Lumina joacă un rol important în creșterea și dezvoltarea plantelor. Aceasta afectează aproape toate etapele de creștere a plantelor.
Efectul luminii asupra plantelor este prezentat în principal în două aspecte:
Unul este acela de a furniza energie radiantă pentru fotosinteză.
În al doilea rând, ca un semnal pentru a reglementa multe procese fiziologice pe tot parcursul ciclului de viață al plantelor.
Efectele luminii asupra creșterii plantelor - fotosinteza și pigmenții fotosensibili
De obicei, creșterea și dezvoltarea plantelor vor depinde de lumina soarelui, dar producția de fabrică de legume, flori și alte culturi comerciale, cultura țesuturilor și reproducerea răsadurilor in vitro etc., necesită și sursă de lumină artificială pentru a suplimenta lumina, pentru a promovarea fotosintezei.
Fotosinteza este procesul prin care plantele verzi folosesc energie luminoasă prin cloroplaste pentru a transforma dioxidul de carbon și apă în organisme de stocare a energiei și de a elibera oxigenul. Un jucător cheie în acest proces este cloroplastele din celulele plantei. Sub acțiunea razelor solare, cloroplastele transformă dioxidul de carbon care intră în frunză prin stomate și apa absorbită de rădăcini în glucoză, eliberând oxigenul în același timp.
Sistemul fotosisteme în care se produc reacții ușoare este compus din diferiți pigmenți, cum ar fi clorofila a, clorofila b și catotenoizii. Spectrele principale de absorbție ale clorofilei a, clorofilei b și carotenoide sunt concentrate la 450nm și 660nm. Prin urmare, pentru a promova fotosinteza, LED-ul albastru de 450nm și LED-ul super-roșu de 660nm sunt adoptate în principal, iar unele LED-uri albe sunt adăugate pentru a obține un supliment eficient de lumină LED, așa cum se arată în figura 1:
Pentru a putea percepe intensitatea luminii, calitatea luminii, direcția luminoasă și fotoperiodul mediului înconjurător și pentru a răspunde la schimbările sale, plantele au dezvoltat sistemul de detectare a luminii (receptorul de lumină).
Fotoreceptorii sunt cheia plantelor pentru a simți schimbările în mediul extern. Fotoreceptorii cei mai importanți din plante sunt fitochromul, care absoarbe lumina roșie / roșie.
Pigmenții fotosensibili reprezintă un grup de proteine pigmentare care inversează absorbția de lumină roșie și roșie, participă la fotomorfogeneză și reglează dezvoltarea plantelor. Ele sunt extrem de sensibile la lumina roșie (R) și lumina roșie (FR) și joacă un rol important în întregul proces de creștere și dezvoltare de la germinare până la maturitate.
Pigmele fotosensibile în plante există în două stări stabile: tipul de absorbție a luminii roșii (Pr, lmax = 660nm) și tipul de absorbție a luminii de culoare roșie (Pfr, lmax = 730nm). Cele două tipuri de absorbție a luminii pot fi inversate în lumină roșie și roșie.
Studiile privind corelarea pigmenților fotosensibili, efectele pigmenților fotosensibili (Pr, Pfr) asupra morfologiei plantelor includ germinarea semințelor, desulfurarea, alungirea tulpinilor, extinderea frunzelor, evitarea umbrelor și inducerea înfloririi.
Prin urmare, schema completă a plantelor LED necesită nu numai lumină albastră de 450nm și lumină roșie 666nm, dar și lumină roșie de 730 nm. Lumina albastră albastră (450nm) și lumina ultra-roșie (660nm) asigură spectrul necesar pentru fotosinteză, iar lumina roșie (730nm) controlează procesul de la germinare până la creșterea vegetativă până la înflorire.
După cum se arată în figura 2, o combinație adecvată de albastru deschis (450nm), ultra roșu (660nm) și roșu (730nm) oferă o acoperire mai bună a cromatografiei și modele de creștere optimă.
Există două efecte ale LED-urilor de 730nm pe roșu
1. Evitarea umbrelor de lumină roșie la 730nm
Una dintre cele mai importante efecte ale luminii de 730nm roșu-roșu asupra plantelor este evitarea umbrelor (figura 3).
Dacă o plantă este expusă doar la 660nm de lumină roșie, ea va simți ca și cum ar fi în lumina directă a soarelui și va crește normal. Dacă planta este expusă în principal la lumina roșie de 730nm, planta va simți ca și cum ar fi blocată de o altă plantă superioară de lumina directă a soarelui, astfel încât planta va lucra mai greu pentru a ieși din umbră, ceea ce ajută planta să crească mai înaltă , dar nu înseamnă neapărat că va exista mai multă biomasă (biomasă).
2. efect de inducție înflorit de 730 nm lumină roșie
Un alt rol important al luminii roșii de 730nm în aplicațiile horticole este că poate controla ciclul de înflorire prin 660nm și 730nm, fără a se baza numai pe influența anotimpurilor, ceea ce este deosebit de util pentru florile ornamentale.
Conversia pigmentului fotosensibil de la Pr la Pfr este indusă în principal de lumina roșie profundă de 660nm (reprezentând lumina soarelui în timpul zilei), în timp ce conversia Pfr în Pr apare în mod natural în timpul nopții și poate fi, de asemenea, lumină roșie de 730nm, așa cum se arată în figura 4.
Se crede, în general, că florile plantelor controlate de pigmenți fotosensibili depind în principal de raportul Pfr / Pr, astfel încât putem controla valoarea Pfr / Pr cu 730 nm de lumină de culoare roșie și astfel controlam ciclul de înflorire mai precis.
3. prescrierea de plante LED pentru lumina fixa
Leds sunt folosite în horticultură și pot spori creșterea plantelor cu până la 40% sau în fluorescență flexibilă. Deoarece LED-ul unic este independent unul de altul, acesta poate controla performanța cu ușurință în seră.
Fluxul fotosintetic foton (PPF) al LED-ului în sine este foarte eficient, iar PPF tipic de LED albastru (450 nm) și de culoare roșie (730nm) este de 2,3. Mol / J, LED ultra-roșu (660nm) cu fotoactivitate tipică PPF de 3,1? Despre mol / J, iar lungimea de undă a acestor LED-uri este bine adaptată spectrului de absorbție Pr / Pfr de clorofilă a / b, carotenoid și fotosensibil, care poate obține o eficiență ridicată și reduce semnificativ consumul de energie.
Leds nu emit căldură în direcția plantei și nu dăunează plantei și sunt potrivite pentru cultivarea de sus, interior și multi-strat. Raportul R / FR este raportul dintre lumina roșie (660 nm) și lumina roșie (730 nm). Raportul R / B este raportul dintre lumina roșie (660 nm) și lumina albastră (450nm). Prin controlul raportului R / FR și R / B, se poate obține o prescripție optimă a luminii pentru diferitele plante.
