Menu
Dalam pertanian persekitaran terkawal moden, peraturan tepat keadaan pencahayaan telah menjadi cara penting untuk meningkatkan kualiti tanaman dan mengurangkan pengumpulan bahan berbahaya.
Lampu LED, dengan spektrum boleh melaras dan kecekapan tenaga, telah menunjukkan potensi besar dalam bidang pencahayaan pertumbuhan tumbuhan. Artikel ini menumpukan pada penerokaan cara kualiti cahaya LED mempengaruhi tumbuhan, terutamanya kandungan nitrat dalam tanaman sayuran.
Pengumpulan nitrat dalam sayur-sayuran melibatkan proses fisiologi yang kompleks, termasuk penyerapan dan pengurangan asimilasi nitrogen nitrat, proses yang dikawal oleh keadaan pencahayaan.
Tumbuhan mengurangkan nitrogen nitrat kepada ammonia melalui tindakan enzim utama seperti reduktase nitrat, yang seterusnya mengambil bahagian dalam sintesis dan transformasi asid amino. Asid amino ini berfungsi sebagai substrat untuk sintesis protein, dan berdasarkan asas ini, protein menjalani pengubahsuaian, pengelasan, pengangkutan, dan penyimpanan, bersama-sama membentuk asas aktiviti kehidupan tumbuhan.
Pengumpulan yang berlebihan bukan sahaja menjejaskan nilai pemakanan makanan tetapi juga boleh menimbulkan potensi ancaman kepada kesihatan manusia. Penyelidikan saintifik telah mendedahkan bahawa kualiti cahaya pada panjang gelombang yang berbeza mempunyai kesan pengawalseliaan yang ketara pada proses metabolisme karbon-nitrogen tumbuhan, dengan cahaya merah dan biru sangat kritikal.
Seterusnya, kami akan meneroka bagaimana sumber cahaya LED dengan perkadaran dan panjang gelombang yang berbeza berkesan mengurangkan kandungan nitrat dalam sayur-sayuran dengan melaraskan aktiviti reduktase nitrat, mempengaruhi penyerapan nitrogen dan asimilasi dalam tumbuhan, serta pengumpulan karbohidrat dan antioksidan yang berkaitan.
Pengaruh kualiti cahaya pada metabolisme karbon-nitrogen tumbuhan nyata pada pelbagai peringkat, di mana panjang gelombang cahaya yang berbeza mempunyai kesan pengawalseliaan yang ketara pada fotosintesis, penyerapan nitrogen, transformasi, dan penggunaan dalam tumbuhan.
lampu merah (panjang gelombang lebih kurang dalam julat 600-700 nanometer) meningkatkan tumbuhan’ kadar fotosintesis.
Ia diserap dengan cekap oleh klorofil dan ditukar kepada tenaga kimia, dengan itu menggalakkan asimilasi CO₂ semasa penetapan karbon dan meningkatkan pengumpulan karbohidrat dalam tisu tumbuhan.
Tumbuhan yang ditanam dalam persekitaran cahaya merah biasanya mempunyai kandungan karbohidrat yang lebih tinggi, yang bermanfaat untuk pertumbuhan tumbuhan dan pengumpulan biojisim.
Cahaya biru (panjang gelombang lebih kurang dalam julat 400-500 nanometer) mempunyai kesan yang lebih ketara pada metabolisme nitrogen tumbuhan.
Ia boleh secara langsung atau tidak langsung mempengaruhi aktiviti enzim utama seperti nitrat reduktase, dengan itu menggalakkan pengurangan nitrat kepada ammonia, dan meningkatkan ketersediaan sumber ammonia untuk tumbuhan.
Cahaya biru juga merangsang penyerapan nitrogen dan asimilasi dalam tumbuhan, meningkatkan metabolisme nitrogen tumbuhan, dan dengan itu menjejaskan sintesis asid amino dan protein.
Gabungan cahaya merah dan biru boleh mengawal keseimbangan karbon-nitrogen dalam tumbuhan dengan lebih berkesan.
Cahaya merah terutamanya menggalakkan pengumpulan karbohidrat, manakala cahaya biru memainkan peranan dalam metabolisme nitrogen.
Apabila kedua-dua lampu bertindak bersama, ia boleh mengawal selia laluan metabolik dalam tumbuhan, memastikan peruntukan dan penggunaan sumber karbon dan nitrogen yang lebih rasional, seterusnya meningkatkan kecekapan pertumbuhan tumbuhan dan kualiti produk.
Cahaya biru secara tidak langsung boleh menggalakkan asimilasi dan pengangkutan nitrogen dengan mempengaruhi keamatan respirasi tumbuhan, seperti meningkatkan respirasi gelap mitokondria dan melaraskan aktiviti enzim dalam glikolisis dan kitaran asid trikarboksilik, dengan itu secara tidak langsung menggalakkan aktiviti enzim berkaitan metabolisme nitrogen, sekali gus menjejaskan asimilasi dan pengangkutan nitrogen.
Dalam eksperimen yang dijalankan oleh Qi Liandong et al. pada tahun 2007, menggunakan lampu pendarfluor berwarna untuk menyediakan sumber cahaya merah, biru dan kuning, kesan kualiti cahaya yang berbeza pada hasil bayam dan pengumpulan nitrat telah dikaji.
Kajian menunjukkan bahawa, berbanding dengan cahaya putih dan kuning, walaupun biojisim tidak tinggi di bawah rawatan cahaya merah, ia memihak kepada pembentukan dan pengumpulan bahan kering dan karbohidrat. Selain itu, ia boleh mengurangkan kandungan nitrat.
Dalam kajian yang dijalankan oleh Urbonaviciute et al. pada tahun 2007, menggunakan lampu pendarfluor sebagai kawalan, kesan komposisi cahaya LED yang berbeza pada pertumbuhan salad dan kandungan nitrat telah disiasat. Komposisi yang diuji termasuk 92% lampu merah LED (640nm) + 8% cahaya hampir ultraungu, 86% lampu merah LED + 14% lampu biru LED, dan 90% lampu merah LED + 10% lampu hijau.
Rawatan dengan 86% lampu merah LED + 14% lampu biru LED menunjukkan kandungan gula yang lebih tinggi berbanding dua kombinasi lain dan kumpulan kawalan. Walau bagaimanapun, kandungan gula dalam dua kombinasi lain adalah jauh lebih rendah daripada kumpulan kawalan.
Kandungan nitrat dalam ketiga-tiga rawatan adalah lebih rendah daripada kawalan sebanyak 15% hingga 20%. Cahaya merah memainkan peranan penting dalam merangsang reduktase nitrat, manakala gabungan cahaya merah dan biru meningkatkan penyerapan nitrogen dan asimilasi dalam tumbuhan.
Melalui pengoptimuman kualiti cahaya, kandungan nitrat boleh dikurangkan lebih daripada 20%. Walau bagaimanapun, tiada perbezaan ketara dalam kandungan nitrat di antara ketiga-tiga kombinasi, menunjukkan bahawa cahaya merah mungkin memainkan peranan utama dalam mengurangkan tahap nitrat.
Kesan Kualiti Cahaya Berbeza terhadap Kualiti Salad dan Pengambilan Nutrien
Kualiti Cahaya | Kandungan AsA(mg/kg) | Kandungan Nitrat(mg/kg) | Kalsium(mg/g) | Magnesium(mg/g) | Kalium(mg/g) |
Lampu Pendarfluor Putih | 100.25a | 3500a | 8.42b | 3.61a | 74.7a |
LED merah | 79.00b | 2350b | 8.37b | 3.69a | 75.77a |
LED biru | 93.25b | 3710a | 9.88a | 3.48a | 72.48a |
Merah + Biru | 103.25a | 2174b | 8.36b | 3.72a | 78.32a |
Membandingkan data eksperimen, jelas daripada graf bahawa rawatan lampu merah LED telah mengurangkan kandungan AsA dengan ketara dalam varieti selada daun longgar yang diuji berbanding kawalan. Lampu biru LED dan lampu merah-biru LED tidak menjejaskan kandungan AsA.
Berbanding dengan kawalan, rawatan lampu merah LED mengurangkan kandungan nitrat dengan ketara dalam varieti selada daun longgar yang diuji, manakala cahaya biru LED tidak menjejaskan kandungan nitrat dalam salad.
Rawatan lampu merah LED juga membawa kepada pengurangan kandungan kalsium dalam daun varieti yang diuji berbanding kawalan, walaupun perbezaannya tidak ketara.
Kandungan kalsium dalam daun selada daun longgar mencapai maksimum di bawah rawatan cahaya biru LED, jauh lebih tinggi daripada kawalan, manakala kandungan kalsium dalam daun varieti yang diuji di bawah rawatan cahaya merah-biru LED menunjukkan tiada perbezaan berbanding dengan kawalan.
Kualiti cahaya LED yang berbeza tidak mempunyai kesan ketara ke atas jumlah kandungan magnesium dan kalium dalam daun.
Samuoliene et al. (2011) menjalankan kajian tentang kesan pencahayaan tambahan LED pada tiga jenis salad yang ditanam di bawah lampu natrium tekanan tinggi (16-j) di rumah hijau.
Tiga hari sebelum menuai, pencahayaan tambahan dengan lampu merah LED 638nm 300umol/m2·s selama 16 jam telah mengurangkan kandungan nitrat dalam salad merah dan hijau muda dengan ketara sebanyak 56.2% dan 20.0%, masing-masing, tetapi meningkatkan kandungan nitrat dalam salad hijau pucat sebanyak 6 kali ganda. .
Pencahayaan tambahan LED meningkatkan jumlah kandungan fenolik (52.7% dan 14.5%) dan kapasiti penghapusan radikal bebas (2.7% dan 16.4%) dalam salad merah dan hijau pucat, masing-masing, tetapi menurun dalam salad hijau. Selepas rawatan, hanya kandungan AsA dalam salad merah meningkat dengan ketara (63.3%).
Ringkasnya, penyelidikan tentang kesan kualiti cahaya LED ke atas kandungan nitrat tumbuhan mencadangkan analogi yang jelas: warna lampu LED yang berbeza bertindak seperti pelbagai ramuan dalam pelan pemakanan pemakanan tersuai untuk tumbuhan, masing-masing dengan kesan unik pada pertumbuhan dan komposisi nutrien.
Menariknya, kombinasi cahaya merah dan biru yang betul menyerupai hidangan yang dibuat dengan teliti, yang boleh mendorong tumbuhan untuk mengurangkan kandungan nitrat dengan lebih cekap.
Walau bagaimanapun, apabila ia datang kepada tugas mengurangkan kandungan nitrat, nampaknya lampu merah mendahului. Selain itu, kualiti cahaya yang berbeza mempunyai kesan yang berbeza pada komponen pemakanan lain dalam tumbuhan, seperti kandungan vitamin C (Asid Askorbik), kalsium, magnesium dan kalium.
Ini menunjukkan bahawa pemilihan kualiti cahaya sememangnya merupakan perkara teknikal, memerlukan pelarasan fleksibel berdasarkan keperluan khusus loji.
Berdasarkan data eksperimen di atas, pengaruh cahaya merah pada kapasiti antioksidan salad mendedahkan kesan kualiti cahaya ke atas proses metabolik fisiologi tumbuhan.
Walau bagaimanapun, kesan suplemen cahaya merah berbeza-beza bergantung pada varieti, dengan kepekaan setiap varieti terhadap persekitaran cahaya ditentukan oleh tahap pengumpulan bahan antioksidan dalam daun salad.
Bagi penggunaan lampu tambahan LED, ia sama dengan menyediakan loji dengan latihan kekuatan. Terutama dengan suplemen lampu merah, ia boleh mengurangkan kandungan nitrat dalam varieti selada tertentu dengan berkesan sebelum menuai sambil meningkatkan kapasiti antioksidan.
Walau bagaimanapun, ini tidak terpakai kepada semua jenis, menunjukkan bahawa tumbuhan’ keperluan untuk persekitaran cahaya berbeza-beza bergantung pada ciri-cirinya.
Oleh itu, secara keseluruhan, penggunaan sumber cahaya LED dengan kualiti cahaya yang berbeza membolehkan kita bukan sahaja mengawal kandungan nitrat tumbuhan tetapi juga untuk meningkatkan kualiti keseluruhan dan kandungan nutrisi tumbuhan dengan mengoptimumkan persekitaran cahaya.
Ini sudah pasti menyediakan pertanian moden dengan satu lagi alat baharu dan pendekatan baharu kepada pengurusan ketepatan.
Daripada perancangan cahaya tersuai, kepada petikan yang disesuaikan, dan segala-galanya di antaranya, pasukan pakar hortikultur kami sentiasa bersedia untuk membantu.
LED Mitt
Guzhen, Zhongshan, Guangdong, China
WhatsApp: +86 180 2409 6862
E-mel: info @ vantenled.com
Kami adalah pengeluar lampu kilang LED profesional, komited untuk menggunakan teknologi untuk meningkatkan potensi maksimum lampu, memaksimumkan faedah secara berterusan untuk penanam, dan menjimatkan tenaga untuk planet ini.
