Menu
I moderne landbrug med kontrolleret miljø er præcis regulering af lysforholdene blevet et vigtigt middel til at forbedre afgrødekvaliteten og reducere ophobningen af skadelige stoffer.
Led lys, med sit justerbare spektrum og energieffektivitet, har vist et stort potentiale inden for plantevækstbelysning. Denne artikel fokuserer på at udforske, hvordan LED-lyskvalitet påvirker planter, især nitratindholdet i vegetabilske afgrøder.
Akkumuleringen af nitrat i grøntsager involverer komplekse fysiologiske processer, herunder absorption og reduktionsassimilering af nitratnitrogen, en proces, der reguleres af lysforhold.
Planter reducerer nitratnitrogen til ammoniak gennem virkningen af nøgleenzymer såsom nitratreduktase, som yderligere deltager i aminosyresyntese og transformation. Disse aminosyrer tjener som substrater for proteinsyntese, og baseret på dette grundlag gennemgår proteiner modifikation, klassificering, transport og opbevaring, hvilket tilsammen udgør grundlaget for plantelivsaktiviteter.
Overdreven ophobning påvirker ikke kun fødevarers ernæringsmæssige værdi, men kan også udgøre potentielle trusler mod menneskers sundhed. Videnskabelig forskning har afsløret, at lyskvalitet ved forskellige bølgelængder har betydelige regulatoriske virkninger på planters kulstof-nitrogen-metabolismeprocesser, hvor rødt og blåt lys er særligt kritiske.
Dernæst vil vi undersøge, hvordan LED-lyskilder med forskellige proportioner og bølgelængder effektivt reducerer nitratindholdet i grøntsager ved at justere nitratreduktaseaktiviteten, påvirke nitrogenabsorption og -assimilering i planter, samt akkumulering af relaterede kulhydrater og antioxidanter.
Lyskvalitetens indflydelse på plantens kulstof-nitrogen-metabolisme manifesterer sig på flere niveauer, hvor forskellige bølgelængder af lys har betydelige regulatoriske effekter på fotosyntese, nitrogenabsorption, transformation og udnyttelse i planter.
rødt lys (bølgelængde ca. i området 600-700 nanometer) forbedrer planter’ fotosyntesehastighed.
Det absorberes effektivt af klorofyl og omdannes til kemisk energi, hvilket fremmer assimileringen af CO₂ under kulstoffiksering og øger ophobningen af kulhydrater i plantevæv.
Planter dyrket i rødt lys har typisk et højere kulhydratindhold, hvilket er gavnligt for plantevækst og biomasseakkumulering.
Blåt lys (bølgelængde ca. i området 400-500 nanometer) har en mere udtalt effekt på planternes kvælstofomsætning.
Det kan direkte eller indirekte påvirke aktiviteten af nøgleenzymer såsom nitratreduktase, og derved fremme reduktionen af nitrat til ammoniak og øge tilgængeligheden af ammoniakkilder til planter.
Blåt lys stimulerer også nitrogenabsorption og -assimilering i planter, hvilket øger planternes nitrogenmetabolisme og påvirker derved syntesen af aminosyrer og proteiner.
Kombinationen af rødt og blåt lys kan mere effektivt regulere kulstof-nitrogen balancen i planter.
Rødt lys fremmer primært ophobningen af kulhydrater, mens blåt lys spiller en rolle i nitrogenomsætningen.
Når begge lys virker sammen, kan de regulere metaboliske veje i planter, hvilket sikrer en mere rationel fordeling og udnyttelse af kulstof- og nitrogenressourcer og derved forbedre plantevæksteffektiviteten og produktkvaliteten.
Blåt lys kan indirekte fremme nitrogenassimilering og -transport ved at påvirke intensiteten af planterespiration, såsom at øge mitokondriel mørk respiration og justere enzymaktiviteten i glykolysen og tricarboxylsyrecyklussen, og derved indirekte fremme aktiviteten af nitrogenmetabolisme-relaterede enzymer og dermed påvirke nitrogenoptagelse og transport.
I et eksperiment udført af Qi Liandong et al. I 2007 blev virkningerne af forskellige lyskvaliteter på spinatudbytte og nitratakkumulering undersøgt ved at bruge farvede lysstofrør til at give røde, blå og gule lyskilder.
Undersøgelsen viste, at sammenlignet med hvidt og gult lys, selvom biomasse ikke var høj under behandling med rødt lys, favoriserede det dannelsen og ophobningen af tørstof og kulhydrater. Derudover kan det reducere nitratindholdet.
I en undersøgelse udført af Urbonaviciute et al. I 2007 blev effekten af forskellige LED-lyssammensætninger på salatvækst og nitratindhold undersøgt med lysstofrør som kontrol. De testede sammensætninger inkluderede 92% LED rødt lys (640nm) + 8% nær-ultraviolet lys, 86% LED rødt lys + 14% LED blåt lys og 90% LED rødt lys + 10% grønt lys.
Behandlingen med 86 % LED rødt lys + 14 % LED blåt lys viste signifikant højere sukkerindhold sammenlignet med de to andre kombinationer og kontrolgruppen. Sukkerindholdet i de to andre kombinationer var dog signifikant lavere end i kontrolgruppen.
Nitratindholdet i alle tre behandlinger var lavere end kontrollen med 15 % til 20 %. Rødt lys spiller en afgørende rolle i at stimulere nitratreduktase, mens kombinationen af rødt og blåt lys forbedrer nitrogenoptagelse og assimilering i planter.
Gennem optimering af lyskvaliteten kan nitratindholdet reduceres med mere end 20 %. Der var dog ingen signifikant forskel i nitratindholdet blandt de tre kombinationer, hvilket indikerer, at rødt lys kan spille den primære rolle i at reducere nitratniveauet.
Effekter af forskellige lyskvaliteter på salatkvalitet og næringsstofoptagelse
Lys kvalitet | AsA-indhold (mg/kg) | Nitratindhold (mg/kg) | Calcium (mg/g) | Magnesium (mg/g) | Kalium (mg/g) |
Hvide lysstofrør | 100,25a | 3500a | 8,42b | 3,61a | 74,7a |
Rød LED | 79,00b | 2350b | 8,37b | 3,69a | 75,77a |
Blå LED | 93,25b | 3710a | 9,88a | 3,48a | 72,48a |
Rød + blå | 103,25a | 2174b | 8,36b | 3,72a | 78,32a |
Sammenligning af de eksperimentelle data fremgår det tydeligt af grafen, at LED-rødt lysbehandling reducerede AsA-indholdet i den testede løsbladssalatsort signifikant sammenlignet med kontrollen. LED blåt lys og LED rød-blåt lys påvirkede ikke AsA-indholdet.
I sammenligning med kontrollen reducerede LED-rødlysbehandlingen signifikant nitratindholdet i den testede løsbladssalatsort, mens blåt LED-lys ikke påvirkede nitratindholdet i salat.
LED rød lysbehandling førte også til en reduktion af calciumindholdet i bladene af den testede sort sammenlignet med kontrollen, selvom forskellen ikke var signifikant.
Kalciumindholdet i bladene på løsbladssalat nåede sit maksimum under LED blåt lysbehandling, væsentligt højere end kontrollen, mens calciumindholdet i bladene af den testede sort under LED rød-blå lysbehandling ikke viste nogen forskel sammenlignet med styring.
Forskellige LED-lyskvaliteter havde ingen signifikant effekt på det samlede magnesium- og kaliumindhold i bladene.
Samuoliene et al. (2011) gennemførte en undersøgelse af effekten af LED supplerende belysning på tre salatsorter dyrket under højtryksnatriumlamper (16 timer) i et drivhus.
Tre dage før høst reducerede supplerende belysning med 638nm 300umol/m2·s LED rødt lys i 16 timer nitratindholdet i rød og lysegrøn salat signifikant med henholdsvis 56,2 % og 20,0 %, men øgede nitratindholdet i lysegrøn salat med 6 gange .
LED supplerende belysning øgede det samlede phenolindhold (52,7 % og 14,5 %) og frie radikalers kapacitet (2,7 % og 16,4 %) i henholdsvis rød og lysegrøn salat, men faldt i grøn salat. Efter behandling steg kun AsA-indholdet i rød salat signifikant (63,3%).
Sammenfattende tyder forskningen i LED-lyskvalitetens indvirkning på plantenitratindholdet en ligetil analogi: forskellige farver af LED-lys fungerer som forskellige ingredienser i en tilpasset ernæringsmæssig madplan for planter, hver med unikke effekter på vækst og næringsstofsammensætning.
Interessant nok ligner den rigtige kombination af rødt og blåt lys en omhyggeligt udformet skål, som mere effektivt kan få planter til at reducere nitratindholdet.
Men når det kommer til opgaven med at reducere nitratindholdet, ser det ud til, at rødt lys tager føringen. Desuden har forskellige lyskvaliteter tydelige effekter på andre næringskomponenter i planter, såsom C-vitamin (askorbinsyre), calcium, magnesium og kaliumindhold.
Dette indikerer, at valget af lyskvalitet faktisk er en teknisk sag, der kræver fleksible justeringer baseret på anlæggets specifikke behov.
Baseret på ovenstående eksperimentelle data afslører indflydelsen af rødt lys på salats antioxidantkapacitet virkningen af lyskvalitet på plantefysiologiske metaboliske processer.
Effekten af rødt lys-tilskud varierer dog afhængigt af sorten, idet hver sorts følsomhed over for lysmiljøet bestemmes af akkumuleringsniveauet af antioxidantstoffer i salatblade.
Hvad angår anvendelsen af LED supplerende belysning, er det beslægtet med at give planter styrketræning. Især med rødt lys-tilskud kan det effektivt reducere nitratindholdet i visse salatsorter før høst og samtidig forbedre antioxidantkapaciteten.
Dette gælder dog ikke for alle sorter, hvilket indikerer, at planter’ krav til lysmiljøet varierer afhængigt af deres egenskaber.
Derfor giver brugen af LED-lyskilder med forskellige lyskvaliteter os samlet set ikke kun mulighed for at regulere nitratindholdet i planter, men også at forbedre den overordnede kvalitet og næringsindhold i planter ved at optimere lysmiljøet.
Dette giver uden tvivl det moderne landbrug med endnu et nyt værktøj og en ny tilgang til præcisionsstyring.
Fra skræddersyet lysplanlægning til skræddersyede tilbud og alt derimellem er vores team af gartnerieksperter altid klar til at hjælpe.
Mitt LED
Guzhen, Zhongshan, Guangdong, Kina
WhatsApp: +86 180 2409 6862
E-mail: info @ vantenled.com
Vi er en professionel LED-plantelysproducent, forpligtet til at bruge teknologi til at øge lampens maksimale potentiale, kontinuerligt maksimere fordelene for avlere og spare energi for planeten.
