Μενού
Στη σύγχρονη γεωργία ελεγχόμενου περιβάλλοντος, η ακριβής ρύθμιση των συνθηκών φωτισμού έχει γίνει ένα σημαντικό μέσο για τη βελτίωση της ποιότητας των καλλιεργειών και τη μείωση της συσσώρευσης επιβλαβών ουσιών.
Φωτισμός LED, με το συντονιζόμενο φάσμα και την ενεργειακή του απόδοση, έχει δείξει μεγάλες δυνατότητες στον τομέα του φωτισμού της ανάπτυξης των φυτών. Αυτό το άρθρο εστιάζει στη διερεύνηση του τρόπου με τον οποίο η ποιότητα του φωτός LED επηρεάζει τα φυτά, ιδιαίτερα την περιεκτικότητα σε νιτρικά άλατα στις καλλιέργειες λαχανικών.
Η συσσώρευση νιτρικών αλάτων στα λαχανικά περιλαμβάνει πολύπλοκες φυσιολογικές διεργασίες, συμπεριλαμβανομένης της απορρόφησης και μείωσης της αφομοίωσης του νιτρικού αζώτου, μια διαδικασία που ρυθμίζεται από τις συνθήκες φωτισμού.
Τα φυτά μειώνουν το νιτρικό άζωτο σε αμμωνία μέσω της δράσης βασικών ενζύμων όπως η νιτρική αναγωγάση, η οποία συμμετέχει περαιτέρω στη σύνθεση και τον μετασχηματισμό αμινοξέων. Αυτά τα αμινοξέα χρησιμεύουν ως υποστρώματα για τη σύνθεση πρωτεϊνών και με βάση αυτό το θεμέλιο, οι πρωτεΐνες υφίστανται τροποποίηση, ταξινόμηση, μεταφορά και αποθήκευση, αποτελώντας από κοινού τη βάση των δραστηριοτήτων της ζωής των φυτών.
Η υπερβολική συσσώρευση όχι μόνο επηρεάζει τη θρεπτική αξία των τροφίμων αλλά μπορεί επίσης να αποτελέσει πιθανή απειλή για την ανθρώπινη υγεία. Η επιστημονική έρευνα αποκάλυψε ότι η ποιότητα του φωτός σε διαφορετικά μήκη κύματος έχει σημαντικές ρυθμιστικές επιδράσεις στις διαδικασίες μεταβολισμού άνθρακα-αζώτου των φυτών, με το κόκκινο και το μπλε φως να είναι ιδιαίτερα κρίσιμα.
Στη συνέχεια, θα διερευνήσουμε πώς πηγές φωτός LED διαφορετικών αναλογιών και μηκών κύματος μειώνουν αποτελεσματικά την περιεκτικότητα σε νιτρικά άλατα στα λαχανικά προσαρμόζοντας τη δραστηριότητα της νιτρικής αναγωγάσης, επηρεάζοντας την απορρόφηση και την αφομοίωση του αζώτου στα φυτά, καθώς και τη συσσώρευση σχετικών υδατανθράκων και αντιοξειδωτικών.
Η επίδραση της ποιότητας του φωτός στον μεταβολισμό άνθρακα-αζώτου των φυτών εκδηλώνεται σε πολλαπλά επίπεδα, όπου διαφορετικά μήκη κύματος φωτός έχουν σημαντικές ρυθμιστικές επιδράσεις στην φωτοσύνθεση, απορρόφηση, μετασχηματισμός και χρήση αζώτου στα φυτά.
κόκκινο φως (μήκος κύματος περίπου στην περιοχή 600-700 νανόμετρα) ενισχύει τα φυτά’ φωτοσυνθετικό ρυθμό.
Απορροφάται αποτελεσματικά από τη χλωροφύλλη και μετατρέπεται σε χημική ενέργεια, προάγοντας έτσι την αφομοίωση του CO2 κατά τη δέσμευση του άνθρακα και αυξάνοντας τη συσσώρευση υδατανθράκων στους φυτικούς ιστούς.
Τα φυτά που αναπτύσσονται σε περιβάλλον με κόκκινο φως έχουν συνήθως υψηλότερη περιεκτικότητα σε υδατάνθρακες, κάτι που είναι ευεργετικό για την ανάπτυξη των φυτών και τη συσσώρευση βιομάζας.
Μπλε φως (μήκος κύματος περίπου στην περιοχή 400-500 νανόμετρα) έχει πιο έντονη επίδραση στον μεταβολισμό του αζώτου των φυτών.
Μπορεί να επηρεάσει άμεσα ή έμμεσα τη δραστηριότητα βασικών ενζύμων όπως η νιτρική αναγωγάση, προάγοντας έτσι την αναγωγή των νιτρικών σε αμμωνία και αυξάνοντας τη διαθεσιμότητα πηγών αμμωνίας για τα φυτά.
Το μπλε φως διεγείρει επίσης την απορρόφηση και την αφομοίωση του αζώτου στα φυτά, ενισχύοντας τον μεταβολισμό του αζώτου των φυτών και συνεπώς επηρεάζοντας τη σύνθεση αμινοξέων και πρωτεϊνών.
Ο συνδυασμός κόκκινου και μπλε φωτός μπορεί να ρυθμίσει πιο αποτελεσματικά την ισορροπία άνθρακα-αζώτου στα φυτά.
Το κόκκινο φως προωθεί κυρίως τη συσσώρευση υδατανθράκων, ενώ το μπλε φως παίζει ρόλο στο μεταβολισμό του αζώτου.
Όταν και τα δύο φώτα δρουν μαζί, μπορούν να ρυθμίσουν τις μεταβολικές οδούς μέσα στα φυτά, διασφαλίζοντας μια πιο ορθολογική κατανομή και χρήση των πόρων άνθρακα και αζώτου, βελτιώνοντας έτσι την αποδοτικότητα της ανάπτυξης των φυτών και την ποιότητα του προϊόντος.
Το μπλε φως μπορεί έμμεσα να προάγει την αφομοίωση και τη μεταφορά του αζώτου επηρεάζοντας την ένταση της αναπνοής των φυτών, όπως η ενίσχυση της σκοτεινής αναπνοής των μιτοχονδρίων και η προσαρμογή της ενζυμικής δραστηριότητας στη γλυκόλυση και στον κύκλο του τρικαρβοξυλικού οξέος, προάγοντας έτσι έμμεσα τη δραστηριότητα των ενζύμων που σχετίζονται με το μεταβολισμό του αζώτου. αφομοίωση και μεταφορά αζώτου.
Σε ένα πείραμα που διεξήχθη από τους Qi Liandong et al. Το 2007, χρησιμοποιώντας έγχρωμους λαμπτήρες φθορισμού για την παροχή πηγών κόκκινου, μπλε και κίτρινου φωτός, μελετήθηκαν οι επιδράσεις διαφορετικών ποιοτήτων φωτός στην απόδοση του σπανακιού και στη συσσώρευση νιτρικών αλάτων.
Η μελέτη έδειξε ότι, σε σύγκριση με το λευκό και το κίτρινο φως, παρόλο που η βιομάζα δεν ήταν υψηλή σε επεξεργασία με κόκκινο φως, ευνόησε τον σχηματισμό και τη συσσώρευση ξηρής ουσίας και υδατανθράκων. Επιπλέον, θα μπορούσε να μειώσει την περιεκτικότητα σε νιτρικά άλατα.
Σε μια μελέτη που διεξήχθη από τους Urbonaviciute et al. Το 2007, χρησιμοποιώντας λαμπτήρες φθορισμού ως έλεγχο, διερευνήθηκαν τα αποτελέσματα διαφορετικών συνθέσεων φωτός LED στην ανάπτυξη του μαρουλιού και στην περιεκτικότητα σε νιτρικά άλατα. Οι συνθέσεις που δοκιμάστηκαν περιελάμβαναν 92% κόκκινο φως LED (640nm) + 8% σχεδόν υπεριώδες φως, 86% κόκκινο φως LED + 14% μπλε φως LED και 90% κόκκινο φως LED + 10% πράσινο φως.
Η θεραπεία με 86% κόκκινο φως LED + 14% μπλε φως LED έδειξε σημαντικά υψηλότερη περιεκτικότητα σε σάκχαρα σε σύγκριση με τους άλλους δύο συνδυασμούς και την ομάδα ελέγχου. Ωστόσο, η περιεκτικότητα σε ζάχαρη στους άλλους δύο συνδυασμούς ήταν σημαντικά χαμηλότερη από αυτή της ομάδας ελέγχου.
Η περιεκτικότητα σε νιτρικά άλατα και στις τρεις θεραπείες ήταν χαμηλότερη από την ομάδα ελέγχου κατά 15% έως 20%. Το κόκκινο φως παίζει καθοριστικό ρόλο στη διέγερση της νιτρικής αναγωγάσης, ενώ ο συνδυασμός κόκκινου και μπλε φωτός ενισχύει την απορρόφηση και την αφομοίωση του αζώτου στα φυτά.
Μέσω της βελτιστοποίησης της ποιότητας φωτός, η περιεκτικότητα σε νιτρικά άλατα μπορεί να μειωθεί περισσότερο από 20%. Ωστόσο, δεν υπήρχε σημαντική διαφορά στην περιεκτικότητα σε νιτρικά άλατα μεταξύ των τριών συνδυασμών, υποδεικνύοντας ότι το κόκκινο φως μπορεί να παίζει τον πρωταρχικό ρόλο στη μείωση των επιπέδων νιτρικών αλάτων.
Επιδράσεις διαφορετικών ποιοτήτων φωτός στην ποιότητα του μαρουλιού και στην πρόσληψη θρεπτικών συστατικών
Ποιότητα φωτός | Περιεχόμενο ως Α (mg/kg) | Περιεκτικότητα σε νιτρικά άλατα (mg/kg) | Ασβέστιο (mg/g) | Μαγνήσιο (mg/g) | Κάλιο (mg/g) |
Λευκοί λαμπτήρες φθορισμού | 100,25α | 3500α | 8,42β | 3,61α | 74,7α |
Κόκκινο LED | 79,00β | 2350β | 8,37β | 3,69α | 75,77α |
Μπλε LED | 93,25β | 3710a | 9,88α | 3,48α | 72,48α |
Κόκκινο + Μπλε | 103,25α | 2174β | 8,36β | 3,72α | 78,32α |
Συγκρίνοντας τα πειραματικά δεδομένα, είναι προφανές από το γράφημα ότι η επεξεργασία με κόκκινο φως LED μείωσε σημαντικά την περιεκτικότητα σε AsA στην δοκιμασμένη ποικιλία μαρουλιού με χαλαρά φύλλα σε σύγκριση με τον έλεγχο. Το μπλε φως LED και το κόκκινο-μπλε φως LED δεν επηρέασαν το περιεχόμενο AsA.
Σε σύγκριση με τον έλεγχο, η επεξεργασία με κόκκινο φως LED μείωσε σημαντικά την περιεκτικότητα σε νιτρικά άλατα στην δοκιμασμένη ποικιλία μαρουλιού με χαλαρά φύλλα, ενώ το μπλε φως LED δεν επηρέασε την περιεκτικότητα σε νιτρικά άλατα στο μαρούλι.
Η επεξεργασία με κόκκινο φως LED οδήγησε επίσης σε μείωση της περιεκτικότητας σε ασβέστιο στα φύλλα της ελεγχόμενης ποικιλίας σε σύγκριση με τον έλεγχο, αν και η διαφορά δεν ήταν σημαντική.
Η περιεκτικότητα σε ασβέστιο στα φύλλα του μαρουλιού με χαλαρά φύλλα έφτασε στο μέγιστο υπό επεξεργασία με μπλε φως LED, σημαντικά υψηλότερη από τον μάρτυρα, ενώ η περιεκτικότητα σε ασβέστιο στα φύλλα της ελεγχόμενης ποικιλίας υπό επεξεργασία LED κόκκινου-μπλε φωτός δεν έδειξε διαφορά σε σύγκριση με την έλεγχος.
Οι διαφορετικές ποιότητες φωτός LED δεν είχαν σημαντική επίδραση στη συνολική περιεκτικότητα σε μαγνήσιο και κάλιο στα φύλλα.
Οι Samuoliene et al. (2011) διεξήγαγε μια μελέτη σχετικά με την επίδραση του συμπληρωματικού φωτισμού LED σε τρεις ποικιλίες μαρουλιού που καλλιεργήθηκαν κάτω από λαμπτήρες νατρίου υψηλής πίεσης (16 ώρες) σε θερμοκήπιο.
Τρεις ημέρες πριν από τη συγκομιδή, ο συμπληρωματικός φωτισμός με κόκκινο φως LED 638nm 300umol/m2·s για 16 ώρες μείωσε σημαντικά την περιεκτικότητα σε νιτρικά άλατα στο κόκκινο και ανοιχτό πράσινο μαρούλι κατά 56,2% και 20,0%, αντίστοιχα, αλλά αύξησε την περιεκτικότητα σε νιτρικά άλατα στο ανοιχτό πράσινο μαρούλι κατά 6 φορές .
Ο συμπληρωματικός φωτισμός LED αύξησε τη συνολική περιεκτικότητα σε φαινολικές ουσίες (52,7% και 14,5%) και την ικανότητα σάρωσης ελεύθερων ριζών (2,7% και 16,4%) στο κόκκινο και το ανοιχτό πράσινο μαρούλι, αντίστοιχα, αλλά μειώθηκε στο πράσινο μαρούλι. Μετά τη θεραπεία, μόνο η περιεκτικότητα σε AsA στο κόκκινο μαρούλι αυξήθηκε σημαντικά (63,3%).
Συνοπτικά, η έρευνα σχετικά με τον αντίκτυπο της ποιότητας φωτός LED στην περιεκτικότητα σε νιτρικά φυτά προτείνει μια απλή αναλογία: τα διαφορετικά χρώματα των φώτων LED λειτουργούν σαν διάφορα συστατικά σε ένα προσαρμοσμένο πρόγραμμα διατροφής για τα φυτά, το καθένα με μοναδικά αποτελέσματα στην ανάπτυξη και τη σύνθεση των θρεπτικών συστατικών.
Είναι ενδιαφέρον ότι ο κατάλληλος συνδυασμός κόκκινου και μπλε φωτός μοιάζει με ένα προσεκτικά φτιαγμένο πιάτο, το οποίο μπορεί πιο αποτελεσματικά να παρακινήσει τα φυτά να μειώσουν την περιεκτικότητα σε νιτρικά άλατα.
Ωστόσο, όταν πρόκειται για το έργο της μείωσης της περιεκτικότητας σε νιτρικά άλατα, φαίνεται ότι το κόκκινο φως παίρνει το προβάδισμα. Επιπλέον, οι διαφορετικές ποιότητες φωτός έχουν διακριτές επιδράσεις σε άλλα θρεπτικά συστατικά των φυτών, όπως η περιεκτικότητα σε βιταμίνη C (ασκορβικό οξύ), ασβέστιο, μαγνήσιο και κάλιο.
Αυτό δείχνει ότι η επιλογή της ποιότητας φωτός είναι πράγματι ένα τεχνικό θέμα, που απαιτεί ευέλικτες προσαρμογές με βάση τις ειδικές ανάγκες της εγκατάστασης.
Με βάση τα παραπάνω πειραματικά δεδομένα, η επίδραση του κόκκινου φωτός στην αντιοξειδωτική ικανότητα του μαρουλιού αποκαλύπτει την επίδραση της ποιότητας του φωτός στις φυσιολογικές μεταβολικές διεργασίες των φυτών.
Ωστόσο, η επίδραση της συμπλήρωσης κόκκινου φωτός ποικίλλει ανάλογα με την ποικιλία, με την ευαισθησία κάθε ποικιλίας στο φωτεινό περιβάλλον να καθορίζεται από το επίπεδο συσσώρευσης αντιοξειδωτικών ουσιών στα φύλλα μαρουλιού.
Όσον αφορά την εφαρμογή συμπληρωματικού φωτισμού LED, είναι παρόμοια με την παροχή στα φυτά προπόνησης ενδυνάμωσης. Ειδικά με συμπλήρωμα κόκκινου φωτός, μπορεί να μειώσει αποτελεσματικά την περιεκτικότητα σε νιτρικά άλατα σε ορισμένες ποικιλίες μαρουλιού πριν από τη συγκομιδή, ενώ παράλληλα ενισχύει την αντιοξειδωτική ικανότητα.
Ωστόσο, αυτό δεν ισχύει για όλες τις ποικιλίες, υποδεικνύοντας ότι τα φυτά’ Οι απαιτήσεις για το περιβάλλον φωτός ποικίλλουν ανάλογα με τα χαρακτηριστικά τους.
Επομένως, συνολικά, η χρήση πηγών φωτός LED με διαφορετικές ποιότητες φωτός μας επιτρέπει όχι μόνο να ρυθμίζουμε την περιεκτικότητα σε νιτρικά άλατα των φυτών αλλά και να βελτιώνουμε τη συνολική ποιότητα και το θρεπτικό περιεχόμενο των φυτών βελτιστοποιώντας το περιβάλλον φωτός.
Αυτό αναμφίβολα παρέχει στη σύγχρονη γεωργία ένα άλλο νέο εργαλείο και μια νέα προσέγγιση στη διαχείριση ακριβείας.
Από προσαρμοσμένο σχεδιασμό φωτός, προσαρμοσμένες τιμές και οτιδήποτε ενδιάμεσα, η ομάδα των ειδικών κηπουρικής μας είναι πάντα έτοιμη να σας βοηθήσει.
Γάντι LED
Guzhen, Zhongshan, Guangdong, Κίνα
WhatsApp: +86 180 2409 6862
ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗ ΔΙΕΥΘΥΝΣΗ: info@vantenled.com
Είμαστε επαγγελματίας κατασκευαστής φυτικών φωτιστικών LED, δεσμευμένος στη χρήση τεχνολογίας για την ενίσχυση του μέγιστου δυναμικού της λάμπας, μεγιστοποιώντας συνεχώς τα οφέλη για τους καλλιεργητές και εξοικονομώντας ενέργεια για τον πλανήτη.
