Соотношения в световом спектре

Одним из основных преимуществ светодиодов по сравнению с другими источниками света является возможность создания индивидуального спектра. С помощью спектра, настроенного под конкретное применение, можно лучше контролировать морфологию растений, однородность, качество урожая, время цветения и другие параметры. Это преимущество использования светового спектра для контроля роста растений становится еще более значительным при использовании светодиодного освещения в закрытых помещениях, т.е. в качестве единственного источника света.

Ученые, изучающие светодиодные технологии пришли к выводу, что растения могут по-разному реагировать при выращивании под разными источниками света. Монохроматический свет (например, светодиоды, состоящие только из красных и синих чипов), как правило, отстает в реакции растений по сравнению с непрерывным (широким) спектром, где различные длины волн перекрываются. Помимо того, насколько богат спектр различными цветами, мы также должны учитывать различные соотношения цветов как фактор, способствующий развитию, например, соотношение красного и дальнего красного (R:Fr) и соотношение синего и зеленого (B:G).

Соотношение красного и дальнего красного (R:Fr)

Большинство исследований по реакции растений было проведено в отношении соотношения красного и дальнего красного. Поверхность листьев растений содержит фоторецепторы, поглощающие красный и дальний красный свет, называемые фитохромами-B (phyB). PhyB переключается между биологически неактивной (Pr, λmax, 660 нм) и активной (Pfr; λmax, 730 нм) формами.

Эти формы непосредственно влияют на фотоморфогенез, удлинение, прорастание и цветение растений (Franklin and Whitelam 2005). Это хороший пример того, что в непрерывном спектре светодиодного света важно не только процентное соотношение дальнего и красного, но и соотношение между ними и фотонной нагрузкой, которую создает спектр (Croser at al. 2016).

Соотношения спектра в светодиодных светильниках

Существуют различные определения того, к какому цвету относится та или иная длина волны. Согласно Sellaro et. al. (2010), красный свет находится в диапазоне 620–680 нанометров, а дальний красный — в диапазоне 700–750 нанометров.

Если проанализировать научную литературу, то можно заметить, что соотношение красного и дальнего красного описывается как относительно низкое (2–3), чтобы напоминать солнечный свет, который имеет соотношение R:Fr около 0,6–1,3 (0,6 утром и вечером и 1,0–1,3 в полдень). Чем выше отношение R:Fr, тем более компактным будет растение, и наоборот.

Растения также ощущают повышенное количество дальнего красного цвета в спектре и интерпретируют его как нахождение в тени. Это приводит к так называемому "синдрому избегания тени", который приводит к вытягиванию стебля и более раннему цветению.

Соотношение R:Fr у Arabidopsis Thaliana

Показанные выше растения — 27-дневные проростки Arabidopsis thaliana, выращенные при различных спектрах и одинаковой интенсивностью в 40 мкмоль/м2/с1 .

A) Люминесцентная лампа (ЭСЛ): R:FR 5,87 B : G 2,7 FR

B) LED1: R:FR 5.5 / B:G 1.8 / FR 8 %

C) LED2: R:FR 3,3 / B:G 1,2 / FR 17 %

D) LED3: R:FR 3.1 / B:G 25.9 / FR 25 %

(R:FR) — соотношение красного и дальнего красного
(B:G) — cоотношение синего и зеленого

Синий цвет в спектре является критическим для процесса фотосинтеза и поэтому вместе с красным цветом является основой для построения хорошего спектра для растений. Однако эффект синего цвета в значительной степени зависит от соотношения синего и зеленого цветов (Möglich et al. 2009). В более поздней научной литературе еще большее внимание уделяется интенсивности и длине волны зеленого цвета.

Получены подтверждения того, что зелёная волна проникает в мезофил листьев глубже, чем синие и красные волны. Более того, ученые выяснили, что она способна проникать через верхние листья в нижние части растения и стимулировать фотосинтез там, где другие длины волн ограничены (Smith et al. 2017).

Одним из направлений будущих исследований может стать изучение соотношения зеленого и красного, поскольку известно, что зеленый влияет и на реакцию растений на красный свет.

Узнай правду о светильниках "полного спектра"

Резухови́дка (резу́шка) Та́ля (лат. Arabidopsis thaliana) — растение; вид рода Резуховидка(Arabidopsis) семейства Капустные (Brassicaceae). Это небольшое цветковое растение; его исходный ареал включает Европу, Азию и север Африки, а в наше время резуховидка Таля распространилась по всем континентам, кроме Антарктиды.

В связи с относительно коротким циклом развития является удобным модельным организмом в молекулярно-биологических, генетических и физиологическихисследованиях, где известна под транслитерацией родового латинского названия — Арабидо́псис.

Магазин Just Grow
Телеграм-бот и каталог
Телеграм-канал