השפעת עוצמת האור על צמיחת הצומח

גידול צמחים מסתמך על סדרה של אינטראקציות הכרוכות בנוכחות אור. פוטוסינתזה מאפשרת לבצע תהליכי חילוף חומרים של צמחים ומספקת את האנרגיה שמזינה תהליכים אלה. לרמות עצימות האור יכולות להיות השפעה משמעותית על שיעורי הפוטוסינתזה, הקשורים ישירות ליכולת הצומח של הצמח.

תהליכי גידול צמחים כוללים שימוש באור, פחמן דו חמצני ומים לייצור מזון לשימוש הצמח, על פי שירות ההרחבות החקלאי באוניברסיטת טקסס. ובעוד חומרים מזינים אדמתיים מסייעים בביצור מבנים צמחיים, האור הוא מרכיב חיוני בייצור מזון בפועל לצמח. בדומה לאורגניזמים חיים אחרים, המזון ממלא דרישה חיונית לבריאות וצמיחה כללית, כך שנוכחות האור יכולה להשפיע ישירות על קצב הגידול של הצמח. עוצמת האור קשורה לכמות אנרגיית האור העומדת לרשות הצמח, שיכולה להשתנות בהתאם לצבע ולחוזק האור בפועל.

תהליכי פוטוסינתזה מאפשרים לאורגניזמים מהצומח לייצר אספקת מזון נחוצה. על פי החברה המלכותית לכימיה, פוטוסינתזה מתרחשת כאשר עלי הצמח סופגים את האנרגיה הכלולה בתוך האור. אנרגיה זו הופכת לדלק המשמש לייצור גלוקוז, או מולקולות סוכר. בדרך כלל הצמחים מגיבים ביותר לאור הנופל בטווחי האור הכחול והאדום. יחד עם אנרגיית אור, עלים משתמשים גם בפחמן דו חמצני ובמים כמקורות לייצור מזון. למעשה, עוצמות אור גבוהות יותר מאפשרות יותר אנרגיה לתהליכי פוטוסינתזה של הצמח.

צבע האור מייצג את תדרי האנרגיה השונים הכלולים בחלק האור הנראה של הספקטרום האלקטרומגנטי. על פי ההרחבה של אוניברסיטת מיזורי, צבעים אדומים נושאים את תדרי האנרגיה הנמוכים ביותר, ואילו אלה לעבר הכחול-סגול נושאים את התדרים הגבוהים ביותר. למעשה, עוצמת האור יכולה להשתנות בהתאם לסוג הצבע המשמש כמו גם לכמות ההספק הכלולה בנורה. עוצמת האנרגיה המסופקת על ידי אור אדום מעוררת צמיחה כללית בגוף הצמח, ואילו אור כחול מסייע בוויסות קצב הגידול בתוך העלים, הגבעולים והפרחים.

עלי הצמח מכילים תאים מיוחדים וסופגי אור הנקראים כלורופלסטים. על פי החברה המלכותית לכימיה, כלורופלסטים מייצרים חומר פיגמנט הנקרא כלורופיל. חומרי הכלורופיל מגיבים לעוצמות שונות של אור, המגיעים בצבעים השונים שנספגים. כאשר כלורופיל סופג אור, האנרגיה שלו מרגשת אלקטרון המחובר למולקולת הכלורופיל. לאחר מכן האלקטרון מעביר את האנרגיה שלו למולקולת מים, מה שגורם לו להתפצל לחלקים המרכיבים שלו, מימן וחמצן. לאחר מכן ניתן לייצר מולקולות סוכר מהאנרגיה שמספקים אטומי המימן.

בית הגידול הטבעי ביותר של צמח מספק את עוצמת האור הדרושה לצמיחה מיטבית. כתוצאה מכך, סוגים שונים של צמחים עשויים לדרוש עוצמות אור שונות. על פי ההרחבה של אוניברסיטת מיזורי, צמחים בדרך כלל נכנסים לאחת משלוש קטגוריות תאורה - נמוכות, בינוניות וגבוהות. צמחים בעלי אור נמוך יכולים לשגשג תחת נורה של 10- עד 15 וואט בתנאי שכמות זו שלwatט תגיע לכל רגל רזרבית באזור הגידול. צמחים אור בינוני יכולים לצמוח בטווח 15 וואט, אך עוצמות אור גבוהות יותר יכולות לקדם קצב גידול מהיר יותר. צמחים בהירים גבוהים דורשים לפחות 20 וואט למטר רבוע של שטח גדל, אם כי עוצמות גבוהות יותר יקדמו את הצמיחה והפריחה.