Фотосинтез — ключевой процесс, который происходит в каждом растении и обеспечивает весь цикл оборота питательных веществ. Спектр, воспринимаемый растениями, наглядно показан на рисунке, — Сергей Сергеевич указал на экран. — Энергетическая эффективность света в листе определяется кривой McCree 1972. Хлорофилл поглощает максимум солнечного света в синей и красной части спектра. В свою очередь, зелёная составляющая практически полностью отражается растениями, что и неудивительно.
Цвет любого предмета, воспринимаемого человеческим глазом, не что иное, как отражённая часть солнечного света. Растения отличаются составом хлорофилла, а значит, максимум поглощения в красной зоне спектра тоже может быть разным. Одним видам растений достаточно облучения в шесть сот шестьдесят нанометров, а другие прекрасно растут под воздействием лучей инфракрасного диапазона. Изобретение фитосветодиодов, работающих в фитоактивном спектре частот, значительно увеличивает эффективность фотосинтеза.
В нашей лаборатории разработан белый фитосветодиод, обеспечивающий оптимальное освещение для наилучшего роста растений со световым потоком триста люменов на ватт, что в тридцать раз эффективней лампы накаливания. Такие лампы потребляют в шесть раз меньше электричества, чем натриевые, а срок службы некоторых лабораторных образцов достигает ста двадцати тысяч часов — тринадцать с половиной лет непрерывной работы! Светодиоды практически не излучают тепла, что позволяет размещать их в непосредственной близости от листьев, всхожесть семян увеличивается на двадцать процентов, рассада на девяносто процентов быстрее набирает биомассу, на такую же величину замедляется скорость роста в высоту, но в то же время увеличивается масса, прирост корневой системы, количество хлорофилла возрастает вдвое, а цветение начинается раньше на неделю. Помимо спектра, на урожайность влияет тепловой режим и продолжительность светового дня.
При безоблачной погоде поток солнечной энергии, достигающий земной поверхности в полдень, находится в интервале от 700 до 1300 Вт/м2 в зависимости от широты, долготы, высоты над уровнем моря и от времени года. Чем южней находится растение, тем больше света ему требуется. Большинству культур хватает тринадцатичасового светового дня, но у некоторых потребность в свете может быть больше, поэтому в теплицах для каждого вида растений индивидуально подбирается количество и тип ламп, определяется их высота.
Сама по себе мощность, измеряемая в ваттах, — общая характеристика. Вот возьмём лампу накаливания мощностью сто ватт. Из них, семьдесят тратятся на нагревание окружающего пространства, большая часть энергии излучается в невидимом для глаза диапазоне, оставшиеся тридцать ватт, тот свет, который мы видим.