Kan växter fotosyntetisera med rörljus?
Växter kan upprätthålla sin utveckling och bidra till planetens ekologi genom den grundläggande fotosyntesprocessen, som innebär omvandling av ljusenergi till kemisk energi. Rörlampor är en typisk typ av artificiell ljuskälla, och en av de viktigaste frågorna som inomhusträdgårdsmästare och trädgårdsodlare behöver besvara är om de kan framgångsrikt stödja denna viktiga process eller inte. Vi måste undersöka vetenskapen om fotosyntes, egenskaperna hos rörljus och hur dessa saker kan tillämpas inom växtodlingsområdet för att hitta en lösning på detta problem.
Det huvudsakliga pigmentet som finns i växtceller, klorofyll, är ansvarigt för den väsentliga processen för fotosyntes, som involverar absorption av ljus. Maximal absorption sker i de blå (400–500 nm) och röda (600–700 nm) områdena av ljusspektrumet för klorofyll a och klorofyll b, som är de två former av klorofyll som finns i störst överflöd. De ljus-beroende processerna drivs av dessa våglängder, vilket resulterar i spjälkning av vatten och produktion av adenosintrifosfat (ATP) och nikotinamidadenindinukleotidfosfat (NADPH), som är energibärare som är nödvändiga för omvandlingen av koldioxid till glukos. Trots att grönt ljus (500–600 nm) i första hand reflekteras, vilket är det som ger växterna deras gröna färg, kan det ha en effekt på stomatas funktion och förökningen av löv hos vissa arter.
Ett helt spektrum av våglängder tillhandahålls av naturligt solsken; men interiöra utrymmen får ibland inte tillräckligt med solljus, vilket kräver användning av artificiell belysning. En typ av fluorescerande belysning som kallas rörljus fungerar genom att orsaka att kvicksilverånga exciteras, vilket resulterar i utsläpp av ultraviolett (UV) ljus. Detta ljus omvandlas sedan till synligt ljus av en fosforbeläggning som sitter inuti rörlampan. Ljusets spektrumeffekt bestäms av typen av fosfor, vilket resulterar i fluktuationer som påverkar växternas utveckling.
Majoriteten av ljuset som sänds ut av svala vita lysrör finns i de blå och gröna spektra, och dess färgtemperatur sträcker sig från 4100K till 6500K. De finner utbredd tillämpning i hemmet och kommersiella miljöer i syfte att tillhandahålla allmän belysning. Trots det faktum att blå våglängder är fördelaktiga för vegetativ tillväxt, eftersom de uppmuntrar utvecklingen av löv och bibehåller en kompakt växtstruktur, hindrar den stora mängden grönt ljus, som växter inte kan absorbera särskilt bra, deras förmåga att utföra fotosyntes. Dessa rör är bra för växter som kräver svagt ljus, såsom ormväxter eller pothos, men de kan ha svårt att stödja arter som utvecklas snabbare.
Lysrör som producerar fler röda och gula våglängder är kända som varmvita lysrör. Deras färgtemperatur sträcker sig från 2700K till 3000K. En av de viktigaste rollerna som rött ljus spelar i blomning och fruktsättning är att det är viktigt för de ljus-oberoende processer som sker under fotosyntesen. Deras minskade blåljuseffekt, å andra sidan, kan hindra tillväxten av löv under det vegetativa skedet, vilket gör dem mindre lämpliga för plantor eller bladgrönt. De är mer fördelaktiga för växter som är i reproduktionsfasen, såsom blommande växter som har nått mognad.
De blå (400–500 nm) och röda (600–700 nm) våglängderna för lysrör med full-spektrum är balanserade med mindre mängder gröna och andra spektra. Detta arrangemang är utformat för att simulera det naturliga solskenet som finns i miljön. Färgåtergivningsindexet (CRI) för dessa lampor är ofta högre än 85, vilket gör dem till en -allomfattande ljuskälla som är lämplig för alla faser av växtutvecklingen. Studier, som den som publicerades i HortScience, visar att örter som odlas i helspektrumrör har en biomassa- och klorofyllhalt som är likvärdig med de som odlas i solsken, så det verifierar användbarheten av dessa metoder.
Jämfört med konventionella rör ger hög-output (HO) och mycket hög-output (VHO) rör en högre ljusintensitet (vilket mäts i fotosyntetisk fotonflödestäthet eller PPFD). På ett avstånd av 12 tum har HO-rör förmågan att uppnå PPFD-värden på 400–600 μmol/m2/s, vilket gör dem acceptabla för medel-ljusa växter som tomater. VHO-rör, som har en kraftfaktor för urladdning (PPFD) på upp till 800 μmol/m2/s, är designade för att rymma arter med högt{11}}ljus. De kräver dock specialförkopplingar och producerar större värme, vilket kräver ventilation.
Ljusintensiteten är av yttersta vikt, eftersom majoriteten av växter kräver en fotonflödestäthet (PPFD) på 100–2000 μmol/m2/s. På ett avstånd av 12–18 tum kan standardrör leverera 50–300 μmol/m²/s, vilket är gott för svagt-ljusa växter som sallad och persilja. HO-rör utvidgar detta spektrum och ger hjälp för växter som har blygsamma krav. Eftersom ljusintensiteten är proportionell mot den omvända kvadratregeln, som säger att fördubbling av avståndet är en fjärdedel av intensiteten, är det optimala sättet att optimera absorptionen att placera rören mellan 6 och 12 tum ovanför plantorna.
Ljusets tidexponering, ofta känd som fotoperioden, är lika viktig. Ljus 12–16 timmar om dagen är tillräckligt för de flesta växter, men mörker är nödvändigt för andning. För att minimera stressen som kan orsakas av oregelbundna ljusmönster, ger rörljus, som lätt kan regleras av timer, stadiga cykler.
Även om de är effektiva har rörljus vissa nackdelar. De har en lägre energieffektivitet jämfört med lysdioder, som kan omvandla mer elektricitet till ljus och avge våglängder som är riktade, och därmed minska avfallet. Dessutom har lysdioder en längre livslängd (50 000 timmar eller mer, jämfört med 10 000–20 000 timmar för rör) och skapar mindre värme, vilket resulterar i billigare kylningskostnader. Lampor med hög-intensiv urladdning (HID), som inkluderar metallhalogenid (MH) och högtrycksnatrium (HPS), har en högre effektfaktor (PPFD) för stordrift i- skala; ändå behöver de en större mängd energi och producerar en betydande mängd värme.
Trots detta fortsätter rörlampor att användas i stor utsträckning för trädgårdsskötsel i mindre skala på grund av deras rimliga initiala kostnad, enkla installation och utbredda tillgänglighet. De presterar exceptionellt bra för tillväxt av plantor, mikrogrönt och lummiga grödor, som alla kräver mindre ljus. Enligt resultaten av en forskning utförd av University of California Cooperative Extension, till exempel, uppnår spenat som odlas i helspektrumrör en tillväxttakt som är nittio procent högre än för spenat som odlas utomhus.
Avslutningsvis,rörljushar potential att underlätta fotosyntesen om de erbjuder tillräckliga blå och röda våglängder, acceptabel intensitet och lämpliga fotoperioder som är nödvändiga för processen. Optimala helspektrumrör är de som uppfyller de spektrala kraven för de flesta växter. Även om de inte är så tekniskt sofistikerade somlysdiodereller HIDs, de ger inomhusträdgårdsmästare en lösning som är både praktisk och ekonomisk. De visar att växter kan blomstra under artificiellt rörljus förutsatt att lämpliga villkor är uppfyllda.
mer information:https://www.benweilight.com/lighting-tube-bulb/100w-200w-300w-plant-led-tube-light.html
