Меню
В современном сельском хозяйстве с контролируемой средой точное регулирование условий освещения стало важным средством улучшения качества урожая и снижения накопления вредных веществ.
Светодиодное освещение, с его настраиваемым спектром и энергоэффективностью, показал большой потенциал в области освещения для роста растений. В этой статье основное внимание уделяется изучению того, как качество светодиодного освещения влияет на растения, особенно на содержание нитратов в овощных культурах.
Накопление нитратов в овощах включает сложные физиологические процессы, в том числе поглощение и редукционную ассимиляцию нитратного азота, процесс, регулируемый условиями освещения.
Растения восстанавливают нитратный азот до аммиака под действием ключевых ферментов, таких как нитратредуктаза, которая в дальнейшем участвует в синтезе и трансформации аминокислот. Эти аминокислоты служат субстратами для синтеза белков, и на этой основе белки подвергаются модификации, классификации, транспортировке и хранению, что в совокупности составляет основу жизнедеятельности растений.
Чрезмерное накопление не только влияет на пищевую ценность продуктов питания, но также может представлять потенциальную угрозу для здоровья человека. Научные исследования показали, что качество света на разных длинах волн оказывает существенное регулирующее влияние на процессы метаболизма углерода и азота в растениях, при этом красный и синий свет имеют особенно важное значение.
Далее мы рассмотрим, как светодиодные источники света разных пропорций и длин волн эффективно снижают содержание нитратов в овощах, регулируя активность нитратредуктазы, влияя на поглощение и ассимиляцию азота в растениях, а также на накопление связанных с ними углеводов и антиоксидантов.
Влияние качества света на углеродно-азотный обмен растений проявляется на нескольких уровнях: свет разной длины волны оказывает существенное регулирующее воздействие на углеродно-азотный обмен растений. фотосинтез, поглощение, трансформация и использование азота растениями.
красный свет (длина волны примерно в диапазоне 600-700 нанометров) усиливает растения’ скорость фотосинтеза.
Он эффективно поглощается хлорофиллом и преобразуется в химическую энергию, тем самым способствуя усвоению CO₂ при фиксации углерода и увеличению накопления углеводов в тканях растений.
Растения, выращиваемые в условиях красного света, обычно имеют более высокое содержание углеводов, что полезно для роста растений и накопления биомассы.
Синий свет (длина волны примерно в диапазоне 400-500 нанометров) оказывает более выраженное влияние на азотистый обмен растений.
Он может прямо или косвенно влиять на активность ключевых ферментов, таких как нитратредуктаза, тем самым способствуя восстановлению нитратов до аммиака и повышая доступность источников аммиака для растений.
Синий свет также стимулирует поглощение и ассимиляцию азота растениями, усиливая метаболизм азота в растениях и тем самым влияя на синтез аминокислот и белков.
Сочетание красного и синего света позволяет более эффективно регулировать углеродно-азотный баланс в растениях.
Красный свет в первую очередь способствует накоплению углеводов, а синий свет играет роль в азотистом обмене.
Когда оба источника света действуют вместе, они могут регулировать метаболические пути внутри растений, обеспечивая более рациональное распределение и использование ресурсов углерода и азота, тем самым повышая эффективность роста растений и качество продукции.
Синий свет может косвенно способствовать ассимиляции и транспорту азота, влияя на интенсивность дыхания растений, например, усиливая темное дыхание митохондрий и регулируя активность ферментов в гликолизе и цикле трикарбоновых кислот, тем самым косвенно стимулируя активность ферментов, связанных с метаболизмом азота, тем самым влияя на Ассимиляция и транспорт азота.
В эксперименте, проведенном Ци Ляньдуном и соавт. в 2007 году с использованием цветных люминесцентных ламп в качестве источников красного, синего и желтого света было изучено влияние различного качества света на урожайность шпината и накопление нитратов.
Исследование показало, что по сравнению с белым и желтым светом, хотя биомасса при воздействии красного света не была высокой, он способствовал образованию и накоплению сухого вещества и углеводов. Кроме того, это может снизить содержание нитратов.
В исследовании, проведенном Urbonaviciute et al. в 2007 году с использованием люминесцентных ламп в качестве контроля исследовали влияние различных композиций светодиодного освещения на рост салата и содержание нитратов. Испытанные композиции включали 92% светодиодного красного света (640 нм) + 8% ближнего ультрафиолетового света, 86% светодиодного красного света + 14% светодиодного синего света и 90% светодиодного красного света + 10% зеленого света.
Лечение 86% светодиодным красным светом + 14% светодиодным синим светом показало значительно более высокое содержание сахара по сравнению с двумя другими комбинациями и контрольной группой. Однако содержание сахара в двух других комбинациях было значительно ниже, чем в контрольной группе.
Содержание нитратов во всех трех вариантах было ниже контроля на 15–20%. Красный свет играет решающую роль в стимуляции нитратредуктазы, а сочетание красного и синего света усиливает поглощение и ассимиляцию азота растениями.
За счет оптимизации качества света содержание нитратов можно снизить более чем на 20%. Тем не менее, не было значительной разницы в содержании нитратов между тремя комбинациями, что указывает на то, что красный свет может играть основную роль в снижении уровня нитратов.
Влияние различного качества света на качество салата и усвоение питательных веществ
Качество света | Содержание AsA (мг/кг) | Содержание нитратов (мг/кг) | Кальций (мг/г) | Магний (мг/г) | Калий (мг/г) |
Белые люминесцентные лампы | 100.25а | 3500а | 8.42б | 3.61а | 74.7а |
Красный светодиод | 79.00б | 2350б | 8.37б | 3.69а | 75.77а |
Синий светодиод | 93.25б | 3710а | 9.88а | 3.48а | 72.48а |
Красный + Синий | 103.25а | 2174б | 8.36б | 3.72а | 78.32а |
Сравнивая экспериментальные данные, из графика видно, что обработка светодиодным красным светом значительно снизила содержание АсА в тестируемом сорте салата с раскладными листьями по сравнению с контролем. Светодиодный синий свет и светодиодный красно-синий свет не влияют на содержимое AsA.
По сравнению с контролем, обработка светодиодным красным светом значительно снизила содержание нитратов в тестируемом сорте салата с раскладными листьями, тогда как светодиодный синий свет не влиял на содержание нитратов в салате.
Обработка светодиодным красным светом также привела к снижению содержания кальция в листьях испытуемого сорта по сравнению с контролем, хотя разница была недостоверной.
Содержание кальция в листьях салата рассыпчатого достигло максимума при воздействии синего светодиодного света, значительно превышая контроль, в то время как содержание кальция в листьях испытуемого сорта при воздействии светодиодного красно-синего света не выявило различий по сравнению с контролем. контроль.
Различное качество светодиодного освещения не оказало существенного влияния на общее содержание магния и калия в листьях.
Самуолиен и др. (2011) провели исследование влияния светодиодного дополнительного освещения на три сорта салата, выращиваемые под натриевыми лампами высокого давления (16-ч) в теплице.
За три дня до сбора урожая дополнительное освещение красным светодиодом 638 нм 300 мкмоль/м2·с в течение 16 часов значительно снизило содержание нитратов в красном и светло-зеленом салате на 56,2% и 20,0% соответственно, но увеличило содержание нитратов в бледно-зеленом салате в 6 раз. .
Дополнительное светодиодное освещение увеличило общее содержание фенолов (52,7% и 14,5%) и способность улавливать свободные радикалы (2,7% и 16,4%) в красном и бледно-зеленом салате соответственно, но снизилось в зеленом салате. После обработки достоверно увеличилось только содержание АсА в красном салате (63,3%).
Таким образом, исследование влияния качества светодиодного освещения на содержание нитратов в растениях предлагает простую аналогию: светодиодные лампы разных цветов действуют как различные ингредиенты в индивидуальном плане питания для растений, каждый из которых оказывает уникальное влияние на рост и состав питательных веществ.
Интересно, что правильное сочетание красного и синего света напоминает тщательно приготовленное блюдо, которое может более эффективно стимулировать растения к снижению содержания нитратов.
Однако, когда дело доходит до задачи снижения содержания нитратов, кажется, что красный свет берет на себя инициативу. Более того, различное качество света оказывает различное влияние на другие питательные компоненты растений, такие как содержание витамина С (аскорбиновая кислота), кальций, магний и калий.
Это указывает на то, что выбор качества света действительно является техническим вопросом, требующим гибкой корректировки с учетом конкретных потребностей предприятия.
На основании приведенных выше экспериментальных данных влияние красного света на антиоксидантную способность салата показывает влияние качества света на физиологические метаболические процессы растений.
Однако эффект от добавления красного света варьируется в зависимости от сорта, причем чувствительность каждого сорта к световой среде определяется уровнем накопления антиоксидантных веществ в листьях салата.
Что касается применения светодиодного дополнительного освещения, то это сродни силовой тренировке растений. Особенно при использовании добавок красного света, он может эффективно снизить содержание нитратов в некоторых сортах салата перед сбором урожая, одновременно повышая антиоксидантную способность.
Однако это касается не всех сортов, что указывает на то, что растения’ Требования к световой среде варьируются в зависимости от их характеристик.
Таким образом, в целом использование светодиодных источников света с различным качеством света позволяет не только регулировать содержание нитратов в растениях, но и улучшать общее качество и питательную ценность растений за счет оптимизации световой среды.
Это, несомненно, дает современному сельскому хозяйству еще один новый инструмент и новый подход к точному управлению.
Наша команда экспертов по садоводству всегда готова помочь: от индивидуального планирования освещения до индивидуальных расценок и всего остального.
Рукавица светодиодная
Гучжэнь, Чжуншань, Гуандун, Китай
WhatsApp: +86 180 2409 6862
Электронная почта: info@vantenled.com.
Мы являемся профессиональным производителем светодиодных светильников для растений, стремящихся использовать технологии для максимального раскрытия потенциала ламп, постоянно максимизируя преимущества для производителей и экономя энергию для планеты.
