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光合作用有效光輻射測試原理-人工氣候培養(yǎng)箱
自然光的波長是380~700nm，這也適合水草生長的波長范圍。而波長小于400nm的有一段叫做紫外線的光線，對水草也有一定的影響，而且是負面影響。7%的紫外線中又可分為三級不同之波長（均對水草有不同之作用）：C級紫外線（200-280）占3%—對大多數(shù)水草都有害；B級紫外線（280-320）占9%—對大多數(shù)水草都有害；A/紫外線（320-380）占88%—對水草有益，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—光線這一參數(shù)，這對于研究植物與光線之間的關系帶來了很大的方便。
對水草影響較甚的光線，主要是三大類。紫外線、可見光和紅外線。下面我們就來具體分析下這三大類光線。
第1波段的輻射光：是含有大量能量的紫外線，但部份的紫外線都被臭氧層所吸收。所以我們較關心的是與農(nóng)膜有密切相關的部份：紫外線-b（波長280—320nm）及紫外線-a（波長320—380nm），這二種波段的紫外線有其不同的作用如：對植物的花產(chǎn)生著色的作用。
第2波段的輻射光：是可見光（波長400—700nm），相當于藍光、綠光、黃光及紅光，又稱為PAR，即光合作用活躍區(qū)。是植物用來進行光合作用的最重要可見光部份。藍光與紅光是在PAR光譜帶中最重要的部份，因為植物中的核黃素能有效的吸收此一部份的光線，而綠光則不容易被吸收。
第3波段的輻射光：是紅外線，又可分為近紅外線和遠紅外線。
近紅外線（波長780—3,000nm）的光基本上對植物是沒有用的，它只會產(chǎn)生熱能。
遠紅外線（波長3000—50,000nm），這一部份的輻射線并不是直接從太陽光而來的。它是一種帶有熱能分子所產(chǎn)生的輻射線，一到晚上就很容易散失掉。
水草對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。對藍光區(qū)與紅光區(qū)敏感性較差。水草則不然，對于紅光光譜最為敏感，對綠光較不敏感，但是敏感性的差異不似人眼如此懸殊。水草對光譜最大的敏感地區(qū)為400~700nm。此區(qū)段光譜通常稱為光合作用有效能量區(qū)域。陽光的能量約有45%位于此段光譜。因此如果以人工光源以補充光量，光源的光譜分布也應該接近于此范圍。
光源射出的光子能量因波長而不同。例如波長400nm（藍光）的能量為700nm（紅光）能量的1.75倍。但是對于光合作用而言，兩者波長的作用結果則是相同。藍色光譜中多余不能作為光合作用的能量則轉(zhuǎn)變?yōu)闊崃俊Q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。但是一般人的通識都認為光顏色影響了光合作用速率。水草對所有光譜而言，其敏感性有所不同。此原因來自葉片內(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。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。此過程利用所有可見光的光譜，因此各種顏色的光源對于光合作用的影響幾乎沒有不同。
有些研究人員認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該栽培于此種單色光源。對植物的形態(tài)發(fā)展與葉片顏色而言，植物應該接收各種平衡的光源。
藍色光源（400~500nm）對植物的分化與氣孔的調(diào)節(jié)十分重要。如果藍光不足，遠紅光的比例太多，莖部將過度成長，而容易造成葉片黃化。紅光光譜（655~665nm）能量與遠紅光光譜（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。但是每種植物對于這些光譜比例的敏感性也不同。