planten hebben licht nodig gedurende hun hele levensduur, van ontkieming tot bloem-en zaadproductie. Tijdens het groeiproces absorberen ze niet alle golflengten van licht (zonnestraling), maar selectief in het absorberen van de juiste golflengte volgens hun vereisten.
Chlorofyllen (chlorofyl a en B) spelen een belangrijke rol bij de fotosynthese, maar zij zijn niet de enige chromoforen. Planten hebben andere fotosynthetische pigmenten, bekend als antenne pigmenten (zoals de carotenoïden β-caroteen, zeaxanthine, lycopeen en luteïne etc.), die deelnemen aan lichtabsorptie en een belangrijke rol spelen bij fotosynthese.
LED is een type halfgeleiderdiode waarmee de regeling van de spectrale samenstelling en de aanpassing van de lichtintensiteit kan worden afgestemd op de fotoreceptoren van planten om een betere groei te bewerkstelligen en de morfologie van planten en verschillende fysiologische processen zoals bloei en fotosynthetische efficiëntie te beïnvloeden. Verschillende rapporten hebben bevestigd succesvolle groei van planten onder LED-verlichting.
de biomassa van sla nam bijvoorbeeld toe wanneer de golflengte van rood LED-licht steeg van 660 tot 690 nm. Blauwe LEDs (440 en 476 nm) gebruikt in combinatie met rode LEDs veroorzaakt hogere chlorofyl ratio in Chinese kool planten. Positieve effecten van blauw (400-500 nm) LED-licht in combinatie met rood LED-licht op groene plantaardige groei en voedingswaarde zijn aangetoond in verschillende experimenten. Rode LED (640 nm) licht als enige bron en de resultaten toonden een toename van het gehalte aan anthocyanine in rode bladkool. Groen (495-566nm) en geel (566-589nm) licht draagt bij aan fotosynthese, oranje (589-627 nm) zal optimaliseren voor maximale fotosynthese en rood licht (627-770 nm) verbetert de bloei, stengel verlenging. Verschillende tuinbouwexperimenten met aardappel, radijs en sla hebben aangetoond dat blauw (400-500 nm) licht nodig is voor een hoger biomassa-en bladoppervlak.
het belangrijkste deel van het lichtspectrum is 400 tot 700 nm, dat bekend staat als fotosynthetisch actieve straling (PAR), dit spectrale bereik komt overeen met min of meer het zichtbare spectrum van het menselijk oog.
Far-red ook belangrijk tijdens het groeiproces. Toepassing van far-red (730 nm) met red (640 nm) veroorzaakte een toename van de totale biomassa en de bladlengte, terwijl anthocyanine en antioxidantpotentiaal werden onderdrukt. Toevoeging van verrood (735 nm) aan het Rode (660 nm) LED-licht op paprika resulteerde in grotere planten met een hogere stambiomassa dan alleen rode LED ‘ s .
zonnestraling
de zonnestraling kan worden onderverdeeld in drie golfbanden:
- het ultraviolette (UV) komt overeen met golflengten van minder dan 400 nm en kan door hun hoge energie huidschade veroorzaken.
- het zichtbare licht, binnen het 380-770 nm golfbereik, en bevat het PAR (400-700 nm) golfbereik. De verschillende kleuren van het zichtbare licht, dat overeenkomt met verschillende ontvangstband, hebben mogelijk niet dezelfde functie voor de ontwikkeling van de plant.
- het infrarood (IR), groter dan 770 nm en hebben een verwarmingseffect. Rood: ver-rood (R:FR) verhouding is erg belangrijk voor planten omdat het de groeireactie van planten beïnvloedt.
rood
rood (630-720 nm) licht is nodig voor de ontwikkeling van het fotosynthetische apparaat en de fotosynthese. Het is essentieel voor de groei van stengels, evenals de uitzetting van bladeren. Deze golflengte regelt ook de bloeiperiode, de rustperiode en de kiemkracht van het zaad.
blauw
blauw (400-520 nm) licht is belangrijk voor de synthese van chlorofyl, chloroplastontwikkeling, stomatale opening en fotomorfogenese. Blauw licht moet zorgvuldig worden gemengd met licht in andere spectra aangezien overbelichting aan licht in deze Golflengte de groei van bepaalde plantensoorten kan stunten. Licht in het blauwe bereik beïnvloedt ook het chlorofylgehalte aanwezig in de plant en de bladdikte.
groen
groen (500 – 600 nm) dringt door dikke Topdaken om de bladeren in het onderste bladerdak te ondersteunen. Groen licht alleen is niet genoeg om de groei van planten te ondersteunen, omdat het het minst wordt opgenomen door de plant, maar wanneer het wordt gebruikt in combinatie met rood, blauw en verrood, zal Groen Licht zeker een aantal belangrijke fysiologische effecten vertonen. Suppletie van groen licht verbeterde slagroei onder rode en blauwe LED verlichting. Groene LED ‘ s met hoge PPF (300 µmol/m-2/S-1) zijn het meest effectief om de groei van sla te verbeteren.
Far-red LED-licht
Far-red LED-licht (700-725 nm) dat de PAR overschrijdt, blijkt de plantengroei en fotosynthese te ondersteunen . Ver rood licht gaat ook door dichte bovenste luifels om de groei van bladeren lager op de planten te ondersteunen. Bovendien vermindert blootstelling aan IR-licht de tijd die een plant nodig heeft om te bloeien. Een ander voordeel van ver rood licht is dat planten blootgesteld aan deze Golflengte de neiging hebben om grotere bladeren te produceren dan die niet blootgesteld aan licht in dit spectrum.
Rood + Blauw
verschillende golflengten van rood (660, 670, 680 en 690 nm) en Blauw (430, 440, 460 en 475 nm) licht kunnen ongelijke effecten hebben op planten, afhankelijk van plantensoorten.
Groen + Rood + Blauw
het effect van groen (525 nm) LED-licht op de ontkieming van Arabidopsis-zaailingen en de resultaten toonden aan dat zaailingen die onder Groen, rood en blauw LED-licht worden geteeld langer zijn dan die onder rood (630 nm) En Blauw (470 nm) alleen.
Groen + Rood + Blauw + Far-rood
rood en far-rood licht hebben invloed op de fotomorfogenese, dus speelt de verhouding van rood en far-rood licht ook een belangrijke rol in de regulatie van de bloei. Experimenten met verschillende golflengtes van groene, rode, blauwe en verrode lichten (geleverd door LED ‘ s) zouden nuttig zijn bij het bepalen van de soortspecifieke optimale golflengte voor plantengroei. De bevindingen van de studies over het lichtresponsspectrum zouden kunnen worden gebruikt om een energie-efficiënt aangepast lichtresponsspectrum voor specifieke plantensoorten te ontwerpen.
naarmate planten rijpen en hun groeicyclus doorlopen, van zaailing tot volwassen planten, en dan bloeien en vrucht dragen, gebruiken ze verschillende kleurspectrums, zodat het ideale LED-licht voor elke fase van de groei verschillend is. Het beste kleurenspectrum hangt ook af van het type plant dat je probeert te kweken. Dit kan erg ingewikkeld worden en is belangrijk voor commerciële kwekers waar ze resultaten willen maximaliseren.
het wijst er ook op dat licht de voedingswaarde en de antioxidantstatus in groene groenten kan verhogen: verhoogde carotenoïde, vitamine C, anthocyanine en polyfenol. In de toekomst zal meer en meer onderzoek ons helpen om beter te begrijpen hoe lichten de groei van planten vormgeven.