le lunghezze d'onda della luce, ma non hanno bisogno delle stesse lunghezze d'onda di luce.

Lo spettro delle perline della lampada a LED

È importante distinguere tra perline di lampade a LED e luci a LED. Le luci di crescita a LED sono lampade complete che possono contenere una o più perline di luce a LED. Di solito più di uno. Le perline di lampada a LED sono piccoli componenti indipendenti che emettono luce.

Ci sono perline di lampade a LED per lunghezze d'onda specifiche. La figura mostra lo spettro di tre lampadine. Blu, giallo e rosso. Si noti che ogni lampadina produce uno spettro molto stretto. Ad esempio, una lampadina blu è larga circa 60 nm e contiene solo luce blu.

Poiché molte persone credono che le piante abbiano solo bisogno di luce blu e rossa, molte luci a LED a basso costo offrono solo perline a LED blu e rosse. Questa sembra una soluzione perfetta, soprattutto perché le perline a LED blu e rosse sono più efficienti e meno costose di altre lampadine colorate.

Molte immagini di luci a LED su Internet mostrano luce “grossa” - il nome del settore per il colore creato utilizzando una combinazione di perline LED blu e rosse.

Le perline di lampade a LED ora sono disponibili in più di una dozzina di colori diversi.

Come emettere luce bianca con LED?

Come accennato in precedenza, ogni lampadina a LED ha una lunghezza d'onda specifica, ma nessuna emette uno spettro bianco completo come il sole.

Una soluzione per fornire la luce bianca è combinare lampadine di diversi colori in un'unica lampada. L'unità di base combina blu e rosso. Le unità più avanzate includeranno lampadine gialle e verdi. Poiché una lampada tipica contiene molte lampadine, può essere personalizzata per produrre quantità diverse di ogni colore. Mescola abbastanza lampadine di diversi colori e otterrai una luce bianca.

Un altro modo per creare una luce bianca è rivestire la lente del bulbo con un composto di fosforo. Tali lampadine utilizzano tipicamente la luce blu per illuminare il fosforo e produrre luce bianca. Questo è simile a come funzionano le lampadine fluorescenti.

Le lampadine a LED bianche sembrano l'opzione migliore, ma c'è un problema. Ogni volta che la luce viene convertita in un altro colore, una certa intensità viene persa durante la conversione. Ciò significa che le lampadine bianche producono meno luce rispetto alle lampadine a LED equivalenti senza un rivestimento al fosforo. Anche le lampadine bianche sono più costose. Anche con queste limitazioni, sono diventate una scelta popolare per la coltivazione delle luci.

La luce bianca è la migliore?

Il sole emette luce bianca e le piante si comportano al meglio quando ricevono tutti i colori dello spettro visibile, quindi è ragionevole concludere che le migliori luci a LED siano bianche. Molti produttori cercano di convincere i clienti, ad esempio:

“I nostri LED forniscono il miglior spettro completo per fornire piante, verdure e fiori con tutto ciò di cui hanno bisogno per la luce naturale in tutte le fasi della crescita”

“Le nostre luci a LED replicano lo spettro solare”

Il problema con questa logica è che le piante non hanno bisogno di luce che ci sembri bianca, né deve imitare la luce del sole. Le piante sono le migliori con più luce rossa e blu e meno luce verde e gialla.

La luce bianca non è importante per le piante: la quantità corretta di ciascuna lunghezza d'onda è fondamentale.

Anche l'intensità della luce è importante

Finora ci siamo concentrati sullo spettro molto importante, ma anche l'intensità della luce è importante. Le luci serra sono lampade al sodio ad alta intensità per molti anni. Lo uso da anni ed è ottimo sia per le giovani piante che hanno bisogno di livelli di luce più bassi e orchidee in fiore che necessitano di alti livelli di luce. È una luce molto gialla, con solo una piccola quantità di blu, ma a 400 watt è molto intenso. L'alta intensità significa che anche se il blu è solo una componente secondaria della luce, è comunque sufficiente per coltivare piante.

I LED bianchi sopra menzionati sembrano una soluzione perfetta, ma sono meno intensi delle lampadine non rivestite. Quindi, le lampadine non rivestite sono ancora una buona opzione.

Non preoccuparti dei lumen

La forza è importante, ma come si misura?

Un modo comune per farlo è misurare i lumen, che è una misura della luminosità della luce. Il problema con i lumen è che misura la luminosità della luce che l'occhio umano vede e i nostri occhi vedono la luce verde e gialla molto meglio della luce blu e rossa.

La maggior parte della luce che produce blu e rosso non ci apparirà molto brillante, quindi i lumen sono bassi. La luce giallo-verde emette lo stesso numero di fotoni e ci appare brillante, quindi un valore lume elevato. Ma questa luce ad alto lume non ha lo spettro ottimale per la crescita delle piante. I lumen sono ottimi per scegliere una fonte di luce per la tua casa, ma sono piuttosto inutili per scegliere le luci di coltivazione a LED.

Ti starai chiedendo come i lumen si relazionano con le candele di lusso e piedi. Lux è lumen/metro quadrato, le candele dei piedi sono lumen/piede quadrato.

PAR e PPDF

Gli scienziati hanno escogitato un modo migliore per misurare la luce che le piante crescono, chiamate par (radiazioni fotosinteticamente attive). PAR definisce la quantità relativa di luce vegetale utilizzata per la fotosintesi e varia da 400 nm a 700 nm.

Il termine è spesso usato in modo errato come misura della quantità di luce, ad esempio:

“PAR è la quantità di luce a disposizione della pianta”

“Questo è un sistema con un'uscita par, il che significa che la lampada emette da 2 a 3 volte l'intensità di altre luci di crescita”

Queste affermazioni sono prive di significato perché PAR definisce lo spettro da considerare, non la quantità di luce.

In pratica, la quantità di luce viene misurata in PPFD (densità di flusso fotosintetico fotosintetico), a volte abbreviata come PFD. L'industria e i giardinieri tendono a usare il termine PAR in modo intercambiabile quando si parla di PPFD.

Rispetto ai lumen, PPFD è un modo migliore per misurare la quantità di luce di una luce di crescita a LED.

Anche questo è problematico. Poiché osserva solo lo spettro principale visibile (400-700 nm) e ignora il vicino ultravioletto e il vicino infrarosso, manca alcune lunghezze d'onda che le piante possono utilizzare. Ma è il sistema migliore e più versatile che abbiamo attualmente per valutare le luci di crescita.

il miglior spettro di luci a LED per la coltivazione

Qual è lo spettro ottimale per una luce a LED? Dovrebbe essere vicino allo spettro utilizzato dalle piante. Tanto blu e rosso, tanto verde e giallo. Aggiungine alcuni vicino all'IR e anche alcuni vicino all'UV per risultati migliori.

Non preoccuparti di abbinare il sole o la luce bianca.

Penso che sia importante guardare lo spettro di output della luce prima dell'acquisto, ma la maggior parte dei produttori non li mostra. L'etichetta di nuova proposta per le luci di crescita a LED mostrerà PPFD (noto come PFD) a varie lunghezze d'onda, inclusa la gamma PAR.

Il confronto dei valori PPFD è la cosa migliore successiva. Un PPFD più elevato fornirà più luce per la crescita delle piante.