אור משחק תפקיד חשוב בצמיחה ופיתוח צמחים. זה משפיע כמעט על כל שלבי הצמיחה של הצמח.
השפעת האור על הצמחים מוצגת בעיקר בשני היבטים:
האחת היא לספק אנרגיה קורנת עבור פוטוסינתזה.
שנית, כאות להסדרת תהליכים פיזיולוגיים רבים לאורך מחזור החיים של הצמחים.
השפעות האור על גידול צמחים - פוטוסינתזה ופיגמנטים רגישים
בדרך כלל, צמיחה ופיתוח של צמחים יהיה תלוי באור השמש, אבל הייצור במפעל של ירקות, פרחים גידולים מסחריים אחרים, תרבות רקמות ואת רבייה של שתילי חוץ גופית, וכו 'גם צריך מקור אור מלאכותי כדי להשלים את האור, על מנת לקדם את הפוטוסינתזה.
פוטוסינתזה היא תהליך שבו צמחים ירוקים משתמשים באנרגיה קלה באמצעות chloroplasts כדי להפוך פחמן דו חמצני ומים לאורגניזמים לאחסון אנרגיה ולשחרור חמצן. שחקן מפתח בתהליך זה הוא chloroplasts בתוך תאי הצמח. תחת פעולה של אור השמש, chloroplasts להפוך פחמן דו חמצני להיכנס עלה דרך stomata ומים נספג על ידי השורשים לתוך גלוקוז, משחררים חמצן באותו זמן.
מערכת התצלומים שבה מתרחשות תגובות אור מורכבת של פיגמנטים שונים, כגון Chlorophyll a, Chlorophyll b ו קוטנואידים. ספקטרום הקליטה העיקרי של כלורופיל, כלורופיל b ו קרוטנואידים מרוכזים ב 450nm ו 660nm. לכן, על מנת לקדם את הפוטוסינתזה, 450nm עמוק כחול LED ו 660nm סופר אדום LED הם אימצו בעיקר, וכמה LED לבן מתווספים להשיג יעיל LED צמח אור בתוספת, כפי שמוצג בתרשים 1:
על מנת להיות מסוגלים לתפוס את עוצמת האור, איכות האור, כיוון האור photoperiod של הסביבה שמסביב להגיב על השינויים שלה, צמחים פיתחו את מערכת חישה אור (קולטן האור).
Photoreceptors הם המפתח לצמחים לחוש שינויים בסביבה החיצונית. Photoreceptors החשוב ביותר בצמחים הם phytochrome, אשר סופג אור אדום / אדום רחוק.
פיגמנטים רגישים הם קבוצה של חלבונים פיגמנט כי להפוך את הקליטה של אור אדום אדום רחוק, להשתתף photomorphogenesis ו לווסת את פיתוח הצמח. הם רגישים מאוד לאור אדום (R) ואור אדום רחוק (FR) ו לשחק תפקיד חשוב בכל תהליך הצמיחה והתפתחות מ נביטה עד בגרות.
פיגמנטים רגישים בצמחים קיימים בשני מצבים יציבים: סוג קליטה של אור אדום (Pr, lmax = 660nm) וקוטר קליטת אור אדום (Pfr, lmax = 730nm). שני סוגים של ספיגת האור יכול להיות הפוך באדום אדום רחוק אדום.
מחקרים על המתאם של פיגמנטים רגיש, את ההשפעות של פיגמנטים רגיש (Pr, Pfr) על הצמח המורפולוגיה כוללים נביטה זרע, desulphurization, התארכות גזע, הרחבת עלים, הימנעות הצל ואת אינדוקציה פורח.
לכן, ערכת צמח LED שלם צריך לא רק 450nm אור כחול 666nm אור אדום, אלא גם 730 ננומטר אור אדום רחוק. אור כחול עמוק (450nm) ואור אדום במיוחד (660 ננומטר) מספקים את הספקטרום הדרוש לפוטוסינתזה, בעוד שאור אדום רחוק (730nm) שולט על תהליך הנביטה ועד לצמיחת הצומח ועד לפריחה.
כפי שמוצג באיור 2, שילוב מתאים של כחול עמוק (450nm), אדום במיוחד (660nm) ואדום רחוק (730nm) מספק כיסוי כרומטוגרפי טוב יותר ודפוסי צמיחה אופטימליים.
ישנן שתי השפעות של 730nm רחוק אדום leds על צמחים
1. הימנעות צל של אור אדום רחוק ב 730nm
אחת ההשפעות החשובות ביותר של 730nm אור אדום רחוק על הצמחים הוא הימנעות צל (איור 3).
אם הצמח נחשף רק 660nm של אור אדום עמוק, זה ירגיש כאילו הוא באור שמש ישיר יגדל כרגיל. אם הצמח חשוף בעיקר לאור האדום הרחוק של 730nm, הצמח ירגיש כאילו הוא נחסם על ידי עוד מפעל גבוה יותר מאור שמש ישיר, כך המפעל יעבוד קשה יותר לצאת מן הצל, אשר מסייע לצמח לגדול גבוה , אבל לא בהכרח אומר כי יהיו יותר ביומסה (מסה ביו).
2. פריחה השפעה אינדוקציה של 730 ננומטר אור אדום רחוק
תפקיד חשוב נוסף של 730nm אור אדום רחוק ביישומים גננות היא שהיא יכולה לשלוט על מחזור הפריחה דרך 660nm ו 730nm ללא להסתמך אך ורק על השפעת העונות, אשר הוא בעל ערך רב עבור פרחים נוי.
ההמרה של פיגמנט רגיש מ Pr ל Pfr נגרמת בעיקר על ידי אור אדום עמוק של 660nm (המייצג את אור השמש במהלך היום), ואילו ההמרה של Pfr ל Pr בדרך כלל מתרחשת באופן טבעי בלילה, והוא יכול גם להיות מגורה על ידי אור אדום של 730nm, כפי שמוצג באיור 4.
הוא האמין בדרך כלל כי הפרחים של צמחים נשלט על ידי פיגמנטים רגיש בעיקר תלוי ביחס של Pfr / Pr, כך שנוכל לשלוט על ערך Pfr / Pr על ידי 730 ננומטר של אור אדום רחוק, ובכך לשלוט על מחזור הפריחה בצורה מדויקת יותר.
3. מרשם של צמחים LED עבור אור קבוע
Leds משמשים בגננות והוא יכול להגביר את הצמח גידול של עד 40 אחוזים או פלואורסצנטי גמיש. כי LED יחיד הוא עצמאי זה מזה, הוא יכול לשלוט בביצועים בקלות בחממה.
Photonthetic פוטון שטף (PPF) של LED עצמו הוא יעיל מאוד, ואת PPF טיפוסי של כחול עמוק (450 ננומטר) ו אדום אדום (730nm) LED הוא 2.3. Mol / J, אולטרה אדום (660nm) LED עם photactivity PPF טיפוסי של 3.1? על mol / J, ואת אורך הגל של אלה LED מתאים היטב עם כלורופיל A / b, ספקטרום קרוטנואיד רגיש פיגמנט Pr / Pfr, אשר יכול להשיג יעילות גבוהה להפחית באופן משמעותי את צריכת האנרגיה.
Leds אינם פולטים חום לכיוון הצמח ואינם פוגעים בצמח ומתאימים לעיבוד עליון, פנימי ורב שכבתי. יחס R / FR הוא היחס בין האור האדום (660 ננומטר) לאור אדום רחוק (730 ננומטר). יחס R / B הוא היחס של אור אדום (660 ננומטר) לאור כחול (450nm). באמצעות שליטה יחס R / FR יחס R / B, מרשם אור אופטימלי ניתן להשיג עבור צמחים שונים.
