Содержание
Зачем растениям зеленый спектр и как он влияет на них
Светотехника
Статьи
Принято считать, что зеленый свет растениям не нужен. Но имеющиеся исследования ясно показывают, что растения используют зеленые длины волн для увеличения биомассы с урожаем, и что это важнейший сигнал для долгосрочного развития и краткосрочной динамической акклиматизации к окружающей среде.
Агрономы и фитотехнологи уже два десятилетия разрабатывают ультимативный спектр света с двумя важными параметрами — он энергоэффективен и в тоже время обеспечивает наиболее быстрое вегетативное и генеративное развитие растений. В этом отношении красный и синий спектры доминируют в индустрии искусственного освещения растений.
Однако игнорирование прочих диапазонов волн ограничивает возможности агронома по управлению другими аспектами экспрессии генов и физиологии растений.
Почему современному агроному нельзя отказываться от зеленого спектра нам рассказали специалисты по светодиодному освещению растений из «GoodGrow».
«Космический» прорыв
Дальний красный и ультрафиолетовый спектры изучены не столь подробно, как синий и обычный красный, но на порядок лучше спектра зеленого. Зеленый свет (500-600 нм) обычно отвергался, поскольку считалось, что он не приносит никакой пользы для вегетативного и генеративного роста растений. Традиционно считалось, что зеленый свет отражается от поверхности листа, обеспечивая его зеленый цвет для человеческого глаза.
Так было пока к исследованию непрерывного полного спектра не подключились агротехники и биологи из NASA, проводившие эксперименты по выращиванию растений на космической станции. В таких условиях красный и синий свет неблагоприятны, так как растения под ними выглядят почти черными, из-за чего трудно контролировать их состояние. Проблему решило добавление зеленого света.
В этом космическом исследовании было обнаружено, что 24% добавление зеленого света (от 500 до 600 нм) к красным и синим светодиодам усилило рост салата. Под таким спектром выход биомассы был выше, чем под сочетанием только красного и синего света.
Похожих результатов удалось добиться финской компании Valoya. В своем исследовании они сравнивали лампы ДНаТ (дуговые натриевые), светодиодные биколорные фитосветильники (только красный и синий свет) и полноспектральный прожектор (Синий — 12%, Зеленый — 19%, Красный — 61%, Дальний красный — 8%). Под последними светильниками биомасса салата-латук превышала остальных подопытных на 58%.
Действие зеленого света на растения
Несмотря на то, что фоторецептор, отвечающий за поглощение зеленого спектра, еще не найден, известно, что зеленый свет провоцирует в растении реакции, не зависящие от криптохрома. То есть все как и в синем свете. В условиях низкой интенсивности света зеленый спектр может усиливать дальний красный свет, стимулирующий производство вторичных метаболитов в микрозелени, а также противодействовать производству этих соединений в условиях высокой интенсивности света.
Во многих случаях физиологические изменения в растениях, вызванные зеленым светом, противоположны действию синего света. К примеру накопление антоцианов (пигменты, окрашивающие фрукты и овощи в яркие цвета), индуцированное синим светом, подавляется зеленым. Недавно было обнаружено, что синий свет способствует открытию устьев, в то время как зеленый свет способствует их закрытию.
Синий свет ингибирует раннее удлинение стебля на стадии проростков, тогда как зеленый свет способствует этому. Кроме того, синий свет приводит к индукции цветения, а зеленый свет подавляет его. Более того, было обнаружено, что зеленый свет влияет на удлинение черешков и переориентацию листьев вверх у модельного растения Arabidopsis thalianaboth (Резуховидка Таля), что является признаком симптомов избегания тени. Как видите, зеленый свет очень тесно взаимодействует с синим, поэтому важно не только валовое количество этих двух спектров по отдельности, но и соотношение (синий:зеленый) между ними в проектируемом спектре.
Зеленые фотоны на нижнем ярусе
Как уже упоминалось, зеленый свет вызывает симптомы избегания тени, что вполне логично, если принять во внимание естественные условия, в которых растут растения. В природе не весь зеленый свет отражается от самых верхних листьев куста. Большая его часть (50-90% по разным оценкам) проникает на нижний ярус.
Для растения, растущего в нижнем ярусе леса, зеленый свет является сигналом о том, что оно находится в тени более крупного растения. С другой стороны, растение, находящиеся под беспрепятственным солнечным светом, может воспользоваться преимуществами зеленых фотонов, которые легче проникают в верхние листья, чем красные и синие.
Из всех фотосинтетических пигментов хлорофилл имеет решающее значение для развития высоких растений. Хлорофилл a и b максимально абсорбируются в красной (λ600-700 нм) и синей (λ400-500 нм) областях спектра и с небольшими трудностями в зеленой (λ500-600 нм) области. Считается, что до 80% всего зеленого света проходит через хлоропласт.
И это позволяет зеленым фотонам глубже проникать в мезофильный слой листа. То есть, когда зеленый свет рассеивается в вертикальном профиле листа, его путь удлиняется, и поэтому фотоны имеют больше шансов попасть в хлоропласты и быть поглощенными ими при прохождении через лист к нижним листьям растения.
Имеющиеся исследования ясно показывают, что растения используют зеленые длины волн для увеличения биомассы с урожаем, и что это важнейший сигнал для долгосрочного развития и краткосрочной динамической акклиматизации к окружающей среде. От этого спектра не следует отказываться — его следует детально изучать, поскольку он открывает большие возможности для контроля экспрессии генов и физиологии растений в растениеводстве.
Зеленые перегородки
В последнее время озеленение офисов набирает популярность. Это отнюдь не дань моде, а мера, направленная на создание обстановки, способствующей повышению продуктивности сотрудников компании.
Растения наполняют помещения кислородом, очищают воздух от аллергенов и вредных веществ, снижают уровень шума, регулируют влажность и уменьшают излучения от офисной техники.
Зачем нужны зеленые перегородки?
Помимо вышеупомянутых задач, зеленые перегородки (фитомодули) используют для зонирования пространства и создания комфортной обстановки, позволяющей снять стресс.
Зеленые перегородки — это каркасные конструкции различных видов, состоящие из растений или сгруппированных кашпо. Такой способ фитодизайна помещений считается достойной альтернативой глухим перегородкам на открытом пространстве.
Также с помощью зеленых стен можно замаскировать архитектурные несовершенства или дефекты планировки. Такой способ намного дешевле пыльного ремонта, который парализует работу предприятия. Впечатляющий декоративный эффект гарантирован.
Какую флору используют для создания зеленых ковров?
Растения для озеленения должны иметь развитую корневую систему, короткие или вьющиеся стебли. Стоит отдать предпочтение небольшим, кустистым экземплярам, которые не требуют постоянного ухода.
Идеальные кандидаты: филодендрон плющевидный, спатифиллумы, хойя, фиттонии, сциндапсус, декоративный виноград. В жарком помещении, где затруднен полив цветов, суккуленты и сансевиерии будут себя отлично чувствовать.
Сколько стоят зеленые перегородки?
Наша студия фитодизайна создает уникальные проекты по индивидуальным потребностям заказчика в соответствии с его финансовыми возможностями. Работа состоит из нескольких этапов:
1. Разработка проекта. Учитываются пожелания клиента, размеры и характеристики помещения (сторона света, проходимость, освещенность, наличие оргтехники, мебели и т.д.).
2. Согласование готового проекта с клиентом.
3. Реализация задачи.
4. Последующее сервисное обслуживание.
Мы настоятельно советуем не заниматься уходом за цветами самостоятельно, а воспользоваться услугами наших профессионалов. Благодаря их усилиям флора будет иметь опрятный и здоровый вид, а фитоконструкция надолго сохранит привлекательность.
Необдуманные действия любителей могут привести к гибели растений, что повлечет незапланированные финансовые траты.
Первичный выезд на объект нашего сотрудника, консультации и подготовка предложения осуществляются бесплатно.
Стоимость озеленения интерьеров определяется индивидуально в каждом случае. Цена зависит от площади пространства, количества и видов флоры, а также амбиций заказчика.
Преимущества сотрудничества со студией фитодизайна Фито-офис.
Если вы решили подчеркнуть индивидуальность своей компании, создать комфортный микроклимат на предприятии, изменить окружающую обстановку, используя мудрость природы, мы рады предоставить для вас:
● Эксклюзивное предложение с учетом деятельности компании, специфики залов и холлов, в которых предусмотрено озеленение, а также последних модных трендов.
● Воплощение проекта в жизнь в кратчайшие сроки.
● Большой выбор обычных и оригинальных кашпо.
● Только здоровые растения.
● Сервисное обслуживание флоры в удобное для вас время по заранее составленному графику.
● Разумные цены. Мы никогда не предлагаем заказчикам растения или проекты по озеленению офисов, выходящие за рамки бюджета.
● Консультации по любому вопросу в рабочее время.
Мы используем цветы и растения от лучших отечественных и зарубежных производителей, последние достижения фитодизайна, держим руку на пульсе последних дизайнерских тенденций, чтобы предложить нашим заказчикам лучшие проекты.
Звоните, если остались вопросы. Сотрудничайте с профессионалами, чтобы получить услугу экстра-класса и не переплачивать.
Что такое зеленые растения: определение, производители и факты
Обучение будет веселым, бесплатным, быстрым и запоминающимся с электронной школой IASPaper
Зеленые растения включают все организмы, обычно известные как зеленые водоросли и наземные растения, включая живородки, мхи, папоротники и другие несеменные и семенные растения.
Зеленые растения называются широким набором фотосинтезирующих организмов, которые все содержат хлорофиллы a и b, хранят свои продукты фотосинтеза в виде крахмала внутри хлоропластов, связанных двойной мембраной, в которых он производится, и имеют клеточные стенки из целлюлозы.
В эту группу входят несколько тысяч видов того, что классически считается зелеными водорослями, плюс несколько сотен тысяч наземных растений.
Зеленые растения производят себе пищу:
Этот процесс называется фотосинтезом.
Процесс производства пищи растениями называется фотосинтезом. Этот процесс начинается с солнечного света, и когда этот солнечный свет подавляется, производство пищи для растений также прекращается. Зеленые растения — единственные организмы в мире, которые производят себе пищу, этот процесс называется фотосинтезом. Это начинается, когда искусственный свет солнечного света может привести его в действие, чтобы ударить по листьям растений.
Внутри растительной клетки есть части, называемые хлоропластами, которые содержат зеленый пигмент, называемый хлорофиллом. Хлорофилл придает листьям зеленый цвет. Он поглощает энергию солнечного света, которую растение использует для приготовления пищи. Растения способны производить себе пищу, используя солнечную энергию. Когда светит солнечный свет, слой клеток в листе растения улавливает световую энергию и захватывает ее. Процесс в хлоропластах использует воду и преобразует световую энергию в своего рода так называемую химическую энергию. Вода, которая раньше использовалась для преобразования световой энергии в химическую, затем разделяется хлорофиллом на водород и кислород. Вновь преобразованная химическая энергия хранится в хлоропластах. Теперь хлоропласт готов использовать эту химическую энергию для приготовления пищи для растения. Зеленые растения называются производителями и являются основным источником для людей и животных.
Факты о растениях:
- 85% растений обитают в океане.
- Многие растения используются в качестве красителей. Окрасить ткань можно тушеной луковой шелухой, чайными пакетиками или соком грецкого ореха. Один из старейших синих красителей получают из растения под названием «вайда», которое использовалось со времен неолита — более 6000 лет назад.
- Бразилия названа в честь дерева.
- Ученые утверждают, что с помощью химикатов в свежескошенной траве можно снять стресс.
- 70 000 видов растений используются в медицине.
- В 2009 году ученые обнаружили на Филиппинах растение, способное поедать крыс.
- Более 20 процентов мирового кислорода производится в тропических лесах Амазонки.
- Одуванчик полностью съедобен, от лепестков до корней.
- Первый сертифицированный ботанический сад был основан папой Николаем III в Ватикане в 1278 году нашей эры.
- Деревья — самые долгоживущие организмы на Земле.
- В Австралии есть растение, известное как «Растение-самоубийца», потому что эффект от его укуса может длиться годами, а его боль настолько невыносима, что люди убивают себя, прикоснувшись к нему.
- Растения могут быть глухими, но они могут чувствовать, видеть, обонять и запоминать, по словам биолога растений Дэниела Чамовица.
- 34 м — высота самого высокого зарегистрированного растения базилика в мире.
Нравится:
Нравится Загрузка…
Теги: Что такое зеленые растения
← Предыдущий пост
Следующий пост →
Eschool © 2018
Frontier Theme
Почему растения зеленые? — The Global Plant Council
Модель исследовательской группы
для объяснения фотосинтеза представляет собой следующий сложный этап исследования того, как зеленые растения преобразуют энергию света в химическую энергию
Когда солнечный свет, падающий на лист, быстро меняется, растения должны защищать себя от последующие внезапные всплески солнечной энергии. Чтобы справиться с этими изменениями, фотосинтезирующие организмы — от растений до бактерий — разработали множество тактик. Однако ученые не смогли определить лежащий в основе принцип конструкции.
Международная группа ученых под руководством физика Натаниэля М. Габора из Калифорнийского университета в Риверсайде создала модель, которая воспроизводит общую особенность фотосинтетического сбора света, наблюдаемую у многих фотосинтезирующих организмов.
Сбор света — это сбор солнечной энергии молекулами хлорофилла, связанными с белком. В фотосинтезе — процессе, посредством которого зеленые растения и некоторые другие организмы используют солнечный свет для синтеза пищи из углекислого газа и воды — сбор энергии света начинается с поглощения солнечного света.
Модель исследователей заимствует идеи из науки о сложных сетях — области исследований, изучающей эффективную работу сетей мобильных телефонов, мозга и энергосистемы. Модель описывает простую сеть, способную вводить свет двух разных цветов, но выдавать постоянную мощность солнечной энергии. Этот необычный выбор только двух входов имеет замечательные последствия.
«Наша модель показывает, что, поглощая только очень определенные цвета света, фотосинтезирующие организмы могут автоматически защищать себя от внезапных изменений — или «шума» — солнечной энергии, что приводит к удивительно эффективному преобразованию энергии», — сказал Габор, доцент физики и астрономии, который руководил исследованием, опубликованным сегодня в журнале Science.
«Зеленые растения кажутся зелеными, а пурпурные бактерии кажутся пурпурными, потому что только определенные области спектра, которые они поглощают, подходят для защиты от быстро меняющейся солнечной энергии».
Габор впервые задумался об исследованиях фотосинтеза более десяти лет назад, когда он был докторантом Корнельского университета. Он задавался вопросом, почему растения отвергают зеленый свет, самый интенсивный солнечный свет. На протяжении многих лет он работал с физиками и биологами по всему миру, чтобы больше узнать о статистических методах и квантовой биологии фотосинтеза.
Ричард Когделл, известный ботаник из Университета Глазго в Соединенном Королевстве и соавтор исследовательской работы, призвал Габора расширить модель, включив в нее более широкий спектр фотосинтезирующих организмов, которые растут в условиях, когда падающий солнечный спектр очень интенсивен.
разные.
«Удивительно, но затем мы смогли показать, что модель работает и с другими фотосинтезирующими организмами, помимо зеленых растений, и что модель определила общее и фундаментальное свойство фотосинтетического сбора света», — сказал он. «Наше исследование показывает, как, выбирая, где вы поглощаете солнечную энергию по отношению к падающему солнечному спектру, вы можете минимизировать шум на выходе — информацию, которую можно использовать для повышения производительности солнечных элементов».
Соавтор Риенк ван Грондель, влиятельный физик-экспериментатор из Свободного университета Амстердама в Нидерландах, работающий над первичными физическими процессами фотосинтеза, сказал, что группа обнаружила, что спектры поглощения некоторых фотосинтетических систем выбирают определенные области спектрального возбуждения, которые подавляют шум и максимизируют запасенная энергия.
«Этот очень простой принцип проектирования может также применяться при разработке солнечных элементов, созданных руками человека», — сказал ван Гронделл, имеющий большой опыт фотосинтетического сбора света.
Габор объяснил, что растения и другие фотосинтезирующие организмы используют широкий спектр тактик для предотвращения повреждения из-за чрезмерного пребывания на солнце, начиная от молекулярных механизмов высвобождения энергии и заканчивая физическим движением листа для отслеживания движения солнца. Растения даже разработали эффективную защиту от ультрафиолета, как в солнцезащитном креме.
«Очевидно, что в сложном процессе фотосинтеза защита организма от чрезмерного воздействия является движущим фактором успешного производства энергии, и это вдохновение мы использовали для разработки нашей модели», — сказал он. «Наша модель включает в себя относительно простую физику, но она согласуется с огромным набором наблюдений в биологии. Это удивительно редко. Если наша модель выдержит дальнейшие эксперименты, мы можем найти еще большее соответствие между теорией и наблюдениями, что даст более полное представление о внутренней работе природы».
Чтобы построить модель, Габор и его коллеги применили простую физику сетей к сложным деталям биологии и смогли сделать четкие, количественные и общие утверждения о весьма разнообразных фотосинтезирующих организмах.
«Наша модель — это первое основанное на гипотезе объяснение того, почему растения зеленые, и мы даем дорожную карту для проверки модели с помощью более подробных экспериментов», — сказал Габор.
Фотосинтез можно представить себе как кухонную раковину, добавил Габор, куда вода поступает из крана, а слив позволяет воде вытекать. Если поток в раковину намного больше, чем поток наружу, раковина переполняется, и вода разливается по всему полу.
«При фотосинтезе, если поток солнечной энергии в светособирающую сеть значительно больше, чем исходящий, фотосинтетическая сеть должна адаптироваться, чтобы уменьшить внезапный переток энергии», — сказал он. «Когда сеть не справляется с этими колебаниями, организм пытается выбросить лишнюю энергию. При этом организм подвергается окислительному стрессу, который повреждает клетки».
Исследователи были удивлены тем, насколько общей и простой является их модель.
«Природа всегда будет вас удивлять», — сказал Габор.
«Что-то, что кажется таким сложным и запутанным, может работать на основе нескольких основных правил. Мы применили модель к организмам в разных фотосинтетических нишах и продолжаем воспроизводить точные спектры поглощения. В биологии из каждого правила есть исключения, причем настолько, что найти правило обычно очень сложно. Удивительно, но мы, похоже, нашли одно из правил фотосинтетической жизни».
Габор отметил, что за последние несколько десятилетий исследования фотосинтеза были сосредоточены в основном на структуре и функции микроскопических компонентов процесса фотосинтеза.
«Биологи хорошо знают, что биологические системы обычно не настроены точно, учитывая тот факт, что организмы мало контролируют свои внешние условия», — сказал он. «Это противоречие до сих пор не устранено, потому что не существует модели, связывающей микроскопические процессы с макроскопическими свойствами. Наша работа представляет собой первую количественную физическую модель, разрешающую это противоречие».
Затем, при поддержке нескольких недавних грантов, исследователи разработают новый метод микроскопии, чтобы проверить свои идеи и усовершенствовать технологию фотобиологических экспериментов с использованием инструментов квантовой оптики.
«Есть многое, что нужно понять о природе, и она выглядит только красивее, когда мы разгадываем ее тайны», — сказал Габор.
К Габору, Когделлу и ван Гронделлу в исследовании присоединились Тревор Б. Арп, Джед Кистнер-Моррис и Вивек Аджи из UCR.
Исследование было поддержано Программой молодых исследователей Управления научных исследований ВВС, Национальным научным фондом, а также премией Департамента военно-морского флота США для колледжей и университетов/учреждений меньшинств, исторически принадлежавших к чернокожим. Габор также получил стипендию Коттрелла и глобальную стипендию Азриэли Канадского института перспективных исследований. Другими источниками финансирования были программа NASA MUREP Institutional Research Opportunity, Министерство энергетики США, Исследовательский совет по биотехнологическим и биологическим наукам, Королевская академия искусств и наук Нидерландов и Канадский институт перспективных исследований.