Apgaismojuma pamati audzējot augus

Fotosintēze

           Zaļos augos notiek process, kuru sauc par fotosintēzi, kura laikā augs absorbē gaismu, ko tālāk sajaucot ar oglekļa dioksīdu un ūdeni rada karbohidrātus (glikozi) un skābekli.

Šis process ir arī redzams augstāk esošajos vienādojumos.

Vidējais vienādojums ir neprecīzs (nenovienādots), jo kopējais procesā piedalošo atomu skaits abās vienādojuma pusēs nav vienāds (tas ir domāts tikai uzskatei).

Zemākais vienādojums ir pareizs ķīmiskais vienādojums.

Fotosintēze ir  divpakāpju process:

1. gaismas reakcija – process, kurā absorbētā saules gaismas enerģija tiek izmantota, lai sadalītu ūdens molekulas ūdeņraža un hidroksīda jonos;

2. tumsas reakcija – process, kurā iegūtais hidroksīda jons savienojas ar oglekļa dioksīdu, lai veidotu karbohidrātu.

Gaisma: ne jau visas gaismas ir vienādas, neticat? Pajautājiet augiem!

Ja saules gaismu izlaiž caur prizmu, gaismas stars tiek sadalīts pa krāsu spektriem.

 Šo parādību detalizēti pētīja Īzaks Ņūtons, kurš jau 1675. gadā iesniedza Karaliskajā Apvienībā gaismas korpuskulu (daļiņu) teoriju.

Ja izveido grafiku, kurā attēlo gaismas intensitāti katrā tās krāsas spektrā (uz vertikālās ass), tad iegūst līdzīgu grafiku šim. To sauc par nepārtrauktu starojumu, jo ir visu spektru krāsas.

Ja vielu uzkarsē līdz 6000K, tad no tās izstarotā gaisma būtu līdzīga saules spektram. Saulei piemīt siltuma starojums.

Mākslīgais apgaismojums

Arī parastai mājas kvēldiega spuldzei ir nepārtraukts spektrs.

 Šis gaismas spektrs pamatā veidojas no kvēldiega uzkāršanas un tā temperatūra ir ~1200K, tāpēc parasta spuldze izstaro termisko starojumu (siltumu).

           Kvēldiega gaismas spuldzes izstarotas gaismas spektrs ir redzams augstāk esošajā attēlā, tā kā tai piemīt salīdzinoši zema temperatūra (salīdzinot ar sauli), tad lielu daļu no enerģijas ko tā rada, tā izstaro infrasarkano staru veidā – kā siltumu.

           Kvēldiega spuldzes nav labākais gaismas iegūšanas avots, bet tas ir ļoti vienkāršas un lētas.

Flurescentās lampas

           Iekštelpu flurescentās lampas ir daudz efektīvāks gaismas iegūšanas veids, tās ir ideāli piemērotas mājas apstākļiem, jo izstaro vairāk redzamās gaismas (salīdzinot patērēto elektrību ar iegūtās gaismas daudzumu) nekā parasta kvēldiega spuldze.

Aplūkojot attēlus ir pamanāms, ka gaismas spektrs ir pavirzījies uz zila spektra pusi (padarot gaismu vizuāli „baltāku”) un tās infrasarkano staru emisija ir salīdzinoši mazāka.

           Tāpat ir redzams, ka katram spektram ir sava forma (dažādi asumi), kas atšķiras no vienmērīgiem spektriem, ko izstaro karsti objekti.

           Spektru dažādās formas veidojos no ķīmisko vielu (minerālu) sajaukuma, kas ražošanas laikā ir iepildīti spuldzē. Kad šos elementus spuldzes iekšienē apstaro ar ultravioletiem stariem, tie sāk spīdēt (fluorescēt) izstarojot gaišu balta krāsotu gaismu. Parasti no šādām lampām siltums neizdalās.

Augu apgaismojums

           Pievienojot dažādus komponentus flurescentās lampas apvalkam ir iespējams panākt konkrētu spektru pastiprinātu emisiju.

 Attēla redzams specializētas augu lampas gaismas spektrs, kas emitē pēc iespējas vairāk gaismas spektros, kas visvairāk nepieciešami augiem. Augs hlorofilā absorbē gaismu galvenokārt 2 spektros – sarkanos un tuvu zilajiem spektriem.

           Attēlā redzams saules gaismas spektrs pirms un pēc atstarošanās no zaļa auga lapas (lapas šķērsgriezums ir daudzkārt palielināts).

  Kad saules gaisma krīt uz zaļu lapu daļu no gaismas absorbē hlorofils. Absorbēto enerģiju augi izmanto fotosintēzes procesam, lai saražotu karbohidrātus (enerģijas avotu auga augšanai un izdzīvošanai). Ja salīdzina gaismas spektrus, kas krīt uz lapu un kas tiek atstaroti, var redzēt, ka atstarotajai gaismai trūkst spektra daļu sarkanajā un zilajā daļā – tas ir absorbēts (attēla labi redzami robiņi atstarotās gaismas spektra attēlā).

           Tātad, ja apkopo iegūstamos gaismas spektrus un spektrus, kas vajadzīgs augiem fotosintēzē (iekrāsotā līnija), tad iegūstam šādu attēlu:

 Aplūkojot attēlu ir redzams, ka vispiemērotākais spektrs ir speciali domātajam fluorescētajam augu lampām. Kvēldiega spuldzes lielāko daļu enerģijas patērē, lai radītu siltumu, bet faktiski nemaz neizstaro zila spektra gaismu. Mājās izmantojamās flurescentās lampas jau ir labākas, bet tās arī patērē daudz enerģijas, lai radītu gaismu spektros, ko augs vienkārši atstaro.

Rakstu pārtulkoja Normunds Griķītis

Orģinālteksts www.tomatosphere.org

Veidots ar Mozello - labo mājas lapu ģeneratoru.

 .