Ali lahko rastline fotosintetizirajo s cevnimi lučmi?
Rastline lahko vzdržujejo svoj razvoj in prispevajo k ekologiji planeta s temeljnim procesom fotosinteze, ki vključuje pretvorbo svetlobne energije v kemično energijo. Cevne luči so tipična vrsta umetnega vira svetlobe in eno najpomembnejših vprašanj, na katero morajo odgovoriti notranji vrtnarji in hortikulturisti, je, ali lahko uspešno podpirajo ta bistveni proces ali ne. Raziskati moramo znanost o fotosintezi, značilnosti cevnih luči in načine, kako se te stvari lahko uporabljajo na področju rastlinske kulture, da bi našli rešitev za ta problem.
Glavni pigment v rastlinskih celicah, klorofil, je odgovoren za osnovni proces fotosinteze, ki vključuje absorpcijo svetlobe. Najvišja absorpcija se pojavi v modrem (400–500 nm) in rdečem (600–700 nm) območju svetlobnega spektra za klorofil a in klorofil b, ki sta dve obliki klorofila, ki ju najdemo v največji količini. Od svetlobe-odvisne procese poganjajo te valovne dolžine, kar ima za posledico cepljenje vode in proizvodnjo adenozin trifosfata (ATP) in nikotinamid adenin dinukleotid fosfata (NADPH), ki sta nosilca energije, potrebna za pretvorbo ogljikovega dioksida v glukozo. Kljub temu, da se zelena svetloba (500–600 nm) primarno odbija, kar daje rastlinam zeleno barvo, lahko pri nekaterih vrstah vpliva na delovanje želodcev in razmnoževanje listov.
Celoten obseg valovnih dolžin zagotavlja naravno sonce; vendar pa notranji prostori včasih ne dobijo dovolj sončne svetlobe, zaradi česar je potrebna umetna razsvetljava. Vrsta fluorescentne razsvetljave, znane kot cevne luči, deluje tako, da povzroči vzbujanje hlapov živega srebra, kar ima za posledico emisijo ultravijolične (UV) svetlobe. Ta svetloba se nato pretvori v vidno svetlobo s fosfornim premazom, ki se nahaja znotraj cevne svetilke. Spekter svetlobe je odvisen od vrste fosforja, kar ima za posledico nihanja, ki vplivajo na razvoj rastlin.
Večina svetlobe, ki jo oddajajo hladne bele fluorescentne cevi, je v modrem in zelenem spektru, njena barvna temperatura pa sega od 4100K do 6500K. Najdejo široko uporabo v domačih in komercialnih okoljih za zagotavljanje splošne razsvetljave. Kljub temu, da so modre valovne dolžine ugodne za vegetativno rast, saj spodbujajo razvoj listov in ohranjajo kompaktno strukturo rastlin, velika količina zelene svetlobe, ki je rastline ne morejo dobro absorbirati, ovira njihovo sposobnost fotosinteze. Te cevi so dobre za rastline, ki potrebujejo slabo svetlobo, kot so kačje rastline ali pothos, vendar imajo lahko težave pri podpiranju vrst, ki se razvijajo hitreje.
Fluorescentne cevi, ki proizvajajo več rdečih in rumenih valovnih dolžin, so znane kot toplo bele fluorescenčne cevi. Njihova barvna temperatura se giblje od 2700K do 3000K. Ena najpomembnejših vlog, ki jih ima rdeča svetloba pri cvetenju in plodovanju, je, da je bistvenega pomena za-neodvisne procese, ki potekajo med fotosintezo. Po drugi strani pa lahko njihova zmanjšana modra svetloba ovira rast listov v vegetativni fazi, zaradi česar so manj primerni za sadike ali listnato zelenje. Bolj so koristni za rastline, ki so v fazi razmnoževanja, kot so cvetoče rastline, ki so dosegle zrelost.
Modre (400–500 nm) in rdeče (600–700 nm) valovne dolžine fluorescentnih cevi s polnim-spektrom so uravnotežene z manjšo količino zelenih in drugih spektrov. Ta ureditev je zasnovana tako, da simulira naravno sončno svetlobo, ki je prisotna v okolju. Indeks barvne reprodukcije (CRI) teh luči je pogosto višji od 85, zaradi česar so-vseobsegajoč vir svetlobe, ki je primeren za vse faze razvoja rastlin. Študije, kot je tista, ki je bila objavljena v HortScience, dokazujejo, da imajo zelišča, ki se gojijo v-epruvetah s polnim spektrom, vsebnost biomase in klorofila, ki je enakovredna tistim, ki gojijo na soncu, kar potrjuje uporabnost teh metod.
V primerjavi z običajnimi cevmi zagotavljajo cevi z visoko-izhodno močjo (HO) in zelo visoko{1}}izhodno močjo (VHO) višjo intenzivnost svetlobe (ki se meri v gostoti toka fotosintetskega fotona ali PPFD). Na razdalji 12 palcev lahko cevi HO dosežejo vrednosti PPFD 400–600 μmol/m2/s, zaradi česar so sprejemljive za srednje-lahke rastline, kot je paradižnik. Cevi VHO, ki imajo faktor moči praznjenja (PPFD) do 800 μmol/m2/s, so zasnovane za sprejem visoko{11}}lahkih vrst. Vendar zahtevajo posebne predstikalne naprave in proizvajajo večjo toploto, kar zahteva prezračevanje.
Intenzivnost svetlobe je izrednega pomena, saj večina rastlin potrebuje gostoto fotonskega toka (PPFD) 100–2000 μmol/m2/s. Na razdalji 12–18 palcev lahko standardne cevi oddajo 50–300 μmol/m²/s, kar je dovolj za rastline s slabo -osvetlitvijo, kot sta solata in peteršilj. Z razširitvijo tega spektra cevi HO nudijo pomoč rastlinam, ki imajo skromne zahteve. Ker je intenzivnost svetlobe sorazmerna s pravilom inverznega kvadrata, ki pravi, da je podvojitev razdalje četrtina intenzivnosti, je optimalen način za optimizacijo absorpcije namestitev cevi med 6 in 12 palcev nad rastlinami.
Čas svetlobeizpostavljenost, pogosto znana kot fotoperioda, je enako pomembna. Za večino rastlin zadostuje svetloba 12–16 ur na dan, za dihanje pa je potrebna tema. Da bi čim bolj zmanjšali stres, ki ga lahko povzročijo nepravilni vzorci svetlobe, cevne luči, ki jih je mogoče enostavno regulirati s časovniki, zagotavljajo enakomerne cikle.
Tudi če so učinkovite, imajo cevne luči določene pomanjkljivosti. Imajo nižjo energetsko učinkovitost v primerjavi z LED diodami, ki lahko pretvorijo več električne energije v svetlobo in oddajajo ciljne valovne dolžine ter tako zmanjšajo količino odpadkov. Poleg tega imajo LED diode daljšo življenjsko dobo (50.000 ur ali več v primerjavi z 10.000–20.000 urami za cevi) in proizvajajo manj toplote, kar povzroči nižje stroške hlajenja. Žarnice z visoko-razelektritvijo (HID), ki vključujejo kovinske halogenide (MH) in visoko{10}}natrijeve soli (HPS), imajo višji faktor moči (PPFD) za velike-delovanja; kljub temu pa potrebujejo večjo količino energije in proizvedejo znatno količino toplote.
Kljub temu se cevne luči še vedno pogosto uporabljajo za vrtnarjenje v manjšem obsegu zaradi razumnih začetnih stroškov, enostavne namestitve in široke dostopnosti. Izjemno dobro se obnesejo pri rasti sadik, mikrozelenja in listnatih posevkov, ki vsi potrebujejo manj svetlobe. Glede na ugotovitve raziskave, ki jo je izvedla University of California Cooperative Extension, na primer špinača, gojena v ceveh s polnim-spektrom, doseže devetdeset odstotkov višjo stopnjo rasti kot špinača, gojena zunaj.
Za zaključekcevne lučiimajo potencial za olajšanje fotosinteze, če ponujajo zadostne modre in rdeče valovne dolžine, sprejemljivo intenzivnost in primerna fotoobdobja, potrebna za proces. Optimalne elektronke s-polnim spektrom so tiste, ki izpolnjujejo spektralne zahteve večine rastlin. Čeprav niso tako tehnološko dovršeni kotLED diodeali HID, vrtnarjem v zaprtih prostorih nudijo rešitev, ki je hkrati praktična in ekonomična. Dokazujejo, da lahko rastline uspevajo pod umetno cevno svetlobo, če so izpolnjeni ustrezni pogoji.
več informacij:https://www.benweilight.com/lighting-tube-bulb/100w-200w-300w-plant-led-tube-light.html
