Quali bande spettrali sono necessarie per la crescita delle piante?

Le piante hanno una sensibilità allo spettro diversa rispetto all'occhio umano. Lo spettro più sensibile dell'occhio umano è 555nm, che è tra la luce gialla e verde. È meno sensibile alla luce blu e alla luce rossa. Le piante, d'altra parte, sono più sensibili allo spettro della luce rossa e meno sensibili alla luce verde, ma la differenza di sensibilità non è ampia come l'occhio umano. Le piante sono più sensibili allo spettro a 400-700 nm. Questa regione dello spettro è spesso indicata come regione energetica fotosinteticamente efficace. Circa 45% dell'energia della luce solare si trovano in questa parte dello spettro. Pertanto, se si utilizzano sorgenti di luce artificiale per integrare la quantità di luce, anche la distribuzione spettrale delle sorgenti luminose dovrebbe essere vicina a questo intervallo.

L'energia dei fotoni emessi da una sorgente luminosa varia in base alla lunghezza d'onda. Ad esempio, l'energia di lunghezza d'onda 400 nm (luce blu) è 1,75 volte l'energia di 700 nm (luce rossa). Ma per la fotosintesi, l'effetto delle due lunghezze d'onda è lo stesso. L'eccesso dello spettro blu che non può essere utilizzato come energia per la fotosintesi si trasforma in calore. In altre parole, il tasso di fotosintesi delle piante è determinato dal numero di fotoni assorbiti dalle piante nell'intervallo 400-700 nm e non è correlato al numero di fotoni emessi da ciascuno spettro. Ma il buon senso delle persone pensa che il colore della luce influisca sul tasso di fotosintesi. Le piante hanno sensibilità diverse in tutti gli spettri. La ragione di ciò deriva dallo speciale assorbimento dei pigmenti nelle foglie. Tra questi, la clorofilla è la più nota. Ma la clorofilla non è l'unico pigmento utile per la fotosintesi. Anche altri pigmenti sono coinvolti nella fotosintesi, quindi l'efficienza della fotosintesi non può essere considerata solo dallo spettro di assorbimento della clorofilla.

Anche la dissomiglianza dei percorsi di fotosintesi non è correlata al colore. L'energia luminosa viene assorbita dalla clorofilla e dal carotene nelle foglie. L'energia viene convertita in glucosio e ossigeno da due sistemi fotosintetici per fissare acqua e anidride carbonica. Questo processo utilizza l'intero spettro della luce visibile, quindi le sorgenti luminose di vari colori hanno poca differenza nel loro effetto sulla fotosintesi.

Alcuni ricercatori ritengono che la capacità più fotosintetica si verifichi nella parte della luce rosso-arancio. Tuttavia, ciò non significa che le piante debbano essere coltivate sotto tali sorgenti di luce monocromatica. Le piante dovrebbero ricevere una varietà di fonti di luce equilibrate per il loro sviluppo morfologico e il colore delle foglie.

La sorgente di luce blu (400-500nm) è molto importante per la differenziazione delle piante e la regolazione stomatica. Se la luce blu è insufficiente e la proporzione di luce rossa lontana è troppo, lo stelo crescerà eccessivamente, il che farà facilmente ingiallire le foglie. Il rapporto tra l'energia dello spettro a luce rossa (655~665nm) e l'energia dello spettro di luce rosso lontano (725~735 nm) è tra 1,0 e 1,2 e lo sviluppo della pianta sarà una crescita positiva. Ma ogni pianta ha una sensibilità diversa a questi rapporti spettrali.

Le lampade al sodio ad alta pressione sono spesso utilizzate come sorgenti di luce artificiali all'interno delle serre. Prendendo come esempio la fonte di luce Philips Master Son-Tpia, ha la più alta energia nella regione spettrale rosso-arancio. Tuttavia, l'energia della luce a infrarossi lontano non è elevata, quindi il rapporto di energia rosso/rosso è maggiore di 2,0. Ma poiché la serra ha ancora la luce solare naturale, non ha reso le piante più corte. (Se questa sorgente luminosa viene utilizzata in una camera di crescita, potrebbe avere un effetto.

Alla luce del sole naturale, l'energia della luce blu occupa 20%. Per le sorgenti di luce artificiale, non è necessario un rapporto così alto. Per le piante in via di sviluppo normale, la maggior parte delle piante richiede solo 6% di Blue Light Energy nell'intervallo 400-700 nm. Alla luce del sole naturale, c'è abbastanza energia di luce blu. Pertanto, le sorgenti di luce artificiale non hanno bisogno di integrare più spettro di luce blu. Tuttavia, quando la sorgente di luce naturale è insufficiente (come l'inverno), la fonte di luce artificiale deve aumentare l'energia della luce blu, altrimenti la fonte di luce blu diventerà un fattore limitante per la crescita delle piante.