A relação entre os componentes espectrais e o crescimento da planta

O efeito do espectro no crescimento e desenvolvimento das plantas

A luz é uma das condições importantes para o crescimento e desenvolvimento das plantas. Após medição, observação e pesquisa de longo prazo, a lei dos componentes espectrais exigidos por diferentes tipos de plantas no processo de crescimento e desenvolvimento varia com o espaço. A luz de ondas curtas diminui com o aumento da dimensionalidade. Aumente e aumente.

A lei da mudança com o tempo é que a luz de ondas longas aumenta no inverno e a luz de ondas curtas aumenta no verão. Há mais luz de ondas curtas ao meio-dia em um dia e mais luz de ondas longas pela manhã e à noite. Os principais componentes da radiação solar são ultravioleta, visível e infravermelho. Diferentes comprimentos de onda de luz têm propriedades diferentes e efeitos diferentes no crescimento e desenvolvimento das plantas.

Composição espectral e fotossíntese

Apenas a luz visível no espectro solar pode ser usada para a fotossíntese das plantas. A utilização da energia luminosa pela fotossíntese das plantas começa a partir da absorção da luz pelos pigmentos fotossintéticos, e a absorção da energia luminosa pelos pigmentos fotossintéticos tem seletividade óbvia.

A luz vermelha com um comprimento de onda de 640 ~ 660nm e a luz azul com um comprimento de onda de 430 ~ 450nm são a parte mais absorvida da clorofila e têm a maior atividade fotossintética. A luz azul-violeta de 400 ~ 500nm pode ser absorvida pelos carotenóides, a luz vermelho-laranja e a luz verde-amarela podem ser absorvidas pelo pigmento biliar e a luz verde é uma luz fisiologicamente inválida.

Composição espectral e crescimento da planta

Geralmente, a luz de comprimento de onda curto, como luz azul-violeta e luz ultravioleta pode inibir o crescimento das plantas, fazendo com que as plantas formem uma forma espessa e curta, e causar fotossensibilidade das plantas, e promover a formação de antocianinas e outros pigmentos vegetais, que são mais típicos nas montanhas.

As plantas são curtas e crescem lentamente, possivelmente devido aos efeitos inibitórios da radiação ultravioleta. A luz de comprimento de onda longo, como a luz vermelha e a luz infravermelha, pode promover o crescimento das plantas. A luz laranja-avermelhada é benéfica para promover a formação de clorofila e promover a germinação das sementes.

A luz vermelha com comprimento de onda de 660 nm pode afetar o desenvolvimento de plantas de dia longo, e a luz vermelha distante com comprimento de onda de 730 nm pode afetar o florescimento de plantas de dia curto.

Composição espectral e qualidade do produto vegetal

Diferentes comprimentos de onda da radiação solar podem formar diferentes produtos fotossintéticos. A luz azul-violeta pode promover a síntese de mais proteínas, a luz vermelha conduz à síntese de amido, a luz de ondas curtas pode promover a síntese de antocianinas, de modo que os caules, flores e frutos das plantas são coloridos, mas a luz de ondas curtas pode inibir o crescimento das plantas e prevenir o amarelecimento das plantas. No entanto, este princípio pode ser usado na produção de vegetais para produzir alho-poró, alho, broto de feijão e cebolinha.

Na agricultura, o crescimento das plantas pode ser promovido alterando a qualidade da luz. Por exemplo, filme colorido para o cultivo de mudas, filme vermelho é propício para aumentar o rendimento de vegetais folhosos, filme roxo pode aumentar o rendimento de berinjela e plantas de melão aceleram o desenvolvimento sob luz vermelha e o fruto está 20 à frente. Quando amadurece, o o teor de açúcar e vitaminas da polpa também aumenta.

O que é espectro

Espectro: Depois que a luz policromática é dividida por um sistema de dispersão (como um prisma, grade), a luz monocromática dispersa é organizada em ordem de acordo com o comprimento de onda (ou frequência). O nome completo é espectro óptico.

A maior parte do espectro. O espectro visível é a parte do espectro eletromagnético que é visível ao olho humano. A radiação eletromagnética nesta faixa de comprimento de onda é chamada de luz visível. O espectro não inclui todas as cores que o cérebro humano pode distinguir visualmente, como marrom e rosa.

As ondas de luz são radiações eletromagnéticas geradas por elétrons no movimento dos átomos. O movimento dos elétrons dentro dos átomos de várias substâncias é diferente, então as ondas de luz que eles emitem também são diferentes.

O estudo da luminescência e absorção de diferentes substâncias tem um importante significado teórico e prático, e se tornou um assunto especializado em espectroscopia.

Os espectros de absorção de infravermelho de moléculas são geralmente usados ​​para estudar os espectros vibracionais e rotacionais de moléculas, e a espectroscopia vibracional molecular sempre foi o principal tópico de pesquisa.

Princípios de espectroscopia

Existem luzes de vários comprimentos de onda (ou frequências) na luz policromática e essas luzes têm diferentes índices de refração no meio. Portanto, quando a luz policromática passa por um meio com uma determinada forma geométrica (como um prisma triangular), a luz com diferentes comprimentos de onda sofrerá dispersão devido aos diferentes ângulos de saída, projetando faixas de luz coloridas contínuas ou descontínuas.

Classificação espectral

★ Por área de comprimento de onda

Fora da extremidade vermelha do espectro visível, existem raios infravermelhos com comprimentos de onda mais longos; da mesma forma, fora da extremidade roxa, existem raios ultravioleta com comprimentos de onda mais curtos.

Nem infravermelho nem ultravioleta podem ser detectados a olho nu, mas podem ser registrados por instrumentos. Portanto, além do espectro visível, o espectro também inclui o espectro infravermelho e o espectro ultravioleta.

★ Por meio de geração

De acordo com o método de geração, o espectro pode ser dividido em espectro de emissão, espectro de absorção e espectro de espalhamento. Alguns objetos podem emitir luz por si próprios, e o espectro formado pela luz diretamente produzida por ele é chamado de espectro de emissão.

Os espectros de emissão podem ser divididos em três tipos diferentes de espectros: espectros lineares, espectros de banda e espectros contínuos.

O espectro linear é produzido principalmente por átomos e é composto por algumas linhas brilhantes descontínuas.

O espectro de banda é produzido principalmente pela luz densa em uma certa faixa de comprimento de onda; o espectro contínuo é produzido principalmente por sólidos incandescentes, líquidos ou gás de alta pressão é excitado para emitir radiação eletromagnética, que consiste em luz continuamente distribuída de todos os comprimentos de onda.

Quando a luz branca passa pelo gás, o gás vai absorver luz com o mesmo comprimento de onda de sua linha espectral característica da luz branca que passa por ele, fazendo com que linhas escuras apareçam no continuum formado pela luz branca.

Neste momento, o espectro gerado após a luz de certos comprimentos de onda no espectro contínuo ser absorvida pela substância é chamado de espectro de absorção. Em circunstâncias normais, as linhas espectrais características vistas no espectro de absorção serão menores do que o espectro linear.

Quando a luz é irradiada em uma substância, ocorre dispersão inelástica. Além do componente elástico (espalhamento de Rayleigh) com o mesmo comprimento de onda da luz de excitação, existem componentes mais longos e mais curtos do que o comprimento de onda da luz de excitação na luz espalhada.

O fenômeno é coletivamente conhecido como efeito Raman. Esse fenômeno foi descoberto pelo cientista indiano Raman em 1928, então esse tipo de espalhamento de luz que produz novos comprimentos de onda é chamado de espalhamento Raman, e o espectro resultante é chamado de espectro Raman ou espectro de espalhamento Raman.

★ Produza essência

De acordo com a natureza da produção, o espectro pode ser dividido em espectro molecular e espectro atômico.

Na molécula, a energia do estado eletrônico é 50-100 vezes maior do que a energia do estado vibracional, e a energia do estado vibracional é 50-100 vezes maior do que a energia do estado rotacional.

Portanto, as transições entre os estados eletrônicos das moléculas são sempre acompanhadas por transições vibracionais e transições rotacionais, então muitas linhas espectrais são agrupadas para formar um espectro molecular. Portanto, o espectro molecular também é chamado de espectro de banda.

Em um átomo, quando o átomo é elevado do estado fundamental para um estado de energia superior de alguma forma, a energia dentro do átomo aumenta e alguns dos elétrons no átomo são elevados a um estado excitado, mas o estado excitado não pode ser mantido.

Após um período aleatório de tempo, os átomos excitados retornarão ao seu estado original de baixa energia. Em um átomo, o elétron excitado libera um fóton ao retornar a uma órbita de menor energia, ou seja, essa energia será emitida na forma de luz, gerando assim o espectro de emissão do átomo, ou seja, o espectro atômico .

Como essa mudança de estado de energia atômica é quântica não contínua, o espectro resultante também é composto de algumas linhas brilhantes descontínuas, então o espectro atômico também é chamado de espectro linear.