LED technologie pro pěstování
Co je pěstební LED osvětlení a jak funguje?
Světlo je pro rostliny zdrojem energie pro fotosyntézu. Venku ho zajišťuje Slunce, ale při pěstování v interiéru nebo v období s nedostatkem denního světla je potřeba jej doplnit umělým osvětlením.
Právě k tomu slouží pěstební LED osvětlení. Oproti běžnému světlu je navržené tak, aby rostlinám poskytovalo vhodné množství a spektrum světla pro jejich růst. LED technologie navíc umožňuje vyrábět výkonná svítidla s vysokou účinností a relativně nízkým množstvím odpadního tepla. Ne každé LED světlo je ale automaticky vhodné pro pěstování.
Při jeho hodnocení nás zajímá především:
- kolik využitelného světla vytváří
- jaké má světelné spektrum
- jak rovnoměrně osvětluje pěstební plochu
- jak efektivně přeměňuje elektřinu na světlo
Samotný příkon ve wattech proto o kvalitě pěstebního světla mnoho neřekne.
Proč se pro pěstování používají LED?
Jednou z hlavních výhod LED technologie je možnost kombinovat různé typy diod. Výrobci mohou použít například bílé, červené nebo další LED a vytvořit tak spektrum vhodné pro pěstování rostlin.
To ale neznamená, že lze spektrum každého LED svítidla libovolně měnit. U většiny pěstebních světel je pevně dané použitými LED čipy. Samostatně regulovat jednotlivé části spektra lze pouze u svítidel, která mají odděleně ovladatelné světelné kanály.
Mezi hlavní výhody kvalitního LED pěstebního osvětlení patří:
- vysoká účinnost – z dodané elektřiny dokáže vytvořit velké množství využitelného světla
- dlouhá životnost a nízké nároky na údržbu
- možnost navrhnout spektrum s ohledem na potřeby rostlin
- snadná regulace intenzity u stmívatelných modelů
- méně sálavého tepla směrem k rostlinám než u některých starších technologií
Díky těmto vlastnostem patří LED mezi hlavní technologie používané v moderním pěstebním osvětlení.
Světelné spektrum a PAR: jaké světlo rostliny využívají?
Světlo se skládá z elektromagnetického záření různých vlnových délek. Lidské oko jednotlivé části viditelného spektra vnímá jako různé barvy – od modré přes zelenou až po červenou.
Pro pěstování nás zajímá především vlnová délka světla, která se udává v nanometrech (nm).
V souvislosti s rostlinami se proto často setkáte s pojmem PAR (Photosynthetically Active Radiation) neboli fotosynteticky aktivní záření. Tradičně označuje oblast 400–700 nm, ve které probíhá fotosyntéza.
PAR ale neříká, kolik světla svítidlo produkuje. Označuje především rozsah vlnových délek. Pro množství světla se používají veličiny PPF a PPFD, ke kterým se dostaneme níže.
Rostliny navíc reagují i na záření mimo tradiční rozsah PAR. Například UV nebo far-red záření může ovlivňovat jejich tvar, vývoj a další procesy. Pro základní orientaci v pěstebním osvětlení však PAR představuje nejdůležitější výchozí oblast.
Oblast PAR (400–700 nm) v rámci světelného spektra.
Modré, zelené a červené světlo
Často se můžete setkat s tvrzením, že rostliny potřebují pouze modré a červené světlo, protože právě v těchto oblastech výrazně absorbují chlorofyly A a B. Ve skutečnosti rostliny využívají širší část světelného spektra.
Modré světlo se podílí na fotosyntéze a výrazně ovlivňuje také vývoj rostlin. Může například podporovat kompaktnější růst a ovlivňuje otevírání průduchů i další fyziologické reakce.
Červené světlo je velmi účinně využíváno při fotosyntéze. Červené fotony lze navíc pomocí LED vytvářet velmi efektivně, proto jsou červené diody běžnou součástí pěstebních svítidel.
Zelené světlo není pro rostliny zbytečné. Část se sice od listů odráží, ale významná část do nich proniká a může být využita při fotosyntéze. Zelené světlo navíc dokáže pronikat hlouběji do listů a porostu.
Právě proto není správné posuzovat využitelnost jednotlivých barev pouze podle absorpčního spektra chlorofylu. Absorpční spektrum izolovaného chlorofylu není přesnou mapou toho, jaké světlo dokáže využít celá rostlina.
Full spectrum, nebo červeno-modré světlo?
Starší LED pěstební svítidla často využívala především kombinaci červených a modrých diod. Výsledkem bylo typické růžové až fialové světlo, někdy označované jako blurple.
Tato kombinace měla své opodstatnění – modré i červené světlo je pro rostliny důležité a LED těchto barev mohou být velmi účinné. Postupně z toho ale vznikl mýtus, že ostatní části spektra jsou zbytečné a bílé světlo představuje plýtvání energií.
Moderní pěstební LED svítidla proto často využívají široké neboli full-spectrum. To bývá založené na bílých LED, které mohou být doplněné například o samostatné červené diody.
Širší spektrum má několik praktických výhod:
- rostliny dostávají širokou část viditelného spektra
- využívá se také zelené světlo
- rostliny pod osvětlením vypadají přirozeněji
- pěstitel může snadněji kontrolovat barvu listů, zdravotní stav, škůdce nebo případné nedostatky živin
PPF, PPFD a PPE: jak zjistit, kolik světla dostanou rostliny?
U běžného osvětlení jsme zvyklí porovnávat watty nebo lumeny. U pěstebních světel ale potřebujeme jiné údaje. Lumeny vycházejí z citlivosti lidského oka, a proto nám neřeknou dostatečně přesně, kolik fotosynteticky aktivního světla mají k dispozici rostliny.
U pěstebního osvětlení se proto nejčastěji setkáte se třemi veličinami:
PPF (µmol/s) – udává celkové množství fotonů v oblasti PAR, které světelný zdroj vyprodukuje za sekundu. Jednoduše řečeno: kolik fotosynteticky aktivního světla svítidlo vytváří.
PPFD (µmol/m²/s) – říká, kolik tohoto světla dopadá na určitou plochu za sekundu. Ukazuje tedy, kolik světla skutečně dostávají rostliny v konkrétním místě. Proto se u kvalitních svítidel často zveřejňují PPFD mapy.
PPE (µmol/J) – vyjadřuje účinnost svítidla, tedy kolik fotosynteticky aktivních fotonů vytvoří ze spotřebované elektrické energie. Čím vyšší PPE, tím efektivněji svítidlo elektřinu využívá.
Dvě LED světla se stejným příkonem proto mohou mít rozdílný PPF, PPE i výsledné PPFD na pěstební ploše.
Jak tedy vybrat LED světlo pro rostliny?
Při výběru není potřeba hledat jednu „dokonalou“ barvu světla. Důležitější je posuzovat svítidlo jako celek.
Zohledněte především:
- druh rostliny a fázi jejího růstu
- velikost pěstební plochy
- množství světla, které na ni svítidlo dokáže dodat
- účinnost svítidla
- rovnoměrnost osvětlení
- vhodné světelné spektrum
Pro domácí pěstování bývá široké bílé/full-spectrum světlo praktickou a univerzální volbou. U specializovaných aplikací může dávat smysl jiné nebo nastavitelné spektrum. Samotné spektrum je totiž jen jedna část celé skládačky. Stejně důležité je kolik světla rostlina dostává a jak dlouho je mu vystavena.