燈具設計
當然,與一般照明相比,園藝確實需要一些不同的燈具設計原理。Hubbell設計的NutriLED園藝照明產品是可伸展的。這種線型燈有2和4英尺的,可以并聯組合在一起(圖3)并且端對端連接。每個燈具都具有一個完整的驅動器,而Hubbell提供短電源線,可以以菊花鏈方式將多達16個燈具連接到一個交流電源上。

圖3. NutriLED燈具包括內置拋物面反射器,可提供60°光束圖案。
Veltri還解釋說,Hubbell設計了這個光學系統來提供60°線性光束 - 比典型的大功率LED的朗伯模式更緊湊。這個燈具設計包括一個拋物面反射器,位于沖壓后的和陽極氧化的鋁燈體內,以及面上的一個用來保護LED的丙烯酸鏡片。除此之外,這種設計可以將燈具放于一排排的植物中,不僅可以照亮植物的頂部,而且可以提供到達較低位置的垂直照明。
溫室和專業應用
當然,LED在園藝中的應用不僅在室內。許多溫室需要補充照明。例如,園藝照明制造商LumiGrow最近與北卡羅來納州百老匯鎮的Patterson Greenhouses發表了一個案例研究。Patterson正在使用LumiGrow燈具來延長番茄的生長季節,尤其是在美國相對較溫暖的地區。
業主Ryan Patterson說:“如果你將每個冬天接受的陽光數量進行平均,似乎我們不需要額外的光線了。如果遇上連續三天陰天,植物就得不到他們所需要的東西,所以它們長不大或者長不快。那些在LumiGrow燈下的西紅柿就比沒有在燈下的有生命力”。
Patterson只是在其三分之一農場中安裝了人工照明,并記錄結果。他說,在植物生長的早期階段,較厚的莖更有利,在人工照明下的植物的直徑比沒有人工照明的植物的直徑大0.63英寸。
基于LED的植物照明在應用的規模大小也是可以調整的。作為后院園丁的消費者可以像最大的商業農民一樣找到LED燈。例如,瑞典的Heliospectra提供的系統也包括為客戶提供水控制。
園藝潛力
實際上,園藝LED照明銷售的潛力是不可能預測的,特別是研究發現了使用固態照明提高生產率的新途徑。但就像普通LED照明一樣,種植者對LED技術也有一些問題。Hubbell的Veltri說:“許多種植者對LED有不好的經歷。”許多早期產品不符合規格,并且是來自于對復雜固態照明系統設計經驗不足的小供應商或海外制造商。
但是,LED的優點會使大多數種植者在某些時候采用該技術(圖4)。歐司朗的Peiler指出,諸如“生菜的近距離照明”等應用絕對只能使用LED。她補充說:“今天,我們肯定會看到更多的活躍度。”



圖4. 頂圖顯示在Hubbell Lighting公司的NutriLED照明下,植物茁壯成長;而其他三圖顯示城市萵苣農場采用GE日本公司開發的LED燈具,在受控環境中提高產量。
正在進行的研究既是好事也是壞事。學術界可能會最終為每種類型的植物提供不同的光譜。關于LED的選擇和組合,Hubbell的Veltri說:“這一切都取決于你正在種植的植物類型,它們都使用不同的光譜。”顯然,智能照明和可調光譜的概念在園藝中的作用很重要。