Gervilýsing í landbúnaði
Það hefur lengi verið vitað að plöntur geta ekki vaxið án ljóss; engu að síður hefur það aðeins verið á síðustu hundrað árum, þökk sé framförum í vísindum og tækni, sem nákvæm áhrif ljóss á plöntur hafa verið uppgötvað að fullu.
Notkun gervilýsingar í landbúnaði miðar að því að veita ljósgjafa sem er hliðstæð ljósinu sem sólin gefur. Vegna framfara í tækni hafa LED ljós komið fram sem besti kosturinn fyrir garðyrkjulýsingu, sérstaklega þau sem geta fengið litróf sitt sérstaklega sniðið að þörfum plöntunnar. Í samanburði við hefðbundnari lýsingarvalkosti, svo sem háþrýstingsnatríum (HPS) og flúrljóma, veita ljós sem nota LED verulegan ávinning hvað varðar áhrif þeirra á umhverfið og framleiðsluhagkvæmni.
Skýrsla um notkun gervilýsingar í landbúnaði var skrifuð af Valoya og skrifuð af vísindamönnum frá háskólanum í Almeria og Buresinnova. Skýrslan kom út í janúar 2018. Í rannsókninni eru kynntar prófanir sem nýta margvísleg litróf og gerðir ljóss til að ákvarða hvaða áhrif hver tegund ljóss getur haft á plöntur eftir því við hvaða aðstæður þær eru ræktaðar. Eftirfarandi er brot úr rannsókninni sem þú getur lesið.
1. Ljós og samskipti milli plantna
Rafsegulbylgjur bera ábyrgð á flutningi orku um andrúmsloftið. Dæmi um rafsegulbylgjur eru örbylgjur, útvarps- eða sjónvarpsbylgjur, röntgengeislar, útfjólubláir geislar eða sýnilegt ljós. Hægt er að greina rafsegulbylgjur hver frá annarri með mismunandi tíðni og bylgjulengdum. Rafsegulrófið samanstendur af fjölmörgum tíðni- og bylgjulengdum, sum þeirra þekkjast betur en önnur (til dæmis örbylgjuofnar, útvarpsbylgjur, sýnilegt ljós og svo framvegis).
Rafsegulgeislun býr yfir tvíþættu eðli; á meðan það hreyfist í gegnum geiminn sem bylgjur, skiptir það einnig orku í formi agna (ljóseindir). Árið 1905 var Albert Einstein fyrsti maðurinn til að halda því fram að ljós búi yfir einkennum bæði agna og bylgna samtímis. Ljóseindir eru nöfn þeirra agna sem eru í ljósgeisla. Ljóseindir þar sem bylgjulengd samsvarar lengri vegalengdum (lægri tíðni) bera minni orku en ljóseindir með bylgjulengd styttri vegalengd.
Mannlegt auga getur greint ljós með bylgjulengd á milli 400 og 700 nanómetrar (nm), sem samsvarar nokkurn veginn þeim hluta rafsegulrófsins sem plöntur nýta í ljóstillífunarferlinu. Þess vegna er ljós með bylgjulengd á milli 400 og 700 nm nefnt ljóstillífunarvirk geislun (eða einfaldlega PAR). Litróf bylgjulengda sem sjást í sólarljósi er samfellt og nær langt út fyrir sjónsviðið. Mannlegt auga er ábyrgt fyrir því að breyta ýmsum bylgjulengdum í liti, sem síðan eru unnar í mannsheilanum. Blái liturinn er framleiddur af ljósi með bylgjulengd sem er nær 400 nm, en rauði liturinn er myndaður af ljósi með bylgjulengd sem er nær 600 nm. Gulgræna bylgjulengdarsviðið er það sem mannsaugað bregst næmast við.
2. Litarefni, ljósnemar og efnaferli ljóstillífunar í plöntum
Á nánast sama svið og mannsaugað er ljósrófið frásogast af plöntum; Hins vegar, öfugt við fólk, eru plöntur betur færar um að taka inn rautt og blátt ljós.
Klórófyll er eitt af helstu efnum sem gera plöntum kleift að gleypa ljós og nota orkuna sem það gefur til að breyta vatni og koltvísýringi í súrefni og aðrar flóknar lífrænar sameindir. Þetta ferli er þekkt sem ljóstillífun. Klórófyll er plöntulitarefni sem er að finna í innanfrumu grænukornum. Klórófyll sameindir eru grænar á litinn og þær eru í raun orsök græna litarins sem finnast í stilkum og laufum. Það eru tvær aðalgerðir blaðgrænu sem kunna að finnast í hærri plöntum. Þetta eru blaðgræna a og blaðgræna b og ljósgleypniferlar þeirra eru mjög örlítið ólíkir. Vegna þessa tiltölulega lítils aðgreiningar geta þeir fanga mismunandi bylgjulengdir og fanga þannig stærri hluta sólarljóssrófsins. Vegna getu klórófylls til að gleypa aðallega rautt og blátt ljós en endurkasta grænum bylgjulengdum, virðast plöntur grænar í augum okkar.
Hins vegar er blaðgræna ekki eina litarefnið sem finnst í plöntum; svokölluð aukalitarefni (eins og karótenóíð og xantófýl o.fl.) og fenólefni (eins og flavonoids, anthocyanins, flavones og flavonoids) gleypa aðrar bylgjulengdir en bara rauðar og bláar. Gulur, rauður og fjólublár eru litirnir sem mynda aukalitarefnin. Auk þess að lokka fugla og skordýr, hjálpar notkun þessara lita til að vernda vefi gegn skaðlegum áhrifum utanaðkomandi streituvalda, svo mikillar ljósgeislunar.
Ljósnemar eru önnur tegund agna sem geta tekið upp ljós. Þrír aðalflokkar ljósviðtaka eru nefndir phytochromes, phototropins og cryptochromes. Að auki er UVR8 ljósneminn sérhæfður ljósnemi sem bregst aðeins við útfjólubláu ljósi. Hver tegund ljósnema er viðkvæm fyrir ákveðnu bylgjulengdarsviði ljóss og sér um ákveðna lífeðlisfræðilega viðbrögð í plöntum. Þessi svör eru sem hér segir:
Ljóstrópín hafa áhrif á bæði líkamlega stöðu grænukornanna og opnun munnhols. Þeir geta gleypt blátt ljós.
Innri klukka plantna er stjórnað af dulkóðum, sem fylgjast með umhverfi þeirra fyrir ljósmerkjum. Auk þessa tengjast þau formfræðileg viðbrögð, svo sem bælingu á stilklengingum, stækkun kímblaðra, þróun anthocyanins og ljóslotublóma. Bylgjulengdir UVA (útfjólubláu), bláu og grænu ljóss eru teknar inn af dulkóðum.
Blómstrandi er kveikt af phytochromes, sem einnig eru ábyrgir fyrir myndun fræja. Stöngullenging, útþensla laufblaða og "skuggeyðingarheilkennið" er allt stjórnað af fýtókrómum í plöntum. Hlutfall rauðs og fjarrauðs ljóss sem er til staðar í umhverfinu hefur áhrif á ljósstöðustöðu fýtókróm sameindarinnar, sem aftur miðlar viðbrögðum sem stjórnast af fýtókrómum.
Blómstrandi, þróun fræja og aðrar aðgerðir eins og spírun, tímasetning flóru og lögun plantna eru allt starfsemi sem er háð ljósi. Ljóstillífun, ferlið sem gefur orku fyrir myndun lífmassa, er aðeins eitt af þessum ferlum. Þessi hegðun er í margvíslegum tengslum við gæði ljóssins sem plantan fær frá umhverfi sínu, það er hvernig plantan túlkar merki frá umhverfi sínu. Þessum viðbrögðum er miðlað af bylgjulengdum sem eru bæði innan og utan PAR-svæðisins, þar á meðal UV og fjarrauða geislun.
Fyrir frekari upplýsingar, vinsamlegast gaum aðBenwei opinber vefsíða!
