תַפרִיט
בחקלאות מודרנית בסביבה מבוקרת, ויסות מדויק של תנאי התאורה הפך לאמצעי חשוב לשיפור איכות היבול ולהפחתת הצטברות של חומרים מזיקים.
תאורת LED, עם הספקטרום הניתן לכוונון ויעילות האנרגיה שלו, הראתה פוטנציאל גדול בתחום הארת גידול צמחים. מאמר זה מתמקד בחקירה כיצד איכות אור LED משפיעה על צמחים, במיוחד על תכולת החנקות בגידולי ירקות.
הצטברות החנקה בירקות כרוכה בתהליכים פיזיולוגיים מורכבים, לרבות ספיגה והפחתה של הטמעה של חנקן חנקתי, תהליך המווסת על ידי תנאי תאורה.
צמחים מפחיתים חנקן חנקתי לאמוניה באמצעות פעולתם של אנזימים מרכזיים כמו ניטראט רדוקטאז, המשתתף עוד יותר בסינתזה ובטרנספורמציה של חומצות אמינו. חומצות אמינו אלו משמשות כמצעים לסינתזת חלבונים, ועל בסיס בסיס זה עוברים חלבונים שינוי, סיווג, שינוע ואחסון, המהווים יחד את הבסיס לפעילות חיי הצומח.
הצטברות מוגזמת לא רק משפיעה על הערך התזונתי של המזון, אלא גם עלולה להוות איומים פוטנציאליים לבריאות האדם. מחקר מדעי גילה כי לאיכות אור באורכי גל שונים יש השפעות רגולטוריות משמעותיות על תהליכי חילוף החומרים של פחמן-חנקן בצמח, כאשר אור אדום וכחול הם קריטיים במיוחד.
לאחר מכן, נחקור כיצד מקורות אור LED בעלי פרופורציות ואורכי גל שונים מפחיתים ביעילות את תכולת החנקות בירקות על ידי התאמת פעילות הניטראט רדוקטאז, השפעה על ספיגת החנקן והטמעה בצמחים, כמו גם הצטברות של פחמימות ונוגדי חמצון קשורים.
השפעת איכות האור על חילוף החומרים של פחמן-חנקן בצמח מתבטאת ברמות מרובות, שבהן לאורכי גל שונים של אור יש השפעות רגולטוריות משמעותיות על פוטוסינתזה, ספיגת חנקן, טרנספורמציה וניצול בצמחים.
אור אדום (אורך גל בערך בטווח של 600-700 ננומטר) משפר צמחים’ קצב פוטוסינתזה.
הוא נספג ביעילות על ידי הכלורופיל ומומר לאנרגיה כימית, ובכך מקדם את הטמעת CO₂ במהלך קיבוע הפחמן ומגביר את הצטברות הפחמימות ברקמות הצמח.
לצמחים הגדלים בסביבה של אור אדום יש בדרך כלל תכולת פחמימות גבוהה יותר, מה שמועיל לצמיחת צמחים ולהצטברות ביומסה.
אור כחול (אורך גל בערך בטווח של 400-500 ננומטר) יש השפעה בולטת יותר על חילוף החומרים של חנקן בצמח.
זה יכול להשפיע במישרין או בעקיפין על פעילותם של אנזימים מרכזיים כמו ניטראט רדוקטאז, ובכך לקדם את הפחתת החנקה לאמוניה ולהגדיל את הזמינות של מקורות אמוניה לצמחים.
האור הכחול גם ממריץ ספיגת והטמעה של חנקן בצמחים, משפר את חילוף החומרים של חנקן בצמח, ובכך משפיע על סינתזה של חומצות אמינו וחלבונים.
השילוב של אור אדום וכחול יכול לווסת בצורה יעילה יותר את מאזן הפחמן-חנקן בצמחים.
אור אדום מקדם בעיקר את הצטברות הפחמימות, בעוד שאור כחול ממלא תפקיד בחילוף החומרים של חנקן.
כאשר שני האורות פועלים יחד, הם יכולים לווסת מסלולים מטבוליים בתוך צמחים, להבטיח הקצאה וניצול רציונלי יותר של משאבי פחמן וחנקן, ובכך לשפר את יעילות צמיחת הצמח ואיכות המוצר.
אור כחול יכול לקדם בעקיפין הטמעה והובלה של חנקן על ידי השפעה על עוצמת הנשימה של הצמח, כגון שיפור הנשימה הכהה המיטוכונדריאלית והתאמת פעילות האנזים בגליקוליזה ומחזור החומצה הטריקרבוקסילית, ובכך לקדם בעקיפין את פעילותם של אנזימים הקשורים לחילוף החומרים בחנקן, ובכך להשפיע. הטמעה והובלה של חנקן.
בניסוי שנערך על ידי Qi Liandong et al. בשנת 2007, באמצעות מנורות פלורסנט צבעוניות כדי לספק מקורות אור אדום, כחול וצהוב, נחקרו ההשפעות של איכויות אור שונות על תפוקת התרד והצטברות חנקה.
המחקר הצביע על כך שבהשוואה לאור לבן וצהוב, למרות שהביומסה לא הייתה גבוהה בטיפול באור אדום, היא העדיפה היווצרות והצטברות של חומר יבש ופחמימות. בנוסף, זה יכול להפחית את תכולת החנקות.
במחקר שנערך על ידי Urbonaviciute et al. בשנת 2007, באמצעות מנורות פלורסנט כבקרה, נחקרו ההשפעות של הרכבים שונים של אור LED על צמיחת החסה ותכולת החנקה. הקומפוזיציות שנבדקו כללו 92% אור LED אדום (640nm) + 8% אור כמעט אולטרה סגול, 86% אור אדום LED + 14% אור LED כחול, ו-90% אור LED אדום + 10% אור ירוק.
הטיפול ב-86% אור LED אדום + 14% אור LED כחול הראה תכולת סוכר גבוהה משמעותית בהשוואה לשני השילובים האחרים ולקבוצת הביקורת. עם זאת, תכולת הסוכר בשני השילובים האחרים הייתה נמוכה משמעותית מזו שבקבוצת הביקורת.
תכולת החנקה בכל שלושת הטיפולים הייתה נמוכה מהביקורת ב-15% עד 20%. אור אדום ממלא תפקיד מכריע בגירוי ניטראט רדוקטאז, בעוד שהשילוב של אור אדום וכחול משפר את ספיגת החנקן והטמעה בצמחים.
באמצעות אופטימיזציה של איכות האור, ניתן להפחית את תכולת החנקות ביותר מ-20%. עם זאת, לא היה הבדל משמעותי בתכולת החנקה בין שלושת השילובים, מה שמצביע על כך שאור אדום עשוי לשחק את התפקיד העיקרי בהפחתת רמות החנקה.
השפעות של איכויות אור שונות על איכות החסה וספיגת חומרים מזינים
איכות אור | תוכן ASA (מ"ג/ק"ג) | תוכן חנקה (מ"ג/ק"ג) | סידן (מ"ג/ג) | מגנזיום (מ"ג/ג) | אשלגן (מ"ג/גרם) |
מנורות פלורסנט לבנות | 100.25א | 3500a | 8.42ב | 3.61א | 74.7א |
LED אדום | 79.00b | 2350b | 8.37ב | 3.69א | 75.77א |
LED כחול | 93.25ב | 3710a | 9.88א | 3.48א | 72.48א |
אדום + כחול | 103.25א | 2174ב | 8.36ב | 3.72א | 78.32א |
בהשוואה לנתוני הניסוי, ניכר מהגרף שטיפול באור אדום LED הפחית משמעותית את תכולת ה-ASA בזן החסה הרופפת שנבדק בהשוואה לביקורת. אור LED כחול ואור LED אדום-כחול לא השפיעו על תוכן ה-ASA.
בהשוואה לבקרה, הטיפול באור LED אדום הפחית משמעותית את תכולת החנקה בזן החסה הרופף שנבדק, בעוד שאור LED כחול לא השפיע על תכולת החנקה בחסה.
הטיפול באור LED אדום הוביל גם להפחתה בתכולת הסידן בעלים של הזן הנבדק לעומת הביקורת, אם כי ההבדל לא היה משמעותי.
תכולת הסידן בעלים של חסה רופפת הגיעה למקסימום בטיפול באור כחול LED, גבוה משמעותית מהביקורת, בעוד שתכולת הסידן בעלים של הזן שנבדק בטיפול באור LED אדום-כחול לא הראתה הבדל בהשוואה לתכולת הסידן. לִשְׁלוֹט.
לאיכויות אור LED שונות לא הייתה השפעה משמעותית על תכולת המגנזיום והאשלגן הכוללת בעלים.
Samuoliene et al. (2011) ערכו מחקר על השפעת תאורת LED משלימה על שלושה זני חסה שגדלו תחת מנורות נתרן בלחץ גבוה (16 שעות) בחממה.
שלושה ימים לפני הקציר, תאורה משלימה עם אור אדום 638nm 300umol/m2·s במשך 16 שעות הפחיתה משמעותית את תכולת החנקה בחסה אדומה וירוקה בהירה ב-56.2% ו-20.0%, בהתאמה, אך הגדילה את תכולת החנקה בחסה ירוקה חיוורת פי 6. .
תאורת LED משלימה העלתה את תכולת הפנולים הכוללת (52.7% ו-14.5%) ואת יכולת ניקוי הרדיקלים החופשיים (2.7% ו-16.4%) בחסה אדומה וירוקה חיוורת, בהתאמה, אך ירדה בחסה ירוקה. לאחר הטיפול, רק תכולת ה-ASA בחסה אדומה עלתה משמעותית (63.3%).
לסיכום, המחקר על השפעת איכות אור ה-LED על תכולת החנקות הצמחית מצביע על אנלוגיה פשוטה: צבעים שונים של נורות LED פועלים כמו מרכיבים שונים בתכנית ארוחה תזונתית מותאמת אישית לצמחים, כל אחד עם השפעות ייחודיות על הצמיחה והרכב החומרים התזונתיים.
מעניין לציין שהשילוב הנכון של אור אדום וכחול דומה למנה מעוצבת בקפידה, שיכולה לגרום לצמחים להפחית ביעילות רבה יותר את תכולת החנקות.
עם זאת, בכל הנוגע למשימה של הפחתת תכולת החנקות, נראה שאור אדום לוקח את ההובלה. יתרה מכך, לאיכויות אור שונות יש השפעות ברורות על רכיבים תזונתיים אחרים בצמחים, כגון ויטמין C (חומצה אסקורבית), סידן, מגנזיום ואשלגן.
הדבר מצביע על כך שהבחירה באיכות האור היא אכן עניין טכני, הדורש התאמות גמישות בהתאם לצרכים הספציפיים של הצמח.
בהתבסס על הנתונים הניסיוניים לעיל, השפעת האור האדום על יכולת נוגד החמצון של החסה חושפת את השפעת איכות האור על תהליכים מטבוליים פיזיולוגיים של הצמח.
עם זאת, ההשפעה של תוספת אור אדום משתנה בהתאם לזן, כאשר הרגישות של כל זן לסביבת האור נקבעת על פי רמת הצטברות של חומרים נוגדי חמצון בעלי חסה.
באשר ליישום של תאורת לד משלימה, זה דומה לספק לצמחים אימוני כוח. במיוחד עם תוספת אור אדום, זה יכול להפחית ביעילות את תכולת החנקות בזני חסה מסוימים לפני הקטיף תוך שיפור יכולת נוגדי החמצון.
עם זאת, זה לא חל על כל הזנים, מה שמציין כי צמחים’ הדרישות לסביבת האור משתנות בהתאם למאפיינים שלהם.
לכן, בסך הכל, השימוש במקורות אור LED בעלי איכויות אור שונות מאפשר לנו לא רק לווסת את תכולת החנקות בצמחים אלא גם לשפר את האיכות הכוללת והתכולה התזונתית של הצמחים על ידי ייעול סביבת האור.
זה ללא ספק מספק לחקלאות המודרנית עוד כלי חדש וגישה חדשה לניהול דיוק.
מתכנון אור מותאם אישית, ועד הצעות מחיר מותאמות, וכל מה שביניהם, צוות מומחי הגננות שלנו תמיד מוכן לעזור.
מיט LED
גוז'ן, ג'ונגשאן, גואנגדונג, סין
WhatsApp: +86 180 2409 6862
דוא"ל: info @ vantenled.com
אנחנו יצרנית תאורת LED מקצועית לצמחים, המחויבים להשתמש בטכנולוגיה כדי להגביר את הפוטנציאל המרבי של המנורה, למקסם את התועלות למגדלים באופן מתמשך ולחסוך באנרגיה לכדור הארץ.
