La lumière des plantes est le signal clé et l’énergie importante pour la croissance des plantes. Selon l'intensité de la lumière, la longueur d'onde de la lumière, la longueur de la lumière, les plantes jugent le climat et la saison, pour que leur propre état change, pour déterminer si la germination, croissance, floraison, fructification pour mieux s'adapter à l'environnement. En même temps, les plantes utilisent également la lumière des plantes pour coopérer avec la lumière afin de fournir de l'énergie pour leur propre croissance. Les recherches sur la relation entre les plantes et la lumière peuvent favoriser le développement de techniques de culture.
Effets directs de la lumière des plantes sur les plantes
La lumière des plantes fonctionne comme un signal externe. En plus de contrôler la photosynthèse comme source d'énergie, la lumière des plantes agit également comme un signal qui affecte de nombreux aspects de la croissance et du développement des plantes., depuis germination des graines et désétiation à la morphologie nutritionnelle, rythme circadien, expression génique, géotropisme, et phototropisme, Le développement des plantes induit et régulé par la lumière est appelé photomorphogenèse.. Les effets sur la morphologie des plantes comprennent
- Effets de la lumière des plantes sur la formation de gibbérelline GA dans certaines graines de plantes.
- Favoriser la dominance apicale: la lumière des plantes peut favoriser l’expansion des extrémités des tiges et des jeunes feuilles, et inhibe la croissance des bourgeons latéraux et l'allongement de la tige.
- Cause tropisme: Par exemple, il y a une grande différence dans la forme entre les plants poussant dans l'obscurité et les plants poussant à la lumière de la plante.
- Effets de la photopériode sur les plantes: la lumière affecte le processus de croissance des plantes, comme la germination et la dormance des graines, germination et croissance des bourgeons, phénomène de fleur jaune, la croissance des plantes ralentit et s'arrête en hiver, etc..
- En général, la photomorphogenèse des plantes est un processus de croissance, développement, et différenciation induite et régulée par la lumière. Les feuilles des plants poussant dans l'obscurité sont plus petites, mais ceux qui poussent à la lumière sont beaucoup plus gros. En ce qui concerne la forme des feuilles, la croissance et la division des cellules modifient la forme des feuilles, qui sont tous deux des processus de morphogenèse légère.
Il existe deux types de réactions morphogénétiques légères chez les plantes: réaction à la lumière rouge et réaction à la lumière bleue. L'agrandissement des feuilles était principalement dû à une réaction à la lumière rouge; Cependant, ouverture stomatique, différenciation des chloroplastes, et le mouvement étaient des réponses à la lumière bleue. Le photorécepteur de la réaction à la lumière rouge est le phytochrome, qui existe dans presque toutes les parties des plantes supérieures. Le phytochrome est composé de chromophores et de déprotéinisation. Il a été confirmé qu'il existe deux formes de phytochrome dans les plantes, à savoir pr (type d'absorption de la lumière rouge & type d'inactivation physiologique) et PFR (type d'absorption de la lumière rouge lointain & type d'activation physiologique). PR est bleu-vert et PFR est vert clair. Tant que les conditions sont remplies, ils peuvent se transformer l'un en l'autre. Le photorécepteur de la réaction à la lumière bleue est appelé photorécepteur bleu/proche ultraviolet..
Sous irradiation de lumière rouge, PR change en PFR, et sous irradiation de lumière rouge lointain, Le PFR devient pr. Dans de nombreuses plantes, Le PFR peut lentement se transformer en PR dans l'obscurité. Contrairement à la réaction à la lumière rouge qui peut être inversée par une lumière rouge lointaine, la réaction de la lumière bleue ne peut pas être inversée par la lumière de longueur d'onde plus longue. La lumière rouge est la plus efficace pour provoquer la floraison, germination de certaines graines, croissance des tiges et des feuilles, abscission des feuilles, formation de rhizomes et de bulbes, dormance des bourgeons, et la chlorose; La lumière bleue est la plus efficace dans l’ouverture stomatique, retarder la sénescence, augmentation de la teneur en protéines, phototropisme, synthèse de chlorophylle, différenciation des chloroplastes, et le mouvement, et inhibition de l'allongement de la tige.
Effets de la morphogenèse de la lumière sur les plantes
- Effet de la lumière des plantes sur la germination des graines des plantes
Quand les graines sont imbibées, leur germination est souvent affectée par la lumière. De nombreuses graines ont besoin de lumière pour bien germer. Les petites graines sont souvent touchées. Il existe également quelques cultures horticoles à grosses graines. En outre, la germination de nombreuses graines n'est pas affectée par la lumière, certains sont inhibés par la lumière, et même certains sont favorisés par la lumière à court terme, mais inhibé par la lumière continue. La qualité de la lumière a également affecté la germination des graines. La germination des graines était également affectée par la qualité de la lumière. Sous le feu rouge et feu vert, la germination des graines de concombre est inhibée, et il est difficile de germer. Mais sous une lumière blanche, lumière jaune, lumière bleue, ou même sous une lumière sombre, les graines peuvent germer. Certains types de graines trempées dans GA3 peuvent remplacer la demande de lumière, et même pour les graines non affectées par la lumière, ces hormones ont parfois des effets stimulants. La formation d'acide gibbérelline peut affecter la germination des graines. La lumière rouge lointain peut réduire la teneur en gibbérelline des graines de pois trempées, tandis que la lumière rouge peut augmenter la teneur en gibbérelline. Les ondes lumineuses peuvent s'inverser, indiquant que le photosensibilisant PR et PFR des graines peut affecter la formation d'acide gibbérelline après avoir été stimulé par la lumière rouge.
- Effet de la lumière des plantes sur la croissance des feuilles des plantes
La grande majorité des plantes en l’absence de lumière sont très difficiles à cultiver, bien que parfois les feuilles des plantes (dans une période de temps) dans l'obscurité, les espèces peuvent également croître rapidement, ce temps est très court, et la grande majorité du temps, les plantes ont besoin de lumière pour croître, et les feuilles des plantes de sanglier doubles en l'absence de lumière ne peuvent pas se développer normalement. L'agrandissement des feuilles favorisé par la lumière était principalement dû à une division cellulaire améliorée, et il n'y avait pas de différence significative dans la taille finale des cellules entre celles sous la lumière et celles conservées dans l'obscurité.. Dans des feuilles intactes, le taux de différenciation de la division cellulaire et de l'élongation des feuilles cultivées sous une lumière vive était plus rapide que celui sous une faible intensité lumineuse. La lumière joue un rôle clé dans la croissance et le développement des feuilles des plantes, surtout chez les plantes bilobées.
- Effet de la lumière des plantes sur la croissance des tiges des plantes
Le taux d’allongement des tiges de nombreuses plantes pendant la journée est inférieur à celui de la nuit, qui est l'inhibition de la lumière sur la croissance dans une large mesure. À basse énergie, l'inhibition de la lumière bleue est inférieure à celle de la lumière rouge. Si l'intensité lumineuse est augmentée, l'inhibition de la lumière bleue sera renforcée. Pour une plante qui pousse dans le noir, l'élément photosensible ne fonctionne pas dans un tel environnement, le feu vert n'a presque aucun effet, et la lumière bleue est relativement faible, ce qui indique que la lumière a des effets différents sur les plants verts et les plants jaunes. Quand les plantes germent au soleil, une lumière rouge de haute intensité peut favoriser l'allongement de la tige, tandis que la lumière bleue de même intensité a la plus grande inhibition sur l'allongement de la tige. Lumière à grande longueur d'onde (feu rouge) allongement favorisé de la tige, tandis que la lumière à courte longueur d'onde (lumière bleue) allongement de la tige inhibé. La lumière bleue peut inhiber la croissance cellulaire, tandis que la lumière rouge peut favoriser la croissance cellulaire. La lumière bleue peut augmenter la surface des feuilles, mais cela peut empêcher la croissance du pétiole. La lumière rouge est très importante et la lumière bleue est également très importante pour la croissance des plantes. C'est le résultat des deux côtés. La lumière bleue est l’une des conditions nécessaires à la forte croissance des plantes.
- L'effet de la lumière des plantes sur la synthèse de la chlorophylle chez les plantes est indissociable de la participation de la lumière..
Le rapport entre la chlorophylle a et la chlorophylle b est 3:1. La teneur totale en caroténoïdes des cellules cultivées dans l’obscurité est très faible, mais ça peut augmenter 10 fois pendant le processus de passage au vert. En outre, la synthèse de la chlorophylle est également liée à la qualité de la lumière. La teneur en chlorophylle était la plus élevée sous la lumière bleue, suivi d'une lumière blanche et rouge, et le plus bas sous une lumière sombre et verte. Le rapport de la chlorophylle a: b était différent sous différentes qualités de lumière. Le rapport de la chlorophylle a: b était le plus élevé sous lumière jaune et lumière bleue, et la lumière rouge était plus propice à la formation de chlorophylle a. Comparé à la lumière blanche et à la lumière bleue, la chlorophylle a: b le ratio de feuilles sous traitement à la lumière rouge était inférieur, tandis que la teneur en chlorophylle des feuilles sous la lumière bleue était inférieure à celle sous la lumière blanche et la lumière rouge, mais c'est de la chlorophylle: Le rapport b était le plus élevé, c'est à dire, les plantes sous culture lumière bleue avaient généralement les caractéristiques des plantes ensoleillées, tandis que les plantes cultivées sous lumière rouge étaient similaires à celles cultivées à l'ombre..
- Effet de la lumière des plantes sur la formation d'anthocyanes
De nombreuses plantes forment des anthocyanes colorées dans certains organes. La formation de ce pigment nécessite un apport suffisant en sucres solubles directement issus de la photosynthèse.. En outre, la lumière peut également affecter la synthèse des anthocyanes d’autres manières. En général, la lumière bleue favorise la synthèse des anthocyanes. Une lumière de haute intensité est également nécessaire à la synthèse des anthocyanes.. Si une lumière bleue de haute intensité est utilisée pour irradier les plants de sorgho pendant plusieurs heures, puis maintenu dans l'obscurité, la teneur en anthocyanes augmentera progressivement. Cependant, si les plantes sont irradiées avec de la lumière bleue, c'est, avec une lumière rouge lointaine de faible niveau pendant une courte période, seulement environ la moitié du pigment est formée. L'effet d'inhibition de la lumière rouge lointaine peut être inversé à plusieurs reprises par l'irradiation de la lumière rouge. Les anthocyanes sont synthétisées par deux photorécepteurs végétaux: l'un est considéré comme cryptochrome, qui absorbe le bleu / lumière proche de l'ultraviolet, et l'autre est un phytochrome qui absorbe le rouge (RP) et loin rouge (PFR).
- Effet de la lumière des plantes sur la floraison des plantes
La photopériode est la durée mutuelle entre le jour et la nuit dans une journée. La durée du jour et de la nuit n'est pas invariable. Cela change avec le changement de longitude, de latitude et de saison. Bien que leur longueur totale soit invariable, la longueur relative change tout le temps. La photopériode est un signal très fiable de variation saisonnière. Les plantes de différentes régions de la Terre s'adaptent progressivement à l'environnement au cours d'un processus d'évolution à long terme. Leur croissance, y compris l'enracinement, germination, croissance, floraison, et fructification, change périodiquement avec les saisons. Chaque processus de croissance des plantes est fondamentalement affecté par la photopériode., et l'effet sur la floraison est plus important. Quand les plantes à fleurs régulées par la photopériode atteignent l’état de maturité de floraison, la floraison peut être induite dans des conditions de photopériode appropriées. Plus la plante fleurit tôt sous un certain ensoleillement continu, et plus le soleil est long, plus il fleurit tôt. Les plantes à jours courts ne peuvent fleurir que lorsque leur photopériode est plus courte que la durée critique du jour.. Le nombre de jours d’induction de la photopériode est lié à l’âge de la plante. Dans de nombreuses plantes, le nombre de jours d'induction de photopériode diminue avec l'âge. La sensibilité des feuilles à la photopériode change avec la croissance, de faible à fort, et de fort à faible. La sensibilité des jeunes feuilles à la lumière est relativement faible. Avec la croissance, la sensibilité à la photopériode devient progressivement plus forte. La sensibilité des feuilles en croissance à la lumière s’aggravera progressivement, et la sensibilité des vieilles feuilles à la lumière est relativement faible. L'intensité lumineuse nécessaire pour provoquer la floraison n'est pas élevée, environ 50-100lx, donc l'intensité lumineuse n'est pas un facteur absolu pour provoquer la floraison. La transition de la croissance végétative à la croissance reproductrice est régulée par les récepteurs rouges lointains et bleus proches de l'ultraviolet.. Le soleil est reçu par les photosensibilisateurs présents dans les feuilles, qui peut recevoir des signaux rouges et rouges lointains. La lumière rouge et la lumière rouge lointaine peuvent inverser la réaction de floraison à plusieurs reprises. C'est la dernière irradiation lumineuse qui détermine la floraison des plantes. Si la dernière irradiation lumineuse est une lumière rouge, les plantes de jours courts ne fleuriront pas; si le dernier est un feu rouge lointain, les plantes fleuriront.
Effets indirects de la lumière des plantes sur les plantes
La lumière comme énergie. La lumière est la base de la photosynthèse, ce qui affecte la formation de l'assimilation, activation enzymatique, ouverture stomatique, et ainsi de suite. Une lumière insuffisante affectera la capacité photosynthétique, limitant ainsi l'assimilation du carbone, et finalement affectant la formation de produits photosynthétiques végétaux. La croissance des plantes est indissociable de la lumière, eau, température, gaz, et d'autres facteurs environnementaux. Beaucoup de ces facteurs peuvent réguler la tendance de croissance des plantes, et la lumière ne fait pas exception. La lumière peut non seulement fournir différents signaux environnementaux pour le développement et la croissance des plantes, mais également fournir de l'énergie pour la photosynthèse des plantes.. L'énergie lumineuse affecte toutes les étapes de la croissance et du développement des plantes.
La lumière est la source d'énergie de la photosynthèse. L'ensemble de la photosynthèse peut être divisé en deux classes: réaction lumineuse et réaction sombre. Au stade de la réaction lumineuse, les plantes utilisent l'énergie lumineuse pour produire de l'ATP et du NADPH; Dans la scène sombre, les chloroplastes assimilent le CO2 pour synthétiser les glucides en utilisant le NADPH et l'ATP produits par la réaction lumineuse. La photosynthèse est une réaction photochimique. Dans une certaine plage d'intensité lumineuse, le taux de photosynthèse augmente avec l'augmentation de l'intensité lumineuse. Lorsque l'intensité lumineuse dépasse ou descend en dessous d'une certaine valeur critique (point de saturation de la lumière et point de compensation), l'intensité photosynthétique n'augmente pas. Plus l’intensité lumineuse est élevée, plus le taux de photosynthèse est élevé. Le développement de la régulation de la lumière inclut presque toute l’étape du développement des plantes, y compris la germination des graines, développement des feuilles et des racines, ramification, floraison, et fructification.
Contrôle de la lumière pour affecter la croissance des plantes
- Réduire les coûts d’éclairage des plantes
Toutes les longueurs d’onde des plantes lumineuses ne peuvent pas réaliser la photosynthèse. Des études montrent que les longueurs d'onde des plantes lumineuses peuvent effectuer la photosynthèse sont de 400 nm à 700 nm.. Lors de la plantation, nous utilisons cette bande de lumière pour réduire notre gaspillage d'énergie, augmenter l'absorption de la lumière, accélérer la croissance des cultures, et réduire nos coûts.
- Amélioration de la qualité des produits
Grâce à la recherche, nous avons découvert que la lumière a un impact significatif sur la croissance des plantes, grâce au contrôle de la lumière, nous pouvons contrôler la croissance des plantes. Avec plus de contrôle de la lumière, les fleurs augmenteront la période de floraison et moins de temps de fructification, donc la croissance des fleurs est certainement de haute qualité. Pour les fruits, nous devrions leur faire porter plus de fruits, et leur faire produire plus de sucres pour augmenter leur goût. De cette façon, les fruits produits doivent être de haute qualité. Grâce au contrôle de la lumière, laissons les cultures pousser dans la direction que nous voulons, et améliorer la qualité des produits.
- Plantation hors saison
Généralement, les légumes et les fruits ne peuvent pousser que pendant une période spécifique de l'année.. En contrôlant la lumière et d’autres conditions, nous pouvons les rendre non affectés par des facteurs externes, pour qu'ils puissent grandir dans le temps dont nous avons besoin. De cette façon, nous pouvons planter les produits que nous voulons en toute saison. Dans le froid de l'hiver, nous pouvons toujours manger des légumes et des fruits frais.
Avantages de la lumière LED pour plantes
Par rapport à d'autres sources lumineuses, La LED présente les avantages d'une sécurité et d'une fiabilité élevées, petite taille, léger, longue vie, faible consommation d'énergie, et une efficacité lumineuse élevée. De plus, la longueur de l'onde lumineuse émise par la LED est principalement comprise entre 400 nm et 700 nm, qui convient à la photosynthèse des plantes. En raison de ces avantages, La LED est particulièrement adaptée à la culture en intérieur ou en serre et est largement utilisée dans la culture de tissus végétaux., horticulture protégée, semis d'usine, et système de protection écologique aérospatiale, qui est une direction de recherche importante du développement agricole moderne.
Perspectives de MOKOlight
Le développement de toute industrie peut’ne pas être promu par une ou deux personnes. Nous devons travailler ensemble pour le promouvoir. Avec le développement rapide de la société, personnes’la demande est de plus en plus élevée, et la demande pour l'agriculture et d'autres industries de plantation est de plus en plus élevée. Bien que le LED élèvent la lumière a fait des progrès considérables, il y a encore beaucoup de place à l'amélioration. MOKOLight a la chance d'être né à cette époque. Il continuera d'augmenter les investissements et de contribuer à la technologie de plantation moderne tout en obtenant certains résultats de recherche dirigés..
