Βελτιστοποιημένο φάσμα για ολόκληρο τον κύκλο ανάπτυξης της ντομάτας
Η δυνατότητα φασματικής βελτιστοποίησης των LED φωτιστικών συστημάτων για την καλλιέργεια ντομάτας αποτελεί ίσως τη σημαντικότερη τεχνολογική επίτευξή τους, παρέχοντας ακριβώς καθορισμένα μήκη κύματος που αντιστοιχούν στις φωτοσυνθετικές και φωτομορφογενετικές απαιτήσεις των φυτών ντομάτας καθ’ όλη τη διάρκεια του κύκλου ανάπτυξής τους. Σε αντίθεση με το φως ευρέος φάσματος, το οποίο σπαταλά ενέργεια σε μήκη κύματος που τα φυτά δεν μπορούν να αξιοποιήσουν, τα LED φωτιστικά συστήματα για ντομάτες επικεντρώνουν την έξοδό τους στη μπλε περιοχή των 400–500 νανομέτρων και στην ερυθρή περιοχή των 600–700 νανομέτρων, οι οποίες αντιστοιχούν στις κορυφές απορρόφησης της χλωροφύλλης Α και της χλωροφύλλης Β, των κύριων φωτοσυνθετικών χρωστικών των φυτών ντομάτας. Κατά τα στάδια των σπόρων και της πρώιμης φυτικής ανάπτυξης, υψηλότερες αναλογίες μπλε φωτός προωθούν πυκνή, στιβαρή ανάπτυξη με σύντομα διαστήματα μεταξύ των φύλλων (internodes) και παχιά βλαστούς, που παρέχουν τη δομική βάση για τα βαριά φρούτα που θα παραχθούν αργότερα στον κύκλο. Καθώς τα φυτά μεταβαίνουν στο στάδιο της ανθοφορίας, η αύξηση του ερυθρού συστατικού του φωτός ενεργοποιεί φωτοπεριοδικές αντιδράσεις που ξεκινούν τη δημιουργία και την ανάπτυξη των ανθικών βλαστών. Μήκη κύματος στην περιοχή του μακρινού ερυθρού, περίπου 730 νανομέτρων, μπορούν να συμπεριληφθούν για να επηρεάσουν τις αντιδράσεις της φυτοχρωμίνης, επηρεάζοντας την επιμήκυνση των βλαστών και τον χρόνο ανθοφορίας με τρόπο που επιτρέπει στους καλλιεργητές να ρυθμίζουν με ακρίβεια την αρχιτεκτονική των φυτών και το χρονοδιάγραμμα της παραγωγής. Αυτή η φασματική ακρίβεια εξαλείφει την απώλεια ενέργειας που είναι εγγενής στα συμβατικά συστήματα φωτισμού, τα οποία εκπέμπουν σημαντικές ποσότητες πράσινου και κίτρινου φωτός, το οποίο τα φυτά αντανακλούν κυρίως αντί να το απορροφούν. Η σημασία αυτού του χαρακτηριστικού γίνεται εμφανής όταν ληφθούν υπόψη ταυτόχρονα η ενεργειακή απόδοση και η ανταπόκριση των φυτών. Παρέχοντας μόνο τα μήκη κύματος που τα φυτά χρησιμοποιούν πραγματικά για τη φωτοσύνθεση και τη φωτομορφογένεση, τα LED φωτιστικά συστήματα για ντομάτες επιτυγχάνουν πολύ υψηλότερη φωτοσυνθετική φωτονική απόδοση, δηλαδή περισσότερο φως χρήσιμο για τα φυτά ανά βατ ηλεκτρικής ενέργειας που καταναλώνεται. Αυτό μεταφράζεται σε ταχύτερους ρυθμούς ανάπτυξης, νωρίτερη παραγωγή καρπών και υψηλότερες αποδόσεις σε σύγκριση με συμβατικά φωτιστικά συστήματα ίσης ισχύος. Επιπλέον, η δυνατότητα ρύθμισης της φασματικής εξόδου επιτρέπει στους καλλιεργητές να επηρεάζουν την παραγωγή δευτερογενών μεταβολιτών, συμπεριλαμβανομένων των φλαβονοειδών, των καροτενοειδών και άλλων ενώσεων που συμβάλλουν στη γεύση, τη διατροφική αξία και τα χαρακτηριστικά αποθήκευσης μετά τη συγκομιδή των καρπών ντομάτας. Οι εμπορικοί καλλιεργητές εκτιμούν ιδιαίτερα αυτό το χαρακτηριστικό, καθώς τους επιτρέπει να διαφοροποιούν τα προϊόντα τους σε ανταγωνιστικές αγορές, παράγοντας προνομιούχες ντομάτες με βελτιωμένα χαρακτηριστικά που δικαιούνται υψηλότερες τιμές, ενώ διατηρούν την αποδοτικότητα της παραγωγής.