Lys spiller en vigtig rolle i plantevækst og udvikling. Det påvirker næsten alle stadier af plantevækst.
Virkningen af lys på planter er hovedsageligt vist i to aspekter:
Den ene er at give strålende energi til fotosyntese.
For det andet som et signal til regulering af mange fysiologiske processer gennem hele livscyklusen af planter.
Lyseffekter på plantevækst - fotosyntese og lysfølsomme pigmenter
Væksten og udviklingen af planter afhænger normalt af sollys, men fabrikkens produktion af grøntsager, blomster og andre kommercielle afgrøder, vævskultur og reproduktion af in vitroplanter osv. Har også brug for kunstig lyskilde for at supplere lys for at Fremme fotosyntese.
Fotosyntese er processen, hvormed grønne planter bruger lysenergi gennem kloroplaster for at omdanne kuldioxid og vand til energiopbevarende organismer og frigive ilt. En nøglespiller i denne proces er chloroplasterne inden for planteceller. Under påvirkning af sollys transformerer kloroplaster kuldioxid ind i bladet gennem stomata og vand absorberes af rødderne i glukose og frigiver ilt på samme tid.
Det fotosystem, hvori lyse reaktioner opstår, består af forskellige pigmenter, såsom chlorophyll a, chlorophyll b og katotenoider. De vigtigste absorptionsspektre for chlorophyll a, chlorophyll b og carotenoider er koncentreret ved 450 nm og 660 nm. Derfor for at fremme fotosyntese er 450nm dybblå LED og 660nm superrød LED primært vedtaget, og der tilføjes nogle hvide LED'er for at opnå et effektivt LED-plantelystilskud, som vist i figur 1:
For at kunne opleve lysintensiteten, lyskvaliteten, lysretningen og fotoperioden i det omgivende miljø og reagere på dets ændringer har planter udviklet lysfølsystemet (lysreceptor).
Fotoreceptorer er nøglen for planter til at mærke forandringer i det ydre miljø. De vigtigste fotoreceptorer i planter er phytochrome, der absorberer rødt / farrødt lys.
Lysfølsomme pigmenter er en gruppe pigmentproteiner, der reverserer absorptionen af rødt og fjernt rødt lys, deltager i fotomorfogenese og regulerer planteudvikling. De er yderst følsomme for rødt lys (R) og langt rødt lys (FR) og spiller en vigtig rolle i hele vækst- og udviklingsprocessen fra spiring til modenhed.
Lysfølsomme pigmenter i planter findes i to stabile tilstande: rød lysabsorptionstype (Pr, lmax = 660nm) og farrød lysabsorptionstype (Pfr, lmax = 730nm). De to typer lysabsorption kan omdannes i rødt og farrødt lys.
Undersøgelser af korrelationen mellem lysfølsomme pigmenter, virkningerne af lysfølsomme pigmenter (Pr, Pfr) på plantemorfologi omfatter frøspiring, afsvovling, stammeforlængelse, bladudvidelse, skyggeunddragelse og blomstring induktion.
Derfor har den komplette LED-planteplan ikke kun 450nm blåt lys og 666nm rødt lys, men også 730 nm farrødt lys. Dybblått lys (450 nm) og ultra rødt lys (660 nm) giver spektret til fotosyntese, mens langt rødt lys (730 nm) styrer processen fra spiring til vegetativ vækst til blomstring.
Som vist i figur 2 giver en passende kombination af dybblå (450 nm), ultra rød (660 nm) og langt rød (730 nm) bedre kromatografisk dækning og optimale vækstmønstre.
Der er to effekter af 730nm farrøde ledninger på planter
1. Skygge undgåelse af far-rødt lys ved 730nm
En af de vigtigste virkninger af 730nm farrødt lys på planter er skyggeunddragelse (figur 3).
Hvis en plante udsættes for kun 660 nm dyb rødt lys, vil det føle sig som om det er i direkte sollys og vil vokse normalt. Hvis planten primært udsættes for det langt røde lys på 730 nm, vil planten føle sig som om den er blokeret af en anden højere plante fra direkte sollys, så planten vil arbejde hårdere for at komme ud af skyggen, hvilket hjælper planten til at vokse højere , men betyder ikke nødvendigvis, at der vil være mere biomasse (biomasse).
2. Blomstrende induktionseffekt af 730 nm farrødt lys
En anden vigtig rolle for 730nm farrødt lys i havebrugsapplikationer er, at det kan styre blomstringscyklus gennem 660nm og 730nm uden at stole udelukkende på indflydelse af årstider, hvilket er af stor værdi for prydplanter.
Omdannelsen af lysfølsomt pigment fra Pr til Pfr induceres hovedsageligt af det dybe røde lys på 660 nm (der repræsenterer sollyset om dagen), mens omdannelsen af Pfr til Pr normalt forekommer naturligt om natten, og det kan også stimuleres af far- rødt lys på 730 nm, som vist i figur 4.
Det antages generelt, at blomster af planter kontrolleret af lysfølsomme pigmenter hovedsageligt afhænger af forholdet Pfr / Pr, så vi kan styre Pfr / Pr værdien med 730 nm farfarødt lys og dermed styre blomstringscyklus mere præcist.
3. Recept af LED-planter til fast lys
Leds anvendes i gartnerier og kan øge plantevæksten med op til 40 procent eller i fleksibel florescens. Fordi den enkelte LED er uafhængig af hinanden, kan den let styre ydeevnen i drivhuset.
Den fotosyntetiske Photon Flux (PPF) i selve LED'en er meget effektiv, og den typiske PPF af dybblå (450 nm) og farrode (730 nm) LED er 2,3. Mol / J, ultra rød (660nm) LED med typisk PPF fotoaktivitet på 3,1? Omkring mol / J og bølgelængden af disse LED'er passer godt overens med klorofyl a / b, carotenoid og lysfølsomt pigment Pr / Pfr absorptionsspektrum, hvilket kan opnå høj effektivitet og reducere energiforbruget betydeligt.
Leds udsender ikke varme i retning af planten og beskadiger ikke planten og er velegnede til top-, interiør- og flerlags dyrkning. R / FR-forholdet er forholdet mellem rødt lys (660 nm) og far-rødt lys (730 nm). R / B-forholdet er forholdet mellem rødt lys (660 nm) og blåt lys (450 nm). Gennem kontrollen af R / FR-forhold og R / B-forholdet kan den optimale lyskilde opnås for forskellige planter.
