Бывает ли много света ?

[MrHaze 15 750]

Хороший вопрос поднят в очередной раз) Пожалуй тут нужно целый ликбез начинать по этому поводу)

Так бывает или нет? Если отвечать сухо и кратко то конечно что бывает.  Но это понимание коррелирует с понятием адаптации растения.

Есть у нас к примеру 800 м/молей/с ппфд это равняется 46молям на 1метр квадратный в солнечный день на протяжении 16часового дня. На солнце этот показатель будет вариабельный. То есть от нуля до пика и на спад. В боксах резко вкл и резко выкл, + постоянное количество.

Начнем с простого посчитаем количество молекул хлороффила. 

К примеру у нас есть 2ух недельное растение со второй парой больших листьев и общей площадью около 30 см², а масса листвы будет 1г, то масса хлорофилла составит 0.2% от массы листьев.   Считаем количество молекул хлорофилла - mхлорофила=1×0,002=0,002г, далее(893 это молярная масса хлорофилла)  Nхлорофила=0,002/893×6,022×10(23) ≈1,35×10(18) молекул в 1 грамме листвы. Это чумовая цифра.  

Теперь посчитаем количество фотонов попадающих на это количество молекул хлорофилла при условии что у нас 800ппфд.

Nфотонов=PPFD×Aлистьев =800×10−6 моль/с×0,003м² =2,4×10−6 Моль/с и Кол. фотонов в секунду Nфотонов=2,4×10−6×6,022×1023   получаем число авогадро фотонов в/сек

Теперь посчитает сколько фотонов припадает на 1 молекулу хлорофилла. 

Nхлорофила/ Nфотонов = 1,4×1018/1,35×1018  и получаем ≈1,04фотона/с на молекулу хлорофилла.

О чем все это говорит? А о том, что это идеальное соотношение количества света к оптимальным возможностям самого растения. Идеальное потому что процесс фотоморфогенеза  можно считать с максимальным кпд когда все молекулы хлорофилла не ждут в очереди энергию, а получают ее ежесекундно.  Когда растение продолжает расти, листовой массы все больше, а ппфд тот самый. Это значит что света уже не хватает для всех молекул хлорофилла.  Однако потенциал роста растения тоже не безграничный. Даже если повышать ппфд пропорционально габаритов растения, то рано или поздно растение дойдет до предела своих возможностей и избыток ппфд уже будет приводить к ряду следующих последствий.

800ппфд = оптимальная норма для любых растений начиная с самых малых листовых масс. 

1200-1500ппфд = начинается порог перенасыщения ФСII и фотозащиты. Срабатывает так называемый фотозащитный механизм неактивного рассеивания света NPQ. Это значит что часть фотонов не используется в фотохимии, а рассеивается в виде тепла. (что перегревает листовую пластину)

1800-2000ппфд = Тут уже начинает порог перенасыщения аспирационных возможностей растения. Когда ограничение не фотохимическое, а газообменное. Рубиско (читай цикл Кальвина) не успевает фиксировать Со2 ,а фотосинтетическая система начинает продуцировать избыточные электроны что приводит к:  Избыточному фотоокислению, формированию АФК(активные формы кислорода) которые повреждают хлоропласты. Временно или постоянно снижают  фотосинтетическую активность (фотосинтетическая депрессия). 

2200-2500ппфд = На этом уровне уже начинаются повреждения механизмов регенерации ФСII что приводит к долгосрочному повреждению всей системы. Сильный фотостресс и оксидативные процессы. Реактивные формы кислорода повреждают белки, мембраны и стенки днк.

Какой можно сделать вывод? 800-1000ппфд это безопасная норма для всех видов растений.  1200-1500 допустимые порог при условии достаточного наличия Со2.  Все что выше, уже приводит угнетению растения.

Рассмотрим к примеру днат 400.  

Если коротко и без воды, то ппфд у такой лампы на 1м2 составляет 500-700ппфд с эффективностью 1,7-1,9 м/моль на дж в зависимости от диапазона допустимой высоты. А потери в виде тепла составляют 260ватт. Это 60-70% потерь эффективности.  И повесить ближе, что бы увеличить до 1000ппфд, уже банально не позволяет прямой жар от лампы. О чем это говорит? Что пора переходить на лед.

Следом проще, так как большинство светодиодов имеют даташиты, по которым можно вычислить их кпд. 

Так что отвечая на вопрос есть ли избыток, то разумеется есть. И это только свете информация. Во внимание не были приняты такие факторы, как генетические особенности, плотность субстрата, наличие кремния в листовых пластинах, спектральный баланс и общая температура.  

Ответ подготовил бро @ХаПаZz