Lysspektrum og dets indflydelse på planters vækst: Udendørs vs. drivhus vs. indendørs

Dyrkning af planter kan foregå på mange måder, fra traditionel udendørs dyrkning over drivhuse til indendørs dyrkning under kunstig belysning. Hver af disse metoder har sine unikke fordele, men også nogle ulemper. I dagens artikel ser vi nærmere på forskellene i lysspektret ved udendørs dyrkning, i drivhus og indendørs under LED-dyrkningslamper.

Planter opfatter lys ved hjælp af fotosensorer, som kaldes fotoreceptorer. De fleste af dem har til opgave at opfange lysfotoner og omdanne dem til energi gennem fotosyntesen. Planter er dog også udstyret med specialiserede fotoreceptorer, der fungerer anderledes end de øvrige. De medvirker ikke altid i fotosyntesen, og nogle af dem opfanger endda lys uden for det synlige lysspektrum. Disse fotoreceptorer er vigtige for planterne, fordi de påvirker cirkadiske processer, udviklingssignaler, genregulering og meget mere.

Forskellige lysfarver

For at forstå lysspektret er det vigtigt at være opmærksom på, at lys er elektromagnetisk stråling, der både kan beskrives som en partikel (foton) og en bølge. De enkelte typer elektromagnetisk stråling inddeles efter bølgelængde og den tilsvarende frekvens. Betegnelsen „spektrum“ blev oprindeligt brugt om det farvespektrum, der er synligt for det menneskelige øje (regnbuens farver), men med tiden blev der også opdaget andre typer stråling, som mennesker ikke kan se.

Synligt lys: Den synlige del af lysspektret med bølgelængder på 400-800 nanometer. De enkelte farver i lysspektret kaldes spektralfarver (rød, orange, gul, grøn, azurblå, blå, lilla).

Fotosyntetisk aktiv stråling: PAR (photosynthetic active radiation) overlapper med det synlige lys og betegner det bølgelængdeområde for lys (400 til 700 nanometer), som planter bruger til fotosyntese. De fleste LED-dyrkningslamper omfatter kun fotosyntetisk aktive bølgelængder.

UV: Ultraviolet stråling (400-10 nanometer) er farlig for både mennesker og planter, da den beskadiger DNA og kan forårsage kræftfremkaldende vækst. Det meste UV-stråling opfanges af jordens atmosfære, men en lille mængde når ned til overfladen.

Infrarød stråling: Infrarød stråling har en bølgelængde mellem 760 nanometer og 1 nanometer og inddeles yderligere i nær-infrarød (near-IR), melleminfrarød (mid-IR) og fjern-infrarød (far-IR).

Røntgenstråling: Røntgenstråling med bølgelængder på 10 – 0,1 nanometer bruges i praksis på grund af dens evne til at trænge igennem en række materialer (røntgenfotografering, CT). Den har ingen betydning for dyrkning af planter.

Gammastråling: Radioaktiv stråling, der opstår ved kerneprocesser. Den har ingen betydning for dyrkning af planter.

Udendørs dyrkning: Alle lysfarver

Det kommer nok ikke som nogen overraskelse, når vi siger, at naturligt sollys er det mest komplekse og dækker det bredest mulige spektrum. Planter, der dyrkes udendørs, modtager ikke kun den synlige del af lysspektret, herunder den fotosyntetisk aktive stråling, men også infrarød stråling, UV-stråling og andre typer stråling. Selvom virkningerne af ekstremt korte eller ekstremt lange lysbølgelængder ikke er særligt godt dokumenteret i forbindelse med planter, kan nogle af de usynlige bølgelængder, såsom UV og langt rødt lys, være afgørende for planterne, selvom de ikke påvirker fotosyntesen.

Drivhuse: Fravær af UV-stråling

Drivhuse kan være fremstillet af forskellige typer glas eller endda plast, som kan påvirke det lys, der passerer gennem materialet, på forskellige måder. Generelt gælder det dog, at glas slipper det meste af lysspektret igennem, men naturligt blokerer en betydelig del af UV-strålingen og strålingen med kortere bølgelængder. I den forstand kan drivhuse betragtes som semipermeable, og fraværet af UV-lys kan påvirke planterne, for eksempel produktionen af terpener eller aktive stoffer.

Det er kendt, at UV-stråling stimulerer produktionen af sekundære metabolitter hos nogle planter. En teori er, at sådanne planter producerer flere af disse stoffer, fordi de fungerer som en naturlig beskyttelse mod UV-strålernes skadelige påvirkning af DNA. Derudover er den usædvanlige fotoreceptor UVR8 blevet opdaget. Den aktiveres direkte af UV-B-stråling og opfatter lys med en bølgelængde på (280-320 nanometer). Denne fotoreceptor består af to UVR8-molekyler, som adskilles efter UV-B-bestråling og bliver til monomerer. Det ændrer dens funktion og medfører ændringer, herunder øget stresstolerance, ændringer i geners funktion og påvirkning af plantens udvikling.

Fraværet af UV-stråling er ikke livstruende for planterne, men det kan have stor betydning for, hvordan de håndterer stress og gennemgår de enkelte livsfaser. Derfor bruger nogle dyrkere i drivhuse og indendørs speciale dyrkningslamper, som beriger lysspektret med UV-A- og UV-B-stråling.

Indendørs: PAR tilpasset planterne

De fleste moderne LED-dyrkningslamper udsender et standardiseret lysspektrum med bølgelængder svarende til PAR-stråling (400–700 nanometer). Dette spektrum er mere end tilstrækkeligt til, at planterne trives under kunstig belysning, og under visse omstændigheder kan de vokse hurtigere, end de ville gøre udendørs eller i et drivhus. Til gengæld mangler LED-dyrkningslampernes spektrum ikke kun UV, men også infrarødt lys.

Mængden af infrarødt lys, der rammer planter dyrket udendørs eller i et drivhus, varierer i løbet af dagen og året, alt efter hvordan solen bevæger sig over himlen, fordi vinklen, som lyset passerer gennem atmosfæren i, ændrer sig. Planterne udnytter dette, når de styrer deres cirkadiske rytmer, og takket være specialiserede fotoreceptorer, der kaldes fytokromer, kan de for eksempel registrere, om det er tid til at begynde at blomstre. Derfor kan planter, der dyrkes indendørs under kunstig belysning, begynde at blomstre lidt langsommere (ved skift til 12/12), end de ville gøre udendørs. Ligesom UV-stråling kan det infrarøde spektrum også tilføjes i dyrkningsrummet eller drivhuset ved hjælp af supplerende belysning med infrarødt spektrum.

Læs også: Indendørs dyrkning: Sådan skifter du til blomstring