Человек воспринимает цвет с помощью трех типов колбочек (S, M и L) – клеток глазного дна, обладающих чувствительностью к видимой части спектра. Хлорофилл типов a и b отвечает за реакцию со светом в клетках растений.
В зависимости от диапазона длины волн, используемых для освещения растений, действие света отличается:
Хлорофилл формы a и b – основной и вспомогательный пигменты, отвечающие за фотосинтез. Пигменты восприимчивы к ФАР (фотосинтетически активной радиации): первый поглощает кванты света в фиолетово-голубой части спектра; второй – в синей части. Тип a окрашен в зеленый, b – желто-зеленый цвет.
• Каротиноиды – вспомогательные фотосинтетические пигменты растений, способные воспринимать фотосинтетически активное излучение в диапазонах 420-490 и 490-550 нм и участвовать в бесхлорофилльном фотосинтезе. Цвет пигментов находится в диапазоне от желто-оранжевого до красного.
Таким образом, диапазон ФАР (или ФАИ) определяется длинами волн от 380 от 750 нм.
Две формы фитохромов
Фитохромы – это световоспринимающие рецепторы растений. Существуют в двух формах, переходящих одна в другую: Pr (Phytochrom red) поглощает свет в красном диапазоне (660 нм), Pfr (Phytochrom far red) – в дальнем красном (730 нм).
Фотоморфогенез
Изменения, происходящие в растениях под влиянием света, можно контролировать с помощью освещения определенными частями спектра и воздействия на фитохромы.
Для фитоосвещения мы используем светодиоды, излучающие свет в наиболее эффективных частях спектра: 450 нм, 660 и 730 нм
Свет трех четко определенных частей спектра излучается светодиодными лампами, помещенными в однотипные корпуса.
Растение, подверженное влиянию света с длиной волны 730 нм, реагирует избеганием тени.
Воздействие красного света (около 660 нм)
Освещение растений красным светом соответствует прямому солнечному, и способствует нормальному росту.
Воздействие дальнего красного света (около 730 нм)
Влияние дальнего красного света воспринимается растением, как нахождение в тени от какого-либо объекта, препятствующего попаданию прямых солнечных лучей. В результате, активизируется процесс роста растения в высоту для избегания такой тени. Такой рост не всегда приводит к увеличению биомассы.
Регулировать процессы цветения позволяет чередование освещения (красного и дальнего красного света). Такой диапазон спектра способствует переходу фитохромов из одной формы в другую, влияя на начало цветения.
Красный свет (660 нм) в достаточном количестве необходим для начала серии переходов фитохромов Pr в Pfr. В природе такой свет соответствует дневному. Ночью происходит обратный процесс: Pfr переходит в Pr. Если в ночное время досвечивать растение дальним красным светом, процесс активизируется, позволяя управлять цветением в любое время года.
Регулирование процентного содержания фитохромов Pr и Pfr с помощью дополнительного освещения позволяет управлять сроками цветения.
Принятый подход вычисления спектральных весовых коэффициентов имеет некоторые недостатки