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¿Son necesarios dos colores (rojo + azul) para las luces de crecimiento LED, o cualquiera de los dos colores sería suficiente?

¿Son necesarios dos colores (rojo + azul) para las luces de crecimiento LED, o cualquiera de los dos colores sería suficiente?


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A continuación, se muestran algunos espectros de absorción de clorofila de otras respuestas aquí. Hay una fuerte absorción tanto en el extremo azul / violeta como en el extremo rojo del espectro, y presumiblemente ambos contribuyen a los pasos en la división del agua que se usa en la fotosíntesis.

¿Corresponden los dos picos amplios pero muy separados a diferentes pasos, de modo que se requieren ambos? ¿O es suficiente tener luz presente en una sola banda?

Si se requieren ambos, ¿cómo se usan de manera diferente?

Si no es así, ¿por qué las lámparas de cultivo LED tienen ambos? ¿La luz dos veces más brillante con cualquier longitud de onda sería igual de efectiva y útil para las plantas?


Esa luz violeta horriblemente antinatural se ve genial en entornos de alta tecnología, pero es un poco fea en la sala de estar.

Nota: Originalmente pensé que la clorofila A y B correspondían a los dos picos, pero claramente Esto no es en absoluto el caso. De aquí:

Tanto Chl-a como Chl-b absorben principalmente la luz roja y azul, los colores más efectivos en la fotosíntesis. Reflejan o transmiten luz verde, por lo que las hojas se ven verdes. La proporción de Chl-a a Chl-b en el cloroplasto es 3: 1.

encima: De esta respuesta, también se ve aquí.

arriba: x2 De esta respuesta.


La planta utiliza la luz para producir energía pero también como señal de cómo y cuándo crecer (fototropismo, fotoperiodismo). En el contexto de su pregunta, primero cubriré la recolección de luz en la fotosíntesis y luego el fototropismo.

Tl; DR

La luz azul y roja son importantes para el crecimiento de las plantas. La luz roja es la principal en la fotosíntesis y si una planta se expone a otra fuente de luz de espectro completo de baja intensidad, no hay necesidad (teórica) de un LED azul.

Fotosíntesis

de WTAMU

la luz del sol llega en muchas longitudes de onda, ningún material puede usar toda esta energía. En la fotosíntesis, la luz es interceptada por una antena, un Complejo de Recolección de Luz, hecho de diferentes pigmentos, cada uno de los cuales intercepta fotones en un nivel de energía único (longitud de onda). Estas antenas están situadas alrededor de un centro de reacción y redireccionan los fotones hacia él. Solo el centro de reacción libera un electrón a la cadena de transporte de electrones. El pigmento en el centro de reacción es clorofila a modificada. En PSII (Photo System II, principio de la cadena) se llama P680 y en PSI se llama P700, el número denota la longitud de onda de excitación. El objetivo de la antena es redirigir gradualmente los fotones al centro de reacción y a su nivel de energía (reduciendo la energía). Pandit, Anjali y Holzwarth, Alfred y Groot, Huub. (2006). Aprovechamiento de la energía solar para la producción de combustibles limpios.

Cuando un fotón excita una molécula de clorofila, esta energía necesita disiparse de alguna manera. La disipación de energía de la excitación de un fotón azul es demasiado rápida para que sea capturada por la reacción en cadena de electrones. Toda la diferencia de energía entre el fotón azul y el rojo se desperdicia (con respecto a la fotosíntesis). Presentación del Dr. Shilo Rosenwasser

De la explicación de la clorofila y otros pigmentos, entendemos que usar cualquier luz excepto la roja es un desperdicio en cuanto a la eficiencia de conversión de energía, el sistema fotosintético de la planta "ignorará" cualquier extra de energía por encima del fotón rojo.

Fototropismo

El tallo de la planta crece hacia la luz y las raíces crecen lejos de la luz, este fenómeno se observa fácilmente al mirar las plantas cerca de una ventana, tienden a "mirar hacia afuera" por la ventana. Esto significa que las plantas tienen un sensor de luz. Esta observación fue analizada correctamente por primera vez por Darwin (una revisión histórica). Sin luz azul, las plantas se alargarán de una manera proporcional llamada etiolación. La etiolación hace que la planta se deforme y frágil debido a su mecanismo. Sin luz azul, una planta se etiolará, incluso con suficiente energía para la fotosíntesis.
Es importante señalar que las intensidades de luz requeridas en las respuestas de detección de luz son mucho más bajas que la intensidad requerida para la fotosíntesis.
También es importante recordar que la luz azul y roja participan en otros pasos críticos en el crecimiento de las plantas, como la germinación y la floración.

En conclusión

La luz roja es el principal contribuyente a la fotosíntesis. La luz azul indicó a la planta que hay luz y que debería comenzar a crecer normalmente y hacer la fotosíntesis.
En los instrumentos de medición de fotosíntesis LiCOR, la configuración predeterminada es 96% de luz roja y 4% de luz azul, lo que muestra que la luz empíricamente roja es relevante para la fotosíntesis y el azul es para la señalización.
Si sus plantas están expuestas a algo de luz natural o luz blanca (de una ventana o lámpara en su sala de estar), no creo que necesite suministrar luz azul, ya que obtendrán la cantidad requerida de esas fuentes. El cultivo en un entorno cerrado y controlado requiere la luz azul.


tl; dr: ¿Más o menos?

Lógicamente, la luz roja o azul debería ser suficiente. La clorofila ay la clorofila b activan preferentemente diferentes fotosistemas, y ambos fotosistemas son necesarios en las plantas verdes.

Prácticamente, estamos de suerte y alguien ha hecho el experimento.

Como informa el estudio original, las plantas necesitan un poco de luz azul para crecer en la forma correcta. Las plantas solo rojas producen oxígeno y crecen, pero adoptan formas extrañas. Parece que las plantas pueden crecer con luz roja, pero usan la luz azul para averiguar dónde está la luz. Vea aquí un tratamiento razonablemente largo sobre la mayoría de las combinaciones obvias.


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