Uporaba LED svetil zagotavlja posebne svetlobne valovne dolžine, ki pridelovalcu omogočijo povečanje pridelka, zvišanje prehranske vrednosti rastlin, povečanje intenzivnost listne mase in cvetne barve ter izboljšanje roka obstojnosti rastlin.
Raziskave uporabe LED diod pri pridelovanju hrane potekajo že dobrih 30 let, v zadnjih 10 letih pa se povečuje tudi njihova upora v komercialne namene. V teh zadnjih 10 letih je raziskovalcem omogočeno, da preučijo neposredne učinke različnih valovnih dolžin na rastline. Danes je možno preko LED diod gojeno rastlino obsevati z točno določenimi valovnimi dolžinami (barvami), in preko tega potem proučevati vpliv npr. zelene, rdeče, modre, rumene… svetlobe na rast in razvoj gojenih rastlin.
Svetleča dioda (angleška kratica LED) je polprevodniški elektronski element. Njene električne karakteristike so podobne navadni polprevodniški diodi s to razliko, da kadar prevaja tok, sveti. Svetloba, ki jo oddajajo ima valovno dolžino v ozkem pasu. Modro barvo je raziskovalcem uspeli dobiti šele pred nekaj leti. Bela LED svetloba je zelo širok svetlobni spekter, ki je sestavljena iz večinoma modre barve + malo rdeče, rumene in zelene svetlobe.
Raziskovalci iz Univerze v Tennesseeju proučujejo vpliv posamezne vrste svetlobe na hranilne lastnostih užitnih delov gojenih rastlin. Njihovo delo se osredotoča na pridelke, ki se lahko proizvajajo relativno hitro (25-35 dni – predvsem solatnice, bazilika, pehtran in drobnjakom ). Proučujejo predvsem naslednje stvari: kdaj nastopi optimum (potreba) po spremembi savane svetlobe (jakosti osvetlitve), kdaj prenehati z uporabo umetnega dovajanja valovnih dolžin v širokem pasu (fluorescentna, navadne žarnice in HID) in izpostavitev rastlin valovnim dolžinam v ozkem pasu rdeče in modre svetlobe.
Ugotovili so, da imajo valovne dolžine v ozkem pasu vpliv na več parametrov kakovosti rastlin predvsem iz metaboličnega stališča. V raziskavi me drugim ugotavljajo tudi, da je izpostavljenost rastlin v ozkim valovnim dolžinam svetlobnega spektra povzročilo povečano proizvodnjo antioksidantov in anti-rakotvornih spojin v rastlinah. Zanimivo je tudi odkritje, da se povečujejo nekateri primarni metaboliti kot so mineralna hranila. Pri standardni »svetlobni mešanici«, ki se uporablja za gojenje rastlin so dodajali vedno večji % modre barve. Modra svetloba je blizu ultravijoličnega (UV) območja in ima višje vrednosti energije kot rdeča svetloba. Več kot je bilo v standardni svetlobni mešanici modre svetlobe, večje so bile signifikantne razlike med obravnavanimi rastlinami (višje vrednosti hranilnih rastlin so dosegale tiste rastline, katere so bile izpostavljene svetlobni mešanici z večjim % modre barve). Modra barva (vidni spekter) pa ne vpliva le na vsebnost hranil in antioksidantski metabolizem, ugotovili so, da vpliva tudi na aromatske spojine (še bolj intezivno kot na vsebnost hranil in antioksidante). Pri obsevanju z modro barvo se pri solatnicah signifikantno povišajo zeleni pigmenti v listih, medtem ko UV svetloba v listih solatnic povečuje nastajanje spojin antocianov lahko s spreminjanjem valovnih dolžin svetlobe dobimo (proizvedemo) npr. bolj živahne barve rezanega cvetja. Ena od zanimivosti je tudi to, da se rastline gojene pod LED lučmi, na določeno valovno dolžino odzovejo tudi kot na zaključno fazo, v smisli, da rastline, ki so gojene pod dnevno svetlobo pred žetvijo obsevamo z določeno svetlobno dolžino in tako povečamo obstojnost živil na trgovski polici in povečamo vsebnost aromatskih in hranilnih snovi.
Blue-light LEDs and broccoli microgreens, Dean Kopsell, Univ. of Tenn.
Vsi rezultati še niso povsem potrjeni, kažejo pa smer vpliva določenega svetlobnega vira in ponujajo možnost za nadaljnje raziskave na tem področju. Iz tega lahko sklepamo, da bo uporaba LED diod v prihodnosti še bolj razširjena in uporabljena kot do sedaj. Pridelovalci bodo lahko izbirali (to lahko že danes) po točno dolečenih valovnih dolžinah, ki bodo primerne za specifično gojeno rastlino.
Potreba za fino upravljanje
Vrtnarski, zelenjadarski in agronomske raziskovalci vedo, koliko (v urah) in kakšno svetlobo je potrebno dovajati, za optimalen pridelek. Pojavlja pa se vprašanje »za milijon dolarjev«, koliko svetlobe moramo doseči za doseganje enakomerne ravni proizvodnje? Ve se, da manj kot dnevne osvetlitve (DLI) iz širokega spektra svetlobnega vira. Ampak, ne ve pa se, koliko manj… Trenutno se raziskovalci ukvarjajo z podatkom, koliko svetlobe določene rastline dejansko potrebujejo za normalno rast in razvoj… Trenutno se umetna svetloba v proizvodnji dovaja še kar pavšalno, v smislu 24/7.. Glede ekonomskega in stroškovnega vidika pa to nikakor ni spremenljivo, ne glede na to, da LED luči porabijo bistveno manj električne energije, kot luči (HPS) ki so jih uporabljali nekoč. Če bi hoteli svojim rastlinam dovajati npr. samo modro ali rdečo svetlobo bi rabili podatek koliko te svetlobe rastlina potrebuje, za enkrat na to še nimamo točnega odgovora.
Baby Chinese kale in the 40% blue, 60% red LED light environment, Dean Kopsell, Univ. of Tenn.
Pri zagotavljanju specifične rdeče in modre svetlobe, se svetlobni stres zmanjša, saj rastlinam ni potrebno tolerirati svetlobe, ki je ne uporabljajo/rabijo pri fizioloških procesih. V raziskavi navajajo, da LED osvetlitev zagotavlja manj stresno svetlobno okolje za rastline. Sedaj ugotavljajo koliko svetlobe (minimum) je sploh potrebno dodajati oz. kakšna naj bo ta svetloba (sestava svetlobnega spektra), in kdaj jo uporabljati (umetno dovajati). Vemo da se te karakteristike razlikujejo glede na želje pridelovalca in gojeno rastlino. Teme za raziskovanje najbolj optimalnega svetlobnega spektra za določene rastline, še ne bo zmanjkalo, v tem trenutku pa zaklučujem, da je prihodnost predvsem SVETLA…
Vir: Dean Kopsell, University of Tennessee, Plant Sciences Department, Institute of Agriculture, Knoxville, TN 37996-4561; (865) 974-1145; dkopsell@utk.edu.
Lp, Blaž