Использование светодиодных ламп для выращивания растений в растениеводстве - относительно новая отрасль науки. В вертикальном земледелии, где искусственные источники света используются в замкнутой среде, важно собирать данные об отдельных видах растений, чтобы иметь возможность производить правильный спектр и интенсивность света для вегетативного и генеративного роста. Световые спектры также можно использовать для управления циклом роста растений, например, при селекции растений и содержания вторичных метаболитов (антоцианы, флавоноиды, антиоксиданты, полифенолы и т. Д.).

Почему салат становится красным?

При выращивании красного салата-латука в закрытых помещениях, таких как вертикальные фермы, без естественного освещения, качество и количество искусственного освещения играют ключевую роль в производстве овощей хорошего качества. Конечно, в случае красного салата-латука темно-красный цвет, вызванный более высоким содержанием антоцианов, должен быть получен без ущерба для других хороших качеств листового зеленого цвета. Накопление антоцианов обычно связано с абиотическим стрессом, который испытывает растение, или с этим способом растения защитить себя от травоядных и патогенных организмов. Например, в условиях высокой освещенности антоцианы служат растению в качестве оптического фильтра, перенаправляя избыток света от насыщенной фотосинтетической цепи переноса электронов (Gould 2004). Это означает, что антоцианы защищают листья растений от вредных структурных повреждений их фотосистем. Поэтому повышение интенсивности света является эффективным способом увеличения содержания антоцианов в листьях, но это не очень энергоэффективный способ сделать это.

Использование УФ-А для выращивания салата

Ранее это было изучено Ли и Куботой (2009), и в своем исследовании они пришли к выводу, что оба спектра с усиленным синим и УФ-А светом увеличивают содержание антоцианов в листьях салата «Красный Крест», но дальний красный и зеленый свет имел противоположный эффект, снижая продукцию антоцианов. Следовательно, в конце цикла выращивания в помещении только усиление синего и / или ультрафиолетового спектра света приведет к тому, что красный молодой лист салата будет производить антоцианы, которые придают им особую красную окраску. Использование светодиодов - простой и энергоэффективный способ получить быстрые результаты образования антоцианов в условиях замкнутой среды. Это можно легко внедрить в существующие системы выращивания в помещении, просто включив правильный спектр для усиления окраски в конце цикла выращивания.

Valoya провела внутренние испытания, в которых для проверки этого эффекта качества света использовались два световых спектра с улучшенным светом УФ-A / синего спектра (S46) и нашим стандартным светом для вегетативного роста с листовой зеленью (AP673L). Уровни интенсивности света были приняты во внимание и протестированы в предварительном порядке. Количество антоциана измеряли в конце испытания с помощью оптического прибора для измерения полифенолов (Dualex, ForceA). Эксперимент проводился с двумя сортами красного салата-латука: «Садави» и «Диаблотин», с очень похожими результатами.

Световая обработка проводилась с двумя спектрами, а в случае спектра AP673L - с тремя различными интенсивностями. Данные были проанализированы в SPSS с двусторонним анализатором Anova. Однородность дисперсий анализировалась с помощью критерия Левена, а нормальность данных - с помощью критерия Шапиро-Уилкса.

Результаты по накоплению антоцианов подтвердили гипотезу о том, что усиленный синий и УФ-A спектр увеличит продукцию антоцианов в листьях красных молодых листовых салатов, что приведет к тому же количеству, что и при высокоинтенсивной обработке. Увеличение интенсивности света AP673L от 200 μ molm -2 s - до 400 μ molm -2 s - имела тенденцию линейности с увеличением интенсивности (рисунок 2).

Increasing-Lettuce-Coloration-with-LEDs_Graph-1-1024x618.png

Рис. 1. Испытание антоцианов красного салата-латука с разными спектрами. Количество антоцианов измеряли трижды, и три измерения проводили с одного растения. Антоциановый индекс = Log * (флуоресцентное излучение в ближней инфракрасной области. Возбужденное красное / флуоресцентное излучение в ближней инфракрасной области. Возбужденное зеленое).

Increasing-Lettuce-Coloration-with-LEDs_Graph-2-1024x616.png

Рис. 1. Испытание антоцианов красного молодого салата с различной интенсивностью (в микромолях). Количество антоцианов измеряли трижды, и три измерения проводили с одного растения. Антоциановый индекс = Log * (флуоресцентное излучение в ближней инфракрасной области. Возбужденное красное / флуоресцентное излучение в ближней инфракрасной области. Возбужденное зеленое).

Это накопление антоцианов также можно было наблюдать визуально (рис. 3). Оба протестированных сорта молодого красного салата-латука вели себя одинаково при разном спектре и освещении.

Increasing-Lettuce-Coloration-with-LEDs_Picture-1-1024x355.png

Рисунок 1 Красного ребенок листьев салат «Sadawi» , выращенный в расширенном спектре синего / УФ-А с 200 мкм molm -2 s - интенсивностью света (слева), стандартный листовой зеленый спектр с 200 мкм molm -2 сек - ( в середине) и стандартные листовой зеленый спектр с 400 мкм molm -2 сек - (справа).

Для некоторых производителей салата высокое накопление нитратов в листьях во время выращивания в теплице вызвало проблемы, и в некоторых исследованиях это было связано с зимними условиями освещения (Burns et al. 2010). Стандарт Европейского союза регулирует, что содержание нитратов в салате, выращенном под укрытием, не может превышать 4500 частей на миллион из-за последствий для здоровья человека (EUR-LAX, 2006). В нашем эксперименте содержание нитратов в молодом красном салате оставалось значительно ниже этого регулируемого предела, варьирующегося от 1130 до 2420 частей на миллион.

Это испытание является хорошим примером того, как вертикальный фермер может повлиять не только на скорость роста листовой зелени, но и на качество без больших затрат на энергию. Выбор правильного спектра в нужное время производственного цикла повышает ценность конечного продукта, и это может повлиять не только на цвет продукта, но и на вкус, запах и содержание питательных веществ в листовой зелени.