Luzes de cultivo LED – como julgar o espectro certo

Neste artigo, explorarei um dos critérios mais importantes a serem considerados ao comprar a iluminação LED, que é o espectro de luz. Se você não conseguir a cor certa, suas plantas não crescem bem, não importa quanto dinheiro você gaste.

Se você deseja obter uma nova luz de cultivo, considere realmente as luzes LED porque elas são mais eficientes em termos de energia. É bom para a carteira e o meio ambiente. O problema é que escolher o tipo certo de fonte de luz não é uma tarefa fácil. O mercado está inundado de produtos em todas as faixas de preço, e muitos fabricantes estão fazendo afirmações destinadas a confundi-lo.

Se você quiser apenas uma resposta rápida, vá direto para a última seção, o melhor espectro para luzes de crescimento LED. Se você quiser entender o que está fazendo para fazer uma escolha informada, leia o artigo inteiro.

O que é espectro?

As plantas são geneticamente programadas para crescer usando a luz solar (o que consideramos como luz branca ou amarelada). A luz parece branca porque contém todas as cores do arco-íris e, quando todas essas cores são misturadas, elas aparecem em branco.

Um espectro é uma exibição gráfica de cada cor na luz.

Os cientistas usam números de comprimento de onda em vez de nomes de cores para se referir às cores, que é uma maneira mais precisa de medir a cor. Portanto, o vermelho pode ter um comprimento de onda de 630 ou 660. Ambas as cores são vermelhas para nós, mas na verdade são cores diferentes.

Cultive lâmpadas que usam lâmpadas fluorescentes e chamem as lâmpadas de branco frio (com mais azul) ou branco quente (com mais vermelho). Isso é útil para lâmpadas fluorescentes, mas essa designação não se aplica a lâmpadas LED. Para LEDs, é mais preciso falar sobre comprimentos de onda e mostrar o espectro real.

Como você pode ver na imagem acima, a luz do Sol contém todas as cores. Ele tem mais luz azul (mais alta intensidade relativa) do que o vermelho.

Quais cores as plantas usam?

As plantas usam principalmente a luz para fotossíntese, e a luz é feita por meio de produtos químicos específicos nas folhas. Os produtos químicos mais importantes incluem a clorofila A e B. No espectro de absorção (que mede a quantidade de luz absorvida), você pode ver claramente os picos nas regiões azul e vermelha, o que significa que essas cores são usadas para fotossíntese.

Quase nenhuma luz é absorvida na faixa verde.

Isso leva à conclusão errônea de que as plantas precisam apenas de luz azul e vermelha.

O mal-entendido da luz azul e vermelha

A ideia de que as plantas crescem bem com luz azul e vermelha é, na verdade, um mal-entendido. O espectrograma acima é para clorofila purificada em um tubo de ensaio, não informa o que está acontecendo nas folhas da planta. A fotossíntese é mais complexa e envolve outros produtos químicos, como caroteno e luteína. O espectro espectral de luz absorvido por toda a folha mostra que a planta realmente usa uma gama mais ampla de comprimentos de onda, incluindo o verde.

É verdade que o azul e o vermelho são importantes e representam a maior parte da luz usada pelas plantas, mas outras cores, incluindo o verde e o amarelo, também são usadas para fotossíntese.

Cores diferentes fazem coisas diferentes

A NASA fez muito trabalho na luz usada pelas plantas e identificou o seguinte.

A luz vermelha (630 -660 nm) é essencial para o crescimento do caule e expansão das folhas. Este comprimento de onda também regula a floração, períodos de dormência e germinação de sementes.

A luz azul (400 – 520 nm) precisa ser cuidadosamente misturada com a luz no resto do espectro, pois a superexposição a esse comprimento de onda de luz pode dificultar o crescimento de algumas espécies vegetais. A luz na faixa azul também afeta a quantidade de clorofila presente na planta, bem como a espessura das folhas.

A luz verde (500 – 600 nm) passa pelo dossel superior grosso para apoiar as folhas no dossel inferior.

A luz vermelha distante (720 – 740 nm) também passa pelo denso dossel superior para apoiar o crescimento das folhas localizadas na parte inferior da planta. Além disso, a exposição à luz infravermelha reduz o tempo necessário para as plantas florescerem. Outro benefício da luz vermelha distante é que as plantas expostas a esse comprimento de onda tendem a produzir folhas maiores do que as plantas não expostas a esse espectro.

O melhor espectro depende do seu propósito de plantio

À medida que as plantas amadurecem e passam por todo o ciclo de crescimento, desde as mudas até a idade adulta, depois florescem e frutificam, elas usam espectros de luz diferentes, então a luz LED ideal é diferente para cada estágio de crescimento.

O melhor espectro também depende do tipo de plantas que você deseja cultivar.

Isso pode ficar muito complicado e realmente só importa para os produtores comerciais que desejam maximizar os resultados.

Geralmente, as plantas se saem melhor com todos os comprimentos de onda da luz, mas não precisam dos mesmos comprimentos de onda da luz.

O espectro de contas de lâmpadas LED

É importante distinguir entre contas de lâmpadas de LED e luzes LED. As luzes de cultivo de LED são luminárias completas que podem conter um ou mais contas de luz LED. Geralmente mais de um. As contas de lâmpadas LED são pequenos componentes independentes que emitem luz.

Existem contas de lâmpadas LED para comprimentos de onda específicos. A figura mostra o espectro de três lâmpadas. Azul, amarelo e vermelho. Observe que cada bulbo produz um espectro muito estreito. Por exemplo, uma lâmpada azul tem cerca de 60 nm de largura e contém apenas luz azul.

Como muitas pessoas acreditam que as plantas precisam apenas de luz azul e vermelha, muitas luzes de cultivo LED de baixo custo oferecem apenas contas de LED azuis e vermelhas. Esta parece ser uma solução perfeita, especialmente porque as contas de LED azul e vermelho são mais eficientes e mais baratas do que as outras lâmpadas coloridas.

Muitas fotos de luzes LED crescem na Internet mostram uma luz “grosseira” – o nome da indústria da cor criada usando uma combinação de contas de LED azul e vermelho.

As contas de lâmpada LED agora vêm em mais de uma dúzia de cores diferentes.

Como emitir luz branca com LED?

Como mencionado acima, cada lâmpada LED tem um comprimento de onda específico, mas nenhuma emite um espectro branco completo como o Sol.

Uma solução para fornecer luz branca é combinar lâmpadas de cores diferentes em uma única luminária. A unidade de base combina azul e vermelho. Unidades mais avançadas incluirão lâmpadas amarelas e verdes. Como uma luminária típica contém muitas lâmpadas, ela pode ser personalizada para produzir diferentes quantidades de cada cor. Misture lâmpadas suficientes de cores diferentes e você obterá luz branca.

Outra maneira de criar luz branca é revestir a lente do bulbo com um composto de fósforo. Essas lâmpadas normalmente usam luz azul para iluminar o fósforo e produzir luz branca. Isso é semelhante ao funcionamento das lâmpadas fluorescentes.

As lâmpadas LED brancas parecem ser a melhor opção, mas há uma pegadinha. Sempre que a luz é convertida em outra cor, alguma intensidade é perdida durante a conversão. Isso significa que as lâmpadas brancas produzem menos luz do que as lâmpadas LED equivalentes sem um revestimento de fósforo. Lâmpadas brancas também são mais caras. Mesmo com essas limitações, eles se tornaram uma escolha popular para as luzes de cultivo.

A luz branca é a melhor?

O Sol emite luz branca e as plantas têm um desempenho melhor quando recebem todas as cores do espectro visível, portanto, é razoável concluir que as melhores luzes LED são brancas. Muitos fabricantes tentam convencer os clientes, por exemplo:

“Nossos LEDs fornecem o melhor espectro completo para fornecer plantas, vegetais e flores com tudo o que precisam para luz natural em todos os estágios de crescimento.”

“Nossas luzes LED replicam o espectro solar”

O problema com essa lógica é que as plantas não precisam de luz que nos pareça branco, nem precisa imitar a luz do sol. As plantas são melhores com mais luz vermelha e azul e menos luz verde e amarela.

A luz branca não é importante para as plantas – a quantidade correta de cada comprimento de onda é crítica.

A intensidade da luz também é importante

Até agora, nos concentramos no espectro muito importante, mas a intensidade da luz também é importante. As luzes da estufa são lâmpadas de sódio de alta intensidade há muitos anos. Eu o uso há anos e é ótimo para plantas jovens que precisam de níveis de luz mais baixos e orquídeas com flores que precisam de altos níveis de luz. É uma luz muito amarela, com apenas uma pequena quantidade de azul, mas com 400 watts, é muito intenso. A alta intensidade significa que, mesmo que o azul seja apenas um componente secundário da luz, ainda é suficiente para cultivar plantas.

Os LEDs brancos mencionados acima parecem uma solução perfeita, mas são menos intensos que as lâmpadas não revestidas. Portanto, as lâmpadas sem revestimento ainda são uma boa opção.

Não se preocupe com os lúmens

A força é importante, mas como ela é medida?

Uma maneira comum de fazer isso é medir os lúmens, que é uma medida do brilho da luz. O problema com os lúmens é que ele mede o brilho da luz que o olho humano vê, e nossos olhos veem uma luz verde e amarela muito melhor que a luz azul e vermelha.

A maior parte da luz que produz azul e vermelho não parecerá muito brilhante para nós, então os lúmens estão baixos. A luz amarelo-esverdeada emite o mesmo número de fótons e parece brilhante para nós, portanto, um alto valor do lúmen. Mas essa luz de alto lúmen não possui o espectro ideal para o crescimento das plantas. Os lúmens são ótimos para escolher uma fonte de luz para sua casa, mas são bastante inúteis para escolher luzes LED de cultivo.

Você pode estar se perguntando como os lúmens se relacionam com Lux e velas de pés. Lux é lúmens/metro quadrado, as velas de pé são lúmens/pés quadrados.

PAR e PPDF

Os cientistas criaram uma maneira melhor de medir a luz que as plantas crescem, chamadas par (radiação fotossinteticamente ativa). PAR define a quantidade relativa de luz da planta usada para fotossíntese e varia de 400 nm a 700 nm.

O termo é frequentemente usado incorretamente como uma medida da quantidade de luz, por exemplo:

“Par é a quantidade de luz disponível para a planta”

“Este é um sistema com saída PAR alta, o que significa que a luminária emite 2 a 3 vezes a intensidade de outras luzes de cultivo”

Essas afirmações não têm sentido porque PAR define o espectro a ser considerado, não a quantidade de luz.

Na prática, a quantidade de luz é medida em PPFD (densidade de fluxo de fótons fotossintéticos), às vezes abreviada como PFD. Indústria e jardineiros tendem a usar o termo par de forma intercambiável ao falar de PPFD.

Comparado aos lúmens, o PPFD é uma maneira melhor de medir a quantidade de luz de uma luz LED de crescimento.

Até isso é problemático. Como ele observa apenas o espectro principal visível (400-700 nm) e ignora o ultravioleta próximo e o infravermelho próximo, ele não consegue alguns comprimentos de onda que as plantas podem usar. Mas é o melhor e mais versátil sistema que temos atualmente para avaliar as luzes de cultivo.

O melhor espectro de luzes de cultivo LED

Qual é o espectro ideal para uma luz LED? Deve estar próximo ao espectro usado pelas plantas. Muito azul e vermelho, muito verde e amarelo. Adicione alguns perto do IR e até mesmo alguns próximos ao UV para obter melhores resultados.

Não se preocupe em combinar o sol ou a luz branca.

Acho importante observar o espectro de saída da luz antes de comprar, mas a maioria dos fabricantes não os mostra. A nova etiqueta proposta para luzes de cultivo de LED exibirá PPFD (conhecido como PFD) em vários comprimentos de onda, incluindo o intervalo PAR.

Comparar os valores do PPFD é a próxima melhor coisa. Um PPFD mais alto fornecerá mais luz para o crescimento das plantas.