Jika memilih tindak balas kimia yang paling penting di Bumi, fotosintesis tidak diragukan lagi berada di kedudukan pertama, berkhidmat sebagai asas bagi sebahagian besar bentuk kehidupan yang diketahui.
Kejayaan utama dalam penyelidikan fotosintesis muncul pada separuh kedua abad ke -19. Namun pada hari ini, saintis tidak sepenuhnya membongkar intinya.
1. Memahami intipati fotosintesis
Inti fotosintesis: Tumbuhan autotropik mensintesis gula dari karbon, hidrogen, dan oksigen di bawah cahaya - proses yang didorong.
Fotosintesis adalah tindak balas redoks klasik: molekul air dioksidakan dalam tindak balas cahaya, manakala karbon dioksida dikurangkan dalam reaksi gelap. Pengoksidaan air menyediakan elektron dan tenaga untuk pengurangan CO₂, dan CO₂ berfungsi sebagai sumber karbon tunggal untuk sintesis karbon organik. Oleh itu, fotosintesis mewakili proses fotokimia untuk menukar karbon bukan organik ke dalam karbon organik.
Pertanian moden mengejar tinggi - hasil, tinggi - penanaman kualiti, yang secara asasnya gula - penanaman tumbuhan yang kaya. Oleh itu, teknologi pencahayaan tambahan sememangnya didorong oleh logik pemodenan pertanian. Untuk produk pertanian yang tinggi -, pencahayaan tambahan buatan adalah satu -satunya pendekatan yang boleh dilaksanakan.
Faktor alam sekitar yang mempengaruhi kadar fotosintesis: kualiti cahaya, kuantiti cahaya, suhu, dan karbon dioksida. Keberkesanan lampu tumbuhan sebahagian besarnya bergantung kepada faktor persekitaran, bukan lampu sendiri.
Bagi tumbuhan, penyelidikan teknologi spektrum cahaya tumbuhan memberi tumpuan kepada sama ada kecekapan fotosintesis dimaksimumkan.
Fotosintesis berlaku semata -mata melalui interaksi foton, karbon, hidrogen, dan oksigen. Prinsip asas ini adalah penting untuk penggunaan lampu tumbuhan yang betul; Jika tidak, permohonan mereka tidak dapat difahami.
Fotosintesis adalah proses menghasilkan bahan organik dan menyimpan tenaga, sementara pernafasan adalah proses memecahkan bahan organik dan melepaskan tenaga. Aplikasi cahaya tumbuhan mesti mempertimbangkan pernafasan tumbuhan.
Kami percaya bahawa pencahayaan tiruan gandingan dengan pengurusan air dan baja adalah strategi yang berkesan untuk mengurangkan penggunaan tenaga ringan tumbuhan.
Di bawah keadaan pencahayaan buatan, kecekapan fotosintesis tumbuhan jauh melebihi yang di bawah cahaya matahari. Kesimpulan ini berpunca daripada ujian pengesahan kualiti cahaya makmal. Dengan kata lain, menambah pencahayaan rumah hijau dengan cahaya buatan mewakili teknik penanaman yang optimum.
2. Memahami cahaya fotosintesis
Sepanjang sejarah tumbuhan evolusi yang panjang, cahaya untuk fotosintesis tidak berasal dari Bumi. Pencahayaan yang mencapai permukaan bumi pasif, dengan musim dan cuaca menjadi faktor utama yang mempengaruhi keadaan cahaya permukaan. Cahaya matahari yang tidak mencukupi kerana keadaan cuaca boleh memberi kesan kepada kelangsungan hidup tumbuhan secara langsung.
Satu -satunya penyelesaian untuk penanaman tumbuhan dalam menghadapi iklim yang merosot adalah pencahayaan tambahan buatan. Teknologi pencahayaan tumbuhan mewakili penggunaan sumber cahaya tiruan yang paling penting, dengan sumbangannya kepada kemanusiaan yang bersaing dengan penjajahan Marikh.
Sangat penting untuk memahami kebenaran asas ini: cahaya matahari tidak bertanggungjawab untuk mengekalkan pertumbuhan tumbuhan. Ini adalah prinsip yang paling asas untuk dikenali semasa pergolakan iklim. Tumbuhan memerlukan cahaya matahari, tetapi cahaya matahari tidak memerlukan tumbuhan. Cahaya matahari wujud jauh sebelum tumbuhan pertama Bumi muncul - Ini adalah logik asas untuk memahami cahaya fotosintesis.
Tumbuhan berkembang strategi penggunaan cahaya mereka di bawah tekanan solar. Kecekapan penyerapan mereka kekal rendah, bermakna cahaya matahari yang berlimpah tidak menjamin pengumpulan gula - Ini mewakili logik kognitif yang paling asas mengenai cahaya matahari.
Sehingga kini, manusia telah mengenal pasti beberapa klorofil utama yang penting untuk fotosintesis tumbuhan: klorofil A, klorofil B, klorofil C, klorofil D, klorofil F, dan klorofil bakteria. Walaupun klorofil baru boleh ditemui, pigmen fotosintesis yang diketahui beroperasi dalam 400 - 700 nm spektrum-mengangkut julat par.
Cahaya di luar julat par tidak relevan untuk menanam fotosintesis - Prinsip asas dalam teknologi pencahayaan tumbuhan.
Secara kritikal, semua spektrum penyerapan klorofil yang ditemui memamerkan puncak penyerapan pada sama ada tenaga tinggi - atau rendah - ends spektrum, tetapi tidak ada yang menunjukkan puncak penyerapan dalam band par pusat.
Walaupun spektrum penyerapan pigmen berfungsi sebagai rujukan untuk reka bentuk cahaya tumbuhan, mereka bukanlah satu -satunya asas untuk konfigurasi spektrum.
Permintaan tumbuhan untuk cahaya matahari ditentukan oleh kedua -dua keperluan intrinsik dan keadaan persekitarannya. Ini bermakna bahawa keperluan tumbuhan untuk kualiti cahaya dan kuantiti sangat dikaitkan dengan persekitarannya yang semakin meningkat dan berubah -ubah.
Sambutan penyesuaian tumbuhan terhadap kecekapan cahaya bermula semasa peringkat anak benih. Walaupun anak benih phototuning mempunyai kepentingan teknikal, teknologi semasa berjuang untuk mencapai hasil yang diinginkan.
Untuk lampu tumbuhan, penyelidikan teknologi spektrum memberi tumpuan kepada sama ada tumbuhan dengan cekap menyerap spektrum yang dihasilkan oleh sumber cahaya buatan.
Ringkasan
Fotosintesis adalah "kilang gula" tumbuhan, dan peranan lampu tumbuhan adalah untuk menyediakan kilang ini dengan sumber cahaya yang paling sesuai, membolehkannya beroperasi dengan cekap.
