LED Grow Lights - วิธีตัดสินสเปกตรัมที่ถูกต้อง

ในบทความนี้ ฉันจะสำรวจหนึ่งในเกณฑ์ที่สำคัญที่สุดที่ควรพิจารณาเมื่อซื้อไฟ LED ซึ่งเป็นสเปกตรัมแสง หากคุณไม่ได้รับสีอ่อนที่เหมาะสม ต้นไม้ของคุณจะเติบโตได้ไม่ดีไม่ว่าคุณจะใช้เงินไปเท่าไหร่.

หากคุณกำลังมองหา Grow Light ใหม่ คุณควรพิจารณาไฟ LED เพราะมันประหยัดพลังงานมากกว่า ดีต่อกระเป๋าสตางค์และสิ่งแวดล้อมของคุณ ปัญหาคือการเลือกแหล่งกำเนิดแสงที่เหมาะสมไม่ใช่เรื่องง่าย ตลาดเต็มไปด้วยผลิตภัณฑ์ในทุกช่วงราคา และผู้ผลิตหลายรายกำลังอ้างสิทธิ์ที่ออกแบบมาเพื่อทำให้คุณสับสน.

หากคุณต้องการคำตอบอย่างรวดเร็ว ให้ตรงไปยังส่วนสุดท้าย ซึ่งเป็นสเปกตรัมที่ดีที่สุดสำหรับไฟ LED เติบโต หากคุณต้องการเข้าใจสิ่งที่คุณทำเพื่อให้คุณสามารถเลือกได้ อ่านบทความทั้งหมด.

สเปกตรัมคืออะไร?

พืชได้รับการตั้งโปรแกรมทางพันธุกรรมให้เติบโตโดยใช้แสงแดด (สิ่งที่เราคิดว่าเป็นแสงสีขาวหรือสีขาวอมเหลือง) แสงจะปรากฏเป็นสีขาวเพราะมีสีรุ้งทั้งหมด และเมื่อสีเหล่านี้ผสมกันทั้งหมด ก็จะปรากฏเป็นสีขาว.

สเปกตรัมคือการแสดงกราฟิกของแต่ละสีในแสง.

นักวิทยาศาสตร์ใช้ตัวเลขความยาวคลื่นแทนชื่อสีเพื่ออ้างถึงสีซึ่งเป็นวิธีการวัดสีที่แม่นยำกว่า ดังนั้นสีแดงอาจมีความยาวคลื่น 630 หรือ 660 ทั้งสองสีเป็นสีแดงสำหรับเรา แต่จริงๆ แล้วเป็นสีที่ต่างกัน.

ปลูกโคมไฟที่ใช้หลอดฟลูออเรสเซนต์และเรียกหลอดไฟว่า สีขาวนวล (มีสีน้ำเงินมากกว่า) หรือสีขาวอบอุ่น (มีสีแดงมากกว่า) สิ่งนี้มีประโยชน์สำหรับหลอดฟลูออเรสเซนต์ แต่การกำหนดดังกล่าวใช้ไม่ได้กับหลอดไฟ LED สำหรับ LED นั้นแม่นยำกว่าที่จะพูดถึงความยาวคลื่นและแสดงสเปกตรัมจริง.

ดังที่คุณเห็นจากภาพด้านบน แสงจากดวงอาทิตย์มีสีทั้งหมด มีแสงสีน้ำเงินมากกว่า (ความเข้มสัมพัทธ์สูงกว่า) มากกว่าสีแดง.

พืชใช้สีอะไร?

พืชส่วนใหญ่ใช้แสงสำหรับการสังเคราะห์ด้วยแสง และแสงจะทำผ่านสารเคมีเฉพาะในใบ สารเคมีที่สำคัญกว่านั้น ได้แก่ คลอโรฟิลล์ A และ B ในสเปกตรัมการดูดกลืนแสง (ซึ่งวัดปริมาณแสงที่ดูดซับ) คุณสามารถเห็นจุดสูงสุดได้อย่างชัดเจนในบริเวณสีน้ำเงินและสีแดง ซึ่งหมายความว่าสีเหล่านี้ใช้สำหรับการสังเคราะห์ด้วยแสง.

แทบไม่มีแสงใดถูกดูดซึมในช่วงสีเขียว.

สิ่งนี้นำไปสู่ข้อสรุปที่ผิดพลาดว่าพืชต้องการแสงสีน้ำเงินและสีแดงเท่านั้น.

ความเข้าใจผิดของแสงสีฟ้าและสีแดง

ความคิดที่ว่าพืชเติบโตได้ดีด้วยแสงสีน้ำเงินและสีแดงเท่านั้นที่เป็นความเข้าใจผิด สเปกโตรแกรมด้านบนมีไว้สำหรับคลอโรฟิลล์ที่ทำให้บริสุทธิ์ในหลอดทดลอง ไม่ได้บอกคุณว่าเกิดอะไรขึ้นในใบของพืช การสังเคราะห์ด้วยแสงมีความซับซ้อนมากขึ้นและเกี่ยวข้องกับสารเคมีอื่นๆ เช่น แคโรทีนและลูทีน สเปกตรัมของแสงที่ดูดซึมโดยใบทั้งหมดแสดงให้เห็นว่าพืชใช้ช่วงความยาวคลื่นที่กว้างกว่าจริง ๆ รวมถึงสีเขียว.

เป็นความจริงที่สีน้ำเงินและสีแดงมีความสำคัญและเป็นตัวแทนของแสงส่วนใหญ่ที่พืชใช้ แต่สีอื่นๆ รวมทั้งสีเขียวและสีเหลืองยังใช้สำหรับการสังเคราะห์ด้วยแสง.

สีต่าง ๆ ทำสิ่งต่าง ๆ

NASA ได้ทำงานมากมายเกี่ยวกับแสงที่พืชใช้และพวกเขาได้ระบุสิ่งต่อไปนี้.

แสงสีแดง (630 -660 นาโนเมตร) เป็นสิ่งจำเป็นสำหรับการเจริญเติบโตของลำต้นและการขยายตัวของใบ ความยาวคลื่นนี้ยังควบคุมการออกดอก ระยะพักตัว และการงอกของเมล็ด.

แสงสีน้ำเงิน (400 – 520 นาโนเมตร) จะต้องผสมอย่างระมัดระวังกับแสงในช่วงที่เหลือของสเปกตรัม เนื่องจากการเปิดรับแสงมากเกินไปสำหรับความยาวคลื่นนี้อาจขัดขวางการเจริญเติบโตของพืชบางชนิด แสงในช่วงสีน้ำเงินยังส่งผลต่อปริมาณคลอโรฟิลล์ที่มีอยู่ในพืชเช่นเดียวกับความหนาของใบ.

แสงสีเขียว (500 – 600 นาโนเมตร) ผ่านหลังคาด้านบนหนาเพื่อรองรับใบในทรงพุ่มล่าง.

แสงสีแดง (720 – 740 นาโนเมตร) ยังผ่านทรงพุ่มบนที่หนาแน่นเพื่อรองรับการเจริญเติบโตของใบที่ตั้งอยู่ด้านล่างของพืช นอกจากนี้ การสัมผัสกับแสงอินฟราเรดยังช่วยลดเวลาที่พืชจะบานอีกด้วย ประโยชน์อีกประการของแสงสีแดงคือพืชที่สัมผัสกับความยาวคลื่นนี้มีแนวโน้มที่จะผลิตใบที่ใหญ่กว่าพืชที่ไม่สัมผัสกับสเปกตรัมนี้.

สเปกตรัมที่ดีที่สุดขึ้นอยู่กับวัตถุประสงค์ในการปลูกของคุณ

เมื่อพืชเติบโตเต็มที่และผ่านวงจรการเจริญเติบโตทั้งหมดตั้งแต่ต้นกล้าจนถึงวัยผู้ใหญ่ จากนั้นจึงออกดอกและติดผล พวกเขาใช้สเปกตรัมแสงที่แตกต่างกัน ดังนั้นแสง LED ในอุดมคติจึงแตกต่างกันไปในแต่ละระยะการเจริญเติบโต.

สเปกตรัมที่ดีที่สุดยังขึ้นอยู่กับชนิดของพืชที่คุณต้องการปลูก.

สิ่งนี้อาจซับซ้อนมากและมีความสำคัญต่อผู้ปลูกเชิงพาณิชย์ที่ต้องการเพิ่มผลลัพธ์ให้สูงสุดเท่านั้น.

โดยทั่วไป พืชจะทำงานได้ดีที่สุดกับความยาวคลื่นของแสง แต่พวกมันไม่ต้องการความยาวคลื่นเท่ากัน.

สเปกตรัมของลูกปัดหลอด LED

สิ่งสำคัญคือต้องแยกแยะระหว่างลูกปัดโคมไฟ LED และไฟ LED ไฟ LED Grow เป็นโคมไฟที่สมบูรณ์ซึ่งสามารถมีลูกปัดแสง LED ได้ตั้งแต่หนึ่งเม็ดขึ้นไป มักจะมากกว่าหนึ่ง ลูกปัดโคมไฟ LED เป็นส่วนประกอบอิสระขนาดเล็กที่ปล่อยแสงออกมา.

มีลูกปัดโคมไฟ LED สำหรับความยาวคลื่นเฉพาะ รูปแสดงสเปกตรัมของหลอดไฟสามดวง สีฟ้า สีเหลือง และสีแดง โปรดทราบว่าแต่ละหลอดสร้างสเปกตรัมที่แคบมาก ตัวอย่างเช่น หลอดไฟสีน้ำเงินมีความกว้างประมาณ 60 นาโนเมตร และมีแสงสีน้ำเงินเท่านั้น.

เนื่องจากหลายคนเชื่อว่าพืชต้องการเพียงแสงสีน้ำเงินและสีแดง ไฟ LED ที่มีราคาต่ำจำนวนมากจึงเสนอเฉพาะลูกปัด LED สีน้ำเงินและสีแดงเท่านั้น ดูเหมือนว่าจะเป็นทางออกที่สมบูรณ์แบบ โดยเฉพาะอย่างยิ่งเนื่องจากเม็ดบีดสีน้ำเงินและสีแดงมีประสิทธิภาพมากกว่าและราคาถูกกว่าหลอดไฟสีอื่นๆ.

รูปภาพจำนวนมากของไฟ LED เติบโตบนอินเทอร์เน็ตแสดงแสง “หยาบ” ซึ่งเป็นชื่ออุตสาหกรรมสำหรับสีที่สร้างขึ้นโดยใช้ลูกปัด LED สีน้ำเงินและสีแดงผสมกัน.

ลูกปัดโคมไฟ LED มาในสีต่างๆ มากกว่าโหล.

จะปล่อยแสงสีขาวด้วย LED ได้อย่างไร?

ดังที่ได้กล่าวไว้ข้างต้น หลอดไฟ LED แต่ละดวงมีความยาวคลื่นเฉพาะ แต่ไม่มีคลื่นใดที่ปล่อยสเปกตรัมสีขาวเต็มไปหมดเหมือนดวงอาทิตย์.

ทางออกหนึ่งในการให้แสงสีขาวคือการรวมหลอดไฟที่มีสีต่างๆ เข้าไว้ในโคมไฟดวงเดียว หน่วยฐานรวมสีน้ำเงินและสีแดง หน่วยขั้นสูงเพิ่มเติมจะรวมถึงหลอดไฟสีเหลืองและสีเขียว เนื่องจากโคมไฟทั่วไปมีหลอดไฟหลายหลอด จึงสามารถปรับแต่งให้ผลิตแต่ละสีในปริมาณที่แตกต่างกันได้ ผสมหลอดไฟที่มีสีต่างกันให้เพียงพอแล้วคุณจะได้แสงสีขาว.

อีกวิธีหนึ่งในการสร้างแสงสีขาวคือการเคลือบเลนส์หลอดไฟด้วยสารประกอบฟอสฟอรัส หลอดไฟดังกล่าวมักใช้แสงสีน้ำเงินเพื่อส่องสว่างสารเรืองแสงและสร้างแสงสีขาว ซึ่งคล้ายกับการทำงานของหลอดฟลูออเรสเซนต์.

หลอดไฟ LED สีขาวดูเหมือนจะเป็นตัวเลือกที่ดีที่สุด แต่ก็มีที่จับได้ เมื่อใดก็ตามที่แสงถูกแปลงเป็นสีอื่น ความเข้มบางส่วนจะหายไประหว่างการแปลง ซึ่งหมายความว่าหลอดไฟสีขาวให้แสงน้อยกว่าหลอด LED ที่เทียบเท่ากันโดยไม่มีสารเคลือบสารเรืองแสง หลอดไฟสีขาวก็มีราคาแพงกว่าเช่นกัน แม้จะมีข้อจำกัดเหล่านี้ แต่ก็กลายเป็นตัวเลือกยอดนิยมสำหรับปลูกแสง.

แสงสีขาวดีที่สุดหรือไม่?

ดวงอาทิตย์ปล่อยแสงสีขาว และพืชจะทำงานได้ดีที่สุดเมื่อได้รับสีทั้งหมดของสเปกตรัมที่มองเห็นได้ ดังนั้นจึงมีเหตุผลที่จะสรุปว่าไฟ LED ที่ดีที่สุดคือสีขาว ผู้ผลิตหลายรายพยายามโน้มน้าวใจลูกค้า เช่น

“ไฟ LED ของเราให้สเปกตรัมเต็มรูปแบบที่ดีที่สุดในการจัดหาพืชผักและดอกไม้ที่มีทุกสิ่งที่จำเป็นสำหรับแสงธรรมชาติในทุกขั้นตอนของการเจริญเติบโต”

“ไฟ LED ของเราจำลองสเปกตรัมแสงอาทิตย์”

ปัญหาของตรรกะนี้คือพืชไม่ต้องการแสงที่ดูขาวสำหรับเรา และไม่จำเป็นต้องเลียนแบบแสงของดวงอาทิตย์ พืชจะดีที่สุดด้วยแสงสีแดงและสีน้ำเงินที่มากกว่า และแสงสีเขียวและสีเหลืองน้อยกว่า.

แสงสีขาวไม่สำคัญสำหรับพืช – ปริมาณที่ถูกต้องของความยาวคลื่นแต่ละช่วงเป็นสิ่งสำคัญ.

ความเข้มของแสงก็สำคัญเช่นกัน

จนถึงตอนนี้เราได้มุ่งเน้นไปที่สเปกตรัมที่สำคัญมาก แต่ความเข้มของแสงก็มีความสำคัญเช่นกัน ไฟเรือนกระจกเป็นหลอดโซเดียมความเข้มสูงมาหลายปีแล้ว ฉันใช้มันมาหลายปีแล้วและมันยอดเยี่ยมสำหรับทั้งต้นอ่อนที่ต้องการระดับแสงที่ต่ำกว่าและกล้วยไม้ดอกที่ต้องการระดับแสงสูง มันเป็นแสงสีเหลืองมาก โดยมีสีน้ำเงินเพียงเล็กน้อย แต่ที่ 400 วัตต์ มันเข้มข้นมาก ความเข้มสูงหมายความว่าแม้ว่าสีน้ำเงินเป็นเพียงองค์ประกอบรองของแสง แต่ก็ยังเพียงพอที่จะปลูกพืชได้.

ไฟ LED สีขาวที่กล่าวถึงข้างต้นดูเหมือนจะเป็นวิธีแก้ปัญหาที่สมบูรณ์แบบ แต่มีความเข้มข้นน้อยกว่าหลอดไฟที่ไม่เคลือบผิว ดังนั้น หลอดไฟที่ไม่เคลือบจึงยังคงเป็นตัวเลือกที่ดี.

ไม่สนใจลูเมน

ความแรงเป็นสิ่งสำคัญ แต่วัดได้อย่างไร?

วิธีทั่วไปในการทำเช่นนี้คือการวัดลูเมน ซึ่งเป็นการวัดความสว่างของแสง ปัญหาของลูเมนคือวัดความสว่างของแสงที่ตามนุษย์มองเห็น และดวงตาของเรามองเห็นแสงสีเขียวและสีเหลืองได้ดีกว่าแสงสีน้ำเงินและสีแดง.

แสงส่วนใหญ่ที่สร้างสีน้ำเงินและสีแดงจะไม่สว่างมากสำหรับเรา ดังนั้นลูเมนจึงต่ำ แสงสีเหลือง-เขียวปล่อยโฟตอนจำนวนเท่ากันและดูสว่างสำหรับเรา ดังนั้นจึงมีค่าลูเมนสูง แต่แสงลูเมนที่สูงนี้ไม่มีสเปกตรัมที่เหมาะสมที่สุดสำหรับการเจริญเติบโตของพืช Lumens เหมาะอย่างยิ่งสำหรับการเลือกแหล่งกำเนิดแสงสำหรับบ้านของคุณ แต่ค่อนข้างไร้ประโยชน์สำหรับการเลือกไฟ LED เติบโต.

คุณอาจสงสัยว่าลูเมนเกี่ยวข้องกับ Lux และเทียนเท้าอย่างไร Lux คือ Lumens/Square Meter เทียนเท้าเป็นลูเมน/ตารางฟุต.

ตราไว้และ PPDF

นักวิทยาศาสตร์ได้คิดค้นวิธีที่ดีกว่าในการวัดแสงที่พืชเติบโต เรียกว่า PAR (การแผ่รังสีที่สังเคราะห์ด้วยแสง) PAR กำหนดปริมาณสัมพัทธ์ของแสงพืชที่ใช้สำหรับการสังเคราะห์ด้วยแสงและอยู่ในช่วงตั้งแต่ 400 นาโนเมตรถึง 700 นาโนเมตร.

คำนี้มักใช้อย่างไม่ถูกต้องในการวัดปริมาณแสงเช่น:

“PAR คือปริมาณแสงที่มีให้พืช”

“นี่คือระบบที่มีเอาต์พุต PAR สูง ซึ่งหมายความว่าโคมไฟจะปล่อยความเข้มของไฟเติบโตอื่นๆ 2 ถึง 3 เท่า”

ข้อความเหล่านี้ไม่มีความหมายเพราะ PAR กำหนดสเปกตรัมที่จะพิจารณา ไม่ใช่ปริมาณแสง.

ในทางปฏิบัติ ปริมาณแสงจะถูกวัดใน PPFD (ความหนาแน่นของโฟตอนสังเคราะห์แสง) ซึ่งบางครั้งย่อเป็น PFD อุตสาหกรรมและชาวสวนมักจะใช้คำว่า PAR แทนกันได้เมื่อพูดถึง PPFD.

เมื่อเทียบกับลูเมน PPFD เป็นวิธีที่ดีกว่าในการวัดปริมาณแสงจากไฟ LED เติบโต.

แม้นี่จะเป็นปัญหา เนื่องจากมันสังเกตเฉพาะสเปกตรัมที่มองเห็นได้หลัก (400-700 นาโนเมตร) และละเว้นคลื่นความถี่ใกล้อัลตราไวโอเลตและใกล้อินฟราเรด มันจึงพลาดความยาวคลื่นบางอย่างที่พืชสามารถใช้ได้ แต่เป็นระบบที่ดีที่สุดและหลากหลายที่สุดที่เรามีสำหรับการประเมิน Grow Lights.

สเปกตรัมที่ดีที่สุดของไฟ LED เติบโต

สเปกตรัมที่เหมาะสมที่สุดสำหรับไฟ LED คืออะไร? ควรอยู่ใกล้กับสเปกตรัมที่พืชใช้ สีฟ้าและสีแดงจำนวนมาก สีเขียวและสีเหลืองจำนวนมาก เพิ่มบางส่วนใกล้ IR และแม้กระทั่งบางส่วนใกล้กับ UV เพื่อผลลัพธ์ที่ดีขึ้น.

ไม่ต้องกังวลกับการจับคู่แสงแดดหรือแสงสีขาว.

ฉันคิดว่าการดูสเปกตรัมเอาต์พุตของแสงก่อนซื้อเป็นสิ่งสำคัญ แต่ผู้ผลิตส่วนใหญ่ไม่แสดงสิ่งเหล่านี้ ฉลากที่เสนอใหม่สำหรับไฟ LED เติบโตจะแสดง PPFD (เรียกว่า PFD) ที่ความยาวคลื่นต่างๆ รวมถึงช่วงที่ตราไว้.

การเปรียบเทียบค่า PPFD เป็นสิ่งที่ดีที่สุดรองลงมา PPFD ที่สูงขึ้นจะให้แสงสว่างมากขึ้นสำหรับการเจริญเติบโตของพืช.