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현대의 통제된 환경 농업에서 조명 조건의 정확한 조절은 작물 품질을 향상시키고 유해 물질의 축적을 줄이는 중요한 수단이 되었습니다.
LED 조명조정 가능한 스펙트럼과 에너지 효율성을 갖춘 는 식물 성장 조명 분야에서 큰 잠재력을 보여주었습니다. 이 기사에서는 LED 조명 품질이 식물, 특히 채소 작물의 질산염 함량에 어떤 영향을 미치는지 탐구하는 데 중점을 둡니다.
야채에 질산염이 축적되는 것은 조명 조건에 의해 조절되는 과정인 질산염 질소의 흡수 및 감소 동화를 포함한 복잡한 생리학적 과정과 관련이 있습니다.
식물은 아미노산 합성 및 변형에 추가로 참여하는 질산염 환원효소와 같은 핵심 효소의 작용을 통해 질산염 질소를 암모니아로 감소시킵니다. 이들 아미노산은 단백질 합성의 기질이 되며, 이러한 기초를 바탕으로 단백질은 변형, 분류, 수송, 저장 과정을 거치며 식물 생명 활동의 기초를 함께 구성합니다.
과도한 축적은 식품의 영양가에 영향을 미칠 뿐만 아니라 인간의 건강에 잠재적인 위협이 될 수도 있습니다. 과학적 연구에 따르면 다양한 파장의 빛 품질은 식물의 탄소-질소 대사 과정에 상당한 규제 영향을 미치며, 빨간색과 파란색 빛이 특히 중요하다는 사실이 밝혀졌습니다.
다음으로, 다양한 비율과 파장의 LED 광원이 질산염 환원효소 활성을 조정하고 식물의 질소 흡수 및 동화에 영향을 미치며 관련 탄수화물 및 항산화제의 축적을 통해 야채의 질산염 함량을 효과적으로 줄이는 방법을 살펴보겠습니다.
식물의 탄소-질소 대사에 대한 빛의 질의 영향은 다양한 수준에서 나타나며, 다양한 파장의 빛은 탄소-질소 대사에 상당한 규제 영향을 미칩니다. 광합성, 식물의 질소 흡수, 변형 및 활용.
빨간불 (대략 600-700 나노미터 범위의 파장) 식물을 향상시킵니다.’ 광합성 속도.
엽록소에 효율적으로 흡수되어 화학에너지로 전환되어 탄소고정 시 CO2의 동화작용을 촉진하고 식물조직 내 탄수화물의 축적을 증가시킵니다.
적색광 환경에서 자란 식물은 일반적으로 탄수화물 함량이 높아 식물 성장과 바이오매스 축적에 유익합니다.
푸른 빛 (대략 400-500 나노미터 범위의 파장)은 식물의 질소 대사에 더 뚜렷한 영향을 미칩니다.
이는 질산염 환원효소와 같은 주요 효소의 활성에 직간접적으로 영향을 미쳐 질산염이 암모니아로 환원되는 것을 촉진하고 식물에 대한 암모니아 공급원의 가용성을 증가시킵니다.
블루라이트는 또한 식물의 질소 흡수와 동화를 자극하여 식물의 질소 대사를 향상시켜 아미노산과 단백질의 합성에 영향을 줍니다.
빨간색과 파란색 빛의 조합은 식물의 탄소-질소 균형을 보다 효과적으로 조절할 수 있습니다.
빨간색 빛은 주로 탄수화물의 축적을 촉진하는 반면, 파란색 빛은 질소 대사에 중요한 역할을 합니다.
두 빛이 함께 작용하면 식물 내의 대사 경로를 조절하여 탄소와 질소 자원을 보다 합리적으로 할당하고 활용하여 식물 성장 효율성과 제품 품질을 향상시킬 수 있습니다.
Blue light can indirectly promote nitrogen assimilation and transport by influencing the intensity of plant respiration, such as enhancing mitochondrial dark respiration and adjusting the enzyme activity in glycolysis and the tricarboxylic acid cycle, thereby indirectly promoting the activity of nitrogen metabolism-related enzymes, thus affecting nitrogen assimilation and transport.
In an experiment conducted by Qi Liandong et al. in 2007, using colored fluorescent lamps to provide red, blue, and yellow light sources, the effects of different light qualities on spinach yield and nitrate accumulation were studied.
연구에 따르면 백색광과 황색광에 비해 적색광 처리에서는 바이오매스가 높지 않지만 건조물과 탄수화물의 형성과 축적을 선호하는 것으로 나타났습니다. 또한 질산염 함량을 줄일 수 있습니다.
Urbonaviciute 등이 실시한 연구에서. 2007년에는 형광등을 대조군으로 사용하여 다양한 LED 조명 구성이 상추 성장과 질산염 함량에 미치는 영향을 조사했습니다. 테스트된 구성에는 92% LED 적색광(640nm) + 8% 근자외선, 86% LED 적색광 + 14% LED 청색광, 90% LED 적색광 + 10% 녹색광이 포함되었습니다.
86% LED 적색광 + 14% LED 청색광 처리는 다른 두 조합 및 대조군에 비해 당 함량이 유의하게 높은 것으로 나타났다. 그러나 다른 두 조합의 당 함량은 대조군에 비해 현저히 낮았습니다.
세 가지 처리구 모두에서 질산염 함량은 대조구보다 15~20% 낮았습니다. 적색광은 질산염 환원효소를 자극하는 데 중요한 역할을 하는 반면, 적색광과 청색광의 조합은 식물의 질소 흡수와 동화를 향상시킵니다.
광질 최적화를 통해 질산염 함량을 20% 이상 줄일 수 있습니다. 그러나 세 가지 조합 간에 질산염 함량에는 큰 차이가 없었으며 이는 빨간색 빛이 질산염 수준을 낮추는 데 주요 역할을 할 수 있음을 나타냅니다.
다양한 조명 품질이 상추 품질과 영양분 흡수에 미치는 영향
조명 품질 | AsA 함량(mg/kg) | 질산염 함량(mg/kg) | 칼슘(mg/g) | 마그네슘(mg/g) | 칼륨(mg/g) |
백색 형광등 | 100.25a | 3500a | 8.42b | 3.61a | 74.7a |
빨간색 LED | 79.00b | 2350b | 8.37b | 3.69a | 75.77a |
파란색 LED | 93.25b | 3710a | 9.88a | 3.48a | 72.48a |
빨간색 + 파란색 | 103.25a | 2174b | 8.36b | 3.72a | 78.32a |
실험 데이터를 비교하면, LED 적색광 처리가 대조군에 비해 테스트한 루스리프 상추 품종에서 AsA 함량을 크게 감소시켰다는 것이 그래프에서 분명하게 드러납니다. LED 청색광 및 LED 적색-청색광은 AsA 함량에 영향을 미치지 않았습니다.
대조군과 비교하여, LED 적색광 처리는 테스트한 루스리프 상추 품종의 질산염 함량을 크게 감소시킨 반면, LED 청색광은 상추의 질산염 함량에 영향을 미치지 않았습니다.
LED 적색광 처리는 대조구에 비해 테스트 품종 잎의 칼슘 함량도 감소시켰지만 그 차이는 크지 않았습니다.
The calcium content in the leaves of loose-leaf lettuce reached its maximum under LED blue light treatment, significantly higher than the control, while the calcium content in the leaves of the tested variety under LED red-blue light treatment showed no difference compared to the control.
Different LED light qualities had no significant effect on the total magnesium and potassium content in the leaves.
Samuoliene et al. (2011) conducted a study on the effect of LED supplementary lighting on three lettuce varieties grown under high-pressure sodium lamps (16-h) in a greenhouse.
수확 3일 전, 638nm 300umol/m2·s LED 적색광을 16시간 동안 보조 조명하면 빨간색 상추와 연녹색 상추의 질산염 함량이 각각 56.2%, 20.0% 크게 감소한 반면 연녹색 상추의 질산염 함량은 6배 증가했습니다. .
LED 보조조명은 빨간색 상추와 연녹색 상추에서 총 페놀 함량(52.7%, 14.5%)과 활성 산소 제거 능력(2.7%, 16.4%)을 각각 증가시켰으나 녹색 상추에서는 감소했습니다. 처리 후 붉은 상추의 AsA 함량만 유의하게 증가했습니다(63.3%).
요약하면, 식물 질산염 함량에 대한 LED 조명 품질의 영향에 대한 연구는 간단한 비유를 제시합니다. LED 조명의 다양한 색상은 식물을 위한 맞춤형 영양 식사 계획의 다양한 성분처럼 작용하며, 각각은 성장과 영양 구성에 고유한 영향을 미칩니다.
흥미롭게도 빨간색과 파란색 빛의 적절한 조합은 식물이 질산염 함량을 줄이도록 보다 효율적으로 유도할 수 있는 세심하게 만들어진 접시와 유사합니다.
그러나 질산염 함량을 줄이는 과제에 있어서는 레드라이트가 앞장서는 것으로 보인다. 더욱이, 다양한 빛의 품질은 비타민 C(아스코르브산), 칼슘, 마그네슘, 칼륨 함량과 같은 식물의 다른 영양 성분에 뚜렷한 영향을 미칩니다.
이는 조명 품질의 선택이 실제로 기술적인 문제이며 공장의 특정 요구 사항에 따라 유연한 조정이 필요함을 나타냅니다.
위의 실험 데이터를 바탕으로 상추의 항산화 능력에 대한 적색광의 영향은 빛의 품질이 식물의 생리적 대사 과정에 미치는 영향을 나타냅니다.
그러나 적색광 보충 효과는 품종에 따라 다르며, 상추 잎의 항산화 물질 축적 수준에 따라 품종마다 빛 환경에 대한 민감도가 결정됩니다.
LED 보조조명을 적용하는 것은 식물에게 근력 훈련을 제공하는 것과 같습니다. 특히 적색광 보충제를 사용하면 수확 전 특정 상추 품종의 질산염 함량을 효과적으로 줄이는 동시에 항산화 능력을 향상시킬 수 있습니다.
그러나 이것이 모든 품종에 적용되는 것은 아니며, 이는 식물이’ 조명 환경에 대한 요구 사항은 특성에 따라 다릅니다.
따라서 전반적으로 다양한 광질을 갖는 LED 광원을 사용하면 식물의 질산염 함량을 조절할 수 있을 뿐만 아니라 빛 환경을 최적화하여 식물의 전반적인 품질과 영양 함량을 향상시킬 수 있습니다.
이는 의심할 여지 없이 현대 농업에 또 다른 새로운 도구와 정밀 관리에 대한 새로운 접근 방식을 제공합니다.
맞춤형 조명 계획부터 맞춤형 견적까지, 원예 전문가 팀이 항상 도와드릴 준비가 되어 있습니다.
