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성장 조명이 보라색인 이유를 알고 계신가요?

에 의해서 | 3월 22, 2024 | blogs, 조명 키우기 | 코멘트 0개

소개

성장 조명은 푸르스름하고 붉은색 LED가 배열되어 있기 때문에 보라색으로 빛납니다. 식물은 광합성을 위해 청색광과 적색광을 가장 효율적으로 흡수하여 식물의 많은 대사 과정에 사용되는 당분을 만들어냅니다.

틸라코이드 막의 클로로필

그림 1 Kara Eads가 Unsplash에 올린 사진

왜 파란색과 빨간색 조명인가요?

식물의 잎은 대부분 녹색이기 때문에 그 색을 반사하지만, 보시다시피 파란색과 빨간색은 반사되지 않고 잎에 흡수되어 광합성에 사용됩니다.

엽록소는 청색과 적색 빛을 좋아합니다.

엽록소는 식물 세포에 묻혀 있는 분자로, 빛을 흡수하여 화학 에너지로 변환하는 데 사용됩니다(결국 설탕 생산에 사용됨).

최대 흡광도가 청색광인 클로로필-b가 있습니다. 최대 흡광도가 적색광인 코로필-a도 있습니다. 그림 2는 이를 보여주는 흡광도 차트입니다. 녹색에 대한 감도는 덜 흡수되지만 여전히 빛 흡수에 영향을 줄 수 있습니다.

그림 2 엽록소 흡수 차트.

그렇다면 왜 블루라이트일까요? 비용 대비 효과.

청색 광자의 파장 주파수는 매우 짧기 때문에 에너지가 매우 높습니다. 청색 광자는 적색 광자에 비해 엽록소 활동을 직접적으로 증가시키지는 않지만, 청색 광자 에너지는 전체 과정을 둘러싼 많은 생화학 반응을 촉매합니다. 실제로 농부들은 작물 생산을 촉진하기 위해 청색광을 보충적으로 추가합니다(청색광 보충 효과).

광합성에 기여하는 최고의 에너지원으로 청색 광자 에너지를 활용하는 것은 진화적 특징일 가능성이 높습니다.

그림 3 청색광은 주파수가 짧고 에너지가 더 높습니다.

하지만 왜 빨간불일까요? 범위 확장하기.

클로로필-a와 클로로필-b의 적색광 흡수 능력은 광합성에 기여하는 색의 범위를 넓혀줄 뿐입니다. 또 다른 진화 기능입니다.

실제로 엽록소-a의 최대 흡수량은 엽록소-b에 비해 양방향으로 이 범위를 더욱 넓힙니다(그림 4).

 

그림 4 엽록소-a는 광합성에 사용할 수 있는 색의 범위를 확장합니다.

엽록소-a와 엽록소-b는 어디에 있나요? (자세히 알아보기)

엽록소-a와 엽록소-b는 식물 세포, 특히 녹색 잎의 깊은 곳에 묻혀 있습니다. 세포 내부에는 틸라코이드라는 팬케이크 모양의 구조물이 있습니다(그림 5). 이 틸라코이드에는 빛을 흡수하여 설탕을 만드는 화학 에너지로 처리하는 공장이 들어 있는 막이 있습니다.

그림 6은 이 공장과 두 개의 중요한 스테이션을 보여줍니다: PS-II와 PS-I. PS-II에는 엽록소-b 광흡수 분자가 더 많이 포함되어 있고, PS-I에는 엽록소-a가 더 많이 포함되어 있습니다.

그림 5 엽록소는 식물의 세포 깊숙한 곳에 있는 틸라코이드 구조에 존재합니다.

그림 6 PS-II의 클로로필-b, PS-I의 클로로필-a

성장 조명이 올바른 색상을 목표로 하고 있는지 어떻게 알 수 있나요?

성장 조명을 구매하거나 다이나믹 LED 조명의 색상을 조정할 때 ‘최적의 지점’을 찾는 것이 중요합니다. 이는 “스펙트럼” PAR 미터를 사용하여 색상 스펙트럼을 측정하고 이를 흡수 곡선과 비교합니다.

최고급 실내 농부와 농업 연구자들은 효율성과 생산성을 최적화하기 위한 필수 도구로 이 장치를 사용합니다.

LED 조명 색상 및 광합성 정렬

그림 7 엽록소 흡수 곡선이 있는 성장 광 스펙트럼.

보라색 성장 조명은 이해가 되지만 전체 스펙트럼 조명은?

재배 조명은 파란색과 빨간색 LED 전구를 사용하여 보라색으로 빛나는 것이 좋습니다. 실험과 데이터를 통해 입증된 바와 같이 해당 색상 범위에서 흡수율이 높은 엽록소 분자를 효율적으로 표적화하도록 조정되었습니다.

이는 자연의 놀라운 진화 결과인 적자생존의 특징입니다.

그러나 청적색 성장 조명 외에도 전체 스펙트럼 조명을 장려하는 또 다른 진영이 있습니다. 다음 글에서는 이에 대해 살펴보겠습니다.

PAR, PPF, PFFD, PFD

그림 8 풀 스펙트럼 성장 조명

PG200N Spectral PAR Meter

스펙트럼 PAR 측정을 통해 농부와 연구자들은 피크 컬러 파장을 측정하여 재배 조명이 효율적인 광합성을 위한 최적의 지점에 도달하는지 확인함으로써 전문가 조명의 이점을 누릴 수 있습니다.

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UPRtek (est. 2010)은 휴대용 고정밀 광 측정 기기 제조업체입니다. 휴대용 분광계, PAR 미터, 분광 방 사계, 광 교정 솔루션.

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스펙트럼 디바이스 영역에서는 분광기, 분광광도계, 분광방사계 등 세 가지 디바이스가 두드러집니다. 하지만 이 용어들이 너무 혼용되어 사용되어 왔기 때문에 짧은 글에서 그 차이점을 명확히 설명해야 할 필요성을 느꼈습니다.

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