Za posledných desať rokov sa vnútorná výsadba rýchlo rozvinula a pozornosť pritiahla osvetľovacia technika doplnkového riadenia svetelného prostredia pre rast rastlín. Technológia osvetlenia výplne rastlín sa používa hlavne v dvoch aspektoch:
1. Použitie ako doplnkové osvetlenie pri fotosyntéze rastlín, keď je množstvo slnečného svitu malé alebo doba slnečného svitu je krátka;
2. Indukované osvetlenie ako fotoperióda a fotomorfológia rastlín.
1. Výskum LED doplnkového osvetlenia rastlín ako doplnkového osvetlenia pre fotosyntézu rastlín Tradičné zdroje umelého svetla generujú príliš veľa tepla, ako napríklad doplnkové LED osvetlenie a hydroponické systémy, vzduch možno recyklovať a prebytočné teplo a vodu možno odstrániť, elektrickú energiu možno účinne premieňa na účinné fotosyntetické žiarenie a nakoniec na rastlinnú hmotu. Štúdie ukázali, že rýchlosť rastu a rýchlosť fotosyntézy šalátu možno zvýšiť o viac ako 20 percent použitím LED osvetlenia rastlín. V továrňach je možné použiť LED výplňové svetlo pre rastliny.
Štúdia zistila, že v porovnaní so žiarivkami môže doplnkové svetlo LED rastlín so zmiešanými vlnovými dĺžkami výrazne podporiť rast a vývoj špenátu, reďkovky a šalátu a zlepšiť morfologické ukazovatele; môže maximalizovať bioakumuláciu cukrovej repy a najvýznamnejšia je akumulácia betalaínu v chlpatých korienkoch. Najvyššia akumulácia cukru a škrobu sa vyskytla vo vlasatých korienkoch.
V porovnaní s halogenidovými výbojkami sa anatomická morfológia stoniek a listov rastlín papriky a perily pestovaných pod LED diódami s vlnovými dĺžkami výrazne zmenila a so zvýšením optickej hustoty sa zvýšila rýchlosť fotosyntézy rastlín. LED diódy s kompozitnými vlnovými dĺžkami spôsobili zvýšenie počtu prieduchov v rastlinách nechtíka a šalvie.
2. Svetlo výplne LED rastlín ako fotoperióda rastliny a forma svetla na vyvolanie osvetlenia so špecifickými vlnovými dĺžkami LED môže ovplyvniť čas kvitnutia, kvalitu a trvanie kvitnutia rastlín. Určité vlnové dĺžky LED diód môžu zvýšiť počet pukov a kvitnutie rastlín; určité vlnové dĺžky LED výplne rastlín môžu znížiť odozvu tvorby kvetov, regulovať dĺžku stopky a obdobie kvitnutia, čo je priaznivé pre produkciu a predaj rezaných kvetov. Je vidieť, že kvitnutie a následný rast rastlín je možné regulovať LED reguláciou.
3. Výskum aplikácie LED v systéme ekologickej ochrany života v letectve
Vytvorenie kontrolovaného ekologického systému podpory života (CELSS) je základným spôsobom riešenia problému dlhodobej podpory života vo vesmíre s ľudskou posádkou. Pestovanie vyšších rastlín je dôležitým prvkom CELSS a jedným z kľúčov je svetlo.
Na základe špeciálnych požiadaviek vesmírneho prostredia musí mať svetelný zdroj používaný pri pestovaní vyšších rastlín vo vesmíre vysokú svetelnú účinnosť, výstupné svetelné vlny vhodné pre fotosyntézu a morfogenézu rastlín, malé rozmery, nízku hmotnosť, dlhú životnosť, vysokú bezpečnosť a záznamy spoľahlivosti a žiadne znečistenie životného prostredia atď. V porovnaní s inými zdrojmi svetla, ako sú studené biele žiarivky, vysokotlakové sodíkové výbojky a metalhalogenidové výbojky, LED výplňové svetlá môžu efektívnejšie premieňať svetelnú energiu na fotosynteticky aktívne žiarenie; okrem toho má dlhú životnosť, malé rozmery, nízku hmotnosť a pevný stav. Preto sa mu v posledných rokoch venuje veľká pozornosť pri pestovaní prízemných a vesmírnych rastlín. Štúdie ukázali, že svetelný systém LED výplne rastlín môže poskytnúť osvetlenie s rovnomerným rozdelením spektrálnej energie a účinnosť premeny elektrickej energie na svetlo požadované rastlinami je 520-krát vyššia ako u metalhalogenidových výbojok.
