Svetlo zohráva dôležitú úlohu pri raste a rozvoji rastlín. Ovplyvňuje takmer všetky štádiá rastu rastlín.
Účinok svetla na rastliny sa prejavuje hlavne v dvoch aspektoch:
Jedným z nich je poskytnúť žiarivú energiu pre fotosyntézu.
Po druhé, ako signál na reguláciu mnohých fyziologických procesov počas celého životného cyklu rastlín.
Účinky svetla na rast rastlín - fotosyntéza a fotosenzitívne pigmenty
Zvyčajne rast a vývoj rastlín bude závisieť od slnečného žiarenia, ale továrenská výroba zeleniny, kvetov a iných komerčných plodín, tkanivová kultúra a reprodukcia sadeníc in vitro atď. Tiež vyžadujú umelý svetelný zdroj na doplnenie svetla, aby sa podporovať fotosyntézu.
Fotosyntéza je proces, pomocou ktorého zelené rastliny používajú svetelnú energiu prostredníctvom chloroplastov na premenu oxidu uhličitého a vody na energeticky úsporné organizmy a uvoľňovanie kyslíka. Kľúčovým hráčom v tomto procese sú chloroplasty v rastlinných bunkách. Pod pôsobením slnečného žiarenia prechádzajú chloroplasty oxid uhličitý, ktorý vstupuje do listu cez stomata a vodu absorbovanú koreňmi do glukózy, čím súčasne uvoľňuje kyslík.
Fotosystém, v ktorom sa vyskytujú ľahké reakcie, pozostáva z rôznych pigmentov, ako je chlorofyl a, chlorofyl b a katotenoidy. Hlavné absorpčné spektrá chlorofylu a, chlorofylu b a karotenoidov sú koncentrované pri 450 nm a 660 nm. Preto, aby sa podporila fotosyntéza, sú hlavne prijaté 450nm hlboké modré LED a 660nm super červená LED a niektoré biele LED diódy sú pridané, aby sa dosiahlo efektívne doplnenie LED svetla rastlín, ako je znázornené na obrázku 1:
Aby bolo možné vnímať intenzitu svetla, kvalitu svetla, smer svetla a fotoperiódu okolitého prostredia a reagovať na jeho zmeny, rastliny vyvinuli svetelný senzorový systém (svetelný receptor).
Fotoreceptory sú kľúčom pre rastliny na snímanie zmien vo vonkajšom prostredí. Najdôležitejšie fotoreceptory v rastlinách sú fytochróm, ktorý absorbuje červené / veľmi červené svetlo.
Fotosenzitívne pigmenty sú skupinou pigmentových proteínov, ktoré zvrátia absorpciu červeného a ďaleko červeného svetla, podieľajú sa na fotomorfogenéze a regulujú vývoj rastlín. Sú veľmi citlivé na červené svetlo (R) a ďaleko červené svetlo (FR) a zohrávajú dôležitú úlohu v celom procese rastu a vývoja od klíčenia až po dospelosť.
Fotosenzitívne pigmenty v rastlinách existujú v dvoch stabilných stavoch: typ absorpcie červeného svetla (Pr, lmax = 660nm) a typ absorpcie farieb červeného svetla (Pfr, lmax = 730nm). Dva typy absorpcie svetla môžu byť obrátené červeným a veľmi červeným svetlom.
Štúdie korelácie fotosenzitívnych pigmentov, účinky fotosenzitívnych pigmentov (Pr, Pfr) na morfológiu rastlín zahŕňajú klíčenie semien, odsírenie, predĺženie kmeňov, expanziu listov, vyhýbanie sa tienenia a indukciu kvitnutia.
Preto kompletný schéma zariadenia LED potrebuje nielen 450nm modré svetlo a 666nm červené svetlo, ale aj 730 nm svetlo červené svetlo. Hlboké modré svetlo (450 nm) a ultra červené svetlo (660 nm) poskytujú spektrum potrebné pre fotosyntézu, zatiaľ čo ďaleko červené svetlo (730 nm) riadi proces od klíčenia až po vegetatívny rast až kvitnutie.
Ako je znázornené na obrázku 2, vhodná kombinácia hlboko modrej (450 nm), ultra červenej (660 nm) a veľmi červenej (730 nm) poskytuje lepšie pokrytie chromatografiou a optimálne rastové vzory.
Existujú dva účinky 730nm far-červené led diódy na rastliny
1. Shadow vyhnúť sa diaľkovému svetlu pri 730nm
Jedným z najdôležitejších účinkov 730 nm farba červeného svetla na rastliny je vyhýbanie sa tieneniu (obrázok 3).
Ak je rastlina vystavená iba 660 nm červeného svetla, bude mať pocit, že je na priamom slnečnom svetle a bude normálne rásť. Ak je rastlina vystavená hlavne červenému svetlu 730 nm, rastlina bude mať pocit, ako by bola zablokovaná inou vyššou rastlinou z priameho slnečného žiarenia, takže rastlina bude pracovať silnejšie, aby sa dostala von z tieňa, čo pomôže rastline rásť vyššie , ale nemusí nevyhnutne znamenať, že bude existovať viac biomasy (biomasa).
2. Koeficient indukcie kvetu 730 nm far-červené svetlo
Ďalšou dôležitou úlohou 730nm ďalekého červeného svetla v záhradníctve je to, že dokáže kontrolovať kvitnúci cyklus cez 660nm a 730nm bez toho, aby sa spoliehal výlučne na vplyv ročných období, čo má veľkú hodnotu pre okrasné kvety.
Premena fotosenzitívneho pigmentu z Pr na Pfr je vyvolaná hlavne hlbokým červeným svetlom 660 nm (reprezentujúcim slnečné svetlo v priebehu dňa), zatiaľ čo premena Pfr na Pr sa obvykle vyskytuje prirodzene v noci a môže byť tiež stimulovaná ďalekosiahlymi, červené svetlo 730nm, ako je znázornené na obrázku 4.
Všeobecne sa predpokladá, že kvety rastlín kontrolovaných fotosenzitívnymi pigmentmi závisia hlavne od pomeru Pfr / Pr, takže môžeme kontrolovať hodnotu Pfr / Pr o 730 nm pri farbnom svetle a tým presnejšie kontrolovať kvitnutie.
3. Predpis LED rastlín pre fixné svetlo
Písmená sa používajú v záhradníctve a môžu zvýšiť rast rastlín až o 40% alebo pri pružnom rozkvetu. Pretože jednotlivé LED diódy sú navzájom nezávislé, môžu ľahko ovládať výkon v skleníku.
Samotný svetelný tok fotosyntetického fotónu (PPF) je veľmi účinný a typická PPF modrej (450 nm) a ďaleko červenej (730nm) LED je 2,3. Mol / J, ultra červená (660nm) LED s typickou PPF fotoaktivitou 3,1? O mol / J a vlnová dĺžka týchto LED je dobre prispôsobená absorpčnému spektru chlorofylu a / b, karotenoidu a fotosenzitívneho pigmentu Pr / Pfr, ktoré dokážu dosiahnuť vysokú účinnosť a výrazne znížiť spotrebu energie.
Záznamy nevydávajú teplo v smere zariadenia a nepoškodzujú rastlinu a sú vhodné na kultiváciu v hornej, vnútornej a viacvrstvovej oblasti. Pomer R / FR je pomer červeného svetla (660 nm) k veľmi červenému svetlu (730 nm). R / B pomer je pomer červeného svetla (660 nm) k modrému svetlu (450 nm). Riadením pomeru R / FR a pomeru R / B sa dá dosiahnuť optimálny predpis svetla pre rôzne rastliny.
