Lys spiller en viktig rolle i plantevekst og utvikling. Det påvirker nesten alle stadier av plantevekst.
Effekten av lys på planter er hovedsakelig vist i to aspekter:
Den ene er å gi strålende energi til fotosyntese.
For det andre, som et signal for å regulere mange fysiologiske prosesser gjennom hele livets syklus.
Effekt av lys på plantevekst - fotosyntese og lysfølsomme pigmenter
Vanligvis vil veksten og utviklingen av planter avhenge av sollys, men fabrikkproduksjonen av grønnsaker, blomster og andre kommersielle avlinger, vevskultur og reproduksjon av in vitroplanter, etc. trenger også kunstig lyskilde for å supplere lys, for å Fremmer fotosyntesen.
Fotosyntese er prosessen der grønne planter bruker lysenergi gjennom kloroplaster for å snu karbondioksid og vann inn i energilagringsorganismer og slippe ut oksygen. En sentral aktør i denne prosessen er kloroplastene i planteceller. Under påvirkning av sollys, forvandler kloroplaster karbondioksid inn i bladet gjennom stomata og vann absorbert av røttene til glukose, og frigjør oksygen samtidig.
Fotosystemet der det oppstår lyse reaksjoner består av forskjellige pigmenter, for eksempel klorofyll a, klorofyll b og katotenoider. De viktigste absorpsjonsspektraene av klorofyll a, klorofyll b og karotenoider er konsentrert ved 450nm og 660nm. Derfor, for å fremme fotosyntese, er 450nm dypblå LED og 660nm superrød LED hovedsakelig vedtatt, og noen hvite lysdioder blir lagt til for å oppnå et effektivt LED-anleggslystilskudd, som vist i figur 1:
For å kunne oppleve lysintensiteten, lyskvaliteten, lysretningen og fotoperioden i omgivelsene og reagere på endringene, har planter utviklet lyssensoren (lysreceptor).
Fotoreseptorer er nøkkelen for at planter skal kunne fornemme endringer i det ytre miljø. De viktigste fotoreceptorene i planter er fytokrom, som absorberer rødt / langt rødt lys.
Lysfølsomme pigmenter er en gruppe pigmentproteiner som reverserer absorpsjonen av rødt og langt rødt lys, deltar i fotomorfogenese og regulerer planteutvikling. De er ekstremt følsomme for rødt lys (R) og langt rødt lys (FR) og spiller en viktig rolle i hele vekst- og utviklingsprosessen fra spiring til modenhet.
Lysfølsomme pigmenter i planter finnes i to stabile tilstander: rød lysabsorpsjonstype (Pr, lmax = 660nm) og farrød lysabsorpsjonstype (Pfr, lmax = 730nm). De to typer lysabsorpsjon kan reverseres i rødt og farrødt lys.
Studier av korrelasjon av lysfølsomme pigmenter, effekten av lysfølsomme pigmenter (Pr, Pfr) på plantemorfologi inkluderer frøspiring, avsvovling, stammeforlengelse, bladutvidelse, skyggefjerning og blomstrende induksjon.
Derfor trenger hele LED-anlegget ikke bare 450nm blått lys og 666nm rødt lys, men også 730 nm farrødt lys. Dypblått lys (450 nm) og ultra rødt lys (660 nm) gir spektrumet som trengs for fotosyntese, mens langt rødt lys (730 nm) styrer prosessen fra spiring til vegetativ vekst til blomstring.
Som vist i figur 2, gir en passende kombinasjon av dypblå (450 nm), ultra rød (660 nm) og langt rød (730 nm) bedre kromatografisk dekning og optimale vekstmønstre.
Det er to effekter av 730nm farrøde ledd på planter
1. Skygge unngår far-rødt lys på 730nm
En av de viktigste effektene av 730nm farrødt lys på planter er skygge unngåelse (figur 3).
Hvis en plante er utsatt for bare 660 nm dyprødt lys, vil det føles som om det er i direkte sollys og vil vokse normalt. Hvis anlegget hovedsakelig er utsatt for det langt røde lyset på 730 nm, vil anlegget føle seg som om det er blokkert av en annen høyere plante fra direkte sollys, så anlegget vil jobbe hardere for å komme seg ut av skyggen, noe som hjelper planten til å vokse høyere , men betyr ikke nødvendigvis at det vil være mer biomasse (bio masse).
2. Blomstrende induksjonseffekt av 730 nm farrødt lys
En annen viktig rolle for 730nm farrødt lys i hagebruk er at det kan kontrollere blomstringen gjennom 660nm og 730nm uten å stole utelukkende på årstidens innflytelse, noe som er av stor verdi for prydplanter.
Konverteringen av lysfølsomt pigment fra Pr til Pfr fremmes hovedsakelig av det dype røde lyset på 660 nm (som representerer sollyset om dagen), mens konvertering av Pfr til Pr vanligvis forekommer naturlig om natten, og kan også stimuleres av den langt- rødt lys på 730 nm, som vist i figur 4.
Det er generelt antatt at blomster av planter kontrollert av lysfølsomme pigmenter hovedsakelig avhenger av forholdet mellom Pfr / Pr, slik at vi kan styre Pfr / Pr-verdien med 730 nm av farrødt lys, og dermed kontrollere blomstringen mer nøyaktig.
3. Resept av LED-anlegg for fast lys
Leds brukes i hagebruk og kan øke planten vekst med opptil 40 prosent eller i fleksibel florescence. Fordi enkelt LED er uavhengig av hverandre, kan den enkelt styre ytelsen i drivhuset.
Den fotosyntetiske Photon Flux (PPF) av LED-en selv er veldig effektiv, og den typiske PPF av dypblå (450 nm) og fjernrødt (730 nm) LED er 2,3. Mol / J, ultra rød (660nm) LED med typisk PPF fotoaktivitet på 3,1? Om mol / J, og bølgelengden til disse LEDene passer godt sammen med klorofyll a / b, karotenoid og lysfølsomt pigment Pr / Pfr absorpsjonsspekter, som kan oppnå høy effektivitet og redusere energiforbruket betydelig.
Leds gir ikke varme i retning av anlegget og skader ikke anlegget og er egnet for topp-, interiør- og flerlags-dyrking. R / FR-forholdet er forholdet mellom rødt lys (660 nm) og langt rødt lys (730 nm). R / B-forholdet er forholdet mellom rødt lys (660 nm) og blått lys (450 nm). Gjennom kontrollen av R / FR-forhold og R / B-forholdet, kan det optimale lysreceptet oppnås for forskjellige planter.
