تأثیر رنگ‌های نور بر گیاهان

مقدمه

محققان به‌طور سنتی هفت رنگ را متمایز کرده‌اند. آن‌ها به‌عنوان رنگ‌های رنگین‌کمان، قرمز، نارنجی، زرد، سبز، آبی، نیلی و بنفش شناخته می‌شوند که اغلب به‌عنوان رنگ‌های اولیه و ثانویه شناخته می‌شوند. وقتی این رنگ‌های اصلی در کنار هم قرار می‌گیرند، نور سفید ایجاد می‌کنند و تنها زمانی قابل مشاهده هستند که یک پرتو آفتاب توسط یک منشور شکافته شود.

همه اجسام می‌توانند رنگ‌های درون نور را جذب کنند، آن‌ها را منعکس کنند یا به آن‌ها اجازه عبور دهند. علم به ما می‌گوید که یک شی معمولاً رنگی را می‌پذیرد که قادر به جذب آن نیست. ازآنجایی‌که گیاهان نمی‌توانند رنگ سبز را جذب کنند، باید خودشان سبز باشند. گیاهان درست مانند ما نور و رنگ‌های اطراف خود را حس می‌کنند – اما به روشی متفاوت.

تأثیر نور قرمز بر گیاهان

گیاهان به رنگ قرمز در طیف نور حساس هستند، حساسیتی که ناشی از داشتن گیرنده نور قرمز است. گیرنده نور قرمز یک رنگ‌دانه سبز آبی به نام فیتوکروم است که در سلول‌های گیاه وجود دارد. فیتوکروم را می‌توانید با چشمی مقایسه کنید که فقط نور قرمز را حس می‌کند.

نور قرمز به روش‌های مختلف روی گیاه تأثیر می‌گذارد. گیاهانی که در زیر نور قرمز فراوان رشد می‌کنند اغلب بزرگ و به‌طورکلی بلند و با شاخه‌های زیاد هستند. اگر گیرنده نوری مقدار زیادی نور قرمز طبیعی را دریافت کند، به‌عنوان‌مثال در تابستان که نور قرمز طبیعی زیادی وجود دارد، تولید یک هورمون گیاهی (متاتوپولین) افزایش می‌یابد. این هورمون از تجزیه کلروفیل گیاه جلوگیری می‌کند و گیاه در بهار و تابستان سبز می‌ماند. این دقیقاً زمانی است که گیاه برای تبدیل انرژی حاصل از خورشید به قند به کلروفیل نیاز دارد. نور قرمز همچنین بر گلدهی و تشکیل دانه گیاه تأثیر می‌گذارد.

با مقایسه مقدار یک فرکانس نور قرمز با مقدار فرکانس دیگر (قرمز دور) موجود در نور، گیاه تصمیم می‌گیرد که آیا شروع به گل‌دهی کند یا نه. دوره عدم گلدهی را می‌توان با قرار دادن گیاه در معرض نور قرمز در طول دوره تاریکی طولانی کرد. درنتیجه، دوره رشد را افزایش می‌دهیم که البته اکثر تولیدکنندگان از آن اجتناب می‌کنند. رنگ قرمز در نور بر طعم میوه و سبزی‌ها نیز تأثیر می‌گذارد زیرا غلظت روغن‌های خاص را در گیاهان افزایش می‌دهد.

تأثیر نور آبی بر گیاهان

گیاهان با استفاده از گیرنده نوری که کریپتوکروم نامیده می‌شود، نور آبی را هم قرمز می‌بینند. اگر نور آبی زیادی وجود داشته باشد (همان‌طور که در پاییز و زمستان در طبیعت وجود دارد) این گیرنده اثر هورمونی به نام اکسین را کاهش می‌دهد. این هورمون مسئول رشد ساقه و ریشه گیاه است. اکسین همچنین مسئول فرآیندی است که از آن به‌عنوان “غالبیت انتهایی یا اپیکال” یاد می‌شود، پدیده‌ای که باعث می‌شود ساقه انتهایی بر ساقه‌های جانبی غالب شوند. شاخه‌ای از ساقه اصلی بر شاخه‌های جانبی خود غالب است بنابراین از رشد گل‌های جانبی جلوگیری می‌کند. این باعث می‌شود که گیاه در مواجه با نور مایل به آبی ساقه‌های جانبی بیشتری ایجاد کند و گیاه کوتاه‌تر بماند. این به ما کمک می‌کند تا بفهمیم چرا گیاهانی که در معرض نور مایل به آبی قرار می‌گیرند اغلب ازنظر ظاهری کوتاه و پرپشت با ساختاری قوی‌تر هستند.

آزمایشات با نور آبی منجر به رشد گیاهانی شد که پهن‌تر از حد معمول هستند. این را می‌توان با این واقعیت توضیح داد که به دلیل کاهش غالبیت انتهایی، شاخه‌های جانبی بیشتری جوانه می‌زنند.

گیاهان از مقدار نور آبی برای تعیین میزان باز کردن روزنه‌های خود استفاده می‌کنند. هر چه نور آبی بیشتر باشد، روزنه‌هایشان بازتر می‌شود و درنتیجه متابولیسم آن‌ها تسریع می‌شود. سطوح بالای نور آبی متابولیسم را افزایش می‌دهد و درنتیجه رشد و نمو گیاه را تسریع می‌کند.

نور آبی همچنین مسئول رشد برگ‌ها به سمت نور است. نور آبی از تکثیر برگ‌های اطراف میوه جلوگیری می‌کند. کمبود نور آبی در طیف باعث می‌شود که شما به‌سرعت ۲۰ درصد از محصول خود را از دست بدهید. اگرچه نظرات در مورد این موضوع متفاوت است اما نسبت نور قرمز به نور آبی بهینه باید به‌طورکلی ۵ به ۱ باشد.

تأثیر نور سبز و رنگ‌های دیگر بر گیاهان

گیاهان به‌سختی به نور سبز حساس هستند. تا آنجا که ما می‌دانیم، آن‌ها فاقد گیرنده‌ای برای این رنگ هستند. این احتمالاً به این دلیل است که در عمل گیاهان این رنگ را جذب نمی‌کنند. گیاهانی که فقط در نور سبز رشد می‌کنند بسیار ضعیف خواهند بود و به‌ندرت بزرگ می‌شوند.

واضح است که به نظر می‌رسد گیاهان فقط رنگ‌هایی را حس می‌کنند که گیرنده‌های خاصی برای آن‌ها دارند. این بر اساس سطوح انرژی ارائه‌شده توسط هر رنگ است. گیاهان کور نیستند اما تا حدی کور رنگ هستند. نحوه واکنش گیاهان به نور نارنجی و زرد کاملاً مشابه واکنش در نور قرمز است همان‌طور که نحوه واکنش گیاه به رنگ نیلی و بنفش شبیه به واکنش به نور آبی است.

نور نامرئی

اگرچه گیاهان، کمی کور رنگ هستند اما به‌طور مناسب‌تری رنگ‌ها و سطوح انرژی که برای ما انسان‌ها کاملاً نامرئی هستند را حس می‌کنند. به‌عنوان‌مثال، گیاهان می‌توانند نور قرمز دور را درک کنند. گیاهان اغلب از نسبت نور قرمز به قرمز دور استفاده می‌کنند. یک بذر از این رابطه برای تعیین جوانه زدن یا عدم جوانه زدن استفاده می‌کند. گیاهان همچنین از این نسبت برای تعیین تعداد گیاهان دیگر در اطراف خود استفاده می‌کنند.

ازآنجایی‌که گیاهان مقادیر زیادی نور قرمز را جذب می‌کنند درحالی‌که نور قرمز دور را منعکس می‌کنند، اگر گیاهان دیگر نیز در آن منطقه وجود داشته باشند، نور قرمز کمتری در اطراف گیاه وجود خواهد داشت که از جوانه زدن بذرهای جدید جلوگیری می‌کنند و گیاهان قبلی سریع‌تر رشد می‌کنند تا نور کافی برای فتوسنتز خود را به دست آورند.

این واقعیت که نور قرمز دور دقیقاً برعکس نور قرمز است، آن را به‌عنوان نوری برای رشد نامناسب می‌کند. لامپ سنتی منبع غنی نور قرمز دور است.

نور فرابنفش (UV) نیز بر گیاهان تأثیر می‌گذارد؛ مانند نور آبی، گیاهان این رنگ را با استفاده از گیرنده نوری کریپتوکروم درک می‌کنند. مشخص نیست که گیرنده‌های نوری دیگر می‌توانند نور UV را درک کنند یا خیر.

هنگامی‌که مقدار اشعه ماوراءبنفش افزایش می‌یابد، غلظت یک ماده ارغوانی به نام آنتوسیانین افزایش می‌یابد. آنتوسیانین از گیاهان در برابر اشعه ماوراءبنفش و همچنین در برابر میکروارگانیسم‌هایی که تلاش می‌کنند وارد گیاه شوند محافظت می‌کند. تشکیل آنتوسیانین اغلب در جاهایی که نقص‌هایی مانند کمبود اکسیژن رخ می‌دهد دیده می‌شود. اشعه ماوراءبنفش نه‌تنها به DNA و غشاهای گیاه آسیب می‌زند، بلکه بلافاصله روند فتوسنتز را مختل می‌کند؛ بنابراین نور ماوراءبنفش بیش‌ازحد برای گیاهان نیز مضر است.

جمع‌بندی

همان‌طور که دیدیم، نور تنها برای تأمین انرژی جهت فتوسنتز برای گیاهان ضروری نیست. اگرچه این مقاله تنها بخش کوچکی از همه چیزها را در مورد نور، رنگ‌های موجود در آن و تأثیراتی که بر گیاهان می‌گذارند نشان می‌دهد، اما دیدیم که گیاهان چگونه از رنگ‌ها برای تنظیم بسیاری از فرآیندهای خود استفاده می‌کنند. گیاهان قادر به درک رنگ‌هایی هستند که برای آن‌ها مهم است. این رنگ‌ها به گیاه نشانی از محیط عمومی و شانس بقا و تولیدمثل می‌دهد.

اگر قرار است گیاهان شما به‌خوبی رشد کنند و گل بدهند، ترکیب نور به اندازه کمیت آن مهم است. فراموش نکنید که یک گیاه ترکیب نور مستقیم و غیرمستقیم را درک می‌کند. نور غیرمستقیم در اینجا به نوری اطلاق می‌شود که توسط اجسام دیگر مانند دیوارها یا گیاهان دیگر به گیاه منعکس می‌شود.