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植物生長(cháng)燈的光譜和光合作用的關(guān)系

太陽(yáng)光譜:

太陽(yáng)光譜是一個(gè)連續光譜,其中藍色與綠色光譜相對于紅色光譜而言要強,其可見(jiàn)光光譜范圍在380~780 nm左右。自然界的生物的生長(cháng)是與光譜的強度有關(guān)的,比如在赤道附近區域大多數植物的生長(cháng)速度是非??斓?,同時(shí)生長(cháng)的尺寸也比較大。但太陽(yáng)的照射強度不是越高越好,對于動(dòng)植物的生長(cháng)是有一定選擇性的。影響植物生長(cháng)的幾個(gè)關(guān)鍵生長(cháng)素對于光的吸收光譜是有顯著(zhù)區別的。因此,LED植物生長(cháng)燈的應用不是件簡(jiǎn)單的事,而是非常有針對性的。在這里有必要介紹兩個(gè)最主要的光合作用植物生長(cháng)要素的概念。

葉綠素

葉綠素(chlorophyll)是一類(lèi)與光合作用(photosynthesis)有關(guān)的最重要的色素,存在于所有能營(yíng)造光合作用的生物體,包括綠色植物、原核的藍綠藻(藍菌)和真核的藻類(lèi)。葉綠素從光中吸收能量,然后能量被用來(lái)將二氧化碳轉變?yōu)樘妓衔?。葉綠素a主要吸收紅光,葉綠素b主要吸收藍紫光,主要是為了區別陰生植物與陽(yáng)生植物。陰生植物的葉綠素b和葉綠素a的比值小,所以陰生植物能強烈地利用藍光,適應于遮陰處生長(cháng)。葉綠素a呈藍綠色,葉綠素b呈黃綠色。葉綠素a、葉綠素b的強吸收帶有兩個(gè),1個(gè)在波長(cháng)為630~680 nm 的紅光區,另1個(gè)在波長(cháng)為400~460 nm的藍紫光區。

類(lèi)胡蘿卜素

類(lèi)胡蘿卜素(carotenoids) 是一類(lèi)重要的天然色素的總稱(chēng),普遍存在于動(dòng)物、高等植物、真菌、藻類(lèi)中的黃色、橙紅色或紅色的色素之中。迄今被發(fā)現的天然類(lèi)胡蘿卜素已達600多種。類(lèi)胡蘿卜素吸收光涵蓋范圍在303~505 nm,它提供食物的顏色并影響人體對食物的攝??;在藻類(lèi)、植物以及微生物中,因其顏色被葉綠素覆蓋而無(wú)法呈現。在植物細胞中,產(chǎn)生的類(lèi)胡蘿卜素除了吸收并轉移能量幫助光合作用的進(jìn)行,同時(shí)還具有保護細胞免于被激態(tài)的單電子鍵氧分子破壞的功能。

對于植物生長(cháng)所需要的光譜應該是一個(gè)有一定分布寬度的連續譜,使用光譜很窄的紅、藍兩個(gè)特定波長(cháng)芯片制成的光源很顯然是不合適的,在實(shí)驗中發(fā)現,植物會(huì )發(fā)生偏黃,葉莖很輕,葉莖很單薄等等現象。

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