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식물 성장에 필요한 성장 스펙트럼

2023-07-12

스펙트럼에 대한 식물의 민감도는 인간의 눈과 다릅니다. 인간의 눈의 가장 민감한 스펙트럼은 노란색 빛 사이의 555nm입니다. 파란색과 빨간색 영역에 대한 민감도가 좋지 않습니다. 반면에 식물은 붉은 빛에 가장 민감하고 녹색 빛에 덜 민감하지만 감도의 차이는 인간의 눈만큼 크지 않습니다. 스펙트럼에 대한 식물의 최대 민감한 영역은 400-700Nm입니다. 스펙트럼 의이 영역은 종종 광합성의 효과적인 에너지 영역이라고합니다. 햇빛의 에너지의 약 45%가 스펙트럼 의이 부분에 있습니다. 따라서 인공 광원이 빛의 양을 보충하기 위해 사용되는 경우 광원의 스펙트럼 분포 도이 범위에 가깝습니다.

광원에 의해 방출되는 광자의 에너지는 파장에 따라 다릅니다. 예를 들어, 400nm (파란색 빛)의 에너지는 700nm (빨간색)의 1.75 배입니다. 그러나 광합성의 경우 두 파장 모두 같은 방식으로 작동합니다. 광합성에 사용할 수없는 청색 스펙트럼의 과도한 에너지는 열로 변환됩니다. 다시 말해, 식물 광합성의 속도는 400-700nm에서 식물에 흡수 될 수있는 광자의 수에 의해 결정되며 각 스펙트럼에 의해 전송 된 광자의 수와 관련이 없습니다. 그러나 상식은 빛의 색이 광합성 속도에 영향을 미친다는 것입니다. 식물은 모든 스펙트럼에 대한 민감도가 다릅니다. 그 이유는 잎에 안료가 특별한 흡수 때문입니다. 이 중 엽록소가 가장 잘 알려져 있습니다. 그러나 엽록소가 광합성에 유용한 유일한 안료는 아닙니다. 다른 안료는 또한 광합성에 참여하므로 광합성의 효율은 엽록소의 흡수 스펙트럼을 고려할 수 없습니다.

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광합성 경로의 차이는 또한 색과 관련이 없었다. 광 에너지는 잎에서 엽록소와 카로틴에 흡수됩니다. 에너지는 물과 이산화탄소를 포도당과 산소로 고정시키는 두 개의 광합성 시스템에서 전환됩니다. 이 프로세스는 가시 광선의 전체 스펙트럼을 사용하므로 광합성에 대한 다른 색상의 영향은 거의 동일합니다.

일부 연구자들은 빛의 주황색 부분이 가장 큰 광합성 능력을 가지고 있다고 생각합니다. 그러나 이것이 식물이 그러한 단색 광원에서 자란 것을 의미하지는 않습니다. 식물은 형태 학적 발달과 잎 색을 위해 균형 잡힌 광원을 받아야합니다.

블루 광원 (400-500Nm)은 식물 분화 및 구내 조절에 매우 중요합니다. 푸른 빛이 충분하지 않고 먼 붉은 빛의 비율이 너무 높으면 줄기가 과도하게 자라며 잎은 쉽게 황색을냅니다. 적색광 스펙트럼 (655-665nm)의 에너지와 원거리 적색광 스펙트럼 (725-735nm)의 에너지 사이의 비율은 1.0에서 1.2 사이이며 식물의 발달은 긍정적 인 성장이 될 것입니다. 그러나 각 플랜트는 이러한 스펙트럼 비율에 대한 감도가 다릅니다.

고압 나트륨 램프는 종종 온실에서 인공 광원으로 사용됩니다. Philips 마스터 Son-Tpia 램프 소스를 예로 들어 오렌지 레드 스펙트럼 영역에서 가장 높은 에너지를 가지고 있습니다. 그러나 원거리 적외선의 에너지는 높지 않으므로 적색광/원거리 적색광의 에너지 비율은 2.0보다 크다. 그러나 온실은 여전히 자연 햇빛을 가지고 있기 때문에 식물을 단축시키지 않습니다. (이 광원은 성장 챔버에서 사용되는 경우 영향을 줄 수 있습니다.)

자연 햇빛에서 푸른 빛은 에너지의 20%를 차지합니다. 인공 광원의 경우 이러한 높은 비율이 필요하지 않습니다. 일반적으로 식물을 개발하는 경우 대부분의 식물은 400-700nm 범위에서 청색광 에너지의 6% 만 필요합니다. 자연 햇빛에는 푸른 빛 에너지가 충분합니다. 따라서 인공 광원은 더 많은 청색광 스펙트럼을 추가 할 필요가 없습니다. 그러나 자연 광원이 불충분 한 경우 (예 : 겨울) 인공 광원은 청색광 에너지를 증가시켜야합니다. 그렇지 않으면 청색 광원이 식물 성장의 제한 요인이됩니다. 그러나 광원 개선 방법을 사용하지 않으면이 광원 부족 문제를 해결하는 다른 방법이 여전히 있습니다. 온도 조절 또는 성장 호르몬의 적용과 같은.

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