kasvit tarvitsevat valoa koko elinkaarensa ajan itämisestä kukka-ja siementuotantoon. Kasvuprosessin aikana ne eivät absorboi kaikkia valon aallonpituuksia (auringon säteily), vaan valikoivat absorboimaan oikean aallonpituuden tarpeidensa mukaan.
Klorofylleillä (klorofylli A ja B) on tärkeä rooli fotosynteesissä, mutta ne eivät ole ainoita kromoforeja. Kasveilla on muita fotosynteettisiä pigmenttejä, joita kutsutaan antennipigmenteiksi (kuten karotenoidit β-karoteeni, zeaksantiini, lykopeeni ja luteiini jne.), jotka osallistuvat valon absorptioon ja joilla on merkittävä rooli fotosynteesissä.
LED on puolijohdediodityyppi, jonka avulla spektrikoostumuksen säätely ja valon voimakkuuden Mukauttaminen voidaan sovittaa kasvien fotoreseptoreihin paremman kasvun mahdollistamiseksi ja kasvien morfologian sekä erilaisten fysiologisten prosessien, kuten kukinnan ja fotosynteettisen tehokkuuden, vaikuttamiseksi. Useat raportit ovat vahvistaneet onnistuneen kasvun kasvien LED-valaistus.
esimerkiksi lehtisalaatin biomassatuotto kasvoi, kun punaisen LED-säteilevän valon aallonpituus nousi 660 nm: stä 690 nm: iin. Siniset LEDit (440 ja 476 nm) yhdistettynä punaisiin ledeihin aiheuttivat kiinankaalikasveissa suuremman klorofyllisuhteen. Sinisen (400-500 nm) LED-valon ja punaisen LED-valon positiiviset vaikutukset vihreän kasvin kasvuun ja ravintoarvoon on osoitettu useissa kokeissa. Punainen LED-valo (640 nm) ainoana lähteenä ja tulokset osoittivat antosyaanipitoisuuden lisääntyneen punalehtikaalissa. Vihreä (495-566nm) ja keltainen (566-589nm) valo edistävät fotosynteesiä, oranssi (589-627 nm) optimoi maksimaalisen fotosynteesin ja punainen valo (627-770 nm) parantaa kukintaa, varren venymistä. Useat perunalla, retiisillä ja lehtisalaatilla tehdyt puutarhakokeet ovat osoittaneet sinisen (400-500 nm) valon vaatimuksen suuremmalle biomassalle ja lehtien pinta-alalle.
valospektrin tärkein osa on 400-700 nm, joka tunnetaan fotosynteettisesti aktiivisena säteilynä (PAR), tämä Spektrialue vastaa enemmän tai vähemmän ihmissilmän näkyvää spektriä.
Kaukopunakin tärkeä kasvuvaiheessa. Far-Redin (730 nm) ja Redin (640 nm) käyttö lisäsi kokonaisbiomassaa ja lehtien pituutta, kun taas antosyaani-ja antioksidanttipotentiaali vaimenivat. Far-Redin (735 nm) ja punaisen (660 nm) LED-valon lisääminen sweet pepperiin johti korkeampiin kasveihin, joiden runkobiomassa oli suurempi kuin pelkillä punaisilla ledeillä .
auringon säteily
auringon säteily voidaan jakaa kolmeen aaltopituuteen:
- ultravioletti (UV) vastaa alle 400 nm: n aallonpituuksia ja voi suuren energiansa vuoksi aiheuttaa ihovaurioita.
- näkyvä valo, 380-770 nm: n aaltopituudella ja sisältää PAR (400-700 nm) – aaltopituuden. Näkyvän valon eri väreillä, jotka vastaavat eri aaltoviivaa, ei välttämättä ole samaa tehtävää kasvin kehityksen kannalta.
- infrapuna (IR) on suurempi kuin 770 nm ja sillä on lämmitysvaikutus. Punainen:Far-red (r: FR) – suhde on erittäin tärkeä kasveille, koska se vaikuttaa kasvien kasvuvasteeseen.
Punainen
Punainen (630-720 nm) valo tarvitaan fotosynteettisen laitteen kehittämiseen ja yhteyttämiseen. Se on välttämätöntä varren kasvulle sekä lehtien laajenemiselle. Tämä aallonpituus säätelee myös kukintaa, lepokausia ja siementen itämistä.
Sininen
Sininen (400-520 nm) valo on tärkeää klorofyllin synteesille, kloroplastien kehittymiselle, ilmarakojen avautumiselle ja fotomorfogeneesille. Sininen valo on sekoitettava huolellisesti muiden spektrien valoon, koska liiallinen valolle altistuminen tällä aallonpituudella voi estää tiettyjen kasvilajien kasvun. Sinisen alueen valo vaikuttaa myös kasvin klorofyllipitoisuuteen sekä lehtien paksuuteen.
vihreä
vihreä (500-600 nm) tunkeutuu paksujen latvakatosten läpi kannattelemaan lehtiä alimmassa latvustossa. Pelkkä vihreä valo ei riitä tukemaan kasvien kasvua, koska kasvi imee sitä vähiten, mutta kun sitä käytetään yhdessä punaisen, sinisen ja kaukopunaisen kanssa, vihreä valo näyttää varmasti joitakin tärkeitä fysiologisia vaikutuksia. Vihreän valon lisääminen lisäsi salaatin kasvua punaisen ja sinisen LED-valaistuksen alla. Vihreät LEDit, joissa on korkea PPF (300 µmol/m-2/s-1), tehostavat tehokkaimmin salaatin kasvua.
PAR-arvon ylittävän Kaukopunaisen LED-valon
KAUKOPUNAISEN LED-valon (700-725 nm) on osoitettu tukevan kasvin kasvua ja yhteyttämistä . Kaukana punainen valo kulkee myös tiheiden ylempien katosten läpi tukeakseen alempana kasveilla sijaitsevien lehtien kasvua. Lisäksi altistuminen IR-valolle vähentää aikaa, jonka kasvi tarvitsee kukkiakseen. Toinen kaukana punaisesta valosta saatava hyöty on se, että kasvit, jotka altistuvat tälle aallonpituudelle, tuottavat yleensä suurempia lehtiä kuin ne, jotka eivät altistu valolle tässä spektrissä.
Punainen + sininen
punaisen (660, 670, 680 ja 690 nm) ja sinisen (430, 440, 460 ja 475 nm) valon eri aallonpituuksilla saattaa olla epätasaisia vaikutuksia kasveihin kasvilajeista riippuen.
Vihreä + Punainen + sininen
vihreän (525 nm) LED-valon vaikutus Arabidopsis-taimien itämiseen ja tulokset osoittivat, että vihreän, punaisen ja sinisen LED-valon alla kasvatetut taimet ovat pidempiä kuin pelkän punaisen (630 nm) ja sinisen (470 nm) alla kasvatetut taimet.
Vihreä + Punainen+sininen + kauko-punainen
punaisen ja kaukopunaisen valon on osoitettu vaikuttavan fotomorfogeneesiin, joten punaisen ja kaukopunaisen valon suhteella on myös tärkeä rooli kukinnan säätelyssä. Kokeet eri aallonpituus vihreä, Punainen, sininen, ja far-punainen valot (LED) olisi hyödyllistä määrittää lajikohtainen optimaalinen aallonpituus kasvien kasvua. Valovastespektritutkimusten tuloksia voitaisiin käyttää suunniteltaessa energiatehokkaaksi räätälöityä valovastespektriä tietyille kasvilajeille.
kun kasvit kypsyvät ja käyvät läpi kasvusyklinsä taimesta aikuiseksi ja sitten kukintaan ja hedelmään, ne käyttävät eri värispektrejä, joten ihanteellinen LED-valo on erilainen jokaisessa kasvuvaiheessa. Paras väriskaala riippuu myös siitä, millaista kasvia yrität kasvattaa. Tämä voi olla hyvin monimutkaista ja on tärkeää kaupallisille viljelijöille, joilla he haluavat maksimoida tuloksia.
se viittaa myös siihen, että valot voivat lisätä ravintoarvoa ja parantaa antioksidanttitilaa vihreissä vihanneksissa: lisääntynyttä karotenoidia, C-vitamiinia, antosyaania ja polyfenolia. Tulevaisuudessa yhä useammat tutkimukset auttavat meitä ymmärtämään paremmin, miten valot muokkaavat kasvien kasvua.