This page uses a neural machine assisted language translation

Как влияет красный свет на растения?

от | Май 29, 2024 | blogs, Расти Огни | Нет комментариев

Вступление.

Как дальний красный свет влияет на растения? Дальне-красный свет воздействует на растения так многообразно, что это иногда сбивает с толку, вызывает непонимание и даже споры. Тем не менее, это важная тема для тех, кто занимается выращиванием растений в закрытом грунте, чтобы использовать стратегии дальнего красного света в своей деятельности.

Недавно мы просмотрели несколько статей о дальнем красном свете и решили собрать и обобщить найденную информацию.

Рис. 1 Растение и свет

Эффект Эмерсона и дальний красный свет.

Откуда взялись все эти идеи о пользе дальнего красного света? Эффект Эмерсона, открытый Робертом Эмерсоном в 1950-х годах, описывает, как фотосинтез может усиливаться у растений при одновременном воздействии света с двумя разными длинами волн красного света.

Короче говоря, Эмерсон обнаружил, что добавление дальнего красного света (~700 нм) к красному свету (~653 нм) дает гораздо лучший результат, чем совокупность результатов тестирования каждого цвета в отдельности.

  • Красный свет (653 нм) выход = 53
  • Дальний красный свет (700 нм) выход = 10
  • Выход красного + дальнего света =72

(результат в кислороде на квант поглощенного света)

Комнатное садоводство

Рис. 2 Роберт Эмерсон

Тот факт, что результаты теста «красный+дальний красный» были лучше, чем объединенные результаты отдельных тестов (красный и дальний красный), произвел революцию в нашем понимании механизмов фотосинтеза.

Эмерсон предположил, что вместо того, чтобы одна система складывала эффекты двух длин волн света, должны существовать две отдельные системы, работающие вместе, одна из которых усиливает другую — впоследствии они стали известны как PSII и PSI.

Дальний красный свет и узкое место (PSII, PSI).

PSII и PSI — это подсистемы, расположенные в тилакоидной мембране, замурованной в растительных клетках (Вы можете прочитать об этом здесь). Вы можете думать о них как о станциях на фабрике, которая производит запасы энергии, называемые АТФ и NADPH, которые в конечном итоге используются для производства сахара.

Рисунок 3a Фотосинтез происходит в тилакоидной мембране, расположенной глубоко в растительной клетке.

Рисунок 3b Тилакоидная мембрана и станции PSII, PSI

Синий и красный свет поглощается как в PSII, так и в PSI и важен для осуществления фотосинтеза.

Кроме того, PSII особенно эффективно поглощает красный свет при 680 нм.

Кроме того, PSI особенно эффективно поглощает дальний красный свет с длиной волны 700 нм.

Если у Вас много синего и красного света от Ваших ростовых ламп, фотосинтез будет происходить, но будет узкое место в PSI. Почему?

В PSI существует естественная резервная копия, потому что обработка данных там по своей природе медленнее. Поскольку PSI лучше поглощает дальний свет, добавление дальнего света к Вашим лампам для выращивания должно помочь продвинуться вперед.

Короче говоря, дальний красный свет НЕ ЯВЛЯЕТСЯ волшебным эликсиром роста, как некоторые люди могут подумать, основываясь на экспериментах, демонстрирующих чудесные результаты, — он просто помогает процессу, протекающему в PSII и PSI.

При выращивании на открытом воздухе у Вас не возникнет проблем с «узким местом», потому что на солнце много дальнего красного света (Рисунок 4).

 

Рисунок 4 Спектр Солнца показывает большое количество дальнего красного света (>700 нм).

Что показывают реальные эксперименты с дальним красным светом?

Мы проанализировали три исследования, в которых изучался дополнительный дальний красный свет, и обнаружили следующие результаты.

  • Исследование 1: увеличение сухой массы на 39,4%, 19,0% и 0,0% для трех образцов салата-латука.
  • Исследование 2: увеличение сухого веса на 46-77% и площади листьев на 58-75% для салата-латука.
  • Исследование 3: 31,72% увеличение фотосинтеза листьев при использовании дальнего красного света.

(см. ссылки в конце.)

Несмотря на то, что эти исследования показали значительные результаты, мы должны еще раз подчеркнуть, что эти выводы не говорят о том, что дополнительный дальний красный свет — это волшебная возможность для роста, они просто подтверждают, что фермерское выращивание может получить пользу от дополнительного дальнего красного света.

Дальний красный и удлинение стебля.

Под пологом леса синего и красного света становится меньше, но зато в изобилии присутствует дальний красный свет, проникающий сквозь листья (см. Рисунок 5). Это служит сигналом для прорастающих внизу растений удлинить свои стебли и потянуться к лучшему солнечному свету, что иначе называется «избеганием тени».

При выращивании в закрытом грунте Вы можете использовать дальний красный свет и удлинение стеблей в качестве преимуществ.

 

Рис. 5 — Измерения спектрометра сделаны под листом во время полуденного солнца.

Положительным аспектом удлинения стеблей является выращивание клубники. Производители могут использовать дальний красный свет, чтобы помочь увеличить стебли, что обеспечивает лучшую вентиляцию и предотвращает появление плесени и грибка. Кроме того, с более длинными стеблями плоды легче увидеть и собрать.

Фитохромы, молекулярные Pr и Pfr

Рис. 6 — Дальний красный свет стимулирует рост стеблей для лучшей вентиляции

Однако в некоторых случаях дальний красный свет для усиления роста стеблей может быть нежелателен — возможно, Вы хотите, чтобы Ваши продукты были короткими и коренастыми для визуальной привлекательности (например, салат-латук).

Кроме того, в некоторых статьях говорится о том, что сахара, используемые для роста стеблей, влияют на урожайность и качество плодов на плодоносящих растениях.

Влияние сине-красного света на растения

Рисунок 7 — Цвет в свете и размер растения — Фото предоставлено Al Gracian на Albopepper.com

Дальний красный свет и дремота семян

Семена часто можно найти на земле под навесом. Они также могут ощущать свое присутствие в затененных местах, реагируя на дальний красный свет, но в отличие от ростка, семя будет находиться в спящем состоянии, ожидая более подходящего случая для прорастания.

Влияние сине-красного света на растения

Рисунок 8 — Семена реагируют на дальний красный свет, впадая в состояние покоя

Дальний красный и сезонный рост.

Если у Вас есть растения во дворе или на балконе, Вы, вероятно, замечаете коллективный бурный рост, особенно весной/летом: новые стебли, свежие листья и цветы. Дальне-красный и красный свет влияют на это волшебное превращение, воздействуя на структуру молекулы фитохрома.

Дневные и ночные часы считаются равными, фитохром достигает своего рода стазиса. Но с наступлением весны/лета дневные часы становятся длиннее, что приводит к изменению влияния дальнего и красного света на состояние фитохромов — и это запускает сезонный рост.

Вы можете прочитать все о сезонном росте здесь.

молекула фитохрома

Рис. 9 — Молекула фитохрома, ключ к сезонному росту.

Солнечный свет в Циркадии

Рисунок 10 — Сезонный рост определяется продолжительностью светового дня

Дальний красный цвет не всегда означает увеличение урожайности

Конечным продуктом фотосинтеза является сахар. Но то, что Вы получаете большое количество сахара благодаря дополнительному дальнему красному свету, не означает увеличения урожайности растений.

ДНК в ядре растения проходит через контрольный список пунктов (контроль контрольных точек), прежде чем сочтет нужным запустить рост. Он оценивает температуру, влажность, наличие гормонов, доступность воды, стресс растений и т.д. По сути, если у Вас есть синий, красный и дальний свет для адекватного стимулирования фотосинтеза, Вы все равно можете не добиться желаемых результатов.

Рис. 11 — Ядро растительной клетки контролирует все функции клеточного деления.

Рисунок 12 — 4-я стадия клеточного цикла — деление клетки (Митоз) — автор Али Зифан (wikipedia-CCBY-SA 4.0)

И помните, что каждое растение индивидуально.

У каждого вида растений есть свои причуды. То, что идеально подходит одному, может быть не идеальным для другого. Их особенности лежат глубоко в ДНК ядра как часть генерального плана эволюции, выживания сильнейших.

фитохромы и прорастающие семена

Рис. 13 — Измерения дальнего, красного и ультрафиолетового света с помощью спектрального PAR-метра.

Дальний красный может помочь, но его нужно понимать.

В этой статье мы постарались охватить все аспекты дальнего красного света

Но мы обнаружили, что это не так просто — включить дальний красный свет и повысить урожайность, поскольку необходимо учитывать множество аспектов дальнего красного света: узкие места PSI, удлинение стебля, сезонный рост, а также ядро/ДНК.

Кроме того, все растения имеют свои особенности — если Вы когда-нибудь пробовали выращивать растения, Вы быстро поймете, что то, что хорошо для одного растения, может не подойти для другого. Тем не менее, понимание нюансов дальнего красного света дает гроверам больше шансов добиться дальнего красного результата, экспериментируя и настраивая параметры.

Все данные измерений, приведенные в этой статье, были получены с помощью спектрофотометра UPRtek Spectral PAR meter или Spectrophotometer.

  1. Эффект Эмерсона и красная капля | Neela Bakore Tutorials | 2015 | |https://www.youtube.com/watch?v=yqJBdNOHY5E
  2. Световые реакции и эффект усиления Эмерсона | Fluence | 2023 | https://www.youtube.com/watch?v=oIf_XwWVIq8
  3. Более пристальный взгляд на дальнее красное излучение | Erik Runkle | Michigan State U | chrome-extension://efaidnbmnnnibpcajpcglclefindmkaj/https://www.canr.msu.edu/uploads/resources/pdfs/fr-radiation.pdf
  4. Влияние дальнего света на рост и морфологию латука при выращивании в закрытом грунте зависит от сорта | Jun Liu1,* и Marc W. van Iersel2 | NIH |2022 Oct 14 | https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC9611250/
  5. Добавление дальнего света к красно-синему свету светодиодов повышает урожайность латука при различной плотности посадки | Wenqing Jin, Jorge Leigh Urbina, Ep Heuvelink, Leo F.M. Marcelis | Frontiersin.org | Jan 15, 2021
  6. Дальний красный свет модулирует рост виноградной лозы, повышая эффективность фотосинтеза листьев и вызывая органоспецифическую перестройку транскриптома | 6. Джунхуа Конг, 6. Ян Чжао, 6. Peige Fan, 6. Yongjian Wang, 6. Сяобо Сюй, 6. Лицзюнь Ванг, 6. Шаохуа Ли, 6. Вэй Дуань, 6. Чжэньчан Лян, 6. Zhanwu Dai | BMC | март 2024 | https://bmcplantbiol.biomedcentral.com/articles/10.1186/s12870-024-04870-7
  7. Как красный спектр света влияет на растения? } California Lightworks | Август 2019 } https://californialightworks.com/blog/how-does-the-far-red-light-spectrum-affect-plants/

PG200N Spectral PAR Meter

Измерение спектрального PAR позволяет фермерам и исследователям воспользоваться преимуществами экспертного освещения при настройке цветовых параметров для улучшения качества, сроков и количества производимой продукции.

PG200N Spectral PAR Meter

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.

▸ Получи!

О УПОТЭКе

United Power Research and Technology

UPRtek (2010) - производитель портативных высокоточных приборов для измерения освещенности; ручных спектрометров, ПАР-метров, спектрорадиометров, светокалибровочных решений.

Штаб-квартира UPRtek, НИОКР и производство расположены за пределами Тайваня, с мировым представительством через наших сертифицированных глобальных реселлеров.

▸ Читать дальше

Объявления

Медицинские учреждения, использующие светодиодные или люминесцентные лампы

Что такое спектрометр, спектрофотометр, спектрорадиометр?

В сфере спектральных приборов выделяют три устройства: спектрометр, спектрофотометр и спектрорадиометр. Однако эти термины стали настолько взаимозаменяемыми, что мы сочли своим долгом разъяснить их различия в одной небольшой статье.

▸ Спектрометр v Спектрофотометр v Спектрорадиометр

Категория