V této třídílné sérii článků se dozvíte vše podstatné o světle. Pomůže vám to pochopit, jak světlo funguje, jak ovlivňuje rostliny ale i to, jak toho jako pěstitelé můžete využít ve svůj prospěch. Zjistíte také, že jste možná sami uvěřili některým mýtům ohledně osvětlení rostlin. V tomto prvním dílu probereme nezbytné základy.
Každý z vás asi tuší, že rostlina potřebuje k růstu světlo, které využívá pro fotosyntézu. To je onen zázračný proces, který zahrnuje fixaci energie a produkci cukrů. Kromě poskytování nezbytné energie ale světlo hraje klíčovou roli také v mnoha dalších rostlinných procesech. Konkrétně se jedná o fotomorfogenezi a fotoperiodismus. Tyto odborné názvy sice možná neznáte, ale brzy pochopíte, že vám nejsou úplně cizí.
Všechny výše zmíněné jevy ovlivňuje světelné spektrum, respektive distribuce světla napříč elektromagnetickým spektrem. Abychom tedy pochopili různé reakce rostliny na světlo, musíme se nejprve podívat na samotný fenomén světla.
Princip světla a jeho spektrum
Světlo je forma záření, které má podobu elektromagnetických vln. Světlo lze popsat z hlediska tří fyzikálních vlastností:
- intenzity (nebo amplitudy)
- frekvence (nebo vlnové délky)
- směru vibrací (polarizace)
Všechny možné formy elektromagnetického záření lze zkoumat z pohledu jejich elektromagnetického spektra (viz obrázek 1). Barva spektra je mezi pěstiteli stále nejvíce rozšířené měřítko, ale pozor. Když už popisujeme elektromagnetické nebo světelné spektrum, je mnohem lepší hovořit o vlnové délce, než o barvě. To proto, že viditelné světlo pro člověka zahrnuje pouze malou část světelného spektra ja – konkrétně rozsah vlnových délek mezi 400 a 700 nanometry (nm). Cokoliv mimo tento rozsah lidské oko nevidí.
Jak vidíte na obrázku 1, člověku viditelné spektrum představuje opravdu velmi malý rozsah. Ve skutečnosti je to méně než 1 procento celkového spektra. Fotosynteticky aktivní záření (PAR) nebo fotosyntetická hustota toku fotonů (PPFD), je rozsah světla, který mohou rostliny použít k fotosyntéze. Protože však PPFD je součtem všech fotonů v rozsahu 400–700 nm, dvě velmi odlišná spektrální rozdělení mohou mít stejný PPFD. To znamená, že neexistuje žádný individuální vztah mezi PPFD a spektrálním rozdělením. Co si toho ale má vzít pěstitel? Když porovnáte světelné zdroje, musíme vzít v úvahu údaje o spektrálním rozložení, ale také PPFD.
Hodnota PPFD je vyjádřeno jako μmol/m2/s a říká nám, kolik světelných fotonů dosáhne určené plochy (m2) za stanovenou dobu (sekundu). Pro představu: většina rostlin potřebuje k udržení života minimálně 30 - 50 μmol/m2/s, ale ideální hodnoty pro indoor pěstování jsou mnohonásobně vyšší – 600 - 900 μmol/m2/s ve fázi květu a tvorby plodů.
Jak rostlina vnímá světlo?
Kromě dodávání energie pro fotosyntézu poskytuje světlo rostlinám také jakýsi zdroj informací. Různá světelná spektra dávají rostlině informace o tom, kterým směrem růst, kdy začít kvést a dozrávat plody a semena. V tomto smyslu je složení světla stejně důležité, jako celkové množství světla použitého pro fotosyntézu. Světelné spektrum v rozsahu 300 až 800 nm má schopnost způsobovat určitou vývojovou odezvu v rostlině. Navíc je známo, že i UV a infračervené (IR) světlo hraje roli v morfogenezi rostlin.
Rostlina získává informace ze světla pomocí speciálních pigmentů nazývaných fotoreceptory. Tyto fotoreceptory jsou citlivé na různé vlnové délky světelného spektra.
Existují tři skupiny fotoreceptorů, viz obrázek 2:
- Fototropiny
- Kryptochromy
- Fytochromy
První dva fotoreceptory - fototropiny a kryptochromy - jsou aktivní v nižším rozsahu vlnových délek (UV (A) a modrá) a mají samozřejmě různé funkce. Fototropiny jsou odpovědné za fototropismus – tedy pohyb rostlin a pohyb chloroplastů uvnitř buňky v reakci na množství světla. Fototropiny jsou příčinou ohýbání stonků směrem ke světlu a otevírání průduchů.
Kryptochromy jsou pigmenty, které snímají směr světla. Díky tomu umí řídit inhibici prodlužování stonku, fungování průduchů v listech, syntézu pigmentů a nasměrování listů za sluncem.
Ostatní fotoreceptory - fytochromy - jsou citlivé na červené a daleké červené světlo (far red) a mají největší vliv na fotomorfogenezi. Prodloužení stonku, vyhýbání se stínu nebo kvetení jsou typicky řízeny fytochromem.
Tento díl o světle byl možná trochu nudný a "vědecký", ale jsou to důležité informace pro pochopení základů světla při pěstování. V příštím dílu už se podíváme na působení jednotlivých vlnových délek (barev spektra) a na to, jak tyto znalosti využít jako pěstitel.
