Как известно планета Земля находится в галактике Млечный путь, Солнечной планетарной системы. Нашей звездой, вокруг которой вращается Земля, является Солнце. Внутри Солнца происходят термоядерные реакции с испусканием солнечной радиации (электромагнитное и корпускулярное излучение).

   Электромагнитная составляющая солнечной радиации распространяется со скоростью света и проникает в земную атмосферу. До земной поверхности солнечная радиация доходит в виде прямых и рассеянных лучей. Спектральный диапазон электромагнитного излучения Солнца очень широк — от радиоволн до рентгеновских лучей — однако максимум его интенсивности приходится на видимую часть спектра.

   Солнечная радиация главный источник энергии для всех зеленых растений на Земле. Хоть Земля и получает от Солнца  менее 0,5·10̄ ⁹ от энергии его излучения, этого вполне достаточно для поддержания и возобновления растительной жизни на планете.

   Однако не все солнечное излучение полезно для растений. Как в любом физическом, химическом или ином явлении, в природе есть определенный диапазон, в котором составляющие члены этого явления чувствуют себя комфортно. К примеру, в Солнечной системе есть так называемая зона обитаемости, или тепловой пояс. Это такое расстояние от звезды, на котором могут находиться планеты с благоприятными условиями для жизни человека.

   В Солнечной системе этот тепловой пояс жизни находится между планетами Венера и Марс. За пределами этих планет, по мнению ученых, нет возможности для жизни организмов сходных с формами жизни на Земле.

   Зона обитаемости для растений в солнечном (электромагнитном) излучении находится в интервале от 300 до 800 нм. Электромагнитное излучение свыше 800 нм (инфракрасное) дает лишь нагрев объекта. Волны короче 300 нм (ультрафиолет) угнетают живые растения.

   Голландский комитет по исследованию действия оптического излучения на растения предложил изучать спектры по следующим зонам:

   Оптическое излучение падающее на землю неоднородно по спектральному составу. Излучение благоприятно влияющее на растения можно разделить на три части:

- ультрафиолетовое (295 – 380 нм);

- видимое (свет) (380 – 780 нм);

- ближнее инфракрасное излучение (780 – 1100 нм).

   Наиболее важную роль в жизни растений играет видимая часть солнечного излучения, которая воспринимается глазом человека как свет.

   Та часть спектра, от которой растение получает максимальную отдачу, принять называть фотосинтетической радиацией (ФАР, или PAR), так как многие физиологические процессы не могут происходить без видимого излучения – света.

   Только на свету в зеленых листьях растений происходит важнейший биохимический процесс – фотосинтез. Кроме этого, свет регулирует рост, цветение и плодоношение растений.

   В лабораторных условиях (с помощью световых фильтров) еще в ХХ веке было установлено, что максимальной эффективностью в процессе фотосинтеза отличаются  красное и сине-фиолетовое излучение. Хлорофилловые зерна (хлоропласты) зеленого листа почти на 100% поглощают излучение этих диапазонов.

   Зеленая часть видимого излучения в меньшей степени поглощается листьями; оно как бы проходит сквозь них. Поэтому под пологом густого лиственного леса преобладает зеленый оттенок. Из-за малого поглощения зеленая часть излучения наименее активна по своему воздействию на физиологические процессы растений. Вместе с фотосинтезом под действием видимого излучения в растениях осуществляются такие важные процессы, как образование хлорофилла, формирование листьев, цветков, плодов, синтез витаминов, ферментов и других веществ. Эти процессы наиболее активно происходят в красном и сине-фиолетовом участках спектра.

   Многочисленные исследования показали, что, изменяя спектральный состав оптического излучения, можно произвольно замедлить или ускорить обмен веществ, рост и развитие растений.

   В растениеводческой литературе принято условное деление ультрафиолетового излучения на длинноволновое и коротковолновое. Коротковолновое ультрафиолетовое излучение, так называемое витацидное излучение (от 10 до 280 нм), даже в небольших дозах оказывает очень вредное действие на растения. Достаточно 10 – 15 мин такого облучения, чтобы наступила полная гибель растений, вызываемая денатурацией белков и нарушений функции цитоплазмы клеток. Внешние признаки повреждения проявляются в пожелтении и побурении листьев, скручивании стебля и отмирания точек роста. Однако эта часть оптического излучения солнца не достигает земной поверхности и целиком поглощается озоном, находящимся в атмосфере.

   Длинноволновое ультрафиолетовое излучение (от 295 до 380 нм) в умеренных дозах необходимо для нормального обмена веществ растений и формирования их органов. Это излучение проникает через эпидермис листьев и оказывает значительное влияние на жизнедеятельность растений.

   Известно, что излучение в области 365 нм способствует развитию столбчатой и губчатой паренхимы.

   Таким образом, толщина листовой пластинки определяется не только величиной облученности, но и спектральным составом излучения. Что касается размеров листовых пластинок, то они также зависят от спектра. При длинноволновом излучении стебли обычно вытягиваются, при коротковолновом – наоборот, наблюдается сильное сокращение междоузлий.

   Еще меньше изучен фотосинтез при инфракрасном излучении. До сих пор нет единого мнения о его влиянии на фотосинтез.

   Из всего вышесказанного можно сделать вывод, что солнечное излучение и его влияние на развитие растений изучено хорошо. Наука имеет понимание важности солнечной радиации для растений. После многочисленных опытов на растениях определены оптимальные интервалы электромагнитного излучения из видимой части спектра как основного поставщика излучения. Также дана оценка важности длинноволнового ультрафиолетового излучения для растений в адаптации растений к окружающей среде и появлению новых гибридов.

   Все это, в конечном счете, подводит к теме искусственной светокультуры. Так как, зная потребности растений в излучении можно создавать их искусственно применяя те или иные осветительные приборы (люминесцентные, светодиодные и другие). Об этом в следующих статьях.