Meny
I moderne landbruk med kontrollert miljø har presis regulering av lysforholdene blitt et viktig middel for å forbedre avlingskvaliteten og redusere akkumulering av skadelige stoffer.
LED lys, med sitt justerbare spektrum og energieffektivitet, har vist et stort potensial innen plantevekstbelysning. Denne artikkelen fokuserer på å utforske hvordan LED-lyskvalitet påvirker planter, spesielt nitratinnholdet i grønnsaksvekster.
Akkumulering av nitrat i grønnsaker involverer komplekse fysiologiske prosesser, inkludert absorpsjon og reduksjonsassimilering av nitratnitrogen, en prosess regulert av lysforhold.
Planter reduserer nitratnitrogen til ammoniakk gjennom virkningen av nøkkelenzymer som nitratreduktase, som videre deltar i aminosyresyntese og transformasjon. Disse aminosyrene tjener som substrater for proteinsyntese, og basert på dette grunnlaget gjennomgår proteiner modifikasjon, klassifisering, transport og lagring, og utgjør i fellesskap grunnlaget for plantelivsaktiviteter.
Overdreven akkumulering påvirker ikke bare næringsverdien til mat, men kan også utgjøre potensielle trusler mot menneskers helse. Vitenskapelig forskning har avdekket at lyskvalitet ved forskjellige bølgelengder har betydelige regulatoriske effekter på plantekarbon-nitrogenmetabolismeprosesser, med rødt og blått lys som spesielt kritisk.
Deretter skal vi utforske hvordan LED-lyskilder med forskjellige proporsjoner og bølgelengder effektivt reduserer nitratinnholdet i grønnsaker ved å justere nitratreduktaseaktivitet, påvirke nitrogenabsorpsjon og assimilering i planter, samt akkumulering av relaterte karbohydrater og antioksidanter.
Påvirkningen av lyskvalitet på planters karbon-nitrogen-metabolisme manifesterer seg på flere nivåer, der forskjellige bølgelengder av lys har betydelige regulatoriske effekter på fotosyntese, nitrogenabsorpsjon, transformasjon og utnyttelse i planter.
rødt lys (bølgelengde omtrent i området 600-700 nanometer) forbedrer planter’ fotosyntesehastighet.
Det absorberes effektivt av klorofyll og omdannes til kjemisk energi, og fremmer dermed assimileringen av CO₂ under karbonfiksering og øker akkumuleringen av karbohydrater i plantevev.
Planter dyrket i rødt lys har vanligvis høyere karbohydratinnhold, noe som er gunstig for plantevekst og biomasseakkumulering.
Blålys (bølgelengde omtrent i området 400-500 nanometer) har en mer uttalt effekt på plantens nitrogenmetabolisme.
Det kan direkte eller indirekte påvirke aktiviteten til nøkkelenzymer som nitratreduktase, og derved fremme reduksjonen av nitrat til ammoniakk og øke tilgjengeligheten av ammoniakkkilder for planter.
Blått lys stimulerer også nitrogenabsorpsjon og assimilering i planter, øker plantenitrogenmetabolismen og påvirker derved syntesen av aminosyrer og proteiner.
Kombinasjonen av rødt og blått lys kan mer effektivt regulere karbon-nitrogenbalansen i planter.
Rødt lys fremmer først og fremst akkumulering av karbohydrater, mens blått lys spiller en rolle i nitrogenmetabolismen.
Når begge lysene virker sammen, kan de regulere metabolske veier i planter, og sikre en mer rasjonell tildeling og utnyttelse av karbon- og nitrogenressurser, og dermed forbedre planteveksteffektiviteten og produktkvaliteten.
Blått lys kan indirekte fremme nitrogenassimilering og transport ved å påvirke intensiteten av planterespirasjon, for eksempel å forbedre mitokondriell mørk respirasjon og justere enzymaktiviteten i glykolyse og trikarboksylsyresyklusen, og dermed indirekte fremme aktiviteten til nitrogenmetabolisme-relaterte enzymer, og dermed påvirke nitrogen assimilering og transport.
I et eksperiment utført av Qi Liandong et al. i 2007, ved bruk av fargede lysrør for å gi røde, blå og gule lyskilder, ble effektene av forskjellige lyskvaliteter på spinatutbytte og nitratakkumulering studert.
Studien indikerte at sammenlignet med hvitt og gult lys, selv om biomassen ikke var høy under behandling med rødt lys, favoriserte den dannelse og akkumulering av tørrstoff og karbohydrater. I tillegg kan det redusere nitratinnholdet.
I en studie utført av Urbonaviciute et al. i 2007, ved bruk av lysrør som kontroll, ble effekten av ulike LED-lyssammensetninger på salatvekst og nitratinnhold undersøkt. Komposisjonene som ble testet inkluderte 92 % LED rødt lys (640nm) + 8 % nær-ultrafiolett lys, 86 % LED rødt lys + 14 % LED blått lys og 90 % LED rødt lys + 10 % grønt lys.
Behandlingen med 86 % LED rødt lys + 14 % LED blått lys viste signifikant høyere sukkerinnhold sammenlignet med de to andre kombinasjonene og kontrollgruppen. Sukkerinnholdet i de to andre kombinasjonene var imidlertid signifikant lavere enn i kontrollgruppen.
Nitratinnholdet i alle tre behandlingene var lavere enn kontrollen med 15 % til 20 %. Rødt lys spiller en avgjørende rolle for å stimulere nitratreduktase, mens kombinasjonen av rødt og blått lys forbedrer nitrogenabsorpsjon og assimilering i planter.
Gjennom optimalisering av lyskvaliteten kan nitratinnholdet reduseres med mer enn 20 %. Det var imidlertid ingen signifikant forskjell i nitratinnhold mellom de tre kombinasjonene, noe som indikerer at rødt lys kan spille hovedrollen i å redusere nitratnivåene.
Effekter av forskjellige lyskvaliteter på salatkvalitet og næringsopptak
Lys kvalitet | AsA-innhold (mg/kg) | Nitratinnhold (mg/kg) | Kalsium (mg/g) | Magnesium (mg/g) | Kalium (mg/g) |
Hvite lysrør | 100,25a | 3500a | 8,42b | 3,61a | 74,7a |
Rød LED | 79.00b | 2350b | 8,37b | 3,69a | 75,77a |
Blå LED | 93,25b | 3710a | 9,88a | 3,48a | 72,48a |
Rød + blå | 103,25a | 2174b | 8,36b | 3,72a | 78,32a |
Ved å sammenligne de eksperimentelle dataene, er det tydelig fra grafen at LED-rødt lysbehandling reduserte AsA-innholdet i den testede løsbladsalatsorten betydelig sammenlignet med kontrollen. LED blått lys og LED rød-blått lys påvirket ikke AsA-innholdet.
Sammenlignet med kontrollen reduserte LED-rødlysbehandlingen nitratinnholdet i den testede løsbladsalatsorten betydelig, mens blått LED-lys ikke påvirket nitratinnholdet i salat.
LED-rødlysbehandlingen førte også til en reduksjon i kalsiuminnholdet i bladene til den testede sorten sammenlignet med kontrollen, selv om forskjellen ikke var signifikant.
Kalsiuminnholdet i bladene på løsbladsalat nådde sitt maksimum under LED blått lysbehandling, betydelig høyere enn kontrollen, mens kalsiuminnholdet i bladene til den testede sorten under LED rød-blått lysbehandling viste ingen forskjell sammenlignet med kontroll.
Ulike LED-lyskvaliteter hadde ingen signifikant effekt på det totale magnesium- og kaliuminnholdet i bladene.
Samuoliene et al. (2011) utførte en studie på effekten av LED-tilleggsbelysning på tre salatvarianter dyrket under høytrykksnatriumlamper (16-t) i et drivhus.
Tre dager før innhøsting reduserte tilleggsbelysning med 638nm 300umol/m2·s LED rødt lys i 16 timer nitratinnholdet i rød og lysegrønn salat betydelig med henholdsvis 56,2 % og 20,0 %, men økte nitratinnholdet i blekgrønn salat med 6 ganger .
LED-tilleggsbelysning økte det totale fenolinnholdet (52,7 % og 14,5 %) og frie radikalers fjerningskapasitet (2,7 % og 16,4 %) i henholdsvis rød og blekgrønn salat, men reduserte i grønn salat. Etter behandling økte bare AsA-innholdet i rød salat signifikant (63,3 %).
Oppsummert antyder forskningen på virkningen av LED-lyskvalitet på plantenitratinnhold en enkel analogi: forskjellige farger på LED-lys fungerer som ulike ingredienser i en tilpasset ernæringsmessig måltidsplan for planter, hver med unike effekter på vekst og næringssammensetning.
Interessant nok ligner den riktige kombinasjonen av rødt og blått lys en nøye utformet rett, som mer effektivt kan få planter til å redusere nitratinnholdet.
Når det gjelder oppgaven med å redusere nitratinnholdet, ser det imidlertid ut til at rødt lys tar ledelsen. Dessuten har forskjellige lyskvaliteter distinkte effekter på andre næringskomponenter i planter, som vitamin C (askorbinsyre), kalsium, magnesium og kaliuminnhold.
Dette indikerer at valg av lyskvalitet faktisk er en teknisk sak, som krever fleksible justeringer basert på anleggets spesifikke behov.
Basert på de ovennevnte eksperimentelle dataene, avslører påvirkningen av rødt lys på salatens antioksidantkapasitet effekten av lyskvalitet på plantefysiologiske metabolske prosesser.
Effekten av tilskudd med rødt lys varierer imidlertid avhengig av sorten, med hver sorts følsomhet for lysmiljøet bestemt av akkumuleringsnivået av antioksidantstoffer i salatblader.
Når det gjelder bruk av LED-tilleggsbelysning, er det beslektet med å gi planter styrketrening. Spesielt med rødt lys-tilskudd kan det effektivt redusere nitratinnholdet i visse salatvarianter før høsting, samtidig som antioksidantkapasiteten forbedres.
Dette gjelder imidlertid ikke alle varianter, noe som indikerer at planter’ kravene til lysmiljøet varierer avhengig av deres egenskaper.
Derfor tillater bruken av LED-lyskilder med forskjellige lyskvaliteter oss ikke bare å regulere nitratinnholdet i planter, men også å forbedre den generelle kvaliteten og næringsinnholdet til planter ved å optimalisere lysmiljøet.
Dette gir utvilsomt moderne landbruk enda et nytt verktøy og en ny tilnærming til presisjonsstyring.
Fra tilpasset lysplanlegging, til skreddersydde tilbud og alt i mellom, vårt team av hagebrukseksperter er alltid klare til å hjelpe.
Vi er en profesjonell LED-plantelysprodusent, forpliktet til å bruke teknologi for å øke lampens maksimale potensial, kontinuerlig maksimere fordelene for dyrkere og spare energi for planeten.
