Ánh sáng là thành phần quan trọng của sự phát triển thực vật. Phổ ánh sáng mà thực vật nhận được có thể có tác động đáng kể đến sự tăng trưởng và phát triển của chúng. Các bước sóng ánh sáng khác nhau có liên quan đến nhiều khía cạnh khác nhau của sự phát triển thực vật, bao gồm quang hợp, ra hoa, phát triển rễ và hình thái thực vật nói chung.
Nhìn chung, thực vật cần ánh sáng trong vùng quang phổ màu xanh và đỏ để phát triển tối ưu. Ánh sáng xanh rất cần thiết cho quá trình sinh trưởng, trong khi ánh sáng đỏ rất quan trọng cho quá trình ra hoa. Ánh sáng xanh kích thích mở khí khổng, tạo điều kiện cho quá trình hấp thụ carbon dioxide và mất nước; nó cũng thúc đẩy quá trình phát triển lục lạp và quang hợp. Mặt khác, ánh sáng đỏ kích hoạt các thụ thể ánh sáng liên quan đến quá trình kiểm soát ra hoa và đậu quả cũng như sản xuất các chất chuyển hóa sơ cấp và thứ cấp.
Hơn nữa, chất lượng ánh sáng, cường độ và thời gian chiếu sáng là những yếu tố thiết yếu quyết định sự phát triển của cây, tích lũy sinh khối và tiềm năng năng suất. Cường độ ánh sáng ảnh hưởng đến tốc độ quang hợp, trong khi thời gian và thời điểm điều chỉnh quá trình trao đổi chất của cây, nhịp sinh học và các giai đoạn phát triển.
Ví dụ, ánh sáng trắng cường độ cao có thể ức chế sự mở khí khổng, làm giảm sự nở của lá và làm tăng sự lão hóa của lá, trong khi cường độ ánh sáng thấp có thể dẫn đến cây yếu, khẳng khiu với sinh khối giảm và chất lượng hoa kém. Tương tự như vậy, tiếp xúc với ánh sáng kéo dài có thể gây ức chế quang hợp, stress oxy hóa và làm giảm năng suất cây trồng.
https://www.benweilighting.com/agricultural-lighting/plant-lighting/plant-fill-light.html
Các nghiên cứu gần đây đã chỉ ra rằng thực vật có thể phát hiện các biến thể trong quang phổ và cường độ ánh sáng, và phản ứng bằng cách thay đổi biểu hiện gen, quá trình trao đổi chất và các chương trình phát triển của chúng. Ví dụ, ánh sáng xanh kích thích biểu hiện của các gen liên quan đến phân chia tế bào, phát triển cấu trúc, quang hợp và sản xuất chất chống oxy hóa, bảo vệ chống lại thiệt hại do ánh sáng gây ra. Ngược lại, ánh sáng đỏ kích thích biểu hiện của các gen liên quan đến ra hoa, đậu quả, phòng vệ chống lại các tác nhân gây bệnh và động vật ăn cỏ, và điều hòa nội tiết tố.
Do đó, việc tối ưu hóa quang phổ ánh sáng có thể cải thiện năng suất, chất lượng và hiệu quả của cây trồng, đặc biệt là trong các hoạt động nông nghiệp hiện đại, chẳng hạn như thủy canh, canh tác thẳng đứng và hệ thống nhà kính. Trong các hệ thống này, ánh sáng nhân tạo được sử dụng để bổ sung hoặc thay thế ánh sáng mặt trời tự nhiên, cho phép sản xuất quanh năm, tăng năng suất và kiểm soát các điều kiện môi trường.
Tóm lại, quang phổ ánh sáng rất quan trọng đối với sự phát triển của thực vật và việc tối ưu hóa chất lượng, cường độ và thời gian chiếu sáng có thể tăng cường sự phát triển của thực vật, tích lũy sinh khối và tiềm năng năng suất. Hiểu được tác động của ánh sáng đối với sinh lý và quá trình trao đổi chất của thực vật có thể tạo điều kiện cho việc phát triển các phương pháp tiếp cận bền vững và sáng tạo để tăng năng suất và chất lượng cây trồng, giải quyết các thách thức về an ninh lương thực toàn cầu.
