一, Биолошка основа спектралне контроле
Биљке реагују на спектар јер њихов систем рецептора за светлост може разликовати различите врсте светлости. Фотогени пигменти (који апсорбују црвену светлост на 660 нм и далеко црвену светлост на 730 нм) одређују када цвеће цвета; криптохром (који апсорбује плаво светло на 420–480 нм) контролише издужење стабљике и отварање стомата; а фототаксија (која апсорбује плаво светло на 450 нм) контролише фототактички раст. Биљке могу исправно да осете светлосне сигнале из свог окружења и промене начин њиховог развоја захваљујући овом синергистичком систему са више{7}}рецептора.
Експерименти су показали да однос црвене и плаве светлости (Р:Б) значајно утиче на раст биљака. Када је Р: Б=4:1, лисна површина расада парадајза порасла је за 22%, а количина суве материје за 18%. Када је Р: Б=1:1, количина витамина Ц у листовима зелене салате је порасла за 15%. Ова варијација је зато што различити спектри утичу на синтезу фотосинтетских пигмената, активност ензима и нивое хормона на различите начине.
2, Варијације у спектралним захтевима током кључних фаза раста
1. Период клијања семена: Морфогенеза је углавном била плава светлост.
Да би клијало, семе мора пробити омотач семена и формирати основне структуре органа. У овом тренутку, плава светлост (450–470 нм) укључује криптохром, због чега ћелије које чине ембрионалну осу расту дуже, а котиледони расту шире. Експериментални докази показују да третман плавим светлом побољшава клијавост семена краставца за 12% и побољшава дужину корена ембриона за 25%. У исто време, права количина далеког црвеног светла (730 нм) може омекшати омотач семена и радити са плавим светлом како би се убрзало клијање.
2. Период раста у исхрани: оптимизовање црвено-плавог односа за метаболизам
Главни послови у овој фази су узгој лишћа и изградња фотосинтетичке способности. Црвено светло (660нм) чини да ензим Рубисцо боље функционише тако што активира фотоосетљиве пигменте, што чини фиксацију угљеника ефикаснијом. Плаво светло побољшава структуру хлоропласта и повећава количину фотосинтетских пигмената. Однос хлорофила а/б у листовима зелене салате постиже најбољи ниво када је Р: Б=3:1, а ефикасност претварања светлосне енергије расте за 19%. Такође, чак и ако зелено светло (520–560 нм) не апсорбује добро, може проћи кроз крошњу и помоћи у расту доњег лишћа, што је посебно корисно код густе садње.
3. Фаза раста за репродукцију: контрола приноса спектралним односом
Спектрални захтеви за подстицање цветања и развоја плодова пролазе кроз квалитативну трансформацију. Црвено светло зауставља производњу ФЛЦ гена, који помаже цвећу да цвета. Далеко црвено светло (730нм) може преокренути овај ефекат и дати вам већу контролу над цветањем цвећа. Када гајите парадајз, додавање више црвене светлости (Р: Б=5:1) током периода цветања може повећати стопу залезања плодова за 28%. Додавање ултраљубичастог светла (380–400 нм) током периода увећања плода може укључити метаболички пут фенилпропаноида, повећати садржај флавоноида и побољшати укус воћа.
4. Период прилагођавања на невоље: утицај спектра који штити{1}}
Спецтра може помоћи биљкама да издрже стрес тако што контролишу нивое хормона када су услови лоши, на пример када је вруће и мрачно. Терапија плавим светлом може смањити брзину транспирације листова кукуруза и помоћи им да се носе са екстремним температурама. Црвено светло може изазвати накупљање пролина у парадајзу и побољшати њихову способност осмотске контроле. У продуженим влажним условима, повећање односа црвеног светла у вештачком додатном осветљењу може смањити губитак приноса краставца са 45% на 18%.
3, Како користити технологију спектралне контроле у стварном животу
1. Систем за динамичко спектрално пропорционирање
Савремене фабрике ЛЕД постројења користе више{0}}каналну технологију управљања, која може сама да мења спектар у зависности од фазе раста. На пример, постоје четири корака у циклусу узгоја салате:
Фаза садница: Р: Б=1:2, што помаже корену да расте.
Фаза лотоса: Р: Б=3:1, убрзава раст листова
Током периода формирања лоптице, Р: Б=4:1, што помаже да се фотосинтетички производи нагомилају.
Пре жетве: Р: Б=2:1+5% УВ, учините храну бољом за себе
Ова технологија скраћује време потребно за развој зелене салате са 60 дана на 45 дана и смањује количину нитрата за 37%.
2. Фотопериод и спектар раде заједно да контролишу једни друге.
Биљке дугог дана, попут спанаћа, могу учинити да цвеће цвета када је дан кратак повећавајући време када су изложени црвеном светлу. Биљке кратког дана, попут хризантема, морају да додају далеко црвено светло током фазе дугог дана да би спречиле формирање цветних пупољака. Ова технологија за регулисање спектралног спајања фотопериода омогућава да се сваке године узгајају хризантеме, што повећава годишњу производњу за три пута.
3. Побољшање светлосног окружења у вертикалној пољопривреди
Када узгајате биљке у слојевима, биљке на врху блокирају светлост да не дође до биљака испод. Коришћењем хијерархијске спектралне регулације:
Горњи слој: Р: Б=4:1+10% зелено светло, пролази кроз слој надстрешнице
Средњи слој: Р: Б=3:1, раст је уравнотежен
Доњи слој: Р: Б=2:1+20% далеко црвено светло да не би било предуго
Овај план повећава принос зелене салате за 22% и смањује потрошњу енергије за 15%.
