Meniu
Šiuolaikinėje kontroliuojamos aplinkos žemės ūkyje tikslus apšvietimo sąlygų reguliavimas tapo svarbia priemone gerinant pasėlių kokybę ir mažinant kenksmingų medžiagų kaupimąsi.
LED apšvietimas, su derinamu spektru ir energijos vartojimo efektyvumu, parodė didelį potencialą augalų augimo apšvietimo srityje. Šiame straipsnyje dėmesys sutelkiamas į tai, kaip LED šviesos kokybė veikia augalus, ypač nitratų kiekį daržovių pasėliuose.
Nitratų kaupimasis daržovėse susijęs su sudėtingais fiziologiniais procesais, įskaitant nitratinio azoto absorbciją ir sumažinimą – procesą, kurį reguliuoja apšvietimo sąlygos.
Augalai redukuoja nitratų azotą į amoniaką, veikdami pagrindinius fermentus, tokius kaip nitratų reduktazė, kuri toliau dalyvauja aminorūgščių sintezėje ir transformacijoje. Šios aminorūgštys tarnauja kaip baltymų sintezės substratai, kurių pagrindu baltymai modifikuojami, klasifikuojami, transportuojami ir saugomi, kartu sudaro augalų gyvenimo veiklos pagrindą.
Per didelis kaupimasis turi įtakos ne tik maistinei maisto vertei, bet ir gali kelti pavojų žmonių sveikatai. Moksliniai tyrimai atskleidė, kad skirtingų bangų ilgių šviesos kokybė turi reikšmingą reguliavimo poveikį augalų anglies ir azoto apykaitos procesams, o raudona ir mėlyna šviesa yra ypač svarbi.
Toliau tirsime, kaip skirtingų proporcijų ir bangos ilgių LED šviesos šaltiniai efektyviai mažina nitratų kiekį daržovėse, koreguodami nitratų reduktazės aktyvumą, įtakojantys azoto įsisavinimą ir pasisavinimą augaluose, taip pat susijusių angliavandenių ir antioksidantų kaupimąsi.
Šviesos kokybės įtaka augalų anglies-azoto apykaitai pasireiškia keliais lygmenimis, kur skirtingi šviesos bangos ilgiai turi reikšmingą reguliavimo poveikį. fotosintezė, azoto absorbcija, transformacija ir panaudojimas augaluose.
raudona šviesa (bangos ilgis apytiksliai 600–700 nanometrų diapazone) sustiprina augalus’ fotosintezės greitis.
Jį efektyviai sugeria chlorofilas ir paverčia chemine energija, taip skatinant CO₂ asimiliaciją anglies fiksavimo metu ir didinant angliavandenių kaupimąsi augalų audiniuose.
Augalai, auginami raudonos šviesos aplinkoje, paprastai turi didesnį angliavandenių kiekį, kuris yra naudingas augalų augimui ir biomasės kaupimui.
Mėlyna šviesa (bangos ilgis maždaug 400-500 nanometrų ribose) turi ryškesnį poveikį augalų azoto apykaitai.
Jis gali tiesiogiai arba netiesiogiai paveikti pagrindinių fermentų, pvz., nitratų reduktazės, aktyvumą, taip skatindamas nitratų redukciją į amoniaką ir didindamas amoniako šaltinių prieinamumą augalams.
Mėlyna šviesa taip pat skatina azoto įsisavinimą ir asimiliaciją augaluose, pagerindama augalų azoto apykaitą ir taip paveikdama aminorūgščių ir baltymų sintezę.
Raudonos ir mėlynos šviesos derinys gali efektyviau reguliuoti anglies ir azoto balansą augaluose.
Raudona šviesa pirmiausia skatina angliavandenių kaupimąsi, o mėlyna vaidina azoto metabolizmą.
Kai abi lempos veikia kartu, jos gali reguliuoti medžiagų apykaitos kelius augaluose, užtikrindamos racionalesnį anglies ir azoto išteklių paskirstymą ir panaudojimą, taip pagerindamos augalų augimo efektyvumą ir produktų kokybę.
Mėlyna šviesa gali netiesiogiai skatinti azoto asimiliaciją ir transportavimą, darydama įtaką augalų kvėpavimo intensyvumui, pavyzdžiui, sustiprindama mitochondrijų tamsųjį kvėpavimą ir reguliuodama fermentų aktyvumą glikolizės ir trikarboksirūgšties ciklo metu, taip netiesiogiai skatindama su azoto apykaita susijusių fermentų aktyvumą, taip paveikdama. azoto asimiliacija ir transportavimas.
Eksperimente, kurį atliko Qi Liandong ir kt. 2007 m., naudojant spalvotas fluorescencines lempas, suteikiančias raudonos, mėlynos ir geltonos šviesos šaltinius, buvo tiriamas skirtingų šviesos kokybių poveikis špinatų derliui ir nitratų kaupimuisi.
Tyrimas parodė, kad, palyginti su balta ir geltona šviesa, nors biomasė nebuvo didelė apdorojant raudonąja šviesa, ji palankiai veikia sausųjų medžiagų ir angliavandenių susidarymą ir kaupimąsi. Be to, tai gali sumažinti nitratų kiekį.
Urbonavičiūtės ir kt. atliktame tyrime. 2007 m., naudojant fluorescencines lempas kaip kontrolinę, buvo tiriamas skirtingų LED šviesos kompozicijų poveikis salotų augimui ir nitratų kiekiui. Išbandytos kompozicijos apėmė 92% LED raudoną šviesą (640 nm) + 8% beveik ultravioletinę šviesą, 86% LED raudoną šviesą + 14% LED mėlyną šviesą ir 90% LED raudoną šviesą + 10% žalią šviesą.
Gydymas 86% LED raudona šviesa + 14% LED mėlyna šviesa parodė žymiai didesnį cukraus kiekį, palyginti su kitais dviem deriniais ir kontroline grupe. Tačiau cukraus kiekis kituose dviejuose deriniuose buvo žymiai mažesnis nei kontrolinėje grupėje.
Visuose trijuose apdorojimuose nitratų kiekis buvo 15–20 % mažesnis nei kontrolinio. Raudona šviesa vaidina lemiamą vaidmenį stimuliuojant nitratų reduktazę, o raudonos ir mėlynos šviesos derinys pagerina azoto absorbciją ir asimiliaciją augaluose.
Optimizavus šviesos kokybę, nitratų kiekis gali būti sumažintas daugiau nei 20%. Tačiau tarp trijų derinių nitratų kiekis nebuvo reikšmingas, o tai rodo, kad raudona šviesa gali atlikti pagrindinį vaidmenį mažinant nitratų kiekį.
Įvairių šviesos savybių poveikis salotų kokybei ir maistinių medžiagų įsisavinimui
Šviesos kokybė | AsA kiekis (mg/kg) | Nitratų kiekis (mg/kg) | Kalcis (mg/g) | Magnis (mg/g) | Kalis (mg/g) |
Baltos fluorescencinės lempos | 100.25a | 3500 a | 8.42b | 3.61a | 74.7a |
Raudonas LED | 79,00 mlrd | 2350b | 8.37b | 3.69a | 75.77a |
Mėlynas LED | 93.25b | 3710a | 9.88a | 3.48a | 72.48a |
Raudona + mėlyna | 103.25a | 2174b | 8.36b | 3.72a | 78.32a |
Lyginant eksperimentinius duomenis, iš grafiko matyti, kad LED raudonos šviesos apdorojimas žymiai sumažino AsA kiekį tirtoje palaidų lapų salotų veislėje, palyginti su kontroline. LED mėlyna šviesa ir LED raudonai mėlyna šviesa neturėjo įtakos AsA turiniui.
Lyginant su kontroline lempa, apdorojimas LED raudona šviesa reikšmingai sumažino nitratų kiekį tirtose palaidų lapų salotose, o LED mėlyna šviesa neturėjo įtakos nitratų kiekiui salotose.
Apdorojimas LED raudona šviesa taip pat sumažino kalcio kiekį tiriamos veislės lapuose, palyginti su kontroline, nors skirtumas nebuvo reikšmingas.
Kalcio kiekis palaidų lapų salotų lapuose pasiekė maksimalų lygį, apdorojant LED mėlyna šviesa, žymiai didesnį nei kontrolinės, o kalcio kiekis tiriamos veislės lapuose, apdorojant LED raudonai-mėlyna šviesa, nesiskyrė nuo kontrolė.
Skirtingos LED šviesos savybės neturėjo reikšmingos įtakos bendram magnio ir kalio kiekiui lapuose.
Samuolienė ir kt. (2011) atliko tyrimą apie LED papildomo apšvietimo poveikį trims salotų rūšims, auginamoms aukšto slėgio natrio lempomis (16 val.) šiltnamyje.
Likus trims dienoms iki derliaus nuėmimo, papildomas apšvietimas su 638nm 300umol/m2·s LED raudona šviesa 16 valandų žymiai sumažino nitratų kiekį raudonose ir šviesiai žaliose salotose atitinkamai 56,2% ir 20,0%, bet padidino nitratų kiekį šviesiai žaliose salotose 6 kartus. .
Papildomas LED apšvietimas padidino bendrą fenolio kiekį (52,7% ir 14,5%) ir laisvųjų radikalų šalinimo pajėgumą (2,7% ir 16,4%) atitinkamai raudonose ir šviesiai žaliose salotose, tačiau sumažėjo žaliose salotose. Po apdorojimo tik AsA kiekis raudonosiose salotose žymiai padidėjo (63,3%).
Apibendrinant galima teigti, kad LED šviesos poveikio augalų nitratų kiekiui tyrimas rodo tiesioginę analogiją: skirtingų spalvų LED lemputės veikia kaip įvairios sudedamosios dalys pritaikytame augalų mitybos plane, kurių kiekvienas turi unikalų poveikį augimui ir maistinių medžiagų sudėčiai.
Įdomu tai, kad tinkamas raudonos ir mėlynos šviesos derinys primena kruopščiai pagamintą patiekalą, kuris gali veiksmingiau paskatinti augalus sumažinti nitratų kiekį.
Tačiau, kalbant apie nitratų kiekio mažinimo užduotį, atrodo, kad raudona šviesa pirmauja. Be to, skirtingos šviesos savybės turi skirtingą poveikį kitiems augalų mitybos komponentams, tokiems kaip vitamino C (askorbo rūgštis), kalcio, magnio ir kalio kiekiui.
Tai rodo, kad šviesos kokybės pasirinkimas iš tiesų yra techninis dalykas, todėl reikia lanksčiai koreguoti, atsižvelgiant į konkrečius gamyklos poreikius.
Remiantis aukščiau pateiktais eksperimentiniais duomenimis, raudonos šviesos įtaka salotų antioksidaciniam pajėgumui atskleidžia šviesos kokybės įtaką augalų fiziologiniams medžiagų apykaitos procesams.
Tačiau raudonos šviesos papildymo poveikis skiriasi priklausomai nuo veislės, o kiekvienos veislės jautrumą šviesai lemia antioksidacinių medžiagų kaupimosi salotų lapuose lygis.
Kalbant apie papildomo LED apšvietimo taikymą, tai panašu į augalų jėgos lavinimą. Ypač naudojant raudonos šviesos papildą, jis gali veiksmingai sumažinti nitratų kiekį tam tikrose salotų veislėse prieš nuimant derlių ir sustiprinti antioksidacinį pajėgumą.
Tačiau tai netaikoma visoms veislėms, o tai rodo, kad augalai’ šviesos aplinkai keliami reikalavimai skiriasi priklausomai nuo jų savybių.
Todėl apskritai skirtingos šviesos kokybės LED šviesos šaltinių naudojimas leidžia ne tik reguliuoti augalų nitratų kiekį, bet ir pagerinti bendrą augalų kokybę bei maistines medžiagas optimizuojant šviesos aplinką.
Tai neabejotinai suteikia šiuolaikiniam žemės ūkiui dar vieną naują įrankį ir naują požiūrį į tikslų valdymą.
Mūsų sodininkystės ekspertų komanda visada pasiruošusi padėti, pradedant individualiu apšvietimo planavimu, baigiant pritaikytomis citatomis ir viskuo, kas tarp jų.
Kumštinė LED
Guzhen, Zhongshan, Guangdong, Kinija
WhatsApp: +86 180 2409 6862
El. paštas: info@vantenled.com
Esame profesionalus LED augalų šviestuvų gamintojas, įsipareigojęs naudoti technologijas, kad padidintume maksimalų lempos potencialą, nuolat didindami naudą augintojams ir taupydami energiją planetai.
