Jídelní lístek
V moderním zemědělství s kontrolovaným prostředím se přesná regulace světelných podmínek stala důležitým prostředkem ke zlepšení kvality plodin a snížení hromadění škodlivých látek.
Led osvětlení, se svým laditelným spektrem a energetickou účinností, ukázal velký potenciál v oblasti osvětlení růstu rostlin. Tento článek se zaměřuje na zkoumání toho, jak kvalita světla LED ovlivňuje rostliny, zejména obsah dusičnanů v zeleninových plodinách.
Akumulace dusičnanů v zelenině zahrnuje složité fyziologické procesy, včetně absorpce a redukce asimilace dusičnanového dusíku, což je proces regulovaný světelnými podmínkami.
Rostliny redukují dusičnanový dusík na amoniak působením klíčových enzymů, jako je nitrátreduktáza, která se dále podílí na syntéze a transformaci aminokyselin. Tyto aminokyseliny slouží jako substráty pro syntézu proteinů a na základě tohoto základu procházejí proteiny modifikací, klasifikací, transportem a skladováním, což společně tvoří základ činností rostlinného života.
Nadměrné hromadění neovlivňuje pouze nutriční hodnotu potravin, ale může také představovat potenciální hrozbu pro lidské zdraví. Vědecký výzkum odhalil, že kvalita světla na různých vlnových délkách má významné regulační účinky na procesy metabolismu uhlík-dusík v rostlinách, přičemž zvláště kritické je červené a modré světlo.
Dále prozkoumáme, jak LED světelné zdroje různých poměrů a vlnových délek účinně snižují obsah dusičnanů v zelenině úpravou aktivity nitrátreduktázy, ovlivněním absorpce a asimilace dusíku v rostlinách, stejně jako akumulace souvisejících sacharidů a antioxidantů.
Vliv kvality světla na metabolismus uhlík-dusík rostlin se projevuje na několika úrovních, přičemž různé vlnové délky světla mají významné regulační účinky na fotosyntézaabsorpce, transformace a využití dusíku v rostlinách.
červené světlo (vlnová délka přibližně v rozmezí 600-700 nanometrů) zvyšuje rostliny’ rychlost fotosyntézy.
Je účinně absorbován chlorofylem a přeměněn na chemickou energii, čímž podporuje asimilaci CO₂ během fixace uhlíku a zvyšuje akumulaci sacharidů v rostlinných tkáních.
Rostliny pěstované v prostředí s červeným světlem mají obvykle vyšší obsah sacharidů, což je prospěšné pro růst rostlin a akumulaci biomasy.
Modré světlo (vlnová délka přibližně v rozmezí 400-500 nanometrů) má výraznější vliv na metabolismus dusíku rostlin.
Může přímo nebo nepřímo ovlivňovat aktivitu klíčových enzymů, jako je nitrátreduktáza, čímž podporuje redukci dusičnanů na amoniak a zvyšuje dostupnost zdrojů amoniaku pro rostliny.
Modré světlo také stimuluje absorpci a asimilaci dusíku v rostlinách, zlepšuje metabolismus rostlinného dusíku, a tím ovlivňuje syntézu aminokyselin a proteinů.
Kombinace červeného a modrého světla může účinněji regulovat uhlíkovo-dusíkovou rovnováhu v rostlinách.
Červené světlo primárně podporuje akumulaci sacharidů, zatímco modré světlo hraje roli v metabolismu dusíku.
Když obě světla působí společně, mohou regulovat metabolické dráhy v rostlinách, což zajišťuje racionálnější alokaci a využití zdrojů uhlíku a dusíku, a tím zvyšuje efektivitu růstu rostlin a kvalitu produktu.
Modré světlo může nepřímo podporovat asimilaci a transport dusíku tím, že ovlivňuje intenzitu dýchání rostlin, jako je posílení mitochondriálního tmavého dýchání a úprava enzymové aktivity v glykolýze a cyklu trikarboxylových kyselin, čímž nepřímo podporuje aktivitu enzymů souvisejících s metabolismem dusíku, čímž ovlivňuje asimilace a transport dusíku.
V experimentu provedeném Qi Liandong et al. v roce 2007 byly pomocí barevných fluorescenčních lamp k zajištění zdrojů červeného, modrého a žlutého světla studovány účinky různých kvalit světla na výnos špenátu a akumulaci dusičnanů.
Studie ukázala, že ve srovnání s bílým a žlutým světlem, ačkoli biomasa nebyla při ošetření červeným světlem vysoká, podporovala tvorbu a akumulaci sušiny a sacharidů. Navíc může snížit obsah dusičnanů.
Ve studii provedené Urbonaviciute et al. v roce 2007 byly pomocí zářivek jako kontroly zkoumány účinky různých složení LED světla na růst salátu a obsah dusičnanů. Testované kompozice zahrnovaly 92 % LED červeného světla (640 nm) + 8 % blízkého ultrafialového světla, 86 % LED červeného světla + 14 % LED modrého světla a 90 % LED červeného světla + 10 % zeleného světla.
Ošetření 86 % LED červené světlo + 14 % LED modré světlo ukázalo výrazně vyšší obsah cukru ve srovnání s dalšími dvěma kombinacemi a kontrolní skupinou. Obsah cukru v dalších dvou kombinacích byl však významně nižší než v kontrolní skupině.
Obsah dusičnanů ve všech třech ošetřeních byl nižší než u kontroly o 15 % až 20 %. Červené světlo hraje klíčovou roli při stimulaci nitrátreduktázy, zatímco kombinace červeného a modrého světla zvyšuje absorpci a asimilaci dusíku v rostlinách.
Optimalizací kvality světla lze snížit obsah dusičnanů o více než 20 %. Mezi těmito třemi kombinacemi však nebyl žádný významný rozdíl v obsahu dusičnanů, což naznačuje, že červené světlo může hrát primární roli při snižování hladin dusičnanů.
Vliv různých kvalit světla na kvalitu salátu a příjem živin
Kvalita světla | Obsah AsA (mg/kg) | Obsah dusičnanů (mg/kg) | vápník (mg/g) | Hořčík (mg/g) | draslík (mg/g) |
Bílé zářivky | 100,25a | 3500a | 8.42b | 3.61a | 74,7a |
Červená LED | 79,00b | 2350b | 8,37b | 3,69a | 75,77a |
Modrá LED | 93,25b | 3710a | 9,88a | 3.48a | 72,48a |
Červená + Modrá | 103,25a | 2174b | 8.36b | 3,72a | 78,32a |
Z porovnání experimentálních dat je z grafu patrné, že úprava LED červeným světlem významně snížila obsah AsA v testované odrůdě sypaného salátu ve srovnání s kontrolou. Modré světlo LED a červenomodré světlo LED neovlivnily obsah AsA.
Ošetření LED červeným světlem ve srovnání s kontrolou významně snížilo obsah dusičnanů v testované odrůdě sypaného salátu, zatímco LED modré světlo neovlivnilo obsah dusičnanů v salátu.
Ošetření LED červeným světlem také vedlo ke snížení obsahu vápníku v listech testované odrůdy ve srovnání s kontrolou, i když rozdíl nebyl významný.
Obsah vápníku v listech hlávkového salátu dosáhl maxima při ošetření LED modrým světlem, výrazně vyšší než u kontroly, zatímco obsah vápníku v listech testované odrůdy při ošetření LED červeno-modrým světlem nevykazoval žádný rozdíl oproti řízení.
Různé kvality LED světla neměly žádný významný vliv na celkový obsah hořčíku a draslíku v listech.
Samuoliene a kol. (2011) provedli studii o vlivu doplňkového osvětlení LED na třech odrůdách salátu pěstovaných pod vysokotlakými sodíkovými výbojkami (16 hodin) ve skleníku.
Tři dny před sklizní doplňkové osvětlení 638nm 300umol/m2·s červeným LED světlem po dobu 16 hodin významně snížilo obsah dusičnanů v červeném a světle zeleném salátu o 56,2 % a 20,0 %, ale zvýšilo obsah dusičnanů ve světle zeleném salátu 6krát .
Doplňkové osvětlení LED zvýšilo celkový obsah fenolů (52,7 % a 14,5 %) a kapacitu pohlcování volných radikálů (2,7 % a 16,4 %) v červeném a světle zeleném salátu, ale snížilo se u zeleného salátu. Po ošetření se významně zvýšil pouze obsah AsA v červeném salátu (63,3 %).
Stručně řečeno, výzkum vlivu kvality světla LED na obsah dusičnanů v rostlinách naznačuje přímou analogii: různé barvy LED světel působí jako různé přísady v přizpůsobeném nutričním plánu pro rostliny, z nichž každá má jedinečné účinky na růst a složení živin.
Zajímavé je, že správná kombinace červeného a modrého světla připomíná pečlivě vyrobený pokrm, který může účinněji přimět rostliny ke snížení obsahu dusičnanů.
Pokud však jde o úkol snížit obsah dusičnanů, zdá se, že vedení přebírá červené světlo. Kromě toho různé kvality světla mají zřetelný vliv na další nutriční složky v rostlinách, jako je vitamín C (kyselina askorbová), obsah vápníku, hořčíku a draslíku.
To naznačuje, že výběr kvality světla je skutečně technickou záležitostí, která vyžaduje flexibilní úpravy na základě specifických potřeb závodu.
Na základě výše uvedených experimentálních dat vliv červeného světla na antioxidační kapacitu hlávkového salátu odhaluje dopad kvality světla na fyziologické metabolické procesy rostlin.
Účinek suplementace červeným světlem se však liší v závislosti na odrůdě, přičemž citlivost každé odrůdy na světelné prostředí je určena úrovní akumulace antioxidačních látek v listech salátu.
Pokud jde o aplikaci doplňkového osvětlení LED, je to podobné tomu, že se rostlinám poskytuje silový trénink. Zejména při suplementaci červeným světlem může účinně snížit obsah dusičnanů v určitých odrůdách salátu před sklizní a zároveň zvýšit antioxidační kapacitu.
To však neplatí pro všechny odrůdy, což naznačuje, že rostliny’ požadavky na světelné prostředí se liší v závislosti na jejich vlastnostech.
Celkově tedy použití LED světelných zdrojů s různou kvalitou světla umožňuje nejen regulovat obsah dusičnanů v rostlinách, ale také zlepšit celkovou kvalitu a nutriční obsah rostlin optimalizací světelného prostředí.
To nepochybně poskytuje modernímu zemědělství další nový nástroj a nový přístup k přesnému řízení.
Náš tým odborníků na zahradnictví je vždy připraven pomoci, od vlastního plánování osvětlení až po nabídky na míru a vše mezi tím.
Mitt LED
Guzhen, Zhongshan, Guangdong, Čína
WhatsApp: +86 180 2409 6862
E-mail: info @vantenled.com
Jsme profesionální výrobce LED osvětlení rostlin, který se zavázal používat technologii ke zvýšení maximálního potenciálu lampy, neustále maximalizovat výhody pro pěstitele a šetřit energii pro planetu.
