Как зеленый свет влияет на фотосинтез?
Растения и зеленый свет Введение
Как зеленый свет влияет на фотосинтез? Мы часто фокусируемся на синем и красном цветах в лампах для выращивания, потому что хлорофилл легко поглощает эти длины волн, как показывают вездесущие кривые поглощения хлорофилла (Рисунок 1). Но как насчет зеленого света?
Люди часто не замечают зеленый свет из-за большого провала в области его поглощения (Рис. 1). Однако в этом посте мы приведем убедительные аргументы в пользу того, что «зеленый свет» оказывает значительное влияние на фермерство в помещениях.
Рис. 1 Диаграмма поглощения хлорофилла
Противоречие кривой МакКри?
Наиболее распространенным аргументом в пользу эффективности зеленого света является график кривой МакКри (Рисунок 2). Эксперименты по фотосинтезу, проведенные Китом МакКри в 1972 году, кажется, противоречат традиционным кривым поглощения, показывая более значительный вклад в фотосинтез от зеленых цветов.
Кривая МакКри, на самом деле, точно отражает эффективность зеленого света. Кроме того, нет никакого противоречия с кривыми абсорбции — эти два графика измеряют разные аспекты данных. Вот объяснение.
Рис. 2 Кривая МакКри
Объяснение кривой абсорбции.
Традиционные данные кривой поглощения получают из измельченных образцов растений, вымоченных в растворителе для отделения хлорофилла, который затем помещают в жидкий раствор.
Затем через жидкость проходят лучи света разных цветов. Спектральный прибор регистрирует остаточные цветовые характеристики проходящего света, чтобы определить, какое количество этого света поглотили хлорофиллы.
Исследователи проверяют различные длины волн красного, синего и зеленого цветов, один раз на наличие хлорофилла-a, другой — на наличие хлорофилла-b. Они записывают данные и используют их для построения кривых поглощения (Рисунок 1).
Рис. 3 Как накапливаются данные кривой абсорбции.
Кривая МакКри объясняет.
В экспериментах МакКри использовались цельные листья, а не измельченные растительные компоненты, что объясняет разницу в данных. В этих экспериментах листья помещают в закрытые камеры и подвергают воздействию света разных цветов.
Исследователи измеряют увеличение количества кислорода в результате фотосинтетического дыхания в камере, чтобы определить, сколько фотосинтеза произошло для каждого цвета света. Поначалу Вы могли бы ожидать результатов, схожих с традиционными кривыми поглощения, но еще один фактор меняет игру.
Рис. 4 Как накапливаются данные кривой МакКри
Светопоглощение листьев
Этот фактор — толщина листовой ткани. Хотя визуально лист плоский, в микроскопическом мире он довольно толстый. Синий и красный цвета света проникают только в поверхностные слои ткани листа (Рисунок 5).
Рис. 5 Светопоглощение листьев (синий — слева, красный — справа)
Broderson and Vogelmann (Functional Plant Biology 2010 37.403-412)
Однако зеленый свет проникает глубже и даже может проходить сквозь лист (Рисунок 6).
Несмотря на то, что хлорофилл поглощает меньший процент зеленого света, у зеленого света больше шансов связаться с большим количеством хлорофилла в глубине ткани. Это компромисс — меньшая впитываемость хлорофилла, но большая проницаемость листьев.
Рис. 6 Светопоглощение листьев (зеленый — слева, дальний — справа)
Broderson and Vogelmann (Functional Plant Biology 2010 37.403-412)
Кроме того, больший процент зеленого света (и дальнего красного) может проходить через лист и влиять на фотосинтез в нижних ветвях, в то время как синий и красный свет ограничивается верхним слоем листьев. Поэтому зеленый свет особенно полезен для густых, кустистых растений, таких как конопля.
Чтобы продемонстрировать это, Вы можете использовать спектрометр или спектральный PAR-метр и сделать запись света под листом — полученный спектр (Рисунок 7) покажет преобладание зеленого и дальнего красного света (>700 нм).
Рис. 7 Спектр солнечного света, проходящего через лист.
Резюме
Кривые поглощения хлорофилла говорят о том, что зеленые цвета в лампах для выращивания оказывают минимальное влияние — это может ввести в заблуждение, если Вы пытаетесь соотнести их с фотосинтезом.
В отличие от этого, данные кривой МакКри напрямую связаны с фотосинтезом и предполагают отбор проб целых листьев. Он вводит новый фактор проникновения света в ткани листа: зеленый свет лучше проникает в ткани листа и проходит через нижние слои листьев, увеличивая скорость контакта между зелеными фотонами и хлорофиллами.
В целом, кривая МакКри убедительно свидетельствует о том, что зеленые цвета в лампах для выращивания имеют большое значение — и есть значительные данные исследований и эмпирические доказательства, подтверждающие это.
Получите свою БЕСПЛАТНУЮ копию UPRtek Grow Light Handbook!
Изучите, как освещение влияет на рост растений - от настройки спектра до измерительных инструментов. Идеально подходит для садоводов, исследователей и специалистов по освещению в садоводстве. Просто введите свой e-mail, чтобы мгновенно скачать.
PG200N Spectral PAR Meter
Измерение спектральной PAR дает фермерам и исследователям преимущества экспертного освещения, помогая им измерять и настраивать параметры цвета, чтобы улучшить качество, сроки и количество своей продукции.
Читать дальше: PG200N Спектральный PAR-метр
- Добавление зеленого света для улучшения роста латука при освещении красными и синими светодиодами. | Kim, H.-H., Goins, G. D., Wheeler, R. M., & Sager, J. C. (2004).
- Не игнорируйте зеленый свет: Изучение различных ролей в растительных процессах. | Smith, H. L., McAusland, L., & Murchie, E. H. (2017).
- Зеленый свет стимулирует фотосинтез листьев более эффективно, чем красный, при сильном белом освещении: Пересмотрите загадочный вопрос о том, почему листья зеленые. | Терашима, И., Фудзита, Т., Иноуэ, Т., Чоу, В.С., и Огучи, Р. (2009).
Другие статьи по теме UPRtek.
- Что такое фитолампа? Как это работает? Сравнение ламп для выращивания с обычными лампами накаливания
- Какой цвет лампы для выращивания лучше всего подходит? Почему лампы для выращивания фиолетовые?
- Светильники для выращивания каннабиса: Какой свет лучше всего подходит для выращивания каннабиса?
- Человекоцентричное освещение для офисов: Влияние, преимущества и разработка систем
- Что такое человекоцентричное освещение? Разработка, применение и решения
- Что такое колориметр для визуализации? Применение и особенности
Горячий продукт
серия справочников
Руководство по мерцанию
Все, что вам нужно знать о мерцании, коварном и потенциально серьезном световом артефакте, влияющем на визуальную безопасность в общественных местах, таких как больницы, офисы, библиотеки и т. д.
О сайте UPRtek
United Power Research and Technology
UPRtek (дата основания 2010 г.) является производителем портативных, высокоточных приборов для измерения освещенности; портативные спектрометры, PAR-метры, спектрорадиометры, решения для калибровки света.
UPRtek Штаб-квартира, отдел исследований и разработок и производство находятся на Тайване, а всемирное представительство осуществляется через наших сертифицированных глобальных реселлеров.
Последние статьи
Категория
0 Комментариев