Meni
U modernoj kontrolisanoj poljoprivredi, precizno regulisanje uslova osvetljenja postalo je važno sredstvo za poboljšanje kvaliteta useva i smanjenje akumulacije štetnih materija.
LED rasvjeta, sa svojim podesivim spektrom i energetskom efikasnošću, pokazao je veliki potencijal u oblasti osvetljenja rasta biljaka. Ovaj članak se fokusira na istraživanje kako kvalitet LED svjetla utječe na biljke, posebno na sadržaj nitrata u povrtarskim kulturama.
Akumulacija nitrata u povrću uključuje složene fiziološke procese, uključujući apsorpciju i redukciju asimilacije nitratnog azota, proces koji je regulisan uslovima osvetljenja.
Biljke reduciraju nitratni dušik u amonijak djelovanjem ključnih enzima kao što je nitrat reduktaza, koja dalje sudjeluje u sintezi i transformaciji aminokiselina. Ove aminokiseline služe kao supstrati za sintezu proteina, a na osnovu ove osnove, proteini se podvrgavaju modifikaciji, klasifikaciji, transportu i skladištenju, zajedno čineći osnovu životnih aktivnosti biljaka.
Prekomjerna akumulacija ne samo da utječe na nutritivnu vrijednost hrane, već može predstavljati i potencijalnu prijetnju ljudskom zdravlju. Naučna istraživanja su otkrila da kvaliteta svjetlosti na različitim valnim dužinama ima značajne regulatorne efekte na procese metabolizma ugljika i dušika u biljkama, pri čemu su crvena i plava svjetlost posebno kritične.
Zatim ćemo istražiti kako LED izvori svjetlosti različitih proporcija i valnih dužina učinkovito smanjuju sadržaj nitrata u povrću prilagođavajući aktivnost nitrat reduktaze, utječući na apsorpciju i asimilaciju dušika u biljkama, kao i na akumulaciju srodnih ugljikohidrata i antioksidanata.
Utjecaj kvalitete svjetlosti na metabolizam ugljik-azot u biljci manifestuje se na više nivoa, pri čemu različite talasne dužine svetlosti imaju značajne regulatorne efekte na fotosinteza, apsorpcija, transformacija i korištenje dušika u biljkama.
Crveno svjetlo (talasna dužina otprilike u rasponu od 600-700 nanometara) poboljšava biljke’ stopa fotosinteze.
Efikasno se apsorbuje hlorofilom i pretvara u hemijsku energiju, čime se potiče asimilacija CO₂ tokom fiksacije ugljenika i povećava akumulacija ugljenih hidrata u biljnim tkivima.
Biljke koje se uzgajaju u okruženju sa crvenim svjetlom obično imaju veći sadržaj ugljikohidrata, što je korisno za rast biljaka i akumulaciju biomase.
Plavo svjetlo (talasna dužina približno u rasponu od 400-500 nanometara) ima izraženiji učinak na metabolizam dušika u biljkama.
Može direktno ili indirektno utjecati na aktivnost ključnih enzima kao što je nitrat reduktaza, čime se potiče redukcija nitrata u amonijak i povećava dostupnost izvora amonijaka za biljke.
Plavo svjetlo također stimulira apsorpciju i asimilaciju dušika u biljkama, pospješujući metabolizam biljnog dušika, a samim tim utiče na sintezu aminokiselina i proteina.
Kombinacija crvene i plave svjetlosti može efikasnije regulirati ravnotežu ugljika i dušika u biljkama.
Crveno svjetlo prvenstveno potiče nakupljanje ugljikohidrata, dok plavo svjetlo igra ulogu u metabolizmu dušika.
Kada oba svjetla djeluju zajedno, mogu regulirati metaboličke puteve unutar biljaka, osiguravajući racionalniju raspodjelu i korištenje resursa ugljika i dušika, čime se povećava efikasnost rasta biljaka i kvalitet proizvoda.
Plavo svjetlo može indirektno potaknuti asimilaciju i transport dušika utječući na intenzitet disanja biljaka, kao što je pojačavanje tamnog disanja mitohondrija i prilagođavanje aktivnosti enzima u glikolizi i ciklusu trikarboksilne kiseline, čime indirektno promiče aktivnost enzima povezanih s metabolizmom dušika, utječući na asimilaciju i transport azota.
U eksperimentu koji su proveli Qi Liandong et al. 2007. godine, korišćenjem fluorescentnih lampi u boji za dobijanje izvora crvene, plave i žute svetlosti, proučavani su efekti različitih kvaliteta svetlosti na prinos spanaća i akumulaciju nitrata.
Studija je pokazala da, u poređenju sa bijelom i žutom svjetlošću, iako biomasa nije bila visoka pod tretmanom crvenim svjetlom, pogodovala je stvaranju i akumulaciji suhe tvari i ugljikohidrata. Osim toga, može smanjiti sadržaj nitrata.
U studiji koju su proveli Urbonaviciute et al. 2007. godine, koristeći fluorescentne lampe kao kontrolu, istražen je uticaj različitih sastava LED svjetla na rast salate i sadržaj nitrata. Testirane kompozicije su uključivale 92% LED crvenog svjetla (640nm) + 8% skoro ultraljubičastog svjetla, 86% LED crvenog svjetla + 14% LED plavog svjetla i 90% LED crvenog svjetla + 10% zelenog svjetla.
Tretman sa 86% LED crvenog svjetla + 14% LED plavog svjetla pokazao je značajno veći sadržaj šećera u odnosu na druge dvije kombinacije i kontrolnu grupu. Međutim, sadržaj šećera u druge dvije kombinacije bio je značajno niži nego u kontrolnoj grupi.
Sadržaj nitrata u sva tri tretmana bio je niži od kontrolnog za 15% do 20%. Crveno svjetlo igra ključnu ulogu u stimulaciji nitrat reduktaze, dok kombinacija crvene i plave svjetlosti poboljšava apsorpciju i asimilaciju dušika u biljkama.
Optimizacijom kvaliteta svjetla, sadržaj nitrata može se smanjiti za više od 20%. Međutim, nije bilo značajne razlike u sadržaju nitrata između tri kombinacije, što ukazuje da crveno svjetlo može igrati primarnu ulogu u smanjenju nivoa nitrata.
Učinci različitih kvaliteta svjetlosti na kvalitet salate i unos hranjivih tvari
Light Quality | AsA sadržaj (mg/kg) | Sadržaj nitrata (mg/kg) | Kalcijum (mg/g) | magnezijum (mg/g) | Kalijum (mg/g) |
Bijele fluorescentne sijalice | 100.25a | 3500a | 8.42b | 3.61a | 74.7a |
Crvena LED dioda | 79.00b | 2350b | 8.37b | 3.69a | 75.77a |
Plava LED | 93.25b | 3710a | 9.88a | 3.48a | 72.48a |
Crvena + Plava | 103.25a | 2174b | 8.36b | 3.72a | 78.32a |
Upoređujući eksperimentalne podatke, iz grafikona je vidljivo da je tretman LED crvenim svjetlom značajno smanjio sadržaj AsA u ispitivanoj sorti rastresite salate u odnosu na kontrolu. LED plavo svjetlo i LED crveno-plavo svjetlo nisu uticale na sadržaj AsA.
Tretman LED crvenim svjetlom u odnosu na kontrolu značajno je smanjio sadržaj nitrata u ispitivanoj sorti rastresite salate, dok LED plavo svjetlo nije utjecalo na sadržaj nitrata u salati.
Tretman LED crvenim svjetlom je također doveo do smanjenja sadržaja kalcija u listovima ispitivane sorte u odnosu na kontrolu, iako razlika nije bila značajna.
Sadržaj kalcija u listovima zelene salate dostigao je maksimum pod tretmanom LED plavim svjetlom, značajno veći od kontrole, dok sadržaj kalcija u listovima ispitivane sorte pod tretmanom LED crveno-plavim svjetlom nije pokazao razliku u odnosu na kontrolu.
Različiti kvaliteti LED svjetla nisu imali značajan utjecaj na ukupan sadržaj magnezija i kalija u listovima.
Samuoliene et al. (2011) proveli su istraživanje o učinku LED dopunskog osvjetljenja na tri sorte zelene salate uzgajane pod visokotlačnim natrijumovim lampama (16 sati) u stakleniku.
Tri dana prije berbe, dodatno osvjetljenje sa 638nm 300umol/m2·s LED crveno svjetlo u trajanju od 16 sati značajno je smanjilo sadržaj nitrata u crvenoj i svijetlozelenoj salati za 56,2% odnosno 20,0%, ali je povećalo sadržaj nitrata u blijedozelenoj salati za 6 puta .
LED dodatno osvjetljenje povećalo je ukupan sadržaj fenola (52,7% i 14,5%) i kapacitet uklanjanja slobodnih radikala (2,7% i 16,4%) u crvenoj i blijedozelenoj salati, respektivno, ali je smanjen u zelenoj salati. Nakon tretmana značajno se povećao samo sadržaj AsA u crvenoj salati (63,3%).
Ukratko, istraživanje o utjecaju kvalitete LED svjetla na sadržaj nitrata u biljkama sugerira jednostavnu analogiju: različite boje LED svjetala djeluju kao različiti sastojci u prilagođenom planu ishrane za biljke, od kojih svaka ima jedinstvene efekte na rast i sastav hranjivih tvari.
Zanimljivo je da pravilna kombinacija crvene i plave svjetlosti podsjeća na pažljivo izrađenu posudu, koja može efikasnije podstaći biljke da smanje sadržaj nitrata.
Međutim, kada je u pitanju smanjenje sadržaja nitrata, čini se da crveno svjetlo preuzima vodstvo. Štaviše, različiti kvaliteti svetlosti imaju različite efekte na druge nutritivne komponente u biljkama, kao što su vitamin C (askorbinska kiselina), sadržaj kalcijuma, magnezijuma i kalijuma.
Ovo ukazuje da je izbor kvaliteta svjetla zaista tehnička stvar, koja zahtijeva fleksibilna prilagođavanja na osnovu specifičnih potreba postrojenja.
Na osnovu gore navedenih eksperimentalnih podataka, utjecaj crvenog svjetla na antioksidativni kapacitet zelene salate otkriva utjecaj kvalitete svjetlosti na fiziološke metaboličke procese biljaka.
Međutim, učinak dodatka crvenog svjetla varira ovisno o sorti, pri čemu je osjetljivost svake sorte na svjetlosno okruženje određena nivoom akumulacije antioksidativnih tvari u listovima zelene salate.
Što se tiče primjene LED dopunske rasvjete, ona je slična osposobljavanju biljaka za trening snage. Posebno uz dodatak crvenog svjetla, može efikasno smanjiti sadržaj nitrata u određenim sortama salate prije berbe, dok istovremeno povećava antioksidativni kapacitet.
Međutim, to se ne odnosi na sve sorte, što ukazuje na to da su biljke’ zahtjevi za svjetlosnim okruženjem variraju u zavisnosti od njihovih karakteristika.
Stoga, sveukupno, upotreba LED izvora svjetlosti različitih kvaliteta svjetlosti omogućava nam ne samo regulaciju sadržaja nitrata u biljkama, već i poboljšanje ukupnog kvaliteta i nutritivnog sadržaja biljaka optimiziranjem svjetlosnog okruženja.
Ovo nesumnjivo daje modernoj poljoprivredi još jedan novi alat i novi pristup preciznom upravljanju.
Od planiranja svjetla po mjeri, do prilagođenih ponuda, i svega između, naš tim stručnjaka za hortikulturu uvijek je spreman pomoći.
Mitt LED
Guzhen, Zhongshan, Guangdong, Kina
WhatsApp: +86 180 2409 6862
E-mail: info @ vantenled.com
Mi smo profesionalni proizvođač LED rasvjete za biljke, posvećeni korištenju tehnologije za povećanje maksimalnog potencijala lampe, kontinuirano povećavajući prednosti za uzgajivače i štedi energiju za planet.
