Одно из основных преимуществ светодиодов по сравнению с другими источниками света - это возможность создавать индивидуальный спектр. Благодаря спектру, настроенному для конкретного применения, можно лучше контролировать морфологию растений, однородность, качество урожая, время цветения и другие параметры. Это преимущество использования светового спектра для контроля роста растений еще более ощутимо при использовании светодиодного света в закрытых помещениях, то есть в качестве единственного источника света.
При рассмотрении развития светодиодных технологий в последнее время стало ясно, что растения могут по-разному реагировать на выращивание при разных источниках света. Монохроматические огни (например, светодиоды, состоящие только из красных и синих фишек) обычно не соответствуют характеристикам растений по сравнению с непрерывным (полным / широким) спектром, в котором длины волн разных цветов перекрываются. Помимо того, насколько богат спектр различными цветами спектра, мы также должны учитывать различные цветовые отношения как способствующие факторы, такие как отношение красного к дальнему красному (R: Fr) и соотношение синего к зеленому (B: G).
Различные виды белого светодиодного света вызывают разную реакцию растений
Соотношение красного и дальнего красного (R: Fr)
Большинство исследований реакции растений проводилось в отношении отношения красного к дальнему красному. 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 напрямую влияют на фотоморфогенез, например на удлинение, прорастание и цветение растений (Franklin and Whitelam 2005). Это хороший пример того, что в непрерывном спектре светодиодного света имеет значение не только процентное количество дальнего красного и красного, но и соотношение между ними и фотонной нагрузкой, которую производит спектр (Croser et al., 2016).
Существуют разные определения того, к какому цвету относится определенная длина волны. Согласно Sellaro et. al. (2010) красный свет имеет длину от 620 до 680 нанометров и дальний красный от 700 до 750 нанометров. Более старое определение Смита (1982) определяет, что красный цвет находится между 700-750 нанометрами, а дальний красный - между 720-740 нанометрами.
Если мы проанализируем научную литературу, мы можем заметить, что описанное отношение красного к дальнему красному является относительно низким (2-3), чтобы напоминать солнечный свет, у которого отношение R: Fr составляет около 0,6-1,3 (0,6 утром и вечером и 1,0-1,3 в полдень). Чем выше будет соотношение R: Fr, тем компактнее будет растение, и наоборот.
Растения также ощущают повышенное количество дальнего красного цвета в спектре и интерпретируют его как находящееся в тени. Это приводит к так называемому «синдрому избегания тени», который приводит к вытянутому стеблю и более раннему цветению.
Показанные выше растения представляют собой проростки Arabidopsis thaliana в возрасте 27 дней, выращенные при различных световых воздействиях, каждая из которых составляет 40 мкмоль / м -2 / с -1 .
A) Люминесцентная трубка: R: FR 5,87 B: G 2,7 FR
B) Непрерывный светодиод 1: R: FR 5.5 B: G 1.8 FR 8%
C) Непрерывный светодиод 2: R: FR 3,3 B: G 1,2 FR 17%
D) Непрерывный светодиод 3: R: FR 3.1 B: G 25.9 FR 25%
Соотношение синего и зеленого (B: G)
Синий цвет в спектре имеет решающее значение для процесса фотосинтеза и, таким образом, вместе с красным цветом является основой построения хорошего спектра света для выращивания. Однако на эффект синего цвета существенно влияет соотношение синего и зеленого цветов (Möglich et al. 2009). В новейшей академической литературе еще больше внимания уделяется длине волны зеленого цвета.
Теперь известно, что он проникает в слои мезофилла листьев глубже, чем синие и красные волны. Кроме того, теперь мы знаем, что он может проникать через верхние листья к нижним частям растения и управлять фотосинтезом там, где другие длины волн ограничены (Smith et al., 2017).
Направление для будущих исследований может заключаться в изучении соотношения зеленого и красного, поскольку известно, что зеленый также влияет на реакцию на красный свет.
Совет для производителей
Построение высококачественного светового спектра - сложный процесс, который в идеале основан на серьезных научных исследованиях. Множество компаний по освещению выводят свои предложения на рынок, поэтому производителям может показаться сложным понять, какой свет лучше всего питает их растения.
Всегда полезно приобрести несколько тестовых ламп от разных производителей и протестировать их, чтобы понять, как они влияют на параметры растений, важные для конкретного производителя. Кроме того, неплохо попросить поставщиков освещения предоставить данные проведенного ими исследования в качестве доказательства того, что их спектры были тщательно разработаны и что они действительно могут подтвердить свои требования.
