страница загружается

ОСВІТЛЕННЯ РОСЛИН ЗА МЕЖАМИ ФОТОСИНТЕЗУ

дата публікації: 2018-10-07 12:13:01

Як світло впливає на розвиток рослин: фотоморфогенез

Ми знали, що світ протягом багатьох років відповідає за ріст рослин за допомогою фотосинтезу; однак вплив світла на розвиток рослин стало добре зрозумілим тільки в минулому столітті. Колір світла (спектральний якість світла) є не тільки важливою змінною для фотосинтезу, але також служить пакетом інформації, що сигналізує про світлових реакціях розвитку рослин, таких як проростання насіння, подовження стебла і цвітіння.

Термін, який використовується для опису цих реакцій у рослин, називається фотоморфогенез (фото = світло, і морфогенез = процес, який змушує організм розвивати свою форму). Морфологія рослин (архітектура рослин) надзвичайно важлива в сільському господарстві з контрольованим середовищем, де вертикальне чи горизонтальне простір для вирощування може бути обмежена. Залежно від архітектури рослини ви використовуєте необхідний параметр PAR.

Фотосинтетичний активне випромінювання (400 - 700 нм) в основному використовується для фотосинтезу, проте рослини можуть сприймати довжину хвилі в діапазоні від УФ-С (260 нм) до яскраво-червоного (730 нм) з використанням окремих фоторецепторів, які не використовуються для фотосинтезу. Ці фоторецептори направляють адаптивний відгук у рослин в умовах, що змінюються навколишнього середовища, щоб регулювати ключові етапи розвитку рослини, які сильно залежать від спектру світла, а в деяких випадках від часу, періодичності та загального впливу.

Фотосинтетичний активне випромінювання зазвичай називається щільністю потоку і вимірюється в мікромолі фотонів на квадратний метр поверхні. Є дуже низькі і високі відгуки, з відповідними достатніми рівнями світла, що варіюються від рівнів зоряного світла (для дуже низьких) до прямих сонячних променів (для високих). 

Метою даної статті є опис фотоморфогенних реакцій у рослин, щоб допомогти вам розглянути.

ЧЕРВОНИЙ І ДАЛЬНИЙ ЧЕРВОНИЙ СВІТЛО

Коли справа доходить до фотоморфогенеза, найбільш зрозумілими процесами розвитку рослин є процеси, контрольовані червоним і далеким червоним світлом (Для цілей даного обговорення ми будемо називати червоний (R) світло як спектральну область близько 660 нм і дальній червоний (FR) світло близько 730 нм). Щоб краще зрозуміти вплив, який ці дві спектральні області надають на розвиток рослин, необхідно спочатку зрозуміти значення пігменту, відомого як фітохром, який відповідає за опосередковані R і FR світлові реакції.

LED-система освітлення в порівнянні з типовим натрієм високого тиску (HPS)

фітохром - це пігментний білок, який існує в двох взаимопревращающихся формах: - форма, що поглинає червоне світло (Pr) і форма, що поглинає дальній червоний (Pfr). Фітохром перетворюється з однієї форми в іншу при поглинанні відповідного світла до тих пір, поки не буде встановлено рівновагу (фото-рівновагу фітохрому), причому відносна кількість кожної форми залежить головним чином від відносини світла R до FR в спектрі світла. Іншими словами, коли Pr поглинає R-світло, він перетворюється в Pfr, а коли Pfr поглинає FR-світло, він перетворюється в Pr (в спектрах обох форм спостерігається деяке збіг, і фітохром також поглинає деяку кількість синього світла). поглинувши світло, фітохром переходить з однієї форми в іншу.

цей пігмент відіграє важливу роль в ряді процесів, таких як цвітіння і проростання насіння. Крім цього, він допомагає встановлювати циркадні ритми, регулює розмір, форму і кількість листя, синтез хлорофілу і расправление Епікотиль і гіпокотиля в насінні дводольних рослин. Однак це обговорення заслуговує окремо наукової публікації і в даній статті розглядати це не будемо.

Поширеність тієї чи іншої форми (яка залежить від спектрального відношення R / FR) може стимулювати або пригнічувати ряд процесів розвитку, таких як: проростання насіння, розгортання листя, утворення хлорофілу, і подовження стовбура. Крім того, фітохром є контролюючим фактором, що сприяє (або переважною) цвітіння у фотоперіодичних видів рослин. Для стислості і для обговорення важливих застосувань, пов'язаних з системами освітлення для садівництва, ми зосередимося на вплив, який фітохром надає на цвітіння і подовження стебла.

фотоперіодизму

Є рослини з довгим днем (для цвітіння потрібні короткі ночі), рослини з коротким днем (що вимагають довгих ночей) і рослини з нейтральним днем, у яких немає особливих вимог до фотоперіоду. Ця залежність від фотоперіоду називається фотопериодизмом, проте саме довжина темного періоду (скотоперіод) регулює цвітіння фотоперіодичних видів рослин. За відсутності світла Pfr повільно перетворюється в Pr, а зі збільшенням скотоперіода збільшується і відносна кількість Pr. Рослини довгого дня (які мають короткий скотоперіод) ні цвісти, якщо Pfr перетворюється в Pr протягом скотоперіода, в той час як рослини короткого дня (які мають довгий скотоперіод) будуть цвісти тільки, якщо Pfr перетворюється в Pr протягом скотоперіода. 

LED-система освітлення повного спектра в порівнянні з типовим «фіолетовим» світлодіодом.

Фотоперіодичну реакція фітохрому відбувається в діапазоні низької щільності (всього лише 1 мкмоль / м2), тому може знадобитися лише короткий спалах R-світла протягом скотоперіода, щоб повернути Pr назад в Pfr.

Наприклад, цвітіння рослини довгого дня, може бути викликано перериванням ночі, використовуючи серію коротких спалахів червоного світла з рівнями потоку фотонів всього лише кілька мікромолей / м2 / с. І навпаки, рослини короткого дня можна спонукати до цвітіння за допомогою однієї спалаху з чистим світлом FR на самому початку темного фотоперіоду, після виключення всіх інших джерел світла. Це ефективно додає пару годин до темного періоду з метою цвітіння, яке можна використовувати для продовження світлого періоду зростання і в результаті оптимізувати врожайність рослин.

Перемикання вищевказаних методів для рослин з протилежними вимогами до фотоперіоду може затримати цвітіння, що іноді може бути бажаним (наприклад, для забезпечення квітів найкращої якості за графіком для певних свят).

Використовуючи серію коротких спалахів червоного світла з рівнями потоку фотонів всього лише кілька мкмоль / м2 / с.

Хороша стратегія енергозбереження (і, отже, економії) полягає у використанні одного набору джерел світла для росту і іншого для контролю фотоперіоду при необхідності. Оскільки реакція фітохрому знаходиться в діапазоні низької щільності потоку, кількість приладів, необхідних для контролю фотоперіоду, може бути набагато менше, ніж у приладів, необхідних для росту. Крім того, час роботи, необхідне для контролю фотоперіоду, може бути набагато коротший, наприклад, тільки хвилина за раз. Оскільки світло FR є лише частково фотосинтетичний активним, його використання в освітленні для садівництва часто обмежена з міркувань енергоефективності.

УНИКНУТИ ТІНЬОВОГО ВІДПОВІДІ

Інша важлива фотоморфогенная реакція R і FR, важлива для систем освітлення в садівництві, називається реакцією уникнення тіні.

Далекий червоне світло передається через тканини листя більшою мірою, ніж червоне світло, що викликає збагачення далекого червоного світла щодо червоного світла для рослин, вирощених під навісами.

Коли низьке співвідношення R: FR сприймається фітохромнимі пігментами, активується реакція уникнення відтінків, щоб подовжити гіпокотілі або стебла в спробі перевершити сусідні рослини. Це дуже важливо, коли мова йде про спектральної складової системи освітлення для рослин. Фотоперіодичні джерела світла, які забезпечують низьке відношення R: FR для стимулювання обтікання, також можуть викликати реакцію ухилення від тіні у рослин, що може привести до небажаної звичкою зростання (особливо, якщо краща компактна середу зростанням).

СИНІЙ І ЗЕЛЕНЕ СВІТЛО

Реакція синього світла

Два важливих фоторецептора синього світла - це кріптохроми і фототропіни. Синє світло важливий для різних реакцій рослин, таких як: придушення подовження стебла, фототропізм (вигин до джерела світла), рух хлоропластів в клітинах, відкриття продихів і активація експресії генів (деякі з них є Морфогенія, а інші ні).

Відкриття гирла і контроль висоти мають особливе значення для систем освітлення рослин. Низьке загальний вміст синього світла в спектрі зростання (наприклад, менше 10% від загального потоку фотонів) може привести до набряку листя (набухання листя) і проблемам розвитку у деяких видів рослин. 

Абсолютна кількість синього світла надає більш сильний вплив на зменшення висоти рослин. Це може бути бажано в деяких випадках (наприклад, для виробництва більш компактних саджанців і зниження транспортних витрат), але, як правило, призводить до зниження ефективності фотосинтезу світла щодо споживання енергії. Висока відносний вміст синього світла зменшує площу листя рослини і може бути небажаним з цієї причини. 

Близький ультрафіолетове світло має ефект, аналогічний синього світла, з подальшим зниженням ефективності фотосинтезу, особливо нижче 400 нм (хоча інші ефекти можуть бути більш сильними в порівнянні з ним). Він також впливає на біосинтез з'єднань, відповідальних за смак певних фруктів, підвищену концентрацію антоціанів, а також на інші сполуки, які безпосередньо не виробляються одним фотосинтезом. Всякий раз, коли використання ближнього ультрафіолетового світла необхідно для контролю відповідного сенсорного механізму або виробництва конкретної молекули, що представляє інтерес для рослини, необхідно використовувати відповідну довжину хвилі в цьому діапазоні.

Реакція зеленого світла

Найменш вивченим спектром, пов'язаним з фотоморфогеннимі реакціями у рослин, є зелене світло (500-600 нм). 

Контрольні ефекти від зеленого світла, як правило, протилежні ефектам червоного і синього світла. Наприклад, було доведено, що зелене світло обертає назад викликане синім світлом зменшення висоти рослин і накопичення антоціанів. Згадані раніше фоторецептори фітохрому і криптохрома також реагують на зелене світло, хоча і в значно меншій мірі, ніж на червоний або синій світло. Поки що всі зусилля дослідників з пошуку фоторецепторів, що реагують в основному на зелене світло, не дали остаточних результатів. Проте, слід зазначити, що додавання зеленого світла в спектр систем освітлення для садівництва продемонструвало свою ефективність для зростання кількох видів рослин. 

Подібно далекому червоного світла, зелене світло проникає глибше в листя і навіси, ніж червоний або синій світло, і може значно збільшити швидкість фотосинтезу. Додавання зеленого світла також значно покращує індекс передачі кольору (CRI) систем освітлення для садівництва, що дозволяє виробникам ефективно контролювати урожай на наявність хвороб або симптомів дефіциту / токсичності поживних речовин без використання спеціальних окулярів.

ВИСНОВОК

В системах освітлення для садівництва є кілька варіантів, особливо коли мова йде про використання світлодіодних ламп, які можуть варіюватися від узкополосной спектральної композиції (тобто рожевого або фіолетового) до широкого спектру (часто званого білим). Залежно від культури, яку ви вирощуєте, вибір світлодіодним системи освітлення для садівництва з відповідною якістю освітлення має вирішальне значення не тільки для стимулювання фотосинтезу, а й для досягнення бажаних морфологічних реакцій.

Наші освітлювальні системи були адаптовані для забезпечення найкращих фотосинтетических і фотоморфогенних реакцій на різні види рослин. 

GREEN FUTURE також надає призначені для користувача спектри світла для запуску фотоморфогенних реакцій.

© Green Future. При копировании наших материалов обязательна прямая открытая для поисковых систем гиперссылка.
Ссылка должна быть размещена в независимости от полного либо частичного использования материалов.

Последние публикации
21
лип
smart hydra
Гідропоніка - це метод вирощування рослин з використанням води і поживних речовин, не використовуючи грунт.
22
лют
СПЕКТРИ ФИТО-СВІТИЛЬНИКІВ Модельний ряд (LGS v.1) на базі діодів 3535
21
січ
як зробити правильний вибір
У даній публікації, ми розповімо Вам, як вибрати якісні фіто-світильники, на що варто звернути увагу і як уникнути підробок.
АВТОРИЗАЦИЯ
я хочу зарегистрироваться »
отправка сообщения
Спасибо!
Ваше сообщение отправленно нашему специалисту. Мы свяжемся с вами в ближайшее время!
Замовити зворотній дзвінок
Фотосинтетически активная радиация - PAR

Фотосинтетически активная радиация, или, сокращённо, ФАР (PAR) — часть доходящей до биоценозов солнечной радиации в диапазоне от 400 до 700 нм, используемая растениями для фотосинтеза. Этот участок спектра более или менее соответствует области видимого излучения.

Фотосинтетический фотонный поток — суммарное число фотонов, излучаемых в секунду в диапазоне длин волн от 400 до 700 нм (мкмоль/с). Иногда эту величину выражают в эйнштейнах, то есть, мкЭ м−2 с−1, хотя эта единица не является стандартной и её использование часто неоднозначно. PAR можно выражать в единицах энергии (интенсивность излучения, Ватт/м2); это актуально при рассмотрении баланса энергии фотосинтезирующих организмов, но поскольку фотосинтез является квантовым процессом, то в физиологии растений PAR чаще всего выражают в единицах PPFD.

на заметку:

- в зависимости от спектрального состава параметры PPFD изменяются +/- 20%;

- каждой осветительной системе выдается технический паспорт.

  наименование стоимость 1 шт. кол-во кол. × цена 1 шт.
            
            
id: ((+id)), артикул: ((+vendor_code))
((+title))

((+price_single)) грн.

-      ((+quantity)) + ((+price_total)) грн.
      всего: ((+price)) грн.
В вашей корзине сейчас пусто :(
Самое время что то выбрать!