Menu
In de moderne landbouw met gecontroleerde omgevingen is nauwkeurige regeling van de lichtomstandigheden een belangrijk middel geworden om de gewaskwaliteit te verbeteren en de ophoping van schadelijke stoffen te verminderen.
LED verlichting, met zijn afstembare spectrum en energie-efficiëntie, heeft een groot potentieel getoond op het gebied van verlichting van plantengroei. Dit artikel richt zich op het onderzoeken hoe de kwaliteit van LED-licht planten beïnvloedt, met name het nitraatgehalte in groentegewassen.
De accumulatie van nitraat in groenten omvat complexe fysiologische processen, waaronder de absorptie en reductie van assimilatie van nitraatstikstof, een proces dat wordt gereguleerd door de lichtomstandigheden.
Planten reduceren nitraatstikstof tot ammoniak door de werking van belangrijke enzymen zoals nitraatreductase, dat verder deelneemt aan de synthese en transformatie van aminozuren. Deze aminozuren dienen als substraten voor eiwitsynthese, en op basis van deze basis ondergaan eiwitten modificatie, classificatie, transport en opslag, waardoor ze samen de basis vormen van de activiteiten van het plantenleven.
Overmatige accumulatie heeft niet alleen invloed op de voedingswaarde van voedsel, maar kan ook potentiële bedreigingen voor de menselijke gezondheid vormen. Uit wetenschappelijk onderzoek is gebleken dat de lichtkwaliteit bij verschillende golflengten aanzienlijke regulerende effecten heeft op de koolstof-stikstofmetabolismeprocessen van planten, waarbij vooral rood en blauw licht van cruciaal belang zijn.
Vervolgens zullen we onderzoeken hoe LED-lichtbronnen met verschillende verhoudingen en golflengten het nitraatgehalte in groenten effectief verminderen door de nitraatreductase-activiteit aan te passen, waardoor de stikstofabsorptie en -assimilatie in planten wordt beïnvloed, evenals de accumulatie van gerelateerde koolhydraten en antioxidanten.
De invloed van de lichtkwaliteit op het koolstof-stikstofmetabolisme van planten manifesteert zich op meerdere niveaus, waarbij verschillende golflengten van licht aanzienlijke regulerende effecten hebben op fotosynthese, stikstofopname, -transformatie en -gebruik in planten.
rood licht (golflengte ongeveer in het bereik van 600-700 nanometer) verbetert planten’ fotosynthetische snelheid.
Het wordt efficiënt geabsorbeerd door chlorofyl en omgezet in chemische energie, waardoor de assimilatie van CO₂ tijdens koolstoffixatie wordt bevorderd en de ophoping van koolhydraten in plantenweefsels wordt vergroot.
Planten die in een omgeving met rood licht worden gekweekt, hebben doorgaans een hoger koolhydraatgehalte, wat gunstig is voor de plantengroei en de accumulatie van biomassa.
Blauw licht (golflengte ongeveer in het bereik van 400-500 nanometer) heeft een meer uitgesproken effect op het stikstofmetabolisme van planten.
Het kan direct of indirect de activiteit van belangrijke enzymen zoals nitraatreductase beïnvloeden, waardoor de reductie van nitraat tot ammoniak wordt bevorderd en de beschikbaarheid van ammoniakbronnen voor planten wordt vergroot.
Blauw licht stimuleert ook de opname en assimilatie van stikstof in planten, waardoor het stikstofmetabolisme van planten wordt verbeterd en daardoor de synthese van aminozuren en eiwitten wordt beïnvloed.
De combinatie van rood en blauw licht kan de koolstof-stikstofbalans in planten effectiever reguleren.
Rood licht bevordert vooral de accumulatie van koolhydraten, terwijl blauw licht een rol speelt in de stikstofstofwisseling.
Wanneer beide lampen samenwerken, kunnen ze de metabolische routes in planten reguleren, waardoor een rationeler toewijzing en gebruik van koolstof- en stikstofbronnen wordt gegarandeerd, waardoor de efficiëntie van de plantengroei en de productkwaliteit worden verbeterd.
Blauw licht kan indirect de opname en het transport van stikstof bevorderen door de intensiteit van de ademhaling van planten te beïnvloeden, zoals het verbeteren van de mitochondriale donkere ademhaling en het aanpassen van de enzymactiviteit in de glycolyse en de tricarbonzuurcyclus, waardoor indirect de activiteit van stikstofmetabolisme-gerelateerde enzymen wordt bevorderd, waardoor de activiteit van stikstofmetabolisme-gerelateerde enzymen wordt beïnvloed. stikstofassimilatie en -transport.
In een experiment uitgevoerd door Qi Liandong et al. in 2007 werd met behulp van gekleurde fluorescentielampen als rode, blauwe en gele lichtbronnen de effecten van verschillende lichtkwaliteiten op de spinazieopbrengst en de nitraataccumulatie bestudeerd.
Het onderzoek gaf aan dat, vergeleken met wit en geel licht, hoewel de biomassa onder behandeling met rood licht niet hoog was, dit de vorming en accumulatie van droge stof en koolhydraten bevorderde. Bovendien zou het het nitraatgehalte kunnen verlagen.
In een onderzoek uitgevoerd door Urbonaviciute et al. in 2007 werd met fluorescentielampen als controle de effecten van verschillende LED-lichtsamenstellingen op de slagroei en het nitraatgehalte onderzocht. De geteste samenstellingen omvatten 92% LED rood licht (640 nm) + 8% bijna-ultraviolet licht, 86% LED rood licht + 14% LED blauw licht en 90% LED rood licht + 10% groen licht.
De behandeling met 86% LED rood licht + 14% LED blauw licht liet een significant hoger suikergehalte zien vergeleken met de andere twee combinaties en de controlegroep. Het suikergehalte in de andere twee combinaties was echter significant lager dan dat in de controlegroep.
Het nitraatgehalte was bij alle drie de behandelingen 15 tot 20% lager dan bij de controle. Rood licht speelt een cruciale rol bij het stimuleren van nitraatreductase, terwijl de combinatie van rood en blauw licht de stikstofabsorptie en -assimilatie in planten verbetert.
Door optimalisatie van de lichtkwaliteit kan het nitraatgehalte met ruim 20% worden verlaagd. Er was echter geen significant verschil in het nitraatgehalte tussen de drie combinaties, wat erop wijst dat rood licht mogelijk de voornaamste rol speelt bij het terugdringen van de nitraatniveaus.
Effecten van verschillende lichtkwaliteiten op de slakwaliteit en de opname van voedingsstoffen
Lichte kwaliteit | AsA-inhoud (mg/kg) | Nitraatinhoud (mg/kg) | Calcium (mg/g) | Magnesium (mg/g) | Kalium (mg/g) |
Witte fluorescentielampen | 100.25a | 3500a | 8.42b | 3.61a | 74.7a |
Rode LED | 79.00 uur | 2350b | 8.37b | 3.69a | 75.77a |
Blauwe LED | 93.25b | 3710a | 9.88a | 3.48a | 72.48a |
Rood + Blauw | 103.25a | 2174b | 8.36b | 3.72a | 78.32a |
Als we de experimentele gegevens vergelijken, blijkt uit de grafiek dat de behandeling met LED-rood licht het AsA-gehalte in de geteste losbladige slavariëteit aanzienlijk verlaagde in vergelijking met de controle. LED blauw licht en LED rood-blauw licht hadden geen invloed op het AsA-gehalte.
In vergelijking met de controle verlaagde de behandeling met LED-rood licht het nitraatgehalte in de geteste losbladige slavariëteit aanzienlijk, terwijl LED-blauw licht geen invloed had op het nitraatgehalte in sla.
De LED-roodlichtbehandeling leidde ook tot een verlaging van het calciumgehalte in de bladeren van het geteste ras vergeleken met de controle, hoewel het verschil niet significant was.
Het calciumgehalte in de bladeren van losbladige sla bereikte zijn maximum onder behandeling met LED-blauw licht, aanzienlijk hoger dan de controle, terwijl het calciumgehalte in de bladeren van het geteste ras onder behandeling met LED-rood-blauw licht geen verschil vertoonde vergeleken met de controle. controle.
Verschillende LED-lichtkwaliteiten hadden geen significant effect op het totale magnesium- en kaliumgehalte in de bladeren.
Samueliene et al. (2011) hebben onderzoek gedaan naar het effect van LED-bijverlichting op drie slasoorten geteeld onder hogedruknatriumlampen (16 uur) in een kas.
Drie dagen vóór de oogst verminderde aanvullende verlichting met 638nm 300umol/m2·s rood LED-licht gedurende 16 uur het nitraatgehalte in rode en lichtgroene sla aanzienlijk met respectievelijk 56,2% en 20,0%, maar verhoogde het nitraatgehalte in bleekgroene sla met een factor 6. .
Aanvullende LED-verlichting verhoogde het totale fenolgehalte (52,7% en 14,5%) en het vermogen om vrije radicalen weg te vangen (2,7% en 16,4%) in respectievelijk rode en lichtgroene sla, maar daalde in groene sla. Na de behandeling nam alleen het AsA-gehalte in rode sla significant toe (63,3%).
Samenvattend suggereert het onderzoek naar de impact van LED-lichtkwaliteit op het nitraatgehalte van planten een duidelijke analogie: verschillende kleuren LED-lampen fungeren als verschillende ingrediënten in een op maat gemaakt voedingsmaaltijdplan voor planten, elk met unieke effecten op de groei en de samenstelling van voedingsstoffen.
Interessant is dat de juiste combinatie van rood en blauw licht lijkt op een zorgvuldig vervaardigd gerecht, dat planten efficiënter kan aanzetten om het nitraatgehalte te verlagen.
Als het echter om de taak gaat om het nitraatgehalte terug te dringen, lijkt het erop dat rood licht het voortouw neemt. Bovendien hebben verschillende lichtkwaliteiten verschillende effecten op andere voedingscomponenten in planten, zoals het vitamine C- (ascorbinezuur), calcium-, magnesium- en kaliumgehalte.
Dit geeft aan dat de keuze van de lichtkwaliteit inderdaad een technische kwestie is, die flexibele aanpassingen vereist op basis van de specifieke behoeften van de plant.
Op basis van de bovenstaande experimentele gegevens onthult de invloed van rood licht op de antioxidantcapaciteit van sla de impact van de lichtkwaliteit op plantfysiologische metabolische processen.
Het effect van suppletie met rood licht varieert echter afhankelijk van de variëteit, waarbij de gevoeligheid van elke variëteit voor de lichtomgeving wordt bepaald door het accumulatieniveau van antioxiderende stoffen in slabladeren.
Wat de toepassing van LED-bijverlichting betreft, is het vergelijkbaar met het geven van krachttraining aan planten. Vooral met suppletie met rood licht kan het het nitraatgehalte in bepaalde slavariëteiten effectief verlagen vóór de oogst, terwijl het de antioxidantcapaciteit vergroot.
Dit geldt echter niet voor alle variëteiten, wat aangeeft dat planten’ vereisten voor de lichtomgeving variëren afhankelijk van hun kenmerken.
Daarom stelt het gebruik van LED-lichtbronnen met verschillende lichtkwaliteiten ons in het algemeen niet alleen in staat om het nitraatgehalte van planten te reguleren, maar ook om de algehele kwaliteit en voedingswaarde van planten te verbeteren door de lichtomgeving te optimaliseren.
Dit biedt de moderne landbouw ongetwijfeld nog een nieuw instrument en een nieuwe benadering van precisiemanagement.
Van lichtplanning op maat tot offertes op maat en alles daartussenin: ons team van tuinbouwexperts staat altijd voor u klaar.
Mitt-LED
Guzhen, Zhongshan, Guangdong, China
WhatsApp: +86 180 2409 6862
E-mail: info@vantenled.com
Wij zijn een professionele fabrikant van LED-plantenlampen, toegewijd aan het gebruik van technologie om het maximale potentieel van de lamp te vergroten, de voordelen voor telers voortdurend te maximaliseren en energie te besparen voor de planeet.
