Wie beeinflusst die Lichtfarbe die Photosynthese? A visual guide.
Einführung
Wie beeinflusst die Lichtfarbe die Photosynthese? Weißes Licht enthält alle Farben des Regenbogens, und bestimmte Farben beeinflussen die Photosynthese tatsächlich auf spezifische Weise.
Es ist nicht immer einfach, alle Informationen an einem einzigen Ort zu finden. Deshalb haben wir diesen visuellen Leitfaden verfasst, eine einfache Einführung für Anfänger und einen schnellen Überblick für angehende Wissenschaftler und Landwirte.
Abb. 1 Wachstumslichtfarben und Pflanzen
Zum Kontext: Wo findet die Photosynthese statt?
Abb. 2 Die Photosynthese findet in der Thylakoidmembran statt.
Die Photosynthese findet in der Thylakoidmembran statt, die tief im Inneren einer Pflanzenzelle verborgen ist (Pflanzenzelle > Chloroplast > Thylakoid > Membran).
Abb. 3 Der Prozess in der Thylakoidmembran ist wie ein Fließband
Kleine Fabrik
Abgesehen von der Chemie in Abbildung 3 können Sie es sich wie eine kleine Fabrik vorstellen, die Licht in pflanzenverwertbare Energie umwandelt. Es absorbiert Licht an zwei Stationen, PSII und PSI. Dieses Licht wird dann verarbeitet und in ATP und NADPH umgewandelt (d.h. in pflanzenverwertbare Energie).
Mehr über die Photosynthese können Sie hier lesen (Photosynthese: Was, Wo, Wie und Warum?).
PSII und PSI sind zwei wichtige Stationen in der Produktionslinie unserer Fabrik, wo das Licht empfangen wird.
Chlorophyll-a und Chlorophyll-b
PSII und PSI enthalten sowohl Chlorophyll-a als auch Chlorophyll-b, die zwei der wichtigsten lichtabsorbierenden Moleküle sind.
Alle Farben
Alle sichtbaren Farben in der Sonne oder im Wachstumslicht, d.h. 400nm-700nm, können die Photosynthese bei beiden Arten von Chlorophyllmolekülen bis zu einem gewissen Grad auslösen.
Einfarbig
Selbst einfarbiges Licht, ob grün, rot oder blau, kann die Photosynthese auslösen, wenn auch nicht sehr effizient.
Blaues und rotes Licht
Allerdings sind blaues und rotes Licht für die Photosynthese am effektivsten. Beide Chlorophylle sind für diese Farben empfindlich, wie die Chlorophyll-Absorptionskarte zeigt (Abbildung 4a).
Abb. 4a Absorption von Chlorophyll-a, b
Rotes und fernrotes Licht
Darüber hinaus erledigt Chlorophyll-a die meiste Arbeit der beiden Chlorophylltypen, was bedeutet, dass es aktiver als Chlorophyll-b ist, wenn es darum geht, die Prozesse in PSII und PSI auszulösen und aufrechtzuerhalten.
Und er tut dies hauptsächlich mit zwei Farben roten Lichts. In PSII absorbiert Chlorophyll-a leicht rotes Licht, etwa 680 nm. In PSI absorbiert Chlorophyll-a leicht fernrotes Licht um 700nm.
Lesen Sie hier mehr über fernrotes Licht (Was bewirkt fernrotes Licht bei Pflanzen).
Blaues Licht
Chlorophyll-b ist am empfindlichsten für blaues Licht.
Auch wenn Chlorophyll-a die meiste Arbeit bei PSII und PSI leistet, ist Chlorophyll-b dennoch lebenswichtig. Das liegt daran, dass das blaue Licht eine kürzere, energiereichere Wellenlänge hat, die es dem Chlorophyll-b ermöglicht, die so genannten „Reaktionszentren“ von PSII und PSI mit Energie zu versorgen.
Kurz gesagt, Chlorophyll-b hilft bei der Versorgung der Photosysteme PSII und PSI und wird als „akzessorisches“ Molekül oder Pigment bezeichnet.
Abb. 4b Blaues Licht hat eine kürzere, energiereichere Wellenlänge
Grünes Licht
Grünes Licht absorbiert im Vergleich zu blauem und rotem Licht weniger aktiv Licht.
Grünes Licht kann jedoch leicht tiefer in ein Blatt eindringen. Es bedeutet, dass es die Chlorophylle tiefer im Gewebe eines Blattes erreichen kann, mehr als blaues oder rotes Licht, die nur oberflächlich absorbiert werden.
Grünes Licht kann auch durch ein Blatt hindurch dringen, die unteren Blattschichten erreichen und dennoch ein gewisses Maß an Photosynthese hervorrufen. Dies gilt insbesondere für buschige Nutzpflanzen, wie medizinisches Cannabis.
Ultraviolettes Licht
Was ist mit ultraviolettem Licht?
UV-Licht wird von den Chlorophyllen nicht absorbiert und spielt keine direkte Rolle bei der Photosynthese.
Andere Photorezeptoren wie Kryptochrome und UVR8 absorbieren jedoch UV-Licht in anderen Bereichen der Pflanze und sind an der Immunität, dem Geschmack und der Haltbarkeit von Pflanzen beteiligt.
Lesen Sie unseren Beitrag über Pflanzen und UV-Licht hier Die Kraft des UVA-Spektrums nutzen.
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Über UPRtek
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UPRtek (gegründet 2010) ist ein Hersteller von tragbaren, hochpräzisen Lichtmessgeräten; Handspektrometer, PAR-Meter, Spektroradiometer, Lichtkalibrierungslösungen.
Der Hauptsitz von UPRtek, die Forschung und Entwicklung sowie die Fertigung befinden sich in Taiwan, mit weltweiter Vertretung durch unsere zertifizierten Global Reseller.
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Abb. 5 Das Spektrum des Sonnenlichts umfasst die gesamte Palette der Farben. Alles, was eine Pflanze braucht.
Abb. 6 Spektrum für blaues und rotes Wachstumslicht, wobei der Schwerpunkt auf Rot liegt, das für PSII von Vorteil ist.
Abb. 7 Spektrum von Growl Lght mit Schwerpunkt auf Rot und Fernrot, vorteilhaft für PSII, PSI. Aber dieses Far-red soll vor allem die Blüte anregen. Blaues Licht wird auch hervorgehoben, um genügend Energie zu liefern, um PSII und PSI anzukurbeln und so die Zuckerproduktion für die Blüte zu erhöhen.
Zusammenfassung
Pflanzen und die verschiedenen Farben des Lichts stehen in einer ganz besonderen Beziehung zueinander – hier ist eine Zusammenfassung
- Alle Lichtfarben zwischen 400nm-700nm können die Photosynthese bis zu einem gewissen Grad auslösen und anregen.
- Rotes und fernrotes Licht sind am effektivsten bei der Auslösung und Aufrechterhaltung der Photosynthese in PSII bzw. PSI.
- Blaues Licht bietet eine hohe Energiequelle, um PSII und PSI zu unterstützen.
- Grünes Licht ist zwar weniger effizient, kann aber dennoch die oberen Schichten der Blätter durchdringen und die Photosynthese in den unteren Schichten der Blätter anregen.
Die Züchter in Innenräumen verwenden daher zunehmend „spektrale“ PAR-Messgeräte, um die Farben der dynamischen oder sekundären LED-Beleuchtung zu unterscheiden und zu ihrem Vorteil zu verändern. Dies könnte bedeuten, dass Sie den Ertrag, die Blattgröße und die Länge der Stängel erhöhen, die Pflanzenform, den Frucht- oder Blattgeschmack verbessern oder die Jahreszeiten künstlich steuern.
Die Gärtner werden zu Wissenschaftlern, die die richtigen Farbstrategien und Werkzeuge einsetzen, um Vertrauen in ihre Fähigkeiten im Indoor-Anbau zu gewinnen.
Abb. 8 UPRtek Spectral PAR Meter – klicken Sie auf das Bild, um zur Produktseite zu gelangen.
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