LEDs blancos para plantas ornamentales

Los atributos de crecimiento de las plantas, como el tamaño, ramificación, pigmentación y el tiempo de floración, pueden verse influidos por la calidad de la luz, que se refiere a la distribución espectral de la radiación. Por lo tanto, el uso de LED para la iluminación interior de plantas permite el control total del espectro de luz para provocar el crecimiento deseado de la planta y las respuestas de desarrollo. En la última década, los grupos de investigación han examinado cómo las diferentes bandas de onda LED y sus combinaciones regulan el crecimiento de las plantas, especialmente en lechuga.

La luz roja (600 a 700 nm) conduce eficientemente la fotosíntesis de forma instantánea. Bajo la luz roja, muchos cultivos se elongan, pero la adición de luz azul (400 a 500 nm) puede producir cultivos con un hábito de crecimiento más típico. Además, los LED azul y rojo son eficientes para convertir la energía eléctrica en luz que las plantas utilizan para impulsar la fotosíntesis para el crecimiento.

Sin embargo, las lámparas hortícolas con LED azul + rojo crean una luz purpurina, lo que dificulta la identificación de la decoloración asociada con deficiencias nutricionales, enfermedades y trastornos fisiológicos de las plantas. El color púrpura también puede crear un entorno de trabajo desagradable. El índice de reproducción cromática (CRI) es una métrica común utilizada en aplicaciones humanas para medir la capacidad de una fuente de luz para revelar los colores de los objetos. El valor más alto de CRI es 100, que está bajo la luz solar o una lámpara incandescente. Las lámparas fluorescentes tienen valores de CRI entre 50 y 98 según el tipo de lámpara, mientras que el valor de las lámparas de sodio de alta presión es 24. Cuanto menor sea el valor de CRI, peor será la capacidad de reproducción de color. Para la iluminación humana, un valor de CRI recomendado es 70 o superior. Los dispositivos LED azul + rojo tienen un CRI negativo, lo que indica su baja precisión para la reproducción del color.

Hay dos formas de aumentar el CRI de las mezclas de LED azul + rojo. Uno es agregar luz verde (500 a 600 nm) a luz azul + roja usando LED verdes. Otro es reemplazar los LED azules con LED blancos. Los LED blancos se crean agregando un revestimiento a base de fósforo a los LED azules, que convierten gran parte de la luz azul en luz verde y roja y, en cierta medida, en luz roja lejana (700 a 800 nm).

Sin embargo, los LED verdes son relativamente ineficientes en la conversión de energía eléctrica en luz fotosintética y, por lo tanto, usar LED blancos es más práctico.

Idealmente, el espectro de iluminación LED de fuente única produce las características deseadas de crecimiento y floración deseadas en un cultivo, tiene una alta eficacia energética y tiene un alto valor de CRI para mejorar la calidad visual. Evaluamos los diferentes tonos de luz blanca en comparación con un espectro azul + rojo típico en términos de su efecto en la visión humana, la eficacia energética y los atributos de crecimiento de las plantas. Postulamos que, en comparación con una mezcla azul + roja típica, el uso de LED blancos o una mezcla de LED blancos + rojos tendría impactos similares en los atributos de crecimiento al tiempo que aumenta la visión humana, y sin una disminución excesiva en la eficacia energética.

Los arreglos de LED fabricados para aplicaciones de plantas generalmente solo incluyen luz azul + roja, y relativamente pocos estudios han investigado las ventajas y desventajas de usar LED blancos para aplicaciones de crecimiento de plantas. Este estudio muestra que al menos algo de luz blanca en un dispositivo LED puede producir plantas jóvenes con atributos de crecimiento similares a un dispositivo azul + rojo y mejorar la visión humana. La luz blanca creada solo con LED de color menta o una mezcla de LED azul, verde y rojo fue menos eficiente en la producción de masa seca de planta en comparación con la luz azul + roja. Sin embargo, la luz blanca rosácea creada al mezclar LEDs blanco menta y rojo produjo una masa de planta tan eficientemente como una típica mezcla azul + roja.

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