Cahaya memainkan peran penting dalam pertumbuhan dan perkembangan tanaman. Itu mempengaruhi hampir semua tahap pertumbuhan tanaman.
Efek cahaya pada tumbuhan terutama ditunjukkan dalam dua aspek:
Salah satunya adalah untuk menyediakan energi radiasi untuk fotosintesis.
Kedua, sebagai sinyal untuk mengatur banyak proses fisiologis sepanjang siklus kehidupan tanaman.
Efek cahaya pada pertumbuhan tanaman - fotosintesis dan pigmen fotosensitif
Biasanya, pertumbuhan dan perkembangan tanaman akan bergantung pada sinar matahari, tetapi produksi pabrik sayuran, bunga dan tanaman komersial lainnya, kultur jaringan dan reproduksi bibit in vitro, dll. Juga memerlukan sumber cahaya buatan untuk melengkapi cahaya, untuk mempromosikan fotosintesis.
Fotosintesis adalah proses di mana tanaman hijau menggunakan energi cahaya melalui kloroplas untuk mengubah karbon dioksida dan air menjadi organisme yang menyimpan energi dan melepaskan oksigen. Pemain kunci dalam proses ini adalah kloroplas di dalam sel tumbuhan. Di bawah aksi sinar matahari, kloroplas mengubah karbon dioksida memasuki daun melalui stomata dan air yang diserap oleh akar menjadi glukosa, melepaskan oksigen pada saat yang bersamaan.
Sistem foto di mana reaksi cahaya terjadi terdiri dari berbagai pigmen, seperti Chlorophyll a, Chlorophyll b dan Catotenoid. Spektrum serapan utama klorofil a, klorofil b dan karotenoid terkonsentrasi pada 450nm dan 660nm. Oleh karena itu, untuk mempromosikan fotosintesis, LED biru 450nm dan LED merah super 660nm terutama diadopsi, dan beberapa LED putih ditambahkan untuk mencapai suplemen cahaya tanaman LED yang efisien, seperti yang ditunjukkan pada gambar 1:
Agar dapat merasakan intensitas cahaya, kualitas cahaya, arah cahaya dan fotoperiode lingkungan sekitarnya dan merespon perubahannya, tanaman telah berevolusi sistem cahaya-sensing (reseptor cahaya).
Photoreceptors adalah kunci bagi tanaman untuk merasakan perubahan di lingkungan eksternal. Fotoreseptor yang paling penting pada tumbuhan adalah fitokrom, yang menyerap cahaya merah / jauh-merah.
Pigmen fotosensitif adalah sekelompok protein pigmen yang membalikkan penyerapan cahaya merah dan jauh-merah, berpartisipasi dalam fotomorfogenesis dan mengatur perkembangan tanaman. Mereka sangat sensitif terhadap cahaya merah (R) dan lampu merah jauh (FR) dan memainkan peran penting dalam seluruh pertumbuhan dan proses pengembangan dari perkecambahan hingga jatuh tempo.
Pigmen fotosensitif pada tumbuhan ada dalam dua keadaan stabil: jenis penyerapan cahaya merah (Pr, lmax = 660nm) dan jenis penyerapan cahaya jauh-merah (Pfr, lmax = 730nm). Dua jenis penyerapan cahaya dapat dibalik dengan cahaya merah dan jauh-merah.
Studi tentang korelasi pigmen fotosensitif, efek pigmen fotosensitif (Pr, Pfr) pada morfologi tanaman termasuk perkecambahan biji, desulfurisasi, perpanjangan batang, ekspansi daun, naungan penghindaran dan induksi berbunga.
Oleh karena itu, skema pembangkit LED lengkap tidak hanya membutuhkan cahaya biru 450nm dan lampu merah 666nm, tetapi juga cahaya merah jauh 730 nm. Cahaya biru tua (450nm) dan sinar ultra merah (660nm) menyediakan spektrum yang dibutuhkan untuk fotosintesis, sementara cahaya merah jauh (730nm) mengontrol proses dari perkecambahan ke pertumbuhan vegetatif hingga berbunga.
Seperti yang ditunjukkan pada gambar 2, kombinasi yang sesuai antara biru tua (450nm), ultra merah (660nm) dan jauh merah (730nm) memberikan cakupan kromatografi yang lebih baik dan pola pertumbuhan optimal.
Ada dua efek dari 730nm leds jauh-merah pada tanaman
1. Bayangan menghindari cahaya jauh-merah di 730nm
Salah satu efek paling penting dari cahaya jauh-merah 730nm pada tanaman adalah naungan penghindaran (Gambar 3).
Jika tanaman terkena hanya 660nm cahaya merah, itu akan terasa seolah-olah berada di sinar matahari langsung dan akan tumbuh normal. Jika tanaman terutama terkena cahaya jauh merah 730nm, tanaman akan merasa seolah-olah terhalang oleh tanaman lain yang lebih tinggi dari sinar matahari langsung, sehingga tanaman akan bekerja lebih keras untuk keluar dari tempat teduh, yang membantu tanaman tumbuh lebih tinggi. , tetapi tidak berarti bahwa akan ada lebih banyak biomassa (bio mass).
2. Efek induksi pembungaan 730 nm jauh-red light
Peran penting lainnya dari cahaya merah-jauh 730nm dalam aplikasi hortikultura adalah dapat mengontrol siklus pembungaan melalui 660nm dan 730nm tanpa bergantung pada pengaruh musim, yang sangat berharga untuk bunga hias.
Konversi pigmen fotosensitif dari Pr ke Pfr terutama disebabkan oleh cahaya merah dalam dari 660nm (mewakili sinar matahari di siang hari), sementara konversi Pfr ke Pr biasanya terjadi secara alami pada malam hari, dan juga dapat dirangsang oleh lampu merah 730nm, seperti yang ditunjukkan pada gambar 4.
Secara umum diyakini bahwa bunga tanaman yang dikendalikan oleh pigmen fotosensitif terutama bergantung pada rasio Pfr / Pr, sehingga kita dapat mengontrol nilai Pfr / Pr oleh 730 nm cahaya merah, dan dengan demikian mengendalikan siklus pembungaan lebih tepat.
3. Resep tanaman LED untuk cahaya tetap
Leds digunakan dalam hortikultura dan dapat meningkatkan pertumbuhan tanaman hingga 40 persen atau dalam florescence yang fleksibel. Karena LED tunggal independen satu sama lain, itu dapat mengontrol kinerja dengan mudah di rumah kaca.
The Photosynthetic Photon Flux (PPF) dari LED itu sendiri sangat efektif, dan PPF khas biru (450 nm) dan jauh merah (730nm) LED 2.3. Mol / J, ultra red (660nm) LED dengan foto-foto PPF khas 3.1? Tentang mol / J, dan panjang gelombang LED ini sangat cocok dengan klorofil a / b, karotenoid dan pigmen fotosintitif Pr / spektrum penyerapan Pfr, yang dapat mencapai efisiensi tinggi dan secara signifikan mengurangi konsumsi energi.
Leds tidak memancarkan panas ke arah tanaman dan tidak merusak tanaman dan cocok untuk budidaya bagian atas, interior dan multi-layer. Rasio R / FR adalah rasio cahaya merah (660 nm) ke cahaya jauh-merah (730 nm). Rasio B / B adalah rasio cahaya merah (660 nm) ke cahaya biru (450nm). Melalui kontrol rasio R / FR dan R / B ratio, resep cahaya yang optimal dapat dicapai untuk berbagai tanaman.
