Augti šviesos spektrą: kas tai?
Elektromagnetinės šviesos spektras, kurį sukuria šviesos šaltinis, skatinantis augalų vystymąsi, vadinamas „augimo šviesos spektru“. Augalams fotosintezei reikia 400–700 nanometrų (nm) PAR spektro (fotosintezės aktyviosios spinduliuotės) šviesos.
Kadangi žmonės gali aptikti tik matomos šviesos spektrą (380–740 nm), šviesos spektrui matuoti taip pat naudojami nanometrai. Kita vertus, augalai gali aptikti bangos ilgius, kurie viršija mūsų matomą šviesą, pvz., UV ir toli raudoną spektrą.
Labai svarbu atsiminti, kad skirtingi šviesos spektrai turi skirtingą poveikį augalų vystymuisi, atsižvelgiant į tokius veiksnius kaip pasėlių rūšys, aplinkos veiksniai ir kt. Fotosintezei chlorofilas, augalų molekulė, paverčianti šviesos energiją chemine energija, paprastai sugeria didžiąją dalį šviesos mėlynos ir raudonos šviesos spektrai. PAR diapazono smailėse yra tiek raudonos, tiek mėlynos šviesos.
LED auginimo lempos
Vidaus ir šiltnamių ūkininkai, taip pat kanapių gamintojai naudoja energiją taupančius LED auginimo žibintus. Šviesos diodai leidžia augalams vystytis naudojant viso spektro apšvietimą pigiau nei įprastos HPS lempos, naudojamos kaip pagrindinis šviesos šaltinis (patalpose), ar pagalbinis (šiltnamiuose) (1).
Dėl savo gebėjimo teikti platų šviesos spektrą, mažus priežiūros reikalavimus ir ilgesnę eksploatavimo trukmę daugelis augintojų naudoja LED lemputes, kad padėtų padidinti augalų našumą. Be to, atsižvelgiant į tai, kad tam tikri spektrai turi didelį poveikį augalo fiziologijai ir morfologijai (2), LED auginimo lemputės gali veiksmingai paskatinti pasėlių vystymąsi tam tikruose augimo ciklo taškuose. Energijos produkciją, skirtą didinti žemės ūkio gamybą, galima tiesiog įvertinti, norint tiksliai patikrinti kokybę.
Augimo šviesos spektro diagrama
augalų fotosintezės spektro žemėlapis
Šviesos spektras, kurio augalams reikia fotosintezei, aukščiau esančiame paveikslėlyje pavaizduotas kaip PAR diapazonas. Buvo įrodyta, kad bangos ilgiai už PAR diapazono ribų taip pat yra naudingi augalų vystymuisi, todėl tokiose augimo šviesos spektro diagramose yra ir PAR diapazonas, ir papildomi spektrai.
PAR diapazono raudonos ir mėlynos šviesos spektrai atitinka fotosintezės efektyvumo (šviesos sugerties) piką. Manoma, kad raudona šviesa, kurios bangos ilgis yra 700 nm, yra veiksmingiausia fotosintezei skatinti, ypač žydėjimo laikotarpiu, kai biomasės vystymasis yra itin svarbus kanapių augintojams. Tiek vegetacinei, tiek žydėjimo fazei augalų vystymuisi reikalinga mėlyna šviesa, nors ji dažniausiai reikalinga vegetatyviniam ir struktūriniam augimui.
Koks yra idealus augalų auginimo žibintų spektras?
Geriausias augalų augimo šviesos spektras priklauso nuo daugelio kintamųjų. Tai apima ir bangos ilgius, esančius už 400-700nm diapazono, ir būdus, kuriais tam tikri augalai naudoja PAR spektro šviesą fotosintezei. Ši šviesa gali pagreitinti augimą, maitinimąsi, žydėjimą ir kitus procesus. Kokį augimo šviesos spektrą reikėtų naudoti, taip pat priklauso nuo to, ar šviesos šaltinis yra pirminis (patalpose), ar antrinis (šiltnamiuose).
Augalai dažnai labiausiai sugeria šiuos spektrus augdami, nes fotosintezės efektyvumas yra didžiausias ties raudonos ir mėlynos spalvos smailėmis. Galima manyti, kad optimalus augimo šviesos spektras yra toks pat kaip saulės šviesos, nes jis gyvuoja jau milijonus metų, tačiau jis yra daug sudėtingesnis.
Dažniausiai pasiekiami šviesos spektrai – žalia, geltona ir oranžinė – gausu saulės spindulių. Iš tikrųjų tyrimai (3) rodo, kad žalia šviesa yra būtina fotosintezei, net jei chlorofilas jos nesugeria taip efektyviai, kaip raudona ir mėlyna (todėl dauguma augalų atrodo žali).
Kadangi raudonos ir mėlynos spalvos turi didžiausią fotosintezės aktyvumo lygį, augalai, kad vystytųsi, mažiausiai išnaudoja šviesos spektrus už šių spalvų ribų. Tai yra viena iš pagrindinių priežasčių, kodėl viso spektro auginimo žibintai yra tokie veiksmingi, nes leidžia augintojams būti labai specializuotiems.
Kas tiksliai yra pūtimas?
Visas saulės spindulių sukuriamas šviesos spektras vadinamas plataus spektro apšvietimu, kartais vadinamas viso spektro apšvietimu. Atitinkamai, plataus spektro apšvietimas apima matomus bangos ilgius, tokius kaip 380–740 nm diapazonas, ir nematomus bangos ilgius, tokius kaip infraraudonieji ir ultravioletiniai.
Galimybė sukurti tam tikrus bangos ilgius tam tikru dienos ar nakties metu yra vienas iš LED auginimo šviesų pranašumų. Kadangi sodininkai gali atskirti tam tikro spektro spalvas pagal pasėlius ir augimo aplinkybes, jis puikiai tinka augalams. Be to, viso spektro apšvietimas gali padidinti arba sumažinti augimo tempą, skatinti šaknų vystymąsi, pagerinti spalvą ir mitybą ir pan.
