Svetlobni spekter in njegov vpliv na rast rastlin: na prostem proti rastlinjaku proti notranjemu gojenju

Gojenje rastlin ima lahko veliko oblik, od tradicionalnega gojenja na prostem, prek rastlinjakov do notranjega gojenja pod umetno razsvetljavo. Vsaka od teh metod ponuja edinstvene prednosti, ima pa tudi nekatere slabosti. V današnjem članku se bomo posvetili razlikam v svetlobnem spektru pri gojenju na prostem, v rastlinjaku in v notranjem prostoru pod LED gojitvenimi svetilkami.

Rastline zaznavajo svetlobo s pomočjo fotosenzorjev, ki jih imenujemo fotoreceptorji. Večina od njih ima nalogo prestrezati fotone svetlobe in jih v procesu fotosinteze pretvarjati v energijo. Rastline pa so opremljene tudi s specializiranimi fotoreceptorji, ki delujejo drugače kot drugi, ne sodelujejo vedno pri fotosintezi in nekateri od njih celo zaznavajo svetlobo zunaj vidnega svetlobnega spektra. Ti fotoreceptorji so za rastline pomembni, ker vplivajo na cirkadiane procese, razvojne signale, gensko regulacijo in še veliko drugega.

Različne barve svetlobe

Za razumevanje svetlobnega spektra je pomembno vedeti, da je svetloba elektromagnetno sevanje, ki ga lahko označimo hkrati kot delec (foton) in val. Posamezne vrste elektromagnetnega sevanja delimo glede na valovno dolžino in ustrezno frekvenco. Poimenovanje »spekter« se je prvotno nanašalo na barvni spekter, viden človeškemu očesu (barve mavrice), sčasoma pa so bila odkrita tudi druga sevanja, ki jih ljudje z vidom ne zaznavajo.

Vidna svetloba: Vidni del svetlobnega spektra z valovnimi dolžinami 400-800 nanometrov. Posamezne barve v svetlobnem spektru imenujemo spektralne barve (rdeča, oranžna, rumena, zelena, azurna, modra, vijolična).

Fotosintetsko aktivno sevanje: PAR (photosynthetic active radiation) se prekriva z vidno svetlobo in označuje razpon valovnih dolžin svetlobe (400 do 700 nanometrov), ki jih rastline uporabljajo za fotosintezo. Večina gojitvenih LED svetilk vključuje le fotosintetsko aktivne valovne dolžine.

UV: Ultravijolično sevanje (400-10 nanometrov) je za ljudi in rastline nevarno, poškoduje DNK in lahko povzroča rakavo razraščanje. Večino UV sevanja prestreže zemeljska atmosfera, vendar majhna količina doseže površje.

Infrardeče sevanje: Infrardeče sevanje ima valovno dolžino med 760 nanometri - 1 nanometrom in se nadalje deli na bližnje IČ (near-IR), srednje IČ (mid-IR), oddaljeno IČ (far-IR).

RTG: Rentgensko sevanje z valovnimi dolžinami 10 – 0,1 nanometra se v praksi uporablja zaradi svoje sposobnosti prodiranja skozi številne materiale (skiagrafija, CT). Za gojenje rastlin nima pomena.

Gama sevanje: Radioaktivno sevanje, ki nastaja pri jedrskih procesih. Za gojenje rastlin nima pomena.

Gojenje na prostem: Vse barve svetlobe

Verjetno nikogar ne bo presenetilo, če rečemo, da je naravna sončna svetloba najbolj kompleksna in pokriva najširši možni spekter. Na rastline, gojene na prostem, ne pada le vidni del svetlobnega spektra, vključno s fotosintetsko aktivnim sevanjem, temveč tudi infrardeče, UV in druge vrste sevanja. Medtem ko vplivi izjemno kratkih ali izjemno dolgih valovnih dolžin svetlobe v odnosu do rastlin niso prav dobro dokumentirani, so lahko nekatere nevidne valovne dolžine, kot sta UV in daleč rdeče sevanje, za rastline ključne, čeprav ne vplivajo na fotosintezo.

Rastlinjaki: Odsotnost UV sevanja

Rastlinjaki so lahko izdelani iz različnih vrst stekla ali celo plastike, ki imajo lahko različne učinke na svetlobo, ki prehaja skozi material. Na splošno pa velja, da steklo prepušča večino svetlobnega spektra, vendar naravno blokira precejšen del UV sevanja in sevanja z nižjimi valovnimi dolžinami. V tem smislu lahko rastlinjake obravnavamo kot polprepustne, odsotnost UV svetlobe pa lahko vpliva na rastline, na primer na proizvodnjo terpenov ali učinkovin.

Znano je, da pri nekaterih rastlinah UV sevanje spodbuja proizvodnjo sekundarnih metabolitov. Obstajajo teorije, da takšne rastline proizvajajo več teh snovi, ker delujejo kot naravna zaščita pred uničujočim vplivom UV žarkov na DNK. Poleg tega so odkrili nenavaden fotoreceptor UVR8, ki ga neposredno aktivira UV-B sevanje in zaznava svetlobo z dolžino (280-320 nanometrov). Ta fotoreceptor je sestavljen iz dveh molekul UVR8, ki se po obsevanju z UV-B ločita in postaneta monomera, kar spremeni njegovo funkcijo in povzroči spremembe, vključno s povečano odpornostjo proti stresu, delovanjem genov in vplivom na razvoj rastline.

Odsotnost UV sevanja rastlin sicer ne ogroža življenjsko, lahko pa pomembno vpliva na to, kako se spopadajo s stresom in prehajajo skozi posamezne življenjske faze. Zaradi teh razlogov nekateri pridelovalci v rastlinjakih in v notranjih prostorih uporabljajo posebne gojitvene svetilke, ki svetlobni spekter obogatijo z UV-A in UV-B sevanjem.

Notranje gojenje: PAR po meri rastlin

Večina sodobnih LED gojitvenih luči oddaja standardiziran svetlobni spekter, ki ustreza valovnim dolžinam sevanja PAR (400–700 nanometrov). Takšen razpon spektra povsem zadostuje, da rastlinam pod umetno razsvetljavo uspeva in lahko v določenih okoliščinah rastejo hitreje, kot bi to bilo na prostem ali v rastlinjaku. Po drugi strani je spekter LED gojitvenih svetilk osiromašen ne le za UV, temveč tudi za infrardečo svetlobo.

Količina infrardeče svetlobe, ki pada na rastline, gojene na prostem ali v rastlinjaku, se čez dan in leto spreminja glede na to, kako se sonce premika po nebu, saj se spreminja kot, pod katerim svetloba prehaja skozi atmosfero. Rastline to dejstvo izkoriščajo pri uravnavanju svojih cirkadianih ritmov in zahvaljujoč specializiranim fotoreceptorjem, imenovanim fitokromi, lahko prepoznajo na primer, kdaj je čas za začetek cvetenja. Zato lahko pri notranjem gojenju pod umetno razsvetljavo rastline začnejo cveteti nekoliko počasneje (pri preklopu na 12/12), kot bi to bilo na prostem. Tako kot pri UV sevanju lahko tudi infrardeči spekter v gojitvenem prostoru ali rastlinjaku dopolnite s pomočjo dopolnilne razsvetljave z infrardečim spektrom.

Preberite tudi: Gojimo v notranjih prostorih: Kako preklopiti v cvetenje