Wie beeinflusst grünes Licht die Photosynthese?

Pflanzen und grünes Licht Einführung

Wie beeinflusst grünes Licht die Photosynthese? Wir konzentrieren uns bei der Beleuchtung oft auf blaue und rote Farben, weil Chlorophyll diese Wellenlängen leicht absorbiert, wie die allgegenwärtigen Chlorophyll-Absorptionskurven zeigen (Abbildung 1). Aber was ist mit grünem Licht?

Grünes Licht wird oft übersehen, weil es im Absorptionsbereich stark abfällt (Abbildung 1). In diesem Beitrag werden wir jedoch ein starkes Argument für den bedeutenden Einfluss von grünem Licht auf die Indoor-Farming liefern.

Die McCree-Kurve – ein Widerspruch?

Das am weitesten verbreitete Argument für die Wirksamkeit von grünem Licht ist die McCree-Kurve (Abbildung 2). Die Photosynthese-Experimente von Keith McCree aus dem Jahr 1972 scheinen den traditionellen Absorptionskurven zu widersprechen, denn sie zeigen einen größeren photosynthetischen Beitrag der grünen Farben.

Die McCree-Kurve stellt in der Tat die Wirksamkeit von grünem Licht genau dar. Außerdem gibt es keinen Widerspruch zu den Absorptionskurven – die beiden Diagramme messen unterschiedliche Aspekte der Daten. Hier ist die Erklärung.

Absorptionskurve erklärt.

Herkömmliche Absorptionskurvendaten stammen von zerkleinerten Pflanzenproben, die in einem Lösungsmittel eingeweicht werden, um das Chlorophyll abzutrennen, das dann in eine flüssige Lösung gegeben wird.

Als Nächstes durchdringen verschiedene Farben des Lichts die Flüssigkeit. Ein Spektralgerät zeichnet die restlichen Farbeigenschaften des durchgelassenen Lichts auf, um zu bestimmen, wie viel von dieser Lichtfarbe die Chlorophylle absorbiert haben.

Die Forscher testen verschiedene Wellenlängen von Rot-, Blau- und Grüntönen, einmal für Chlorophyll-a und einmal für Chlorophyll-b. Sie zeichnen die Daten auf und verwenden sie, um die Absorptionskurven zu erstellen (Abbildung 1).

McCree-Kurve erklärt.

Bei den Experimenten von McCree werden ganze, feste Blätter anstelle von zerkleinerten Pflanzenbestandteilen verwendet, was die abweichenden Daten erklärt. Bei diesen Experimenten werden die Blätter in geschlossene Kammern gelegt und verschiedenen Lichtfarben ausgesetzt.

Die Forscher messen den Anstieg des Sauerstoffs aus der photosynthetischen Atmung in der Kammer, um anzugeben, wie viel Photosynthese bei jeder Lichtfarbe stattgefunden hat. Auf den ersten Blick könnten Sie ähnliche Ergebnisse wie bei den traditionellen Absorptionskurven erwarten, aber ein weiterer Faktor verändert das Spiel.

Lichtabsorption des Blattes

Dieser Faktor ist die Dicke des Blattgewebes. Obwohl es optisch flach aussieht, ist ein Blatt in der mikroskopischen Welt ziemlich dick. Die blauen und roten Farben des Lichts durchdringen nur die oberflächlichen Schichten des Blattgewebes (Abbildung 5).

Grünes Licht dringt jedoch tiefer ein und kann sogar das Blatt durchdringen (Abbildung 6).

Obwohl Chlorophyll einen geringeren Prozentsatz des grünen Lichts absorbiert, hat grünes Licht eine bessere Chance, tiefer im Gewebe mit mehr Chlorophyll in Kontakt zu kommen. Es ist ein Kompromiss – weniger Chlorophyll-Absorptionsfähigkeit, aber größere Blattdurchdringung.