La sensibilité des plantes au spectre est différente de celle de l'œil humain. Le spectre le plus sensible de l'œil humain est de 555 nm, entre la lumière jaune-vert. Mauvaise sensibilité aux zones bleues et rouges. Les plantes, en revanche, sont les plus sensibles à la lumière rouge et moins sensibles au feu vert, mais la différence de sensibilité n'est pas aussi grande que l'œil humain. La région sensible maximale des plantes au spectre est de 400 à 700 nm. Cette région du spectre est souvent appelée la région énergétique efficace de la photosynthèse. Environ 45% de l'énergie de la lumière du soleil se trouve dans cette partie du spectre. Par conséquent, si une source de lumière artificielle est utilisée pour compléter la quantité de lumière, la distribution spectrale de la source de lumière devrait également être proche de cette plage.
L'énergie des photons émises par la source lumineuse varie en fonction de la longueur d'onde. Par exemple, l'énergie de 400 nm (lumière bleue) est de 1,75 fois celle de 700 nm (lumière rouge). Mais pour la photosynthèse, les deux longueurs d'onde fonctionnent de la même manière. L'excès d'énergie dans le spectre bleu qui ne peut pas être utilisé pour la photosynthèse est converti en chaleur. En d'autres termes, le taux de photosynthèse des plantes est déterminé par le nombre de photons qui peuvent être absorbés par la plante en 400 à 700 nm, et n'a rien à voir avec le nombre de photons envoyés par chaque spectre. Mais le bon sens est que la couleur de la lumière affecte le taux de photosynthèse. Les plantes diffèrent dans leur sensibilité à tous les spectres. La raison en est l'absorption spéciale des pigments dans les feuilles. Parmi ceux-ci, la chlorophylle est la plus connue. Mais la chlorophylle n'est pas le seul pigment utile pour la photosynthèse. D'autres pigments participent également à la photosynthèse, donc l'efficacité de la photosynthèse ne peut pas seulement considérer le spectre d'absorption de la chlorophylle.
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Les différences dans les voies photosynthétiques n'étaient pas non plus liées à la couleur. L'énergie lumineuse est absorbée par la chlorophylle et le carotène dans les feuilles. L'énergie est convertie de deux systèmes photosynthétiques qui fixent l'eau et le dioxyde de carbone en glucose et en oxygène. Ce processus utilise l'intégralité du spectre de la lumière visible, donc l'effet de différentes couleurs sur la photosynthèse est presque le même.
Certains chercheurs pensent que la partie orange de la lumière a la plus grande capacité photosynthétique. Mais cela ne signifie pas que les plantes doivent être cultivées dans de telles sources de lumière monochromatique. Les plantes devraient recevoir une source lumineuse équilibrée pour leur développement morphologique et leur couleur de feuilles.
La source de lumière bleue (400-500 nm) est très importante pour la différenciation des plantes et la régulation stomatique. S'il n'y a pas assez de lumière bleue et que la proportion de lumière rouge lointaine est trop élevée, la tige se développera excessivement et les feuilles jaunissent facilement. Le rapport entre l'énergie du spectre de lumière rouge (655-665 nm) et l'énergie du spectre de lumière rouge lointaine (725-735 nm) est comprise entre 1,0 et 1,2, et le développement des plantes sera une croissance positive. Mais chaque plante a une sensibilité différente à ces rapports spectraux.
Les lampes de sodium à haute pression sont souvent utilisées comme sources de lumière artificielle dans les serres. Prenant l'exemple de la source de lampe Philips Master Son-Tpia à titre d'exemple, il a la plus grande énergie dans la région spectrale rouge orange. Cependant, l'énergie de la lumière infrarouge lointaine n'est pas élevée, donc le rapport énergétique de la lumière rouge / du feu rouge lointain est supérieur à 2,0. Mais parce que la serre a toujours la lumière naturelle du soleil, elle ne raccourcit pas les plantes. (Cette source lumineuse peut avoir un impact si elle est utilisée dans la chambre de croissance.)
En plein soleil, la lumière bleue représente 20% de l'énergie. Pour les sources de lumière artificielle, un tel rapport élevé n'est pas requis. Pour les plantes en développement normalement, la plupart des plantes n'ont besoin que de 6% de l'énergie de la lumière bleue dans la gamme 400-700 nm. En plein soleil naturel, il y a suffisamment d'énergie de lumière bleue. Par conséquent, les sources de lumière artificielle n'ont pas besoin d'ajouter plus de spectre de lumière bleue. Cependant, lorsque la source de lumière naturelle est insuffisante (comme l'hiver), la source de lumière artificielle doit augmenter l'énergie de la lumière bleue, sinon la source de lumière bleue deviendra un facteur limitant de la croissance des plantes. Mais si vous n'utilisez pas la méthode d'amélioration de la source de lumière, il existe encore d'autres façons de remédier à ce problème de pénurie de source de lumière. Comme la régulation de la température ou l'application d'hormones de croissance.
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