Quais bandas espectrais são necessárias para o crescimento das plantas?

As plantas têm uma sensibilidade diferente ao espectro do que o olho humano. O espectro mais sensível do olho humano é de 555 nm, que é entre a luz amarela e a luz verde. É menos sensível à luz azul e à luz vermelha. As plantas, por outro lado, são mais sensíveis ao espectro da luz vermelha e menos sensíveis à luz verde, mas a diferença de sensibilidade não é tão ampla quanto o olho humano. As plantas são mais sensíveis ao espectro em 400-700 nm. Esta região do espectro é frequentemente referida como a região de energia fotossinteticamente eficaz. Cerca de 45% de energia da luz solar está nesta parte do espectro. Portanto, se fontes de luz artificial forem usadas para complementar a quantidade de luz, a distribuição espectral das fontes de luz também deve estar próxima a essa faixa.

A energia dos fótons emitidos por uma fonte de luz varia de acordo com o comprimento de onda. Por exemplo, a energia de 400 nm (luz azul) é 1,75 vezes a energia de 700 nm (luz vermelha). Mas para a fotossíntese, o efeito dos dois comprimentos de onda é o mesmo. O excesso do espectro azul que não pode ser usado como energia para fotossíntese é transformado em calor. Em outras palavras, a taxa de fotossíntese das plantas é determinada pelo número de fótons absorvidos pelas plantas na faixa de 400 a 700 nm, e não está relacionado ao número de fótons emitidos por cada espectro. Mas o senso comum das pessoas pensa que a cor da luz afeta a taxa de fotossíntese. As plantas têm sensibilidades diferentes em todos os espectros. A razão disso vem da absorção especial de pigmentos nas folhas. Entre eles, a clorofila é a mais conhecida. Mas a clorofila não é o único pigmento útil para a fotossíntese. Outros pigmentos também estão envolvidos na fotossíntese, portanto, a eficiência da fotossíntese não pode ser considerada apenas pelo espectro de absorção da clorofila.

A dissimilaridade das vias de fotossíntese também não está relacionada à cor. A energia luminosa é absorvida pela clorofila e caroteno nas folhas. A energia é convertida em glicose e oxigênio por dois sistemas fotossintéticos para fixar água e dióxido de carbono. Este processo utiliza todo o espectro da luz visível, de modo que as fontes de luz de várias cores têm pouca diferença em seu efeito na fotossíntese.

Alguns pesquisadores acreditam que a maior capacidade fotossintética ocorre na parte de luz laranja-alaranjada. No entanto, isso não significa que as plantas devam ser cultivadas sob essas fontes de luz monocromáticas. As plantas devem receber uma variedade de fontes de luz equilibradas para seu desenvolvimento morfológico e cor das folhas.

A fonte de luz azul (400-500 nm) é muito importante para a diferenciação de plantas e regulação estomática. Se a luz azul for insuficiente e a proporção de luz vermelha distante for excessivamente, a haste crescerá excessivamente, o que fará com que as folhas fiquem amarelas. A razão entre a energia do espectro de luz vermelha (655~665 nm) e a energia do espectro de luz vermelho distante (725 a 735 nm) é entre 1,0 e 1,2, e o desenvolvimento da planta será um crescimento positivo. Mas cada planta tem uma sensibilidade diferente para essas razões espectrais.

Lâmpadas de sódio de alta pressão são frequentemente usadas como fontes de luz artificial dentro de estufas. Tomando como exemplo a fonte de luz Philips Master SON-TPIA, ela tem a maior energia na região espectral laranja-vermelha. No entanto, a energia da luz do infravermelho distante não é alta, portanto, a relação energia vermelha/vermelha distante é maior que 2,0. Mas, como a estufa ainda possui luz natural, não fez com que as plantas se tornassem mais curtas. (Se esta fonte de luz for usada em uma câmara de crescimento, ela pode ter um efeito.

Na luz solar natural, a energia da luz azul ocupa 20%. Para fontes de luz artificial, não é necessária uma relação tão alta. Para plantas com desenvolvimento normal, a maioria das plantas requer apenas 6% da energia da luz azul na faixa de 400 a 700 nm. Na luz solar natural, há energia de luz azul suficiente. Portanto, as fontes de luz artificial não precisam complementar mais o espectro de luz azul. No entanto, quando a fonte de luz natural é insuficiente (como o inverno), a fonte de luz artificial precisa aumentar a energia da luz azul, caso contrário a fonte de luz azul se tornará um fator limitante para o crescimento das plantas.