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光合作用有效光輻射測(cè)試原理-人工氣候培養(yǎng)箱
自然光的波長(zhǎng)是380~700nm，這也適合水草生長(zhǎng)的波長(zhǎng)范圍。而波長(zhǎng)小于400nm的有一段叫做紫外線(xiàn)的光線(xiàn)，對(duì)水草也有一定的影響，而且是負(fù)面影響。7%的紫外線(xiàn)中又可分為三級(jí)不同之波長(zhǎng)（均對(duì)水草有不同之作用）：C級(jí)紫外線(xiàn)（200-280）占3%—對(duì)大多數(shù)水草都有害；B級(jí)紫外線(xiàn)（280-320）占9%—對(duì)大多數(shù)水草都有害；A/紫外線(xiàn)（320-380）占88%—對(duì)水草有益，使葉片加厚具有殺菌作用。推薦使用儀器：人工氣候箱，人工氣候培養(yǎng)箱。人工氣候培養(yǎng)箱是一種能夠自行設(shè)定溫度、濕度和光照度的儀器，也就是能夠控制水草所受到的環(huán)境因素—光線(xiàn)這一參數(shù)，這對(duì)于研究植物與光線(xiàn)之間的關(guān)系帶來(lái)了很大的方便。
對(duì)水草影響較甚的光線(xiàn)，主要是三大類(lèi)。紫外線(xiàn)、可見(jiàn)光和紅外線(xiàn)。下面我們就來(lái)具體分析下這三大類(lèi)光線(xiàn)。
第1波段的輻射光：是含有大量能量的紫外線(xiàn)，但部份的紫外線(xiàn)都被臭氧層所吸收。所以我們較關(guān)心的是與農(nóng)膜有密切相關(guān)的部份：紫外線(xiàn)-b（波長(zhǎng)280—320nm）及紫外線(xiàn)-a（波長(zhǎng)320—380nm），這二種波段的紫外線(xiàn)有其不同的作用如：對(duì)植物的花產(chǎn)生著色的作用。
第2波段的輻射光：是可見(jiàn)光（波長(zhǎng)400—700nm），相當(dāng)于藍(lán)光、綠光、黃光及紅光，又稱(chēng)為PAR，即光合作用活躍區(qū)。是植物用來(lái)進(jìn)行光合作用的最重要可見(jiàn)光部份。藍(lán)光與紅光是在PAR光譜帶中最重要的部份，因?yàn)橹参镏械暮它S素能有效的吸收此一部份的光線(xiàn)，而綠光則不容易被吸收。
第3波段的輻射光：是紅外線(xiàn)，又可分為近紅外線(xiàn)和遠(yuǎn)紅外線(xiàn)。
近紅外線(xiàn)（波長(zhǎng)780—3,000nm）的光基本上對(duì)植物是沒(méi)有用的，它只會(huì)產(chǎn)生熱能。
遠(yuǎn)紅外線(xiàn)（波長(zhǎng)3000—50,000nm），這一部份的輻射線(xiàn)并不是直接從太陽(yáng)光而來(lái)的。它是一種帶有熱能分子所產(chǎn)生的輻射線(xiàn)，一到晚上就很容易散失掉。
水草對(duì)光譜的敏感性與人眼不同。人眼最敏感的光譜為555nm，介于黃-綠光。對(duì)藍(lán)光區(qū)與紅光區(qū)敏感性較差。水草則不然，對(duì)于紅光光譜最為敏感，對(duì)綠光較不敏感，但是敏感性的差異不似人眼如此懸殊。水草對(duì)光譜最大的敏感地區(qū)為400~700nm。此區(qū)段光譜通常稱(chēng)為光合作用有效能量區(qū)域。陽(yáng)光的能量約有45%位于此段光譜。因此如果以人工光源以補(bǔ)充光量，光源的光譜分布也應(yīng)該接近于此范圍。
光源射出的光子能量因波長(zhǎng)而不同。例如波長(zhǎng)400nm（藍(lán)光）的能量為700nm（紅光）能量的1.75倍。但是對(duì)于光合作用而言，兩者波長(zhǎng)的作用結(jié)果則是相同。藍(lán)色光譜中多余不能作為光合作用的能量則轉(zhuǎn)變?yōu)闊崃?。換言之，水草光合作用速率是由400~700nm中植物所能吸收的光子數(shù)目決定，而與各光譜所送出的光子數(shù)目并不相關(guān)。但是一般人的通識(shí)都認(rèn)為光顏色影響了光合作用速率。水草對(duì)所有光譜而言，其敏感性有所不同。此原因來(lái)自葉片內(nèi)色素（pigments）的特殊吸收性。其中以葉綠素最為人所知曉。但是葉綠素并非對(duì)光合作用有用的色素。其它色素也參與光合作用，因此光合作用效率無(wú)法僅有考慮葉綠素的吸收光譜。
光合作用路徑的相異也與顏色不相關(guān)。光能量由葉片中的葉綠素與胡蘿卜素所吸收。能量藉由兩種光合系統(tǒng)以固定水分與二氧化碳轉(zhuǎn)變成為葡萄糖與氧氣。此過(guò)程利用所有可見(jiàn)光的光譜，因此各種顏色的光源對(duì)于光合作用的影響幾乎沒(méi)有不同。
有些研究人員認(rèn)為在橘紅光部份有最大的光合作用能力。但是此并不表示植物應(yīng)該栽培于此種單色光源。對(duì)植物的形態(tài)發(fā)展與葉片顏色而言，植物應(yīng)該接收各種平衡的光源。
藍(lán)色光源（400~500nm）對(duì)植物的分化與氣孔的調(diào)節(jié)十分重要。如果藍(lán)光不足，遠(yuǎn)紅光的比例太多，莖部將過(guò)度成長(zhǎng)，而容易造成葉片黃化。紅光光譜（655~665nm）能量與遠(yuǎn)紅光光譜（725~735nm）能量的比例在1.0與1.2之間，植物的發(fā)育將是正長(zhǎng)。但是每種植物對(duì)于這些光譜比例的敏感性也不同。