Vekstlys

Optisches Prisma (Rendering)

Lys, eller elektromagnetisk stråling i et bestemt bølgeområde virker inn på mange ulike prosesser hos plantene. I hovedsak er lyset virksomt for fotosyntesen, spiring av frø, regulering av plantenes blomstring, formdanning og innvintring eller herdingprosess. I denne artikkelen kan du lese litt om vekstlys og hvorledes plantene responderer.

FOTOSYNTESEN

Lyskvalitet

Stråling i bølgeområdet 400-700 nanometer er drivkraften for fotosynteseaktiviteten, men aktiviteten er høyest i den blå delen ( 435 nm) og den røde delen (675 nm) av fargespekteret (bølgelengdene).  Lavest i den grønne delen (520-565 nm) av spekteret. Hos de fleste planter ligger den maksimale fotosyntese-responsen i oransje lys, 600-630 nm.  HPS-lys (høytrykksnatrium eller High Pressure Sodium) har hoveddelen av sitt emisjonsspektrum rundt 600 nm, oransje lys, og er svært egnet for fotosyntese, biomasse og stor avling.  HPS-lys har en god del av det rødlige lyset som planter lettest gjenkjenner som sollys og som trigger hormoner til å aktivere blomstring og fruktdannelse, mens Metal Halide (MH) som har kraftig blått/klart lys er best egnet til spire og stiklingsfase og vekstfase frem til blomstring.  HPS- og MH-lys har fellesbetegnelsen HID, High Intensity Discharge.

Fotosyntesen består av to hovedtrinn. Lys-avhengig reaksjon og lys-uavhengig reaksjon.

Lys-avhengig reaksjon: lysenergi absorberes av klorofyllmolekyler og energien bindes som kjemisk energi, ATP og NADPH  ved spalting av vann.

Lys-uavhengig reaksjon: den bundne energien brukes til å binde CO² fra luften til energirike karbohydrater.

I fotosyntesen bygger plantene opp organisk materiale fra uorganiske stoffer ved hjelp av energi fra lyset. Samtidig dannes oksygen som et avfallsprodukt som slippes ut.  Om natten tar plantene opp oksygen og slipper ut CO², dog i en mye mindre skala. Men å tilføre CO² i vekstrommet om natten vil ikke øke fotosyneseaktiviteten.

For planter med lang blomstringsfase som tomater og chili anbefales Metal Halide-lys for vekstfasen og så bytte til HPS for blomstring- og fruktfasen, men Metal Halide har et godt balansert spektrum og fungerer fint alene til planter med mye bladverk som salat og urter.

Les mer om fordeler og ulemper med ulike typer vekstlys i vår blogg: Dyrkelys

3Ds color temperature scale

Lysets fargespekter og bølgelengder 

Fargetemperaturen på lyset har betegnelsen Kelvin (K) (tidligere var betegnelsen Grader Kelvin).  Nanometer (nm) viser til bølgelengdene på de forskjellige fargene i lysspekteret slik de oppfattes av mennesker. Siden plantene ikke benytter alle bølgelengdene i lyset går mye av energien fra lyskilden til varme. Med LED lys har man muligheten til å tilpasse og justere lyset etter forskjellige planters ulike behov for lysfarger/bølgelengder og intensitet, hvorav nesten 100 % av lyset kan absorberes av plantene. Energibesparelsen med LED lys er derfor stor i forhold til andre typer vekstlys.

Forkultiveringslys til spirer og stiklinger med høye fargetemperaturer, 9500 K (Kelvin) gir mye blått lys som har en revitaliserende virkning. Blått lys bidrar til normal vekst ved å påvirke åpning av stomata (spalteåpninger på bladene) som kontrollerer både fordampning og opptak av CO².  CFL lysrør avgir lite varme og kan  plasseres veldig nærme plantene så plantene lettere kan utnytte lyset og lite lys går tapt.

Vekstlys med høye fargetemperaturer som 5000-6500 K gir lys tilsvarende dagslys og fremmer anlegg og vekst av blad, rot og stengel. Lyset har blålig skjær.

Blomstringslys med lavere fargetemperaturer 2500-3000 K fremmer blomstring og fruktdannelse. Brukes i blomstring- og fruktfasen.  Lyset har rødlig til gul farge.

 

Lysintensitet

I tillegg til lyskvalitet må det være en viss mengde lys (stålingsfluxtetthet) som treffer planten.  De fleste planter krever minimum 5000 Lux  med riktig spektralsammensetning for å leve. Grønnsaker bør ha en daglig dose lys tilsvarende dagslyset, fra 5000 Lux,  men helst mellom 30.000 og 100.000 Lux.  Lux og Lumen refererer til lyset utifra menneskets oppfattelse og ikke slik plantene oppfatter det. Lux betegner hvor mye lys som treffer et areal, og Lumen betegner hvor mye lys som sendes fra en lyskilde. Lux og Lumen er mindre brukt nå enn før siden de ikke beskriver den spektrale sammensetningen.

Lyset kan betraktes både som bølge og partikkel. For å måle lysmengden i bølgeområdet 400-700 nm (PAR-lys; fotosyntetisk aktiv stråling eller Photosythetic Active Radiation) kan man måle energimengde i PAR-lyset som PAR Energi Watt, eller måle antall lyspartikler som kalles fotoner  som PAR Quantum PPFD (Fotosyntetisk fotonflux tetthet / eller Photosynthetic Photon Flux Density, PPFD).  Fotonene måles i mol eller mikromol (µmol).   En mol = en million mikromol.

Plantenes daglige dose lys, daily light intregral (DLI) betegnes slik: mol/m²/dag.            Lysmengden på et areal i sekundet betegnes slik: µmol m² S¹

En klar sommerdag gir ca 63,4 mol/ m²/ dag eller ca 740 µmol m² S¹ tilsvarende ca 50.000-80.000 Lux/m²/dag

Fullt sollys (i gj.snitt på jorden) gir ca 155, 5 mol/ m²/ dag eller ca 1800 µmol m² S¹  tilsvarende ca 97.200 Lux/m²/s

Fotosyntesen hos skyggeplanter er mettet ved ca 5% av fullt sollys, og for solplantene ved ca 60%. En skyggeplante når metning av fotosyntesen ved lavere lysfluks enn solplantene.

Du kan måle spektralsammensetning og lysintensitet ved hjelp av måleinstrumenter som spektralradiometer, Luxmeter, PAR-sensor, eller Fotonmeter som selges for eksempel hos: www.it-as.no.   Vanligvis informerer lysprodusentene om både spektral-sammensetning og intensitet i produktbeskrivelsen.

Ved lav lysintensitet er lyset oftest en begrensende faktor for fotosynteseaktivitet. Med nok lys får plantene raskere vekst og bedre kvalitet fordi plantene kan bruke mer næring til å utvikle blader og blomster.

 

Tropismer og morfogenese

Tre grupper av molekyler, som kalles fotoreseptorer, finnes i bladene og tar imot lys.

De tre gruppene er fytokromer, kryptokromer og fototropiner.

Fytokromer: registrerer lyskvalitet / bølgelengder

Kryptokromer: registrerer blått lys

Fototropiner: registrerer retningen lyset kommer fra.

Plantenes vekst-retning bestemmes når fototropinene registrerer hvilken retning lyset kommer fra (plantenes bevegelsesrespons kalles fototropisme) og av tyngdekraften (gravitropisme), som vil rette opp plantene. Plantene reagerer på lyset ved at stengelen gror raskere på skyggesiden og skuddet vil bøye seg mot lyset. Planten bruker sin energi på å søke mot lyset for å kunne absorbere mer lys og øke fotosyntesen. I de fleste tilfeller bøyer plantene sine blader og blomster mot lyset.

Morfogenese beskriver utviklingen eller formdanningen av organismen.

Fotomorfogenese er lysets innvirkning på plantenes vekst, utvikling og form.

Utsettes spiren for lys reduseres strekningsveksten, og den videre veksten tilpasses både lysets retning og tyngdekraften. Strekningsveksten er et samspill mellom fotoreseptorene som igangsetter reaksjoner ut fra mengde og kvalitet på lyset. Utviklingen av plantene i mørke påvirkes sterkt av lyset.  Blått lys gir mer kompakt vekst, kortbølget rødt reduserer vekst, og langbølget rødt (mørkerødt) stimulerer strekningsvekst og gir få blader med lite bladareal slik som skygge/mørke eller for høy temperatur i forhold til lyset. Plantenes utbytte av lyset endrer seg ved ulike kombinasjoner av farger/bølgelengder. En balansert sammensetning av spekteret vil gi best utbytte og kvalitet. Optimal sammensetning av rødt og blått lys er omtrentlig i forholdet 5:1.

For mange planter kan strekningsveksten kontrolleres ved å holde høyere gjennomsnittstemperatur om natten enn om dagen. Metoden betegnes som negativ DIF  (-Dif) som henviser til differansen man får når man måler gjennomsnitts temperaturen om natten og trekker fra gjennomsnittstemperatur om dagen.  Det motsatte er positiv DIF (+Dif).  Redusert strekningsvekst gir mer kompakte og buskete planter. Tomatplanter kan bli mer robuste gi større avling med negativ DIF.  Optimal negativ DIF er da ca -6° C.

Planter responderer også med redusert strekningsvekst på mekanisk berøring og vind (thigmomorfogenese). Kniping, planteavstand, og styring av temperatur er og faktorer for kompakte og buskete planter.  Vekst og kvalitet påvirkes også av gjødsling, CO², vanntilgang og relativ luftfuktighet (RH).

Dagslengden (Fotoperioden)

Seedling and plant growing in soil on nature background

(ordet foto kommer av genitiv form photos av gresk «phos» som betyr lys)

Forholdene mellom natten og dagens lengde har innvirkning på tidspunkt for blomstring, spiring, kimplantenes utvikling, bladstørrelse og antall blader samt bladavfall om høsten, dannelse av rotknoller, stengelknoller, knopphvile og frøhvile.  Egentlig er det nattlengden som påvirker blomstringen. Dannelsen av blomsteranlegg foregår i mørkeperiodene.  Det er primært plantenes blomstring som påvirkes av fotoperiodismen, men blomstringen er også avhengig av temperatur, vanning og næring. Frøspiringen kan også være styrt av lys og mørke. De fleste planter spirer i mørke, men noen planter krever lys for å spire, som basilikum, timian, salat, gulrøtter og selleri. Alle frøplanter bør få lys så snart de har spirt slik at fotosyntesen kan begynne.

Planter som kun kan blomstre under bestemte dagslengder kalles fotoperiodiske, og deles inn i tre grupper utifra fotoperiodisk respons:

Langdagsplanter: Krever en lysperiode (dagslengde) som er lengre enn en viss kritisk lengde for å kunne blomstre. Mer enn 10 timer. Blomstrer sent på våren eller tidlig på sommeren når dagslengden er lengre enn den kritiske dagslengden. Eksempler er salat, spinat, reddik, basilikum, dill, erter og poteter.  Obligate langdagsplanter har absolutt krav til riktig nattlengde.  Fakultative langdagsplanter har mindre nøyaktig krav til nattlengden, men blomstrer tidligere og rikere når nattlengden er korrekt eller ved høyt antall fotoperiodiske sykluser.

Kortdagsplanter: Krever en lysperiode som er kortere enn en viss kritisk lengde. Mindre enn 10 timer. Eksempler er mais, soyabønne, krysantemum, georgine og julestjerne og norske jordbær.  Kortdagsplanter blomstrer på sensommeren, høsten eller vinteren når dagslengden er kortere enn den kritiske lengden. Det fins både obligate og fakultative kortdagsplanter.

Dagnøytrale planter: Blomstrer uavhengig av hvor mange timer lys de får om dagen. Kun den totale mengden lys, og ikke antallet av lysperioder, har betydning for blomstringen og blomstenes utvikling. Blomstrer uansett dagslengde, men om de får lange dager vil de blomstre tidligere og rikere. Eksempler er agurk, tomat, paprika, og chili.

Symptomer på for mye lys: 

Uttørking av blomsterblader, bladkantene ser brente ut eller tørre, bleknet eller utvasket blomsterfarge, svakere eller hengslete plante.

Symptomer på for lite lys:

Sparsom vekst, tynn og hengslete stengel, stor avstand mellom bladfester på stengel, lite knopper og blomsterdannelse, eller at hele planten bøyer seg mot lyset.

Vekstavslutning og frøhvile

Bladene registrerer at dagene blir kortere utover sommeren, som er et signal om at vekstavslutningen nærmer seg. Plantene reagerer også på at temperaturen blir lavere. Flerårige busker og trær begynner på kuldeherdingprosessen.  Frø som nettopp er ferdig utviklet kan ofte ikke spire før etter at de har hatt en lang frøhvileperiode for at frøene ikke skal spire på en ugunstig årstid. Frøhvilen kan brytes ved å kjølebehandle frøet ved lav temperatur 0-8° C under fuktige betingelser, som kalles stratifisering.

Les mer om frøhøsting i vår blogg «Frøsamling, bytting og lagring»

Flerårige planter, for eksempel Chili, kan man holde gående i flere år uten hvile sålenge planten får nok lys (min. 12 timer pr dag), varme (17-27° C), vann og næring.

 

Legg igjen en kommentar

Fyll inn i feltene under, eller klikk på et ikon for å logge inn:

WordPress.com-logo

Du kommenterer med bruk av din WordPress.com konto. Logg ut /  Endre )

Google+-bilde

Du kommenterer med bruk av din Google+ konto. Logg ut /  Endre )

Twitter-bilde

Du kommenterer med bruk av din Twitter konto. Logg ut /  Endre )

Facebookbilde

Du kommenterer med bruk av din Facebook konto. Logg ut /  Endre )

w

Kobler til %s

%d bloggere like this: