Světlo hraje důležitou roli v růstu a rozvoji rostlin. Ovlivňuje téměř všechny fáze růstu rostlin.
Účinek světla na rostliny se projevuje především ve dvou aspektech:
Jedním z nich je poskytnout zářivou energii pro fotosyntézu.
Za druhé, jako signál pro regulaci mnoha fyziologických procesů v průběhu životního cyklu rostlin.
Účinky světla na růst rostlin - fotosyntéza a světlocitlivé pigmenty
Růst a vývoj rostlin bude obvykle záviset na slunečním světle, avšak tovární výroba zeleniny, květin a jiných komerčních plodin, tkáňová kultura a reprodukce in vitro sazenic apod. Také vyžadují umělý světelný zdroj doplňující světlo, aby podporovat fotosyntézu.
Fotosyntéza je proces, při kterém zelené rostliny využívají světelnou energii prostřednictvím chloroplastů k tomu, aby změnili oxid uhličitý a vodu do energeticky úsporných organismů a uvolňovaly kyslík. Klíčovým hráčem v tomto procesu jsou chloroplasty uvnitř rostlinných buněk. Při působení slunečního záření převádějí chloroplasty oxid uhličitý, který vstupuje do listu skrze stomata a vodu absorbovanou kořeny do glukózy, současně uvolňovat kyslík.
Fotosystém, ve kterém dochází k reakcím světla, se skládá z různých pigmentů, jako je chlorofyl a, chlorofyl b a katotenoidy. Hlavní absorpční spektra chlorofylu a, chlorofylu b a karotenoidů jsou koncentrovány při 450 nm a 660 nm. Proto, aby se podpořila fotosyntéza, jsou převzaty převážně modré LED o tloušťce 450nm a super červená LED 660nm a některé bílé LED diody jsou přidány k dosažení efektivního doplnění světelného záření LED, jak je znázorněno na obrázku 1:
Aby bylo možné vnímat intenzitu světla, kvalitu světla, směr světla a fotoperiod okolního prostředí a reagovat na její změny, rostliny vyvinuly světelný senzorový systém (světelný receptor).
Fotoreceptory jsou klíčem k tomu, aby rostliny zaznamenaly změny ve vnějším prostředí. Nejdůležitějšími fotoreceptory v rostlinách jsou fytochrom, který absorbuje červené / vzdálené červené světlo.
Fotosenzitimní pigmenty jsou skupinou pigmentových proteinů, které reverzují absorpci červeného a vzdáleně červeného světla, účastní se fotomorfogeneze a regulují vývoj rostlin. Jsou extrémně citlivé na červené světlo (R) a daleko červené světlo (FR) a hrají důležitou roli v celém růstovém a vývojovém procesu od klíčivosti až po zralost.
Fotosenzitimní pigmenty v rostlinách existují ve dvou stabilních stavech: typ absorpce červeného světla (Pr, lmax = 660nm) a typ absorpce daleko červeného světla (Pfr, lmax = 730nm). Tyto dva druhy absorpce světla mohou být obráceny červeným a daleko červeným světlem.
Studie o korelaci fotosenzitních pigmentů, účinky fotosenzitivních pigmentů (Pr, Pfr) na morfologii rostlin zahrnují klíčení semen, odsíření, prodlužování kmene, expanzi listů, vyloučení stínu a indukci kvetení.
Celý schéma zařízení LED proto potřebuje nejen 450nm modré světlo a 666nm červené světlo, ale také 730nm světlo-červené světlo. Hluboké modré světlo (450 nm) a ultra červené světlo (660 nm) poskytují spektrum potřebné pro fotosyntézu, zatímco daleko červené světlo (730 nm) řídí proces od klíčení až po vegetativní růst k rozkvětu.
Jak je znázorněno na obrázku 2, vhodná kombinace tmavě modré (450 nm), ultra červené (660 nm) a daleko červené (730 nm) poskytuje lepší chromatografické pokrytí a optimální vzory růstu.
Existují dva efekty 730nm dálkově červených ledů na rostlinách
1. Shadow se vyhýbá červenému světlu při 730nm
Jedním z nejdůležitějších účinků 730nm velmi červeného světla na rostliny je vyloučení stínu (obr. 3).
Pokud je rostlina vystavena jen 660nm hlubokého červeného světla, bude mít pocit, že je na přímém slunečním světle a bude normálně růst. Pokud je rostlina vystavena převážně červenému světlu o velikosti 730 nm, bude mít rostlina pocit, jako kdyby ji zablokovala další vyšší rostlina z přímého slunečního záření, takže rostlina bude pracovat lépe, aby se dostala ven ze stínu, což pomáhá rostlině růst vyšší , ale nemusí nutně znamenat, že tam bude více biomasy (biomasa).
2. Indukční účinek na květy 730 nm
Další důležitou roli 730 nm daleko-červené světlo v zahradnických aplikacích je to, že může řídit kvetoucí cyklus přes 660nm a 730nm bez spoléhání pouze na vliv sezón, který má velkou hodnotu pro okrasné květiny.
Přeměna fotosenzitivního pigmentu z Pr na Pfr je vyvolána hlavně tmavě červeným světlem 660nm (což reprezentuje sluneční světlo během dne), zatímco konverze Pfr na Pr se obvykle vyskytuje přirozeně v noci a může být také stimulována daleko- červené světlo 730nm, jak je znázorněno na obrázku 4.
Obecně se předpokládá, že květy rostlin řízených fotosenzitívními pigmenty závisí hlavně na poměru Pfr / Pr, takže můžeme řídit hodnotu Pfr / Pr o 730 nm světlo červeného světla a tím přesněji řídit kvetoucí cyklus.
3. Předpis LED zařízení pro fixní světlo
Značky jsou používány v zahradnictví a mohou zvýšit růst rostlin až o 40% nebo v pružných rozkvětech. Vzhledem k tomu, že jedna LED je nezávislá na sobě, může snadno řídit výkon ve skleníku.
Samotný LED fotosyntetický fotonový tok (PPF) je velmi účinný a typická PPF modrého (450 nm) a velmi červené (730nm) LED je 2,3. Mol / J, ultra červená (660nm) LED s typickou PPF fotoaktivitou 3,1? O mol / J a vlnová délka těchto LED je dobře shodná s absorpčním spektrem Pr / Pfr chlorofylu a / b, karotenoidu a fotosenzitního pigmentu, který dokáže dosáhnout vysoké účinnosti a významně snížit spotřebu energie.
Známky nevyzařují teplo ve směru rostliny a nepoškozují rostlinu a jsou vhodné pro horní, vnitřní a vícevrstvé kultivace. Poměr R / FR je poměr červeného světla (660 nm) až příliš jasného světla (730 nm). Poměr R / B je poměr červeného světla (660 nm) k modrému světlu (450 nm). Prostřednictvím řízení poměru R / FR a poměru R / B lze dosáhnout optimálního předpisu světla u různých zařízení.
