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波長特徵及其對植物生長和光合作用的影響
 

中興大學 生物系統工程研究室 陳加忠

 
 

資料來源:

Contemporary applications of light-emitting diodes in horticulture: A review on LED lighting technology and the use of wavelength band and irradiance modulation to study plant photobiology By Benjamin D. Durazzo

紅色(600-700nm

對於大多數植物物種,紅色光是電磁波譜中最有效吸收的光譜區域。它驅動大部分光合反應,有助於葉綠素合成和調節控制作物產量的因素。然而紅光本身往往會觸發避蔭反應,促進莖過度伸長,特別是短日照植物在過渡到開花階段。根據栽培品種的不同,在繁殖(克隆和種子萌發)和開花階段通常更需要紅色光。

藍色(400-500nm

藍色光的有效吸收雖然不像紅色那樣。但與紅色協同工作,以驅動大多數有效的光合作用反應。研究表明當藍色光與紅色搭配時,光合作用速率的增加速度高於單獨使用紅色時的速率。大多數一年生的作物的,其理想藍色波長強度百分比各不相同。在許多品種中,藍色強度超過 30%,可能會降低某些物種的總乾重。但是也有例外。例如大麻可以耐受非常高的藍色光量。許多同時進行的研究。

除了對光合作用的貢獻外,藍色光還能抑制避蔭反應,阻止莖過度伸長,促進橫向分枝趨勢和更緊密的節點間距。

綠色(500-600nm

綠色光最初在早期的園藝 LED 應用中被忽視,因為綠色二極管材料組合物,表現出相對低效能的電能轉化為光子。更不用說。綠色光是光合作用中吸收效率最低的波長之一。然而,綠色光的穿透特性使其能夠到達樹冠的下部葉子,而紅色和藍色波長通常在到達該深度之前被吸收。

在採用白色和綠色發光二極管之前,LED 燈具會產生紫色色調,這使得營養缺乏和疾病的診斷變得困難。因此,為了融合白光,綠色發光二極管在商用 LED 中變得常見。

遠紅光 (>700nm)

遠紅是光敏色素功能的寶貴關鍵,光感受器存在於所有產生葉綠素的生物體中,主要負責葉綠素合成的調節。直到最近,遠紅光才被認為對光合作用有任何重大影響。然而遠紅光對植物光形態發生的影響已經得到徹底研究,並且已知植物物種之間存在差異。例如遠紅光可能會導致大麻和大麻的莖伸長,這通常是不好的。或者遠紅光會促使生菜的小葉變寬,從而增加可食用產量。

紫外線(<400nm)

紫外線波長通常分為三個波段,其中兩個波段與我們所知的植物生長有關:UV-A314-400nm)和 UV-B280-314nm)。大多數高強度 UV-C (<280nm) 光被認為對植物有害。然而,在 280 nm - 400 nm 之間存在一個臨界值,表明某些物種的精油產量增加,有助於提高芳香品質和風味。例如,當暴露於 UV-A UV-B 的添加劑處理時,大麻已經證明毛狀體產量增加,這表明作為壓力刺激,植物可能會通過產生更多的樹脂來應對它,從而保護自己免受高能光的傷害。