Espectros de luz y absorción Curvas para horticultura
Cuando hablamos de plantas y su interacción con la luz, hablamos principalmente de fotosíntesis. Pero esto es solo una pequeña parte de la historia, hay muchos otros mecanismos controlados por la luz.
Este artículo tiene como objetivo ayudar a comprender los diferentes mecanismos. Debido a la complejidad, solo brindamos una descripción general de la interacción de los espectros de absorción.
Es importante diferenciar entre espectros de absorción y espectros de emisión. Por ejemplo, las luces de crecimiento LED de luz solar o hortiONE emiten luz en un espectro específico. Las curvas de absorción medidas ilustran qué longitud de onda desencadena y activa un proceso correspondiente.
Todos los espectros se muestran en relación con su energía relativa del 100%; por lo tanto, no compare la altura de una curva de absorción con la curva de emisión.
La absorción no siempre es 100% igual, depende de la especie, el nivel de nutrientes, la saturación y más.
Photosynthesis
Clorofila a / b
La clorofila es parte del cloroplasto y es el pigmento absorbente de luz que proporciona color verde a las plantas. Los cloroplastos son orgánulos de células vegetales que atrapan y convierten la energía luminosa en energía química a través del proceso fotosintético. Otros clorofilos distintos a a / b están presentes principalmente en algas y cianobacterias.
McCree definió la curva McCree después de probar la relación de fotosíntesis de numerosas plantas. Esto a menudo se considera la “curva de la fotosíntesis”. (Puede encontrar más información y el artículo completo aquí)
Different Photosynthesis Curves
La siguiente imagen muestra dos curvas de absorción de la fotosíntesis diferentes:
McCree (1972) se utiliza con mayor frecuencia como la curva de absorción fotosintética general. McCree también definió el rango PAR común (400-700nm).
Hoover (1937) definió antes la curva de absorción fotosintética. Se considera obsoleto debido a la curva de McCree.
El espectro de luz solar como referencia, ya que la luz solar sigue siendo el espectro más eficiente y todas las plantas se han desarrollado bajo la luz solar durante millones de años.
Phytochromes
Los fitocromos son fotorreceptores que se utilizan para detectar la luz. Son sensibles a la luz roja y lejana.
Los procesos relevantes son
La conversión de fitocromo (Pfr a Pr) permite que la planta detecte cuándo es de noche o de día.
Emmerson Effekt (efecto de mejora de Emmerson) que aumenta la tasa de fotosíntesis. botanydictionary.org/emerson-effect
Fotomorfogénesis: la relación Pfr / Pr también controla la evitación de la sombra que conduce a la elongación academic.oup.com
Los fitocromos regulan la germinación de semillas (fotoblastia) y la síntesis de clorofila.
Carotenes and Colors
La familia de los carotenoides contiene más de 600 tipos de carotenoides.
La diferencia entre carotenoides y carotenos es química. Las xantofilas contienen oxígeno, mientras que los carotenos son hidrocarburos y no contienen oxígeno. Además, absorben diferentes longitudes de onda de luz. Las xantofilas son más amarillas, mientras que los carotenos son naranjas.
El β-caroteno es un pigmento orgánico de color rojo anaranjado intenso, abundante en hongos, plantas y frutas. Es un miembro de los carotenos, que son terpenoides.
El α-caroteno es una forma de caroteno con un anillo de β-ionona en un extremo y un anillo de α-ionona en el extremo opuesto. Es la segunda forma más común de caroteno.
Tanto el alfa como el beta caroteno son importantes como precursores de la vitamina A
Las xantofilas son pigmentos amarillos que se encuentran ampliamente en la naturaleza y forman una de las dos divisiones principales del grupo de los carotenoides. El origen del nombre es del griego Xanthos (amarillo) y phyllon (hoja)
Los carotenos son antioxidantes y desactivan los radicales libres.
Flavoproteins and other Photoreceptor Proteins
Las antocianinas son un tipo de flavonoide con efectos antioxidantes. Son pigmentos rojos, azules y morados que dan a las plantas su color específico. El color dado depende del nivel de pH y llega hasta el color negro. Las muestras son arándanos, frambuesas, arroz negro, soja negra y coliflor morada, así como muchas otras.
La zeaxantina es uno de los alcoholes más comunes que se encuentran en la naturaleza. Es importante en el ciclo de las xantofilas. Sintetizado en plantas y algunos microorganismos, es el pigmento que da al pimentón, el maíz, el azafrán, las bayas de lobo y muchas otras plantas y microbios su color característico. Más información en Wikipedia
Los criptocromos son fotorreceptores que regulan el arrastre (reinicio del reloj interno) por la luz del reloj circadiano en plantas y animales. También actúan como partes integrales del oscilador circadiano central en el cerebro de los animales y como receptores que controlan la fotomorfogénesis en respuesta a la luz azul o ultravioleta (UV-A) en las plantas.
More: genomebiology.biomedcentral.com/articles/10.1186/gb-2005-6-5-220
Las fototropinas son receptores de luz azul para el fototropismo, el movimiento del cloroplasto, la expansión de las hojas y la apertura de los estomas. Estas respuestas ayudan a la fotosíntesis a obtener luz de manera eficiente, disminuyendo el fotodaño y adquiriendo CO2.
