Cahaya memainkan peranan penting dalam pertumbuhan tumbuhan dan pembangunan. Ia menjejaskan hampir semua peringkat pertumbuhan tumbuhan.
Kesan cahaya pada tumbuh-tumbuhan terutamanya ditunjukkan dalam dua aspek:
Satu adalah untuk memberikan tenaga berseri untuk fotosintesis.
Kedua, sebagai isyarat untuk mengatur banyak proses fisiologi sepanjang kitaran hidup tanaman.
Kesan cahaya pada pertumbuhan tumbuhan - pigmen fotosintesis dan fotosensitif
Biasanya, pertumbuhan dan perkembangan tumbuh-tumbuhan akan bergantung kepada cahaya matahari, tetapi pengeluaran kilang sayur-sayuran, bunga dan tanaman komersil lain, budaya tisu dan pembiakan benih in vitro, dan lain-lain juga memerlukan sumber cahaya buatan untuk menambah cahaya, untuk menggalakkan fotosintesis.
Fotosintesis adalah proses di mana tumbuhan hijau menggunakan tenaga cahaya melalui kloroplas untuk menjadikan karbon dioksida dan air menjadi organisma penyimpanan tenaga dan melepaskan oksigen. Pemain utama dalam proses ini adalah kloroplas dalam sel tumbuhan. Di bawah tindakan cahaya matahari, kloroplas mengubah karbon dioksida memasuki daun melalui stomata dan air yang diserap oleh akar ke dalam glukosa, melepaskan oksigen pada masa yang sama.
Fotosistem di mana tindak balas cahaya berlaku terdiri daripada pelbagai pigmen, seperti Chlorophyll a, Chlorophyll b dan Catotenoids. Spektrum penyerapan utama klorofil a, klorofil b dan karotenoid tertumpu pada 450nm dan 660nm. Oleh itu, untuk mempromosikan fotosintesis, LED 450nm dalam biru dan LED merah super 660nm kebanyakannya diterima pakai, dan beberapa LED putih ditambah untuk mencapai tambahan cahaya lampu tumbuhan LED, seperti yang ditunjukkan dalam Rajah 1:
Untuk dapat melihat keamatan cahaya, kualiti cahaya, arah cahaya dan fotoperiod persekitaran sekitar dan tindak balas perubahannya, tumbuh-tumbuhan telah mengembangkan sistem penginderaan cahaya (reseptor cahaya).
Photoreceptors adalah kunci untuk tumbuhan untuk merasakan perubahan dalam persekitaran luaran. Photoreceptors yang paling penting dalam tumbuh-tumbuhan adalah phychrome, yang menyerap cahaya merah / jauh-merah.
Pigmen fotosensitif adalah sekumpulan protein pigmen yang membalikkan penyerapan cahaya merah dan jauh-merah, mengambil bahagian dalam fotomorfosis dan mengawal pembangunan tumbuhan. Mereka sangat sensitif terhadap cahaya merah (R) dan cahaya merah (FR) dan memainkan peranan penting dalam keseluruhan proses pertumbuhan dan pembangunan dari percambahan hingga matang.
Pewarna fotosensitif dalam tumbuh-tumbuhan wujud dalam dua keadaan stabil: jenis penyerapan cahaya merah (Pr, lmax = 660nm) dan jenis penyerapan cahaya jauh-merah (Pfr, lmax = 730nm). Kedua-dua jenis penyerapan cahaya boleh diterbalikkan dengan cahaya merah dan jauh-merah.
Kajian tentang korelasi pigmen fotosensitif, kesan pigmen fotosensitif (Pr, Pfr) pada morfologi tumbuhan termasuk percambahan benih, desulphurization, pemanjangan batang, pengembangan daun, mengelakkan teduhan dan induksi berbunga.
Oleh itu, skim loji LED lengkap tidak hanya memerlukan cahaya biru 450nm dan lampu merah 666nm, tetapi juga cahaya 730 nm jauh. Lampu biru mendalam (450nm) dan cahaya merah ultra (660nm) memberikan spektrum yang diperlukan untuk fotosintesis, sementara cahaya merah (730nm) mengawal proses dari percambahan ke pertumbuhan vegetatif hingga berbunga.
Seperti yang ditunjukkan dalam Rajah 2, gabungan biru (450nm) yang sangat padat, ultra merah (660nm) dan jauh merah (730nm) memberikan liputan kromatografi yang lebih baik dan corak pertumbuhan optimum.
Terdapat dua kesan 730nm jauh-merah yang diketuai pada tumbuh-tumbuhan
1. Shadow mengelakkan cahaya jauh-merah pada 730nm
Salah satu kesan yang paling penting dari 730nm cahaya jauh ke atas tumbuh-tumbuhan adalah mengelakkan naungan (Gambar 3).
Jika tumbuhan terdedah kepada hanya 660nm cahaya merah yang mendalam, ia akan merasa seolah-olah ia berada dalam cahaya matahari langsung dan akan berkembang secara normal. Sekiranya tumbuhan itu terdedah kepada cahaya merah yang jauh daripada 730nm, kilang itu akan merasa seolah-olah ia disekat oleh tumbuhan lain yang lebih tinggi dari cahaya matahari langsung, jadi kilang akan bekerja lebih keras untuk keluar dari tempat teduh, yang membantu tumbuhan tumbuh lebih tinggi , tetapi tidak semestinya bermakna akan terdapat lebih banyak biomas (jisim bio).
2. Pengaruh induksi bunga 730 nm jauh cahaya merah
Satu lagi peranan penting 730nm jauh cahaya merah dalam aplikasi hortikultur adalah bahawa ia dapat mengawal kitaran berbunga melalui 660nm dan 730nm tanpa bergantung sepenuhnya pada pengaruh musim, yang sangat bernilai untuk bunga hiasan.
Penukaran pigmen fotosensitif dari Pr ke Pfr terutamanya disebabkan oleh cahaya merah yang mendalam dari 660nm (mewakili cahaya matahari pada siang hari), sementara penukaran Pfr kepada Pr biasanya berlaku secara semulajadi pada waktu malam, dan juga boleh dirangsang oleh jauh- cahaya merah 730nm, seperti yang ditunjukkan dalam rajah 4.
Biasanya percaya bahawa bunga tumbuhan yang dikawal oleh pigmen fotosensitif bergantung pada nisbah Pfr / Pr, jadi kita dapat mengawal nilai Pfr / Pr dengan 730 nm cahaya jauh-jauh, dan dengan itu mengawal kitaran berbunga lebih tepat.
3. Preskripsi tumbuhan LED untuk cahaya tetap
Leds digunakan dalam hortikultur dan boleh meningkatkan pertumbuhan tanaman sehingga 40 peratus atau dalam pembengkakan fleksibel. Oleh kerana LED tunggal bebas dari satu sama lain, ia dapat mengawal prestasi dengan mudah di rumah hijau.
Fotosintesis Photonastic Flux (PPF) dari LED itu sendiri sangat berkesan, dan PPF tipikal biru dalam (450 nm) dan merah (730nm) LED adalah 2.3. Mol / J, ultra merah (660nm) LED dengan penampilan khas PPF 3.1? Mengenai mol / J, dan panjang gelombang LED ini dipadankan dengan klorofil a / b, karotenoid dan pigmen fotosensitif Pr / Pfr spektrum penyerapan, yang boleh mencapai kecekapan tinggi dan mengurangkan penggunaan tenaga dengan ketara.
Ledakan tidak mengeluarkan haba ke arah tumbuhan dan tidak merosakkan tumbuhan dan sesuai untuk penanaman atas, dalam dan multi-lapisan. Nisbah R / FR ialah nisbah cahaya merah (660 nm) hingga cahaya jauh (730 nm). Nisbah R / B ialah nisbah cahaya merah (660 nm) kepada cahaya biru (450nm). Melalui kawalan nisbah R / FR dan R / B, preskripsi cahaya optimum boleh dicapai untuk pelbagai tanaman.
