LED VS. HPS

LED vs. HPS

LED lampy pro pěstování rostlin jsou na trhu v poslední době poměrně úspěšné a není divu. Z hlediska spotřeby energie a kvality světla totiž technologie LED často dalece převyšuje jiné zdroje světla.

Rostliny a světlo: stručný popis základních informací o rostlinách a světle.

Vysvětlení pojmů:

Kvalita a množství světla má významný vliv na růst, zdraví a úrodnost rostlin. FAR/PAR (fotosynteticky aktivní záření) bylo v pěstitelství vždy považováno za nejspolehlivější veličinu pro určení světelného spektra, které rostliny pro fotosyntézu potřebují. Spektrum FAR/PAR je definováno jako světlo s vlnovou délkou 400–700 nm.

Nedávno se však do povědomí dostalo širší spektrum známé jako fotobiologicky aktivní záření (PBAR, 280–800 nm). Výzkumy odhalily, že světlo mimo spektrum FAR/PAR má vliv mimo jiné na fotomorfogenezi, tedy na proces ovlivňující tvar, růst a vývoj rostlin.

Kromě toho platí následující skutečnosti: Rostliny pěstované pod umělým světlem s doplňkovým UV-A a UV-B zářením (280–315 nm) vytvářejí více sekundárních metabolitů, např. terpenů (složky stimulující chuť a účinek rostlin). Vzdálené červené světlo (710–850 nm), jež se nachází na hranici viditelného spektra a lidské oko jej jen stěží dokáže vnímat, má synergický (zesilující) účinek na světlo ve spektru FAR/PAR.

PPF (tok fotosyntetických fotonů) udává množství fotonů v rámci spektra FAR/PAR, které světelný zdroj za sekundu vydá. Fyzikální jednotka této veličiny je μmol/s. Obvykle se používá k porovnání intenzity zdrojů světla. Neříká nám však, kolik fotonů reálně dopadne na pěstební plochu.

PPFD (hustota toku fotosyntetických fotonů) pak označuje množství fotonů, které dopadnou na jeden metr čtvereční za sekundu a měří se v μmol/m2/s. Tato veličina zachycuje homogenitu záření, kterým lampa osvětluje určitý povrch. Stejně tak má na rostliny vliv i to, v jaké výšce je světelný zdroj umístěn. Ideální je provést měření na různých místech pěstitelské plochy a následně spočítat průměr naměřených hodnot.

Vysoká hodnota PPFD však nemusí nutně znamenat, že rostliny budou fotosyntézu provádět zcela efektivně. A zde se do hry vrací barva světla. Tzv. McCreeho křivka ukazuje, že oranžové a červené světlo s vlnovou délkou 600–630 nm u rostlin podněcuje fotosyntézu o 25 % více než modré světlo s vlnovou délkou 400–540 nm.

Účinek barev ve světelném spektru

Modré světlo: Modré světlo je důležité nejen pro fotosyntézu, ale také pro fotomorfogenezi. Zmírňuje působení hormonu, který je potřebný pro růst stonku rostliny. Rostlina pak tvoří vice výhonků a je celkově nižší. Vysoké množství modrého světla však také podporuje metabolizmus a urychluje tak růst a vývoj rostlin. Modré světlo dále určuje orientaci listů a směr růstu rostliny za světlem. Nedostatek modrého světla ve spektru může vest až k 20% úbytku úrody.

Zelené světlo: Rostliny na zelené světlo nereagují. Toto světlo není relevantní ani pro růst ani pro fotosyntézu. Stav rostlin se však mnohem lépe posuzuje, když jsou rostliny ve skleníku osvětleny bílým světlem než světlem modro-červeným (aditivní míchaní barev: modrá+zelená+červená = bílá, červená+modrá = purpurová). Nedostatek živin či napadení hmyzem se pak zjišťuje a napravuje daleko snáze.

Červené světlo: Červené světlo je z hlediska fotosyntézy nejefektivnější (viz. McCreeho křivka). Rostlinám velké množství červeného světla většinou prospívá, bývají vyšší a více rozvětvené. Červené a vzdáleně červené světlo u rostlin spouští kvetení. Červené světlo má také vliv na chuť, protože v rostlinách zvyšuje koncentraci zvláštních olejů.

Vzdálené červené světlo: Vzdáleně červené světlo neovlivňuje fotosyntézu. Může
však zvýšit účinnost tvorby NADPH během fotosyntézy. Experimenty s LED osvětlením ukázaly, že přidaní malého množství vzdáleného červeného světla posiluje fotosyntézu (zdroj: Dr. Bruce Bugbee, Far-Red:TheForgottenPhotons, YouTube). Vzdáleně červené světlo navíc rostliny odrážejí. V prostředí, kde je hodně rostlin vedle sebe a tím pádem se tam i daleko více odráží vzdáleně červené světlo, rostliny reagují rychlým růstem do výšky či šířky, aby se vyhnuly stínu.

Studie, která zkoumala rostliny rajčete rostoucí pod LED osvětlením, ukázala, že vzdáleně červené světlo zvyšuje úrodu, zrychluje kvetení a rostliny jsou pod jeho působením celkově silnější. (Effects of Continuous or End-of-Day Far-Red Light on Tomato Plant Growth, Morphology, Light Absorption, and Fruit Production, www.frontiersin.org).