rośliny wymagają światła przez cały okres ich życia od kiełkowania do produkcji kwiatów i nasion. Podczas procesu wzrostu nie absorbują wszystkich długości fal światła (promieniowania słonecznego), ale selektywnie absorbują odpowiednią długość fali zgodnie z ich wymaganiami.
chlorofile (chlorofil a i b) odgrywają ważną rolę w fotosyntezie, ale nie są jedynymi chromoforami. Rośliny mają inne pigmenty fotosyntetyczne, znane jako pigmenty ANTENOWE (takie jak karotenoidy β-karoten, zeaksantyna, likopen i luteina itp.), które uczestniczą w absorpcji światła i odgrywają znaczącą rolę w fotosyntezie.
LED to rodzaj diody półprzewodnikowej, która umożliwia kontrolę składu spektralnego i dostosowanie natężenia światła do fotoreceptorów roślinnych, aby zapewnić lepszy wzrost i wpływać na morfologię roślin, a także różne procesy fizjologiczne, takie jak kwitnienie i wydajność fotosyntetyczna. Kilka raportów potwierdziło udany wzrost roślin pod oświetleniem LED.
na przykład wydajność biomasy sałaty wzrosła, gdy długość fali emitowanego światła czerwonego LED wzrosła z 660 do 690 nm. Niebieskie diody LED (440 i 476 nm) stosowane w połączeniu z czerwonymi diodami LED powodowały wyższy stosunek chlorofilu w roślinach kapusty pekińskiej. Pozytywny wpływ niebieskiego (400-500 nm) światła LED w połączeniu z czerwonym światłem LED na zielony wzrost warzyw i wartość odżywczą wykazano w kilku eksperymentach. Czerwone światło LED (640 nm) jako jedyne źródło i wyniki wykazały wzrost zawartości antocyjanów w czerwonej kapuście liściowej. Zielone (495-566 nm) i żółte (566-589 nm) światło przyczynia się do fotosyntezy, pomarańczowe (589-627 nm) zoptymalizuje dla maksymalnej fotosyntezy, a czerwone (627-770 nm) zwiększa kwitnienie, wydłużenie łodygi. Kilka eksperymentów ogrodniczych z ziemniakami, rzodkiewką i sałatą wykazało zapotrzebowanie na niebieskie (400-500 nm) światło dla większej biomasy i powierzchni liści.
najważniejszą częścią widma światła jest 400 do 700 nm, które jest znane jako promieniowanie fotosyntetycznie aktywne (PAR), ten zakres widmowy odpowiada mniej więcej widmowi widzialnemu ludzkiego oka.
Far-red również ważny podczas procesu wzrostu. Zastosowanie dalekiej Czerwieni (730 nm) z czerwienią (640 nm) spowodowało wzrost całkowitej biomasy i długości liści, podczas gdy antocyjanina i potencjał przeciwutleniający zostały stłumione. Dodanie dalekiej Czerwieni (735 nm) do czerwonego (660 nm) światła LED na słodkiej papryce spowodowało wyższe rośliny o większej biomasie łodyg niż same czerwone diody LED .
promieniowanie słoneczne
promieniowanie słoneczne można podzielić na trzy zakresy fal:
- ultrafiolet (UV) odpowiada długościom fal mniejszym niż 400 nm i może powodować uszkodzenie skóry z powodu ich wysokiej energii.
- światło widzialne, w zakresie fal 380-770 nm i zawiera zakres falowy PAR (400-700 nm). Różne kolory światła widzialnego, które odpowiadają różnym zakresom fal, mogą nie mieć tej samej funkcji w rozwoju rośliny.
- Podczerwień (IR), większa niż 770 nm i mają efekt ogrzewania. Czerwony:stosunek dalekiej Czerwieni (R:FR) jest bardzo ważny dla roślin, ponieważ wpływa na reakcję wzrostu roślin.
czerwone
czerwone (630-720 nm) światło jest wymagane do rozwoju aparatu fotosyntetycznego i fotosyntezy. Jest niezbędny do wzrostu łodyg, a także ekspansji liści. Ta długość fali reguluje również kwitnienie, okresy spoczynku i kiełkowanie nasion.
Niebieski
światło niebieskie (400-520 nm) jest ważne dla syntezy chlorofilu, rozwoju chloroplastów, otwarcia jamy ustnej i fotomorfogenezy. Niebieskie światło musi być starannie mieszane ze światłem w innych widmach, ponieważ nadmierna ekspozycja na światło w tej długości fali może hamować wzrost niektórych gatunków roślin. Światło w niebieskim zakresie wpływa również na zawartość chlorofilu obecnego w roślinie, a także na grubość liści.
Zielony
Zielony (500 – 600 nm) przenika przez grube górne zadaszenia, aby podtrzymać liście w dolnej czaszy. Samo Zielone światło nie wystarcza do wspierania wzrostu roślin, ponieważ jest najmniej wchłaniane przez roślinę, ale gdy jest używane w połączeniu z czerwonym, niebieskim i dalekiej Czerwieni, Zielone światło z pewnością pokaże pewne ważne efekty fizjologiczne. Suplementacja zielonym światłem poprawiła wzrost sałaty pod czerwonym i niebieskim oświetleniem LED. Zielone diody LED o wysokim PPF (300 µmol / m-2 / S-1) są najbardziej skuteczne w zwiększaniu wzrostu sałaty.
dalekowzroczne światło LED
dalekowzroczne światło LED (700-725 nm), które znajduje się poza PAR, wykazano, że wspiera wzrost roślin i fotosyntezę . Daleko czerwone światło przechodzi również przez gęste górne zadaszenia, aby wspierać wzrost liści znajdujących się niżej na roślinach. Ponadto ekspozycja na światło podczerwone skraca czas kwitnienia rośliny. Inną zaletą światła dalekiej czerwieni jest to, że rośliny wystawione na tę długość fali mają tendencję do wytwarzania większych liści niż te, które nie są wystawione na działanie światła w tym spektrum.
Czerwony+Niebieski
różne długości fali światła czerwonego (660, 670, 680 i 690 nm) i niebieskiego (430, 440, 460 i 475 nm) mogą mieć nierównomierny wpływ na rośliny w zależności od gatunku roślin.
Zielony + Czerwony+ Niebieski
wpływ Zielonego (525 nm) światła LED na kiełkowanie sadzonek Arabidopsis i wyniki wykazały, że sadzonki uprawiane pod zielonym, czerwonym i niebieskim światłem LED są dłuższe niż te uprawiane pod samym czerwonym (630 nm) i niebieskim (470 nm).
Zielony+Czerwony+Niebieski+daleko-czerwony
światło czerwone i daleko-czerwone mają wpływ na fotomorfogenezę, dlatego stosunek światła czerwonego i dalekiej Czerwieni odgrywa również ważną rolę w regulacji kwitnienia. Eksperymenty z różną długością fali światła zielonego, czerwonego, niebieskiego i dalekiej Czerwieni (dostarczane przez diody LED) byłyby korzystne w określaniu optymalnej długości fali dla wzrostu roślin. Wyniki badań spektrum reakcji światła można wykorzystać do zaprojektowania energooszczędnego widma reakcji światła dostosowanego do konkretnych gatunków roślin.
gdy rośliny dojrzewają i przechodzą przez cykl wzrostu od sadzonki do dorosłego, a następnie kwitną i owocują, używają różnych spektrum kolorów, więc idealne światło LED jest różne dla każdego etapu wzrostu. Najlepsze spektrum kolorów zależy również od rodzaju rośliny, którą próbujesz wyhodować. Może to być bardzo skomplikowane i ważne dla hodowców komercyjnych, którzy chcą zmaksymalizować wyniki.
sugeruje również, że światła mogą zwiększać wartość odżywczą i poprawiać stan przeciwutleniaczy w zielonych warzywach: zwiększony karotenoid, witamina C, antocyjanina i polifenol. W przyszłości coraz więcej badań pomoże nam lepiej zrozumieć, jak światła kształtują wzrost rośliny.