Šviesos vaidina svarbų vaidmenį augalų augimui ir vystymuisi. Tai veikia beveik visus augalų augimo etapus.
Šviesos poveikis augalams dažniausiai būdingas dviem aspektais:
Vienas iš jų yra suteikti šviesos energiją fotosintezei.
Antra, kaip signalas reguliuoti daugybę fiziologinių procesų per visą augalų gyvavimo ciklą.
Šviesos poveikis augalų augimui - fotosintezė ir šviesai jautrūs pigmentai
Paprastai augalų augimas ir vystymasis priklausys nuo saulės spindulių, tačiau daržovių, gėlių ir kitų komercinių augalų gamybai, audinių kultūrai, in vitro sodinukų ir kt. Reprodukcijai ir kt. Taip pat reikia dirbtinio šviesos šaltinio, kad būtų galima papildyti šviesą, siekiant skatinti fotosintezę.
Fotosintezė - tai procesas, kuriuo žalieji augalai naudoja šviesos energiją per chloroplastas, kad anglies dioksidas ir vanduo būtų naudojami energijos kaupimo organizmams ir išleidžia deguonį. Pagrindinis šio proceso dalyvis - chloroplastai augalų ląstelėse. Pagal saulės spindulių poveikį chloroplastai perneša anglies dioksidą į lapą per stomatą ir vandenį, kurį šaknys absorbuoja į gliukozę, tuo pačiu metu išleidžiant deguonį.
Fotosintezė, kurioje atsiranda šviesos reakcijos, yra sudaryta iš įvairių pigmentų, tokių kaip Chlorofilas a, Chlorophyll b ir Catotenoids. Pagrindinės chlorofilo a, chlorofilo b ir karotinoidų absorbcijos spektrai koncentruojami 450 nm ir 660 nm. Todėl, norint paskatinti fotosintezę, daugiausia naudojami 450 nm giliai mėlyni šviesos diodai ir 660 nm super raudoni šviesos diodai, taip pat papildomai įvedami kai kurie balti LED, kad būtų pasiektas efektyvus LED gamyklos šviesos priedas, kaip parodyta 1 paveiksle:
Siekiant šviesti intensyvumą, šviesos kokybę, šviesos kryptį ir aplinkinės aplinkos fotoperiodą bei reaguoti į jo pasikeitimus, augalai pasikeitė šviesos jutimo sistema (šviesos receptorius).
Photoreceptoriai yra raktas, kad augalai galėtų jausti pokyčius išorinėje aplinkoje. Svarbiausi fotoreceptoriai augaluose yra fitochromas, kuris sugeria raudoną / tolimiausią raudoną šviesą.
Saulės šviesos pigmentai yra pigmentų baltymų grupė, pakeičianti raudonos ir tolimosios šviesos šviesą, dalyvauja fotomorfologijoje ir reguliuoja augalų vystymąsi. Jie yra labai jautrūs raudonai šviesai (R) ir toli raudonai šviesai (FR) ir atlieka svarbų vaidmenį visame augimo ir vystymosi procese nuo daigumo iki brandos.
Augalams jautrūs pigmentai egzistuoja dviejuose stabiliose būsenose: raudonos šviesos absorbcijos tipas (Pr, lmax = 660nm) ir raudonos šviesos absorbcijos tipas (Pfr, lmax = 730nm). Dviejų tipų šviesos sugėrimas gali būti pakeistas raudonai ir tolimoje raudonoje šviesoje.
Fotografuojamų pigmentų koreliacijos tyrimai, šviesai jautrių pigmentų (Pr, Pfr) poveikis augalų morfologijai apima sėklų daigumą, desulfuraciją, stiebo pailgėjimą, lapų išsiplėtimą, šešėlių vengimą ir žydėjimo indukciją.
Todėl visa LED gamyklos schema turi ne tik 450 nm mėlyną šviesą ir 666 nm raudoną šviesą, bet ir 730 nm raudoną šviesą. Giliai mėlyna šviesa (450 nm) ir itin raudona šviesa (660 nm) suteikia spektrą, reikalingą fotosintezei, o raudona šviesa (730 nm) kontroliuoja procesą nuo daigumo iki vegetatyvinio augimo iki žydėjimo.
Kaip parodyta 2 paveiksle, tinkamas giliai mėlynos spalvos (450 nm), itin raudonos (660 nm) ir daug raudonos (730 nm) derinys suteikia geresnę chromatografijos aprėptį ir optimalų augimo modelį.
Yra du 730 nm raudonųjų šviesos diodų efektai ant augalų
1. Shadow išvengti far-red šviesos 730nm
Vienas iš svarbiausių 730 nm raudonos šviesos efektų augalams yra šešėlių vengimas (3 pav.).
Jei augalas veikia tik 660 nm gilios raudonos šviesos, jis jaučiasi taip, lyg jis būtų tiesioginės saulės spindulių ir normaliai augs. Jei augalas dažniausiai susiduria su tolimiausiu raudonu 730 nm apšvietimu, augalas jaustųsi taip, tarsi jį užblokuotų dar vienas didesnis augalas nuo tiesioginių saulės spindulių, todėl augalas sugebės išsisukti iš šešėlio, o tai padės augalui augti aukštesniam , bet nebūtinai reiškia, kad bus daugiau biomasės (biologinės masės).
2. 730 nm tolimo raudonos šviesos indukcinis poveikis
Kitas svarbus 730 nm raudonos šviesos vaidmuo sodininkystėje yra tai, kad jis gali kontroliuoti žydėjimo ciklą per 660 nm ir 730 nm, neatsižvelgiant vien tik į sezonų įtaką, o tai yra puiki vertybė dekoratyvinėms gėlėms.
Šviesos pigmento konversiją iš Pr į Pfr daugiausia sukelia giliai raudona 660nm šviesa (atstovaujanti saulės šviesai dienos metu), o Pfr pasukimas į Pr paprastai būna natūraliai naktį ir jį taip pat gali paskatinti toli raudona šviesa 730 nm, kaip parodyta 4 paveiksle.
Paprastai manoma, kad augalų gėlės, kontroliuojamos šviesai jautrių pigmentų, daugiausia priklauso nuo Pfr / Pr santykio, todėl galime kontroliuoti Pfr / Pr reikšmę 730 nm tolimojo raudono šviesos ir taip tiksliau kontroliuoti žydėjimo ciklą.
3. Lemputės augalų nustatymas fiksuotai šviesai
Ledai naudojami sodininkystėje ir gali padidinti augalų augimą iki 40 procentų arba lanksčiai paruošti. Kadangi vienas LED yra nepriklausomas vienas nuo kito, jis gali kontroliuoti našumą šiltnamyje.
Šviesos diodo foto sintezės fotono srautas (PPF) yra labai efektyvus, o tipiškas PPF giliai mėlynas (450 nm) ir labai raudonas (730 nm) LED yra 2.3. Mol / J, ultra raudona (660nm) šviesos dioda su tipine PPF fotoaktyvumu 3,1? Apie mol / J ir šių šviesos diodų bangos ilgis puikiai suderinamas su chlorofilu a / b, karotinoidų ir šviesai jautriu pigmentu Pr / Pfr absorbcijos spektru, kuris gali pasiekti didelį efektyvumą ir žymiai sumažinti energijos suvartojimą.
Ledai neišskiria šilumos augalo kryptimi ir nepažeidžia augalų ir yra tinkami viršuje, vidaus ir daugiasluoksnėse auginimo srityse. R / FR santykis yra raudonos šviesos (660 nm) ir tolimosios raudonos šviesos (730 nm) santykis. R / B santykis yra raudonos šviesos (660 nm) ir mėlynos spalvos (450 nm) santykis. Atsižvelgiant į R / FR santykį ir R / B santykį, optimalus šviesos receptas gali būti pasiektas įvairiems augalams.
