Коя част от светлинния спектър се използва за фотосинтеза?

Фотосинтетично активна радиация (PAR)

Растенията използват видима светлина за фотосинтеза. Видимата светлина варира от слаба синя до далечна червена светлина и се описва като дължини на вълните между 380 nm и 750 nm. Областта между 400 nm и 700 nm е това, което растенията използват предимно за задвижване на фотосинтезата и обикновено се нарича фотосинтетично активна радиация (PAR). Биолозите по растенията определят количествено PAR, като използват броя на фотоните в диапазона 400-700 nm, получени от повърхността за определен период от време, или плътността на фотосинтетичния фотонен поток (PPFD) в единиците μmol/s.

Фотоморфогенеза

Различните дължини на светлинните вълни (включително части от UV спектъра извън PAR) стимулират различни хормонални промени в растенията. Това явление е известно като фотоморфогенеза, което представлява регулирани от светлина промени в развитието, морфологията, биохимията и клетъчната структура и функция.

При сухоземните растения червената светлина стимулира циклите на цъфтеж, а синята светлина потиска удължаването на стъблото, което води до по-компактни растения. Въпреки това ефектите на фотоморфогенезата от промените в спектъра във водните растения са доста различни от тези на сухоземните растения; неща като удължаване на стъблото се определят повече от газообмен (достъп до O2/CO2), отколкото от синьо изместване на светлината. ​По същия начин циклите на цъфтеж за водните растения се задействат от достъпа до повърхностен въздух, а не от червения спектър, за практически цели.

Основното въздействие на спектъра върху водните растения е по-силната пигментация за определени видове, когато се използва по-силна червена/синя светлина. Наличието на повече червен/син спектър също дава по-висок визуален цветови контраст и наситеност - поради което силно го препоръчвам.

Спектър на действие

Спектър на действие за фотосинтеза (срещу диаграми на спектрите на абсорбция), описва ефективността, с която специфични дължини на вълните предизвикват фотохимична реакция. Кривата е известна още като добив на фотонен поток (Yield photon flux, YPF). PAR оценява всички фотони от 400 до 700 nm еднакво, докато YPF претегля фотоните в диапазона от 360 до 760 nm въз основа на фотосинтетичния отговор на растението.

От диаграмата по-долу създава впечатлението, че червената светлина е 20-30% по-ефективна от синята/зелена светлина за целите на фотосинтезата. Кривата е разработена от краткосрочни измервания, направени на единични листа при слаба светлина. Някои дългосрочни проучвания с цели растения при по-силна светлина показват, че качеството на светлината може да има по-малък ефект върху скоростта на растеж на растенията, отколкото количеството светлина. Листата абсорбират предимно червена и синя светлина в първия слой фотосинтезиращи клетки. Зелената светлина обаче прониква по-дълбоко във вътрешността на листата и може да задвижи фотосинтезата по-ефективно от червената светлина при по-високи нива на осветеност.