Светлината играе важна роля в растежа и развитието на растенията. Той засяга почти всички етапи от растежа на растенията.
Ефектът на светлината върху растенията се показва главно в два аспекта:
Едното е да се осигури лъчиста енергия за фотосинтеза.
На второ място, като сигнал за регулиране на много физиологични процеси през целия жизнен цикъл на растенията.
Ефекти на светлината върху растежа на растенията - фотосинтезата и фоточувствителните пигменти
Обикновено растежът и развитието на растенията ще зависят от слънчевата светлина, но фабриката за производство на зеленчуци, цветя и други търговски култури, тъканна култура и възпроизводството на in vitro разсад и т.н. също се нуждаят от изкуствен източник на светлина, който да допълва светлината, за да насърчаване на фотосинтезата.
Фотосинтезата е процес, чрез който зелените растения използват светлинна енергия чрез хлоропласти, за да превърнат въглеродния диоксид и водата в организми, съхраняващи енергия, и да отделят кислород. Ключов играч в този процес са хлоропластите в растителните клетки. Под действието на слънчевата светлина хлорпластите трансформират въглеродния диоксид, който влиза в листата през стомаха, и водата, поглъщана от корените, в глюкоза, освобождавайки кислорода едновременно.
Фотосистемата, в която се наблюдават леки реакции, се състои от различни пигменти, като хлорофил, хлорофил и катетоиди. Основните абсорбционни спектри на хлорофил а, хлорофил b и каротеноиди се концентрират при 450 nm и 660 nm. Ето защо, за да се стимулира фотосинтезата, се използват главно сини синьо-LED 450 nm и супер червен светодиод 660 nm, а някои бели светодиоди се добавят, за да се постигне ефикасна LED светлина, както е показано на фигура 1:
За да могат да възприемат интензитета на светлината, качеството на светлината, посоката на светлината и фотопериода на заобикалящата среда и да отговорят на промените, растенията са развили светлинно-чувствителната система (светлинен рецептор).
Фоторецепторите са ключът към растенията да усетят промените във външната среда. Най-важните фоторецептори в растенията са фитохромът, който абсорбира червена / далекочервена светлина.
Фоточувствителните пигменти са група от пигментни протеини, които обръщат абсорбцията на червена и много червена светлина, участват във фотоморфогенезата и регулират развитието на растенията. Те са изключително чувствителни към червената светлина (R) и далечната червена светлина (FR) и играят важна роля в целия процес на растеж и развитие от поникването до зрелостта.
Фоточувствителните пигменти в растенията съществуват в две стабилни състояния: тип на абсорбция на червена светлина (Pr, lmax = 660nm) и тип на абсорбиране на червената светлина (Pfr, lmax = 730nm). Двата вида абсорбиране на светлината могат да бъдат обърнати в червена и много червена светлина.
Проучванията върху корелацията на фоточувствителните пигменти, въздействието на светлочувствителните пигменти (Pr, Pfr) върху растителната морфология включват кълняемост на семената, десулфуризация, удължаване на стъблото, разширение на листа, избягване на сянка и индуциране на цъфтежа.
Ето защо, пълната схема на LED завод изисква не само 450nm синя светлина и 666nm червена светлина, но и 730 nm далекочервена светлина. Дълбоко синьо (450 nm) и ултра червена светлина (660 nm) осигуряват спектъра, необходим за фотосинтезата, докато далеч червената светлина (730 nm) контролира процеса от покълването до вегетативния растеж до цъфтежа.
Както е показано на фигура 2, подходяща комбинация от тъмно синьо (450 nm), ултра червено (660 nm) и много червено (730 nm) осигурява по-добро хроматографско покритие и оптимални модели на растеж.
Има два ефекта от 730nm далекочервени светодиоди върху растенията
1. Shadow избягване на далекочервено осветление при 730nm
Един от най-важните ефекти от 730nm далекочервена светлина върху растенията е избягването на сянка (фигура 3).
Ако растението е изложено само на 660 нм дълбока червена светлина, то ще се почувства като сякаш е на пряка слънчева светлина и ще расте нормално. Ако растението е изложено най-вече на далечната червена светлина от 730 нм, растението ще се почувства като блокирано от друго висше растение от пряка слънчева светлина, така че растението ще работи по-усилено, за да се измъкне от сянката, което помага на растението да расте по- , но не означава непременно, че ще има повече биомаса (биомаса).
2. Индукционен ефект на цъфтежа от 730 nm с далекочервена светлина
Друга важна роля на 730nm далеч-червена светлина в градинарството приложения е, че тя може да контролира цъфтежа цикъл през 660nm и 730nm, без да се разчита единствено на влиянието на сезоните, което е от голямо значение за декоративни цветя.
Превръщането на светлочувствителния пигмент от Pr в Pfr се предизвиква предимно от тъмната червена светлина от 660nm (представляваща слънчевата светлина през деня), докато превръщането на Pfr в Pr обикновено се случва естествено през нощта и може също да бъде стимулирано от най- червена светлина от 730nm, както е показано на фигура 4.
Обикновено се смята, че цветята на растенията, контролирани от светлочувствителните пигменти, зависят главно от съотношението Pfr / Pr, така че можем да контролираме Pfr / Pr стойността на 730 nm с далекочервена светлина и по този начин да контролираме цикъла на цъфтене по-точно.
3. Предписание на LED растения за фиксирана светлина
Използват се в градинарството и могат да стимулират растежа на растенията с до 40% или при гъвкава флоразузия. Тъй като единичният светодиод е независим един от друг, той може лесно да контролира работата в оранжерията.
Фотосинтетичният фотон (PPF) на самия светодиод е много ефективен, а типичният PPF на синьо (450 nm) и далеч червено (730nm) LED е 2.3. Mol / J, ултра червен (660nm) LED с типична PPF фотоактивност от 3,1? За мол / J и дължината на вълната на тези светодиоди е добре съвпадаща с абсорбционния спектър на хлорофил а / b, каротеноид и фоточувствителен пигмент Pr / Pfr, който може да постигне висока ефективност и значително да намали потреблението на енергия.
Лидерите не излъчват топлина в посоката на растението и не увреждат растението и са подходящи за горно, вътрешно и многослойно отглеждане. Съотношението R / FR е съотношението на червената светлина (660 nm) до много червената светлина (730 nm). Съотношението R / B е съотношението на червената светлина (660 nm) към синята светлина (450 nm). Чрез контрола на отношението R / FR и R / B, оптималната рецепта за светлина може да бъде постигната за различни растения.
