Cahaya terdiri dari massa-kurang partikel (foton) bergerak dengan kecepatan tinggi (300 000 000 meter per detik). Dalam sepersejuta cahaya (1 mikrodetik) kedua perjalanan 300 meter. Energi yang dibawa oleh partikel menentukan warna (panjang gelombang).

Cahaya menurut Newton (1642 - 1727) terdiri dari partikel-partikel ringan berukuran sangat kecil yang dipancarkan oleh sumbernya ke segala arah dengan kecepatan yang sangat tinggi. Sementara menurut Huygens ( 1629 - 1695), cahaya adalah gelombang seperti halnya bunyi. Perbedaan antara keduanya hanya pada frekuensi dan panjang gelombangnya saja.Cahaya merupakan bentuk energi yang dikenal sebagai energi elektromagnetik, yang juga disebut radiasi. Model cahaya sebagai gelombang menerangkan banyak sifat-sifat cahaya, tetapi dalam hal tertentu cahaya itu berperilaku seperti tersusun atas partikel-partikel diskret, yang disebut foton. Foton bukanlah objek kasat mata, tetapi foton itu bertindak seperti objek yang memiliki jumlah energi yang tetap. Dan foton cahaya ungu (violet) berisi hampir dua kali energi foton cahaya merah. Dispersi yaitu suatu peristiwa terjadinya penguraian cahaya putih untuk menjadi berbagai warna. Karena cahaya putih itu tersusun oleh berbagai macam warna yang berbeda dari indek biasnya dan serangkai warna-warna yang di peroleh dari dispersi dinamakan SPEKTRUM..Dalam keseluruhan spektrum elektromagnetik, hanya terdapat satu pita kecil yang mempunyai energi sesuai dengan ambang batas energi. Panjang gelombangnya berkisar antara 0,7 mikron dan 0,4 mikron, dan jika Anda ingin melihatnya, Anda bisa: hanya dengan menengadahkan kepala dan melihat sekeliling, dan ini disebut cahaya tampak. Radiasi ini menyebabkan terjadinya reaksi kimia dalam mata Anda, dan karena itulah Anda dapat melihat. Radiasi yang disebut sebagai cahaya-tampak membentuk 41% cahaya matahari, meskipun radiasi ini menempati kurang dari 1/1025 dari keseluruhan spektrum elektromagnetik. Dalam artikelnya yang terkenal, Life and Light, pada Scientific American, fisikawan terkenal, George Wald, mengupas masalah ini dan menulis, Radiasi yang berguna untuk memulai reaksi kimia yang teratur terdiri dari sebagian besar radiasi matahari kita.67 Bahwa matahari harus meradiasikan cahaya yang begitu tepat untuk kehidupan, benar-benar merupakan contoh rancangan yang luar biasa.

2. Kualitas Cahaya Cahaya matahari yang sampai pada tajuk atau kanopi tanaman tidak semuanya dapat dimanfaatkan, sebagian dari cahaya tersebut diserap, sebagian ditransmisikan, atau bahkan dipantulkan kembali. Kualitas cahaya matahari ditentukan oleh proporsi relatif panjang gelombangnya, selain itu kualitas cahaya tidak selalu konstan namun bervariasi dari musim ke musim, lokasi geografis serta perubahan komposisi udara di atmosfer.Pengertian cahaya berkaitan dengan radiasi yang terlihat (visible) oleh mata, dan hanya sebagian kecil saja yang diterima dari radiasi total matahari. Radiasi matahari terbagi dua, yaitu yang bergelombang panjang (long wave radiation) dan yang bergelombang pendek (short wave radiation). Batas terakhir dari radiasi gelombang pendek adalah radiasi ultraviolet, sedangkan batas akhir radiasi gelombang panjang adalah sinar inframerah. Radiasi dengan panjang gelombang antara 400 hingga 700 um adalah yang digunakan untuk proses fotosintesis. Cahaya matahari yang sampai ke bumi hanya sebagian saja, selebihnya cahaya tersebut tersaring oleh beberapa komponen atmosfer atau dipantulkan kembali ke angkasa luar. Cahaya matahari gelombang pendek tersaring dan diserap oleh lapisan ozon (O3) di atmosfer, sedangkan cahaya gelombang panjang tersaring oleh uap air di udara, cahaya gelombang panjang lainnya dipecahkan/dipencarkan dan dipantulkan oleh awan dan lapisan debu di atas permukaan bumi. Pengaruh kualitas cahaya terhadap pertumbuhan dan perkembangan tanaman telah banyak diselidiki, dimana diketahui bahwa spektrum yang nampak (visible) diperlukan untuk pertumbuhan tanaman. Apabila tanaman ditumbuhkan pada cahaya biru saja daunnya akan berkembang secara normal, namun batangnya akan menunjukkan tanda-tanda terhambat pertumbuhannya. Apabila tanaman ditumbuhkan pada cahaya kuning saja, cabang-cabangnya akan berkembang tinggi dan kurus dengan buku (internode) yang panjang dan daunnya kecil-kecil. Dari penelitian tersebut telah membuktikan bahwa cahaya biru dan merah memegang peranan penting untuk berlangsungnya proses fotosintesis.

Cahaya yang dibutuhkan oleh tanamanSinar matahari yang tampak putih di mata kita merupakan kumpulan dari berbagai jenis spektrum warna (pelangi). Tanaman umumnya menggunakan hampir semua spektrum warna yang ada walau paling banyak yang digunakan adalah spektrum warna biru dan merah. Gelombang cahaya pendek lebih energik dibandingkan gelombang cahaya yang lebih panjang. Tanaman perlu cahaya merah dan biru untuk fotosintesis.

Cahaya Merah Cahaya merah sangat penting untuk reproduksi tanaman. Pigmen fitokrom menyerap bagian merah dan merah jauh dari spektrum cahaya dan mengatur perkecambahan biji, perkembangan akar, umbi dan umbi formasi, dormansi, berbunga dan produksi buah. Oleh karena itu, cahaya merah penting untuk stimulasi pembungaan dan pembuahan. Cahaya BiruCahaya biru merangsang Klorofil produksi lebih dari warna lain, mendorong daun tebal, batang yang kuat dan pertumbuhan vegetatif kompak. Klorofil menyerap cahaya biru dan merah dan mengirimkan energi ke rantai transpor elektron berbasis pigmen. Energi tersebut akhirnya digunakan untuk menghasilkan ikatan kimia berenergi tinggi yang dapat digunakan untuk berbagai transformasi biokimia, termasuk fiksasi karbon-dioksida menjadi gula. Karotenoid, pigmen kuning-oranye pada tumbuhan, menyerap cahaya biru dan kontrol musim gugur daun dan pematangan buah. Riboflavin (Vitamin B2) menyerap cahaya ungu dan mempengaruhi "fototropisme", gerakan daun tanaman sebagai respon terhadap cahaya. Cahaya biru yang menguntungkan untuk pertumbuhan tanaman, termasuk selada, bayam, lobak gandum, dan lainnya. Ini mempengaruhi pembentukan klorofil, fotosintesis proses, pembukaan stomata, dan melalui sistem cryptochrome dan fitokrom menimbulkan respon photomorphogenetic. Cahaya biru (450 nm) mempromosikan produksi bahan kering dan menghambat sel elongasi pada batang dan daun. Fluks cahaya biru yang optimal untuk tanaman berdaun adalah sekitar 10-15% dari berjumlah radiasi photosyntheticaly aktif. Selain itu, fluks lebih tinggi dari cahaya biru sangat penting untuk lobak (Untuk metabolisme karbohidrat normal dan fotosintesis mengasimilasi transportasi dari daun ke penyimpanan organ, sehingga menjamin pembentukan umbi). Juga memiliki efek sedikit pada primer dan sekunder metabolit sintesis, yang menunjukkan cahaya yang tergantung metabolisme. Cahaya HijauCahaya hijau tidak digunakan atau diserap, yang mengapa dedaunan yang paling tampak hijau di bawah sinar matahari. Namun, tanaman yang sering terlihat dengan dedaunan dari berbagai warna lain dari warna merah, coklat, ungu sampai hitam. Warna-warna ini disebabkan oleh pigmen lain seperti betacyanin dan anthocyanin dihasilkan sebagai respons terhadap stres lingkungan, sebagai mekanisme untuk menyaring sinar matahari yang intens atau sebagai titik akhir dari pembiakan selektif kultivar diinginkan. Pigmen ini terkait dengan fotosintesis, namun mungkin hanya diproduksi dalam tanaman yang ditanam di cahaya terkuat terutama dengan biru tinggi dan konten ultravioletTanaman hijau karena mereka memantulkan cahaya di daerah spektral; lampu hijau lebih efisien menular melalui tubuh tanaman dan bertindak sebagai sinyal untuk jaringan tidak langsung terkena lingkungan cahaya. Oleh karena itu, lampu hijau tambahan meningkatkan akumulasi biomassa di bagian atas tanah dari tanaman, dan juga mempengaruhi sintesis klorofil dan karotenoid, sehingga meningkatkan warna daun. Phytochromes, terutama dianggap sebagai merah / merah jauh-reversibel pigmen, sangat sensitif terhadap spektrum pencahayaan dan bahkan seluruh variasi kecil spektrum inisiat tanggapan dalam sistem fitokrom.Warna yang dilihat dari sebuah benda dihasilkan dari pantulan warna dari permukaan benda tersebut, sedangkan spektrum warna lain diserap oleh benda tersebut. Tanaman hanya menggunakan sebagian spektrum warna yang spesifik, umumnya spektrum warna yang paling banyak tersedia. Warna dari daun memberikan informasi penting mengenai kebutuhan cahaya. Umumnya tanaman berwarna hijau, tapi beberapa juga mempunyai daun merah dan coklat.

Daun berwarna hijau tua Tanaman dengan daun hijau tua menandakan tanaman menyerap spektrum hijau lebih sedikit dibandingkan spektrum warna lain. Ini menandakan banyaknya klorofil di daun yang menyebabkan tanaman mengambil keuntungan maksimal yang diberikan oleh cahaya yang ada (dalam kondisi cahaya rendah/minim). Tanaman berdaun hijau tua terbiasa hidup di kondisi cahaya rendah dan tidak membutuhkan cahaya tinggi. Tanaman jenis ini mengeluarkan daun baru berwarna hijau muda karena belum mempunyai klorofil sebanyak daun tuanya. Daun berwarna hijau muda Tanaman dengan daun hijau muda kurang efisien dalam berfotosintesis dan mempunyai pigmen fotosintesis disebut klorofil dalam jumlah sedikit. Tanaman berdaun hijau muda membutuhkan cahaya terang untuk mengkompensasi kekurangan klorofil dalam jaringan tubuhnya.

Daun berwarna merah Spektrum merah biasanya merupakan area dimana tanaman sensitif untuk fotosintesis, walau tanaman berdaun merah memantulkan warna merah, bukan menyerapnya. Perubahan warna ini disebabkan kenyataan tanaman menggunakan pigmen carotenoid yang kurang efisien menangkap sinar dibandingkan daun dengan klorofil hijau. Untuk mengkompensasi kekurangan warna merah, tanaman harus menerima spektrum warna hijau dan biru lebih banyak sehingga membutuhkan cahaya lebih tinggi. Beberapa tanaman bisa merubah pigmen yang dibutuhkan untuk fotosintesis . Dalam hal ini, tanaman berdaun merah bisa berubah menjadi hijau jika cahaya kurang.

Cahaya yang Dibutuhkan Tanaman Cahaya yang dibutuhkan oleh tanamanSinar matahari yang tampak putih di mata kita merupakan kumpulan dari berbagai jenis spektrum warna (pelangi). Tanaman umumnya menggunakan hampir semua spektrum warna yang ada walau paling banyak yang digunakan adalah spektrum warna biru dan merah.

Ketika cahaya melewati air, intensitas akan menurun tapi beberapa spektrum warna dapat melewati air dengan mudah. Gelombang cahaya pendek lebih energik dibandingkan gelombang cahaya yang lebih panjang dan karena itu cahaya yang lebih energik akan melewati air lebih mudah dan cepat. Gelombang yang kurang energik akan lebih lambat melewati air dan akhirnya habis terserap air. Lampu berenergi tinggi yang mempunyai gelombang cahaya yang pendek (biru dan ultraviolet) tidak akan cepat terserap, sehingga tanaman akan menerima spektrum cahaya biru lebih banyak dibandingkan merah. Pigmen klorofil untuk fotosintesis yang digunakan oleh tanaman secara umum, menangkap hampir semua cahaya biru dan merah, walaupun akan lebih efisien menangkap cahaya merah di 650-670 nm. Cahaya biru digunakan hampir sebanyak cahaya merah karena lebih mudah mendapatkannya, lebih kuat di cahaya matahari dan lebih mudah melewati air. Dalam aquarium, cahaya buatan harus lebih banyak mengandung warna merah walau mungkin menghasilkan warna yang kurang menarik bagi mata. Cahaya buatan dengan banyak warna biru dan merah akan lebih enak dipandang dan memberikan cahaya yang cukup bagi tanaman. Perlu diingat, cahaya biru yang kuat bisa membantu pertumbuhan lumut, sehingga perhatikan keseimbangan cahaya biru dan merah.

Warna yang kita lihat dari sebuah benda dihasilkan dari pantulan warna dari permukaan benda tersebut, sedangkan spektrum warna lain diserap oleh benda tersebut. Tanaman hanya menggunakan sebagian spektrum warna yang spesifik, umumnya spektrum warna yang paling banyak tersedia. Warna dari daun memberikan informasi penting mengenai kebutuhan cahaya. Umumnya tanaman berwarna hijau, tapi beberapa juga mempunyai daun merah dan coklat.

Daun berwarna hijau tua

Tanaman dengan daun hijau tua menandakan tanaman menyerap spektrum hijau lebih sedikit dibandingkan spektrum warna lain. Ini menandakan banyaknya klorofil di daun yang menyebabkan tanaman mengambil keuntungan maksimal yang diberikan oleh cahaya yang ada (dalam kondisi cahaya rendah/minim). Tanaman berdaun hijau tua terbiasa hidup di kondisi cahaya rendah dan tidak membutuhkan cahaya tinggi. Tanaman jenis ini mengeluarkan daun baru berwarna hijau muda karena belum mempunyai klorofil sebanyak daun tuanya. Daun berwarna hijau muda

Tanaman dengan daun hijau muda kurang efisien dalam berfotosintesis dan mempunyai pigmen fotosintesis disebut klorofil dalam jumlah sedikit. Tanaman berdaun hijau muda membutuhkan cahaya terang untuk mengkompensasi kekurangan klorofil dalam jaringan tubuhnya.

Daun berwarna merah

Spektrum merah biasanya merupakan area dimana tanaman sensitif untuk fotosintesis, walau tanaman berdaun merah memantulkan warna merah, bukan menyerapnya. Perubahan warna ini disebabkan kenyataan tanaman menggunakan pigmen carotenoid yang kurang efisien menangkap sinar dibandingkan daun dengan klorofil hijau. Untuk mengkompensasi kekurangan warna merah, tanaman harus menerima spektrum warna hijau dan biru lebih banyak sehingga membutuhkan cahaya lebih tinggi. Beberapa tanaman bisa merubah pigmen yang dibutuhkan untuk fotosintesis . Dalam hal ini, tanaman berdaun merah bisa berubah menjadi hijau jika cahaya kurang.

Spektrum warna cahaya matahari mempengaruhi pertumbuhan tanaman kacang hijau Spektrum warna cahaya matahari, dalam hal ini warna biru, merah dan hijau mempengaruhi pertumbuhan tanaman kacang hijau. Hal ini dapat dilihat dari panjang gelombang dari masing-masing warna dan kekuatan daya serap dari masing-masing warna tersebut (hijau, biru dan merah). Dari ketiga warna tersebut, warna hijau memiliki panjang gelombang terpendek, yaitu sekitar 450495 nm. Lalu disusul oleh hijau (495570 nm) dan merah (620750 nm). Kecil tidaknya panjang gelombang dariketiga warna ini mempengaruhi daya serapnya masing-masing, dimana semakin kecil panjang gelombang, maka daya serapnya pun juga akan semakin kecil. karena daya serap yang kecil inilah yang menyebabkan mengapa auksin dapat bekerja secara maksimal untuk mempercepat pertumbuhan tanaman, sehingga tanaman kacang hijau yang ditutup dengan spektrum warna biru memiliki panjang batang tertinggi dari ketiga tanaman yang ditutup dengan spektrum warna lain.