Svjetlost igra važnu ulogu u rastu i razvoju biljaka. To utječe na gotovo sve faze rasta biljaka.
Učinak svjetlosti na biljke uglavnom je prikazan u dva aspekta:
Jedno je osigurati energiju zračenja za fotosintezu.
Drugo, kao signal koji regulira mnoge fiziološke procese tijekom životnog ciklusa biljaka.
Učinci svjetlosti na rast biljaka - fotosinteza i fotosenzibilni pigmenti
Obično rast i razvoj biljaka ovisit će o sunčevoj svjetlosti, ali tvornička proizvodnja povrća, cvijeća i drugih komercijalnih kultura, kultura tkiva i reprodukcija in vitro sadnica itd. Također je potrebna umjetni izvor svjetlosti za dopunu svjetlosti, kako bi se promoviraju fotosintezu.
Fotosinteza je proces kojim zelene biljke koriste svjetlosnu energiju kroz kloroplast da bi ugljični dioksid i voda pretvorili u organizatore koji čuvaju energiju i oslobađaju kisik. Ključni igrač u ovom procesu je kloroplasti unutar biljnih stanica. Pod djelovanjem sunčeve svjetlosti kloroplasti transformiraju ugljični dioksid koji ulazi kroz list kroz stomate i vodu upijaju korijenje u glukozu, istovremeno otpuštajući kisik.
Fotosustav u kojem se javljaju svjetlosne reakcije sastoji se od raznih pigmenata, kao što su klorofil a, klorofil b i catotenoidi. Glavni apsorpcijski spektri klorofila a, klorofila b i karotenoida koncentrirani su na 450 nm i 660 nm. Stoga, kako bi se promicala fotosinteza, uglavnom se usvajaju 450 nm duboki plavi LED i 660 nm super crveni LED, a dodaju se i neke bijele LED svjetiljke kako bi se postigla učinkovita dopuna svjetlosti LED svjetiljki, kao što je prikazano na slici 1:
Da bi mogli osjetiti intenzitet svjetlosti, kvalitetu svjetla, svjetlosni smjer i fotoperiod okolnog okoliša i odgovoriti na njegove promjene, biljke su razvile sustav svjetlosnog senzora (svjetlosni receptor).
Fotoreceptori su ključni za biljke da osjete promjene u vanjskom okruženju. Najvažniji fotoreceptori u biljkama su phytochrome, koji apsorbira crveno / daleko crveno svjetlo.
Fotosenzibilni pigmenti su skupina pigmentnih proteina koji preokrenu apsorpciju crvene i crvene svjetlosti, sudjeluju u fotomorfizaciji i reguliraju razvoj biljaka. Oni su izuzetno osjetljivi na crveno svjetlo (R) i daleko crveno svjetlo (FR) i igraju važnu ulogu u cijelom procesu rasta i razvoja od klijanja do zrelosti.
Osjetljivi pigmenti u biljkama postoje u dva stabilna stanja: tip crvene apsorpcije svjetlosti (Pr, lmax = 660nm) i daleko crvena apsorpcija svjetlosti (Pfr, lmax = 730nm). Dvije vrste apsorpcije svjetlosti mogu se preokrenuti u crvenoj i dalekoj crvenoj svjetlosti.
Studije o korelaciji fotosenzitivnih pigmenata, učinci fotosenzibilnih pigmenata (Pr, Pfr) na morfologiju biljaka uključuju klijavost sjemena, desulfurizaciju, izduženje stabljike, ekspanzija lišća, izbjegavanje nijansi i indukcija cvjetanja.
Stoga, kompletna LED shema biljaka ne treba samo 450nm plavo svjetlo i 666nm crveno svjetlo, već i 730nm daleko crveno svjetlo. Deblji plavo svjetlo (450nm) i ultra crveno svjetlo (660nm) pružaju spektar potrebnu za fotosintezu, dok daleko crveno svjetlo (730nm) kontrolira proces od klijanja do vegetativnog rasta do cvatnje.
Kao što je prikazano na slici 2, prikladna kombinacija dubokog plavog (450nm), ultra crvene (660nm) i daleko crvene (730nm) omogućuje bolju pokrivenost kromatografijom i optimalne uzorke rasta.
Postoje dva učinka od 730nm far-red leda na biljkama
1. Shadow izbjegavanje daleko-crveno svjetlo na 730nm
Jedan od najvažnijih učinaka 730 nm far-crvenog svjetla na biljkama je izbjegavanje nijansi (slika 3).
Ako je biljka izložena samo 660nm dubokoj crvenoj svjetlosti, osjećat će se kao da je na izravnoj sunčevoj svjetlosti i da će normalno rasti. Ako je biljka uglavnom izložena dalekoj crvenoj svjetlosti od 730nm, biljka će se osjećati kao da je blokirana još većom biljkom od izravne sunčeve svjetlosti, tako da biljka će raditi više da izađe iz hladovine, što pomaže da biljka raste jači , ali ne znači nužno da će biti više biomase (biomasa).
2. Cvjetni indukcijski učinak 730 nm daljeg crvenog svjetla
Još jedna važna uloga od 730nm far-crvenog svjetla u hortikulturi je da kontrolira ciklus cvjetanja kroz 660nm i 730nm bez oslanjanja isključivo na utjecaj godišnjih doba, što je od velike vrijednosti za ukrasne cvjetove.
Pretvorba fotosenzitivnog pigmenta od Pr do Pfr uglavnom je uzrokovana dubokim crvenim svjetlom od 660 nm (što predstavlja sunčevu svjetlost tijekom dana), dok se pretvorba Pfr na Pr obično javlja prirodno noću, a također može biti potaknuta dalekometnim, crveno svjetlo od 730nm, kao što je prikazano na slici 4.
Općenito se vjeruje da cvjetovi biljaka kontrolirani fotosenzibilnim pigmentima uglavnom ovise o omjeru Pfr / Pr, tako da možemo kontrolirati Pfr / Pr vrijednost za 730 nm daleko crvene svjetlosti, čime preciznije kontrolirati ciklus cvjetanja.
3. Određivanje LED postrojenja za fiksno svjetlo
Leds se koriste u hortikulturi i mogu povećati rast biljaka do 40 posto ili u fleksibilnoj florescenciji. Budući da je pojedinačna LED lampica neovisna o jednoj drugoj, može lako upravljati performansama u stakleniku.
Fotosintezni fluon fotona (PPF) samog LED-a je vrlo učinkovit, a tipičan PPF tamno plave (450 nm) i daleko crvene (730 nm) LED je 2,3. Mol / J, ultra crvena (660nm) LED tipična PPF fotoaktivnost od 3,1? O mol / J, a valna duljina tih LED-a dobro se podudara s klorofilom a / b, karotenoidnim i svjetlosnim senzorskim pigmentnim Pr / Pfr apsorpcijskim spektrom koji može postići visoku učinkovitost i značajno smanjiti potrošnju energije.
Ledovi ne emitiraju toplinu u smjeru biljke i ne oštećuju biljke te su prikladni za vrhunsku, unutarnju i višeslojnu obradu. Omjer R / FR je omjer crvene svjetlosti (660 nm) do krajnje crvene svjetlosti (730 nm). Omjer R / B je omjer crvene svjetlosti (660 nm) do plave svjetlosti (450 nm). Kroz kontrolu omjera R / FR i omjera R / B, optimalni izbor svjetlosti može se postići za različite biljke.
