planter kræver lys gennem hele deres levetid fra spiring til blomster-og frøproduktion. Under vækstprocessen absorberer de ikke alle bølgelængder af lys (solstråling), men selektive til at absorbere den korrekte bølgelængde i henhold til deres krav.
Chlorophyler (chlorophyll a og b) spiller en vigtig rolle i fotosyntesen, men de er ikke de eneste chromophorer. Planter har andre fotosyntetiske pigmenter, kendt som antennepigmenter (såsom carotenoiderne.), som deltager i lysabsorption og spiller en væsentlig rolle i fotosyntese.
LED er en type halvlederdiode, der tillader kontrol af spektral sammensætning og tilpasning af lysintensitet, der skal matches med plantefotoreceptorerne for at give bedre vækst og påvirke plantemorfologi såvel som forskellige fysiologiske processer såsom blomstring og fotosyntetisk effektivitet. Flere rapporter har bekræftet en vellykket vækst af planter under LED-belysning.
for eksempel steg biomasseudbyttet af salat, når bølgelængden af rødt LED-udsendt lys steg fra 660 til 690 nm. Blå lysdioder (440 og 476 nm) anvendt i kombination med røde lysdioder forårsagede højere klorofylforhold i kinesiske kålplanter. Positive effekter af blåt (400-500 nm) LED-lys i kombination med rødt LED-lys på grøn vegetabilsk vækst og næringsværdi er blevet vist i flere eksperimenter. Rød LED (640 nm) lys som eneste kilde og resultater viste stigning i anthocyaninindholdet i rødbladkål. Grøn (495-566nm) og gul (566-589nm) lys bidrager til fotosyntese, orange (589-627 nm) vil optimere for maksimal fotosyntese og rødt lys (627-770 nm) forbedrer blomstring, stilk forlængelse. Flere havebrugseksperimenter med kartoffel, radise og salat har vist kravet om blåt (400-500 nm) lys til højere biomasse og bladareal.
den vigtigste del af lysspektret er 400 til 700 nm, der er kendt som fotosyntetisk aktiv stråling (PAR), dette spektrale område svarer til mere eller mindre det synlige spektrum af det menneskelige øje.
Far-Rød også vigtig under vækstprocessen. Anvendelse af farrød (730 nm) med rød (640 nm) forårsagede stigning i total biomasse og bladlængde, mens anthocyanin og antioksidantpotentiale blev undertrykt. Tilsætning af langt rødt (735 nm) til det røde (660 nm) LED-lys på sød peber resulterede i højere planter med højere stammebiomasse end røde lysdioder alene .
solstråling
solstrålingen kan opdeles i tre bølgebånd:
- den ultraviolette (UV) svarer til bølgelængderne mindre end 400 nm og kan forårsage hudskader på grund af deres høje energi.
- det synlige lys inden for 380-770 nm bølgebånd og indeholder par (400-700 nm) bølgebånd. De forskellige farver i det synlige lys, der svarer til forskellige bølgebånd, har muligvis ikke den samme funktion mod plantens udvikling.
- den infrarøde (IR), større end 770 nm og har en varmeeffekt. Rød: Far-rød (r: FR) forhold er meget vigtigt for planter, fordi det påvirker plantevækstrespons.
Rød
Rød (630-720 nm) lys er nødvendig for udviklingen af det fotosyntetiske apparat og fotosyntese. Det er vigtigt for væksten af stængler såvel som udvidelsen af blade. Denne bølgelængde regulerer også blomstring, hvileperioder og frøspiring.
blå
blå (400-520 nm) lys er vigtigt for syntesen af klorofyl, chloroplastudvikling, stomatal åbning og fotomorfogenese. Blåt lys skal blandes omhyggeligt med lys i andre spektre, da overeksponering for lys i denne bølgelængde kan hæmme væksten af visse plantearter. Lys i det blå område påvirker også klorofylindholdet i planten såvel som bladtykkelsen.
grøn
grøn (500 – 600 nm) trænger gennem tykke øverste baldakiner for at understøtte bladene i den nederste baldakin. Grønt lys alene er ikke nok til at understøtte væksten af planter, fordi det er mindst absorberet af planten, men når det bruges i kombination med rødt, blåt og langt rødt, vil grønt lys helt sikkert vise nogle vigtige fysiologiske virkninger. Tilskud af grønt lys forbedret salatvækst under rød og blå LED-belysning. Grønne LED ‘ er med høj PPF (300 liter/m-2/S-1) er mest effektive til at øge væksten af salat.
langt rødt LED-lys
langt rødt LED-lys (700-725 nm), der ligger uden for PAR, har vist sig at understøtte plantevækst og fotosyntese . Langt rødt lys passerer også gennem tætte øvre baldakiner for at understøtte væksten af blade placeret lavere på planterne. Derudover reducerer eksponering for IR-lys den tid, en plante har brug for at blomstre. En anden fordel ved langt rødt lys er, at planter udsat for denne bølgelængde har tendens til at producere større blade end dem, der ikke udsættes for lys i dette spektrum.
Rød+blå
forskellige bølgelængder af rødt (660, 670, 680 og 690 nm) og blåt (430, 440, 460 og 475 nm) lys kan have ujævne virkninger på planter afhængigt af plantearter.
Grøn + Rød+ blå
effekten af grønt (525 nm) LED-lys på spiring af Arabidopsis-kimplanter og resultater viste, at kimplanter dyrket under grønt, rødt og blåt LED-lys er længere end dem, der dyrkes under rødt (630 nm) og blåt (470 nm) alene.
Grøn+Rød+blå+Farrød
rødt og langt rødt lys har vist sig at påvirke fotomorfogenese, således spiller forholdet mellem rødt og langt rødt lys også en vigtig rolle i reguleringen af blomstringen. Eksperimenter med forskellige bølgelængder af grønne, røde, blå og langt røde lys (leveret af LED ‘ er) ville være gavnlige til bestemmelse af den artsspecifikke optimale bølgelængde for plantevækst. Resultaterne af lysresponsspektrumundersøgelserne kunne bruges til at designe et energieffektivt skræddersyet lysresponsspektrum til specifikke plantearter.
når planter modnes og gennemgår deres vækstcyklus fra frøplante til voksen og derefter blomstrer og frugter, bruger de forskellige farvespektrum, så det ideelle LED-lys er forskelligt for hvert vækststadium. Det bedste farvespektrum afhænger også af den type plante, du prøver at dyrke. Dette kan blive meget kompliceret og er vigtigt for kommercielle avlere, hvor de ønsker at maksimere resultaterne.
det antyder også, at lys kan øge næringsværdien og forbedret antioksidantstatus i grønne grøntsager: øget carotenoid, C-vitamin, anthocyanin og polyphenol. I fremtiden vil mere og mere forskning hjælpe os med bedre at forstå, hvordan lys former vækst af planter.