Первые светодиодные светильники для растений фокусировались на синих и красных длинах волн, основывалась на кривой МакКри, которая отображает эффективность фотосинтеза по видимому спектру. Эта кривая показывает, что растения в основном поглощают и используют свет в синих и красных диапазонах, при этом зелёный свет казался менее значимым.

Поскольку пики поглощения хлорофилла находятся именно в этих зонах, ранние конструкции освещения были направлены на максимальную эффективность за счет исключения «ненужных» длин волн, отсюда и возникли светильники Blurple (Blue + Purple сочетание синих и красных диодов), которые русский народ окрестил марганцовочными.

Ряд исследований за последние 10 лет показал, что для оптимального роста растений необходим не только синий и красный свет. Оказывается, зелёный и дальний красный свет также играют важную роль в фотосинтезе и морфологии растений:

• Зелёный свет (500–600 нм):
• Ранее считалось, что он не используется растениями (так как листья отражают зелёный цвет), но исследования показали, что зелёный свет проникает глубже в крону растений, лучше проникает в толщину листовой пластины, улучшая распределение света и способствуя развитию нижних листьев. Проходя сквозь толщу листвы, он превращается в дальний красный, который стимулирует расширение площади листьев, что увеличивает поглощение света в целом.
• Дальний красный свет (700–750 нм):
• Участвует в эффекте Эмерсона, когда фотосинтез усиливается при одновременном воздействии красного и дальнего красного света. Это может увеличить биомассу, ускорить цветение и плодоношение у многих видов растений. Он также играет ключевую роль в реакции избегания тени, когда растения вытягиваются и растут быстрее при смешении красного и дальнего красного света.
• УФ и инфракрасный свет:
• Некоторые белые светодиоды также включают ультрафиолетовый (УФ) и инфракрасный (ИК) свет, который влияет на развитие растений.
• УФ-А и УФ-В запускают стресс-реакции, увеличивая производство вторичных метаболитов, таких как флавоноиды, которые улучшают устойчивость растений и их питательную ценность.
• ИК-свет способствует тепловому излучению, улучшая всхожесть семян и влияя на цветение.

Фиолетовый свет сложно воспринимается человеческим глазом, поскольку наша чувствительность сосредоточена на зелёных и жёлтых длинах волн (а не на синих и красных).

Под таким освещением трудно выявить:

• Дефицит питательных веществ (например, пожелтение из-за нехватки азота).
• Вредителей (например, паутинного клеща).
• Плесень и болезни (например, мучнистую росу).

Белые светодиоды обеспечивают естественную цветопередачу, позволяя садоводам легче оценивать состояние растений и вовремя выявлять проблемы.
Они также уменьшают нагрузку на глаза и создают более комфортную рабочую среду в теплицах и закрытых фермах.

Светильники с красно-синими светодиодами выбирали в основном из-за их относительно низкой стоимости и целевой эффективности в стимулировании фотосинтеза. Однако, с течением времени, технологический прогресс привёл к значительным улучшениям в производительности белых светодиодов.

• Эффективность фотосинтетического потока фотонов (PPE): Белые светодиоды достигли и даже превзошли марганцовочные по этому показателю, который измеряет, насколько эффективно источник света производит фотоны, полезные для фотосинтеза. Улучшение было достигнуто благодаря прогрессу в технологии производства люминофора.
• Снижение затрат: Массовое производство и развитие технологий полупроводников значительно снизили стоимость белых светодиодов. Они стали более доступными для коммерческих теплиц и для домашних садоводов.
• Универсальность и долговечность: Белые светодиоды имеют более широкий спектр, что позволяет избежать необходимости комбинировать разные источники света. Они также служат дольше, что снижает затраты на замену оборудования.

Фиолетово-красные светодиоды традиционно использовались как дополнительный источник света, обеспечивая дополнительные синие и красные длины волн для повышения фотосинтеза, особенно в пасмурные дни или в периоды короткого светового дня.
Поскольку солнечный свет уже предоставляет полный спектр, идея заключалась в том, чтобы нацелиться на наиболее активные для фотосинтеза длины волн (синий и красный) для увеличения продуктивности растений.

В полностью контролируемой среде отсутствие зеленого и дальнего красного света приводит к слабому развитию структуры, уменьшению размеров листьев и ненормальному вытягиванию растений (этиоляции).

В теплицах фиолетово-красные светодиоды могут использоваться в качестве дополнительного освещения, но постепенно заменяются белыми светодиодами для повышения эффективности и здоровья растений.

В закрытых фермах белые светодиоды значительно превосходят фиолетово-красные, так как имитируют естественный солнечный свет и обеспечивают все необходимые длины волн для оптимального роста, урожайности и качества.