Autors: Jamins Li un Houčeņs Liu u.c. no Dārzkopības koledžas, Dienvidķīnas Lauksaimniecības universitātes

Raksta avots: Siltumnīcas dārzkopība

Dārzkopības ēku tipi galvenokārt ietver plastmasas siltumnīcas, saules siltumnīcas, daudzlaidumu siltumnīcas un augu fabrikas. Tā kā ēku ēkas zināmā mērā bloķē dabiskās gaismas avotus, iekštelpu apgaismojums ir nepietiekams, kas savukārt samazina ražas apjomu un kvalitāti. Tāpēc papildu apgaismojumam ir neaizstājama loma augstas kvalitātes un augstražīgu ražu iegūšanā, taču tas ir kļuvis arī par galveno faktoru enerģijas patēriņa un ekspluatācijas izmaksu pieaugumā ēkā.

Ilgu laiku mākslīgās gaismas avoti, ko izmanto dārzkopības saimniecībās, galvenokārt ietver augstspiediena nātrija lampas, dienasgaismas spuldzes, metāla halogēna lampas, kvēlspuldzes utt. To ievērojamie trūkumi ir augsta siltuma ražošana, augsts enerģijas patēriņš un augstas ekspluatācijas izmaksas. Jaunās paaudzes gaismas diožu (LED) izstrāde ļauj izmantot mazas enerģijas mākslīgās gaismas avotus dārzkopības saimniecībās. LED priekšrocības ir augsta fotoelektriskās konversijas efektivitāte, līdzstrāvas jauda, ​​mazs tilpums, ilgs kalpošanas laiks, zems enerģijas patēriņš, fiksēts viļņa garums, zems termiskais starojums un vides aizsardzība. Salīdzinot ar pašlaik plaši izmantotajām augstspiediena nātrija lampām un dienasgaismas spuldzēm, LED var ne tikai pielāgot gaismas daudzumu un kvalitāti (dažādu joslu gaismas proporciju) atbilstoši augu augšanas vajadzībām, bet arī var apstarot augus nelielā attālumā, pateicoties aukstajai gaismai. Tādējādi var uzlabot audzēšanas slāņu skaitu un telpas izmantošanas ātrumu, kā arī īstenot enerģijas taupīšanas, vides aizsardzības un telpas efektīvas izmantošanas funkcijas, ko nevar aizstāt ar tradicionālajiem gaismas avotiem.

Pateicoties šīm priekšrocībām, LED ir veiksmīgi izmantots dārzkopības objektu apgaismojumā, kontrolējamas vides pamatpētījumos, augu audu kultūrā, augu fabrikas stādos un kosmosa ekosistēmā. Pēdējos gados LED audzēšanas apgaismojuma veiktspēja uzlabojas, cena samazinās, un pakāpeniski tiek izstrādāti visu veidu produkti ar noteiktu viļņu garumu, tāpēc tā pielietojums lauksaimniecības un bioloģijas jomā būs plašāks.

Šajā rakstā ir apkopots LED pētījumu statuss dārzkopības jomā, pievērsta uzmanība LED papildgaismas pielietojumam gaismas bioloģijas pamatos, LED audzēšanas lampu ietekmei uz augu gaismas veidošanos, uzturvērtību un novecošanās aizkavēšanas ietekmi, gaismas formulas uzbūvei un pielietojumam, kā arī LED papildgaismas tehnoloģijas pašreizējo problēmu un perspektīvu analīzei un perspektīvām.

LED papildgaismas ietekme uz dārzkopības kultūru augšanu

Gaismas regulējošā ietekme uz augu augšanu un attīstību ietver sēklu dīgšanu, stumbra pagarināšanos, lapu un sakņu attīstību, fototropismu, hlorofila sintēzi un sadalīšanos, kā arī ziedu indukciju. Apgaismojuma vides elementi objektā ietver gaismas intensitāti, gaismas ciklu un spektrālo sadalījumu. Elementus var regulēt ar mākslīgā apgaismojuma piedevu, neierobežojot laika apstākļus.

Pašlaik augos ir vismaz trīs veidu fotoreceptoru: fitohroms (absorbē sarkano gaismu un tālo sarkano gaismu), kriptohroms (absorbē zilo gaismu un tuvu ultravioleto gaismu) un UV-A un UV-B. Izmantojot specifisku viļņu garuma gaismas avotu kultūraugu apstarošanai, var uzlabot augu fotosintēzes efektivitāti, paātrināt gaismas morfoģenēzi un veicināt augu augšanu un attīstību. Augu fotosintēzē tika izmantota sarkanoranža gaisma (610 ~ 720 nm) un zili violeta gaisma (400 ~ 510 nm). Izmantojot LED tehnoloģiju, monohromatisku gaismu (piemēram, sarkanu gaismu ar 660 nm maksimumu, zilu gaismu ar 450 nm maksimumu utt.) var izstarot atbilstoši spēcīgākajai hlorofila absorbcijas joslai, un spektrālā domēna platums ir tikai ± 20 nm.

Pašlaik tiek uzskatīts, ka sarkanoranžā gaisma ievērojami paātrinās augu attīstību, veicinās sausnas uzkrāšanos, sīpolu, bumbuļu, lapu sīpolu un citu augu orgānu veidošanos, izraisīs augu agrāku ziedēšanu un augļu veidošanos, kā arī spēlēs vadošo lomu augu krāsas uzlabošanā; zilā un violetā gaisma var kontrolēt augu lapu fototropismu, veicināt atvārsnīšu atvēršanos un hloroplastu kustību, kavēt stublāja pagarināšanos, novērst auga pagarināšanos, aizkavēt auga ziedēšanu un veicināt veģetatīvo orgānu augšanu; sarkanās un zilās gaismas diožu kombinācija var kompensēt vienas krāsas nepietiekamo gaismu un veidot spektrālās absorbcijas maksimumu, kas būtībā atbilst kultūraugu fotosintēzei un morfoloģijai. Gaismas enerģijas izmantošanas līmenis var sasniegt 80–90%, un enerģijas taupīšanas efekts ir ievērojams.

Aprīkojot dārzkopības iekārtas ar LED papildapgaismojumu, var panākt ļoti ievērojamu ražošanas pieaugumu. Pētījumi liecina, ka augļu skaits, kopējā raža un katra ķiršu tomāta svars, pakļaujot to 12 stundu (8:00–20:00) LED lentu un LED lampu papildapgaismojumam ar jaudu 300 μmol/(m²·s), ievērojami palielinās. LED lentes papildapgaismojums ir palielinājies attiecīgi par 42,67%, 66,89% un 16,97%, bet LED lampas papildapgaismojums ir palielinājies attiecīgi par 48,91%, 94,86% un 30,86%. LED audzēšanas apgaismojuma LED papildapgaismojums visā augšanas periodā [sarkanās un zilās gaismas attiecība ir 3:2, un gaismas intensitāte ir 300 μmol/(m²·s)] var ievērojami palielināt atsevišķu ķiršu tomātu kvalitāti un ražu uz platības vienību (čihva un baklažāni). Čikuquan palielinājās par 5,3% un 15,6%, bet baklažānu - par 7,6% un 7,8%. Pateicoties LED gaismas kvalitātei, tās intensitātei un ilgumam visā augšanas periodā, var saīsināt augu augšanas ciklu, uzlabot lauksaimniecības produktu ražu, uzturvērtību un morfoloģisko vērtību, kā arī panākt efektīvu, enerģiju taupošu un inteliģentu dārzkopības kultūru ražošanu.

LED papildgaismas pielietojums dārzeņu stādu audzēšanā

Augu morfoloģijas, augšanas un attīstības regulēšana ar LED gaismas avotu ir svarīga tehnoloģija siltumnīcu audzēšanas jomā. Augstākie augi var uztvert un saņemt gaismas signālus, izmantojot fotoreceptoru sistēmas, piemēram, fitohromu, kriptohromu un fotoreceptorus, un veikt morfoloģiskas izmaiņas, izmantojot intracelulārus kurjerus, lai regulētu augu audus un orgānus. Fotomorfoģenēze nozīmē, ka augi paļaujas uz gaismu, lai kontrolētu šūnu diferenciāciju, strukturālas un funkcionālas izmaiņas, kā arī audu un orgānu veidošanos, tostarp ietekmi uz dažu sēklu dīgtspēju, apikālā dominances veicināšanu, sānu pumpuru augšanas kavēšanu, stumbra pagarināšanos un tropismu.

Dārzeņu stādu audzēšana ir svarīga kompleksās lauksaimniecības sastāvdaļa. Nepārtraukti lietains laiks radīs nepietiekamu apgaismojumu kompleksā, un stādi mēdz izstiepties, kas ietekmēs dārzeņu augšanu, ziedpumpuru diferenciāciju un augļu attīstību, un galu galā ietekmēs to ražu un kvalitāti. Ražošanā stādu augšanas regulēšanai tiek izmantoti daži augu augšanas regulatori, piemēram, giberellīns, auksīns, paklobutrazols un hlormekvats. Tomēr nepamatota augu augšanas regulatoru lietošana var viegli piesārņot dārzeņu un kompleksu vidi, nelabvēlīgi ietekmējot cilvēku veselību.

LED papildgaismai ir daudz unikālu papildgaismas priekšrocību, un tas ir reāls veids, kā izmantot LED papildgaismu stādu audzēšanai. LED papildgaismas [25±5 μmol/(m²·s)] eksperimentā, kas tika veikts vāja apgaismojuma apstākļos [0~35 μmol/(m²·s)], tika konstatēts, ka zaļā gaisma veicina gurķu stādu pagarināšanos un augšanu. Sarkanā un zilā gaisma kavē stādu augšanu. Salīdzinot ar dabisko vājo apgaismojumu, ar sarkano un zilo gaismu papildinātu stādu spēcīgo stādu indekss palielinājās attiecīgi par 151,26% un 237,98%. Salīdzinot ar monohromatisko apgaismojumu, spēcīgo stādu, kas satur sarkanas un zilas krāsas komponentus, indekss, apstrādājot tos ar kombinēto gaismas papildgaismu, palielinājās par 304,46%.

Pievienojot gurķu stādiem sarkanu gaismu, var palielināt īsto lapu skaitu, lapu laukumu, auga augstumu, stumbra diametru, sausās un svaigās kvalitātes rādītājus, spēcīgu dīgstu indeksu, sakņu vitalitāti, SOD aktivitāti un šķīstošo olbaltumvielu saturu gurķu stādos. UV-B starojuma papildināšana var palielināt hlorofila a, hlorofila b un karotinoīdu saturu gurķu stādu lapās. Salīdzinot ar dabisko apgaismojumu, sarkanās un zilās LED gaismas papildināšana var ievērojami palielināt lapu laukumu, sausnas kvalitāti un spēcīgu dīgstu indeksu tomātu stādiem. LED sarkanās un zaļās gaismas papildināšana ievērojami palielina tomātu stādu augstumu un stumbra biezumu. LED zaļās gaismas papildināšanas apstrāde var ievērojami palielināt gurķu un tomātu stādu biomasu, un stādu svaigais un sausais svars palielinās, palielinoties zaļās gaismas papildināšanas gaismas intensitātei, savukārt tomātu stādu biezais stumbrs un spēcīgais dīgstu indekss seko zaļās gaismas papildināšanas gaismai. Stipruma palielināšanās palielinās. LED sarkanās un zilās gaismas kombinācija var palielināt stumbra biezumu, lapu laukumu, visa auga sauso svaru, sakņu un dzinumu attiecību un spēcīgu baklažānu dīgstu indeksu. Salīdzinot ar balto gaismu, LED sarkanā gaisma var palielināt kāpostu stādu biomasu un veicināt kāpostu stādu pagarināšanos un lapu paplašināšanos. LED zilā gaisma veicina biezu augšanu, sausnas uzkrāšanos un spēcīgu stādu indeksu, kā arī padara kāpostu stādus pundurīgus. Iepriekš minētie rezultāti liecina, ka ar gaismas regulēšanas tehnoloģiju audzētu dārzeņu stādu priekšrocības ir ļoti acīmredzamas.

LED papildgaismas ietekme uz augļu un dārzeņu uzturvērtību

Augļos un dārzeņos esošās olbaltumvielas, cukurs, organiskās skābes un vitamīni ir uzturvielas, kas ir labvēlīgas cilvēku veselībai. Gaismas kvalitāte var ietekmēt VC saturu augos, regulējot VC sintēzes un sadalīšanās enzīmu aktivitāti, un tā var regulēt olbaltumvielu metabolismu un ogļhidrātu uzkrāšanos dārzkopības augos. Sarkanā gaisma veicina ogļhidrātu uzkrāšanos, zilās gaismas apstrāde ir labvēlīga olbaltumvielu veidošanai, savukārt sarkanās un zilās gaismas kombinācija var ievērojami uzlabot augu uzturvērtību salīdzinājumā ar monohromatisko gaismu.

Sarkanas vai zilas LED gaismas pievienošana var samazināt nitrātu saturu salātos, zilas vai zaļas LED gaismas pievienošana var veicināt šķīstošā cukura uzkrāšanos salātos, un infrasarkanās LED gaismas pievienošana veicina VC uzkrāšanos salātos. Rezultāti parādīja, ka zilās gaismas piedeva var uzlabot tomātu VC saturu un šķīstošo olbaltumvielu saturu; sarkanās gaismas un sarkanās zilās gaismas kombinācija var veicināt tomātu augļu cukura un skābju saturu, un visaugstākā cukura un skābju attiecība bija sarkanās un zilās kombinētās gaismas kombinācijā; sarkanās un zilās kombinētās gaismas pievienošana var uzlabot gurķu augļu VC saturu.

Fenoli, flavonoīdi, antocianīni un citas vielas augļos un dārzeņos ne tikai būtiski ietekmē augļu un dārzeņu krāsu, garšu un vērtību, bet tiem piemīt arī dabiska antioksidanta aktivitāte, un tie var efektīvi kavēt vai izvadīt brīvos radikāļus cilvēka organismā.

Izmantojot LED zilo gaismu kā papildinošu gaismu, var ievērojami palielināt baklažānu mizas antocianīnu saturu par 73,6%, savukārt, izmantojot LED sarkano gaismu un sarkanās un zilās gaismas kombināciju, var palielināt flavonoīdu un kopējo fenolu saturu. Zilā gaisma var veicināt likopēna, flavonoīdu un antocianīnu uzkrāšanos tomātu augļos. Sarkanās un zilās gaismas kombinācija zināmā mērā veicina antocianīnu ražošanu, bet kavē flavonoīdu sintēzi. Salīdzinot ar baltās gaismas apstrādi, sarkanās gaismas apstrāde var ievērojami palielināt antocianīnu saturu salātu dzinumos, bet zilās gaismas apstrādei ir viszemākais antocianīnu saturs. Zaļo lapu, purpursarkano lapu un sarkano lapu salātu kopējais fenolu saturs bija augstāks baltās gaismas, sarkanās un zilās gaismas kombinētās gaismas un zilās gaismas apstrādes laikā, bet viszemākais tas bija sarkanās gaismas apstrādes laikā. LED ultravioletās gaismas vai oranžās gaismas papildināšana var palielināt fenolu savienojumu saturu salātu lapās, savukārt zaļās gaismas papildināšana var palielināt antocianīnu saturu. Tāpēc LED augšanas gaismas izmantošana ir efektīvs veids, kā regulēt augļu un dārzeņu uzturvērtību dārzkopības audzēšanā.

LED papildgaismas ietekme uz augu novecošanās aizkavēšanu

Hlorofila degradācija, straujš olbaltumvielu zudums un RNS hidrolīze augu novecošanās laikā galvenokārt izpaužas kā lapu novecošanās. Hloroplasti ir ļoti jutīgi pret ārējās gaismas vides izmaiņām, īpaši gaismas kvalitātes ietekmē. Sarkanā gaisma, zilā gaisma un sarkanzilās gaismas kombinācija veicina hloroplastu morfoģenēzi, zilā gaisma veicina cietes graudu uzkrāšanos hloroplastos, un sarkanā gaisma un tālā sarkanā gaisma negatīvi ietekmē hloroplastu attīstību. Zilās gaismas un sarkanās un zilās gaismas kombinācija var veicināt hlorofila sintēzi gurķu stādu lapās, un sarkanās un zilās gaismas kombinācija var arī aizkavēt lapu hlorofila satura samazināšanos vēlākā stadijā. Šis efekts ir izteiktāks, samazinoties sarkanās gaismas attiecībai un palielinoties zilās gaismas attiecībai. Gurķu stādu lapu hlorofila saturs LED sarkanās un zilās gaismas kombinētās apstrādes laikā bija ievērojami augstāks nekā dienasgaismas gaismas kontroles un monohromatiskas sarkanās un zilās gaismas apstrādes laikā. LED zilā gaisma var ievērojami palielināt hlorofila a/b vērtību Wutacai un zaļo ķiploku stādos.

Novecošanās laikā mainās citokinīni (CTK), auksīns (IAA), abscisīnskābes saturs (ABA) un dažādas izmaiņas enzīmu aktivitātē. Augu hormonu saturu viegli ietekmē gaismas vide. Dažādām gaismas īpašībām ir atšķirīga regulējoša ietekme uz augu hormoniem, un gaismas signāla pārraides ceļa sākotnējos posmos ir iesaistīti citokinīni.

CTK veicina lapu šūnu paplašināšanos, uzlabo lapu fotosintēzi, vienlaikus kavējot ribonukleāzes, dezoksiribonukleāzes un proteāzes aktivitāti, un aizkavē nukleīnskābju, olbaltumvielu un hlorofila noārdīšanos, tāpēc tas var ievērojami aizkavēt lapu novecošanos. Pastāv mijiedarbība starp gaismu un CTK mediētu attīstības regulāciju, un gaisma var stimulēt endogēno citokinīnu līmeņa paaugstināšanos. Kad augu audi atrodas novecošanās stāvoklī, to endogēno citokinīnu saturs samazinās.

IAA galvenokārt koncentrējas spēcīgi augošās daļās, un novecojošos audos vai orgānos tā saturs ir ļoti mazs. Violeta gaisma var palielināt indoletiķskābes oksidāzes aktivitāti, un zems IAA līmenis var kavēt augu pagarināšanos un augšanu.

ABA galvenokārt veidojas novecojošos lapu audos, nobriedušos augļos, sēklās, stublājos, saknēs un citās daļās. Gurķu un kāpostu ABA saturs sarkanās un zilās gaismas kombinācijā ir zemāks nekā baltās un zilās gaismas kombinācijā.

Peroksidāze (POD), superoksīda dismutāze (SOD), askorbātperoksidāze (APX) un katalāze (CAT) ir svarīgāki un ar gaismu saistīti augu aizsargenzīmi. Ja augi noveco, šo enzīmu aktivitāte strauji samazinās.

Dažādām gaismas īpašībām ir būtiska ietekme uz augu antioksidantu enzīmu aktivitāti. Pēc 9 dienu ilgas sarkanās gaismas apstrādes rapša stādu APX aktivitāte ievērojami palielinājās, bet POD aktivitāte samazinājās. Tomātu POD aktivitāte pēc 15 dienu ilgas sarkanās un zilās gaismas apstrādes bija augstāka nekā baltajai gaismai, attiecīgi par 20,9% un 11,7%. Pēc 20 dienu ilgas zaļās gaismas apstrādes tomātu POD aktivitāte bija viszemākā, tikai 55,4% no baltās gaismas. 4 stundu ilga zilās gaismas papildināšana var ievērojami palielināt šķīstošo olbaltumvielu saturu, POD, SOD, APX un CAT enzīmu aktivitāti gurķu lapās stādu stadijā. Turklāt SOD un APX aktivitāte pakāpeniski samazinās, pagarinoties apgaismojumam. SOD un APX aktivitāte zilās un sarkanās gaismas ietekmē samazinās lēni, bet vienmēr ir augstāka nekā baltajā gaismā. Sarkanās gaismas apstarošana ievērojami samazināja tomātu lapu peroksidāzes un IAA peroksidāzes aktivitāti un baklažānu lapu IAA peroksidāzes aktivitāti, bet izraisīja baklažānu lapu peroksidāzes aktivitātes ievērojamu palielināšanos. Tādēļ saprātīgas LED papildu apgaismojuma stratēģijas ieviešana var efektīvi aizkavēt dārzkopības kultūru novecošanos un uzlabot ražu un kvalitāti.

LED gaismas formulas uzbūve un pielietojums

Augu augšanu un attīstību būtiski ietekmē gaismas kvalitāte un tās dažādās sastāva attiecības. Gaismas formula galvenokārt ietver vairākus elementus, piemēram, gaismas kvalitātes attiecību, gaismas intensitāti un gaismas laiku. Tā kā dažādiem augiem ir atšķirīgas gaismas prasības un dažādas augšanas un attīstības stadijas, kultivētajām kultūrām ir nepieciešama vislabākā gaismas kvalitātes, gaismas intensitātes un gaismas papildināšanas laika kombinācija.

 ◆Gaismas spektra attiecība

Salīdzinot ar balto gaismu un vienu sarkanu un zilu gaismu, LED sarkanās un zilās gaismas kombinācijai ir visaptverošas priekšrocības gurķu un kāpostu stādu augšanā un attīstībā.

Kad sarkanās un zilās gaismas attiecība ir 8:2, ievērojami palielinās auga stumbra biezums, auga augstums, auga sausnas svars, svaigsvars, spēcīgs stādu indekss utt., un tas ir arī labvēlīgi hloroplastu matricas un bazālo lamelu veidošanai un asimilācijas jautājumu iznākumam.

Sarkanās, zaļās un zilās kvalitātes krāsu kombinācijas izmantošana sarkano pupiņu asnu audzēšanā ir labvēlīga to sausnas uzkrāšanai, un zaļā gaisma var veicināt sarkano pupiņu asnu sausnas uzkrāšanos. Augšana ir visizteiktākā, ja sarkanās, zaļās un zilās gaismas attiecība ir 6:2:1. Sarkanās pupiņu asnu stādu dārzeņu hipokotila pagarināšanās efekts bija vislabākais, ja sarkanās un zilās gaismas attiecība bija 8:1, un sarkanās pupiņu asnu hipokotila pagarināšanās bija acīmredzami kavēta, ja sarkanās un zilās gaismas attiecība bija 6:3, bet šķīstošo olbaltumvielu saturs bija visaugstākais.

Kad lufas stādiem sarkanās un zilās gaismas attiecība ir 8:1, lufas stādu spēcīgā dīgšanas indekss un šķīstošā cukura saturs ir visaugstākais. Izmantojot gaismas kvalitāti ar sarkanās un zilās gaismas attiecību 6:3, lufas stādu hlorofila a saturs, hlorofila a/b attiecība un šķīstošā proteīna saturs bija visaugstākais.

Izmantojot sarkanās un zilās gaismas attiecību 3:1 selerijām, var efektīvi veicināt selerijas auga augstuma, kātiņa garuma, lapu skaita, sausnas kvalitātes, VC satura, šķīstošo olbaltumvielu satura un šķīstošo cukuru satura palielināšanos. Tomātu audzēšanā, palielinot LED zilās gaismas īpatsvaru, tiek veicināta likopēna, brīvo aminoskābju un flavonoīdu veidošanās, un, palielinot sarkanās gaismas īpatsvaru, tiek veicināta titrējamo skābju veidošanās. Kad gaisma ar sarkanās un zilās gaismas attiecību pret salātu lapām ir 8:1, tas veicina karotinoīdu uzkrāšanos un efektīvi samazina nitrātu saturu un palielina VC saturu.

 ◆Gaismas intensitāte

Augi, kas aug vājā apgaismojumā, ir jutīgāki pret fotoinhibīciju nekā spēcīgā apgaismojumā. Tomātu stādu neto fotosintēzes ātrums palielinās, palielinoties gaismas intensitātei [50, 150, 200, 300, 450, 550 μmol/(m²·s)], uzrādot tendenci vispirms palielināties un pēc tam samazināties, un pie 300 μmol/(m²·s) sasniedzot maksimumu. Salātu auga augstums, lapu laukums, ūdens saturs un VC saturs ievērojami palielinājās, ja gaismas intensitāte bija 150 μmol/(m²·s). Ja gaismas intensitāte bija 200 μmol/(m²·s), ievērojami palielinājās svaigsvars, kopējaisvars un brīvo aminoskābju saturs, bet, ja gaismas intensitāte bija 300 μmol/(m²·s), samazinājās salātu lapu laukums, ūdens saturs, hlorofils a, hlorofils a+b un karotinoīdi. Salīdzinot ar tumsu, palielinoties LED augšanas gaismas intensitātei [3, 9, 15 μmol/(m²·s)], melno pupiņu asnu hlorofila a, hlorofila b un hlorofila a+b saturs ievērojami palielinājās. VC saturs ir visaugstākais – 3 μmol/(m²·s), un šķīstošo olbaltumvielu, šķīstošo cukuru un saharozes saturs ir visaugstākais – 9 μmol/(m²·s). Tādos pašos temperatūras apstākļos, palielinoties gaismas intensitātei [(2~2,5)lx×103 lx, (4~4,5)lx×103 lx, (6~6,5)lx×103 lx], papriku stādu dīgšanas laiks saīsinājās, palielinājās šķīstošo cukuru saturs, bet pakāpeniski samazinājās hlorofila a un karotinoīdu saturs.

 ◆Gaismas laiks

Pareizi pagarinot gaismas laiku, var zināmā mērā mazināt nepietiekamas gaismas intensitātes izraisīto zemā apgaismojuma stresu, palīdzēt dārzkopības kultūru fotosintēzes produktu uzkrāšanā un panākt ražas palielināšanas un kvalitātes uzlabošanas efektu. Dīgstu VC saturs pakāpeniski pieauga, pagarinot gaismas laiku (0, 4, 8, 12, 16, 20 h/dienā), savukārt brīvo aminoskābju saturs, SOD un CAT aktivitātes samazinājās. Pagarinot gaismas laiku (12, 15, 18 h), Ķīnas kāpostu stādu svaigmasa ievērojami palielinājās. VC saturs Ķīnas kāpostu lapās un kātos bija visaugstākais attiecīgi pēc 15 un 12 h. Ķīnas kāpostu lapu šķīstošo olbaltumvielu saturs pakāpeniski samazinājās, bet kātos bija visaugstākais pēc 15 h. Ķīnas kāpostu lapu šķīstošo cukuru saturs pakāpeniski palielinājās, savukārt kātos bija visaugstākais pēc 12 h. Kad sarkanās un zilās gaismas attiecība ir 1:2, salīdzinot ar 12 stundu gaismas laiku, 20 stundu gaismas apstrāde samazina kopējo fenolu un flavonoīdu relatīvo saturu zaļajos lapu salātos, bet, kad sarkanās un zilās gaismas attiecība ir 2:1, 20 stundu gaismas apstrāde ievērojami palielināja kopējo fenolu un flavonoīdu relatīvo saturu zaļajos lapu salātos.

No iepriekš minētā var redzēt, ka dažādām gaismas formulām ir atšķirīga ietekme uz dažādu kultūraugu veidu fotosintēzi, fotomorfoģenēzi un oglekļa un slāpekļa metabolismu. Lai iegūtu labāko gaismas formulu, gaismas avota konfigurāciju un intelektuālu kontroles stratēģiju formulēšanu, ir nepieciešamas augu sugas kā sākumpunkts, un jāveic atbilstošas ​​korekcijas atbilstoši dārzkopības kultūru izejvielu vajadzībām, ražošanas mērķiem, ražošanas faktoriem utt., lai sasniegtu mērķi – intelektuālu gaismas vides kontroli un augstas kvalitātes un augstražīgu dārzkopības kultūru audzēšanu enerģiju taupošos apstākļos.

Esošās problēmas un perspektīvas

LED audzēšanas lampu būtiska priekšrocība ir tā, ka tās var veikt inteliģentas kombinācijas pielāgojumus atbilstoši dažādu augu fotosintēzes īpašību, morfoloģijas, kvalitātes un ražas pieprasījuma spektram. Dažādiem kultūraugu veidiem un viena un tā paša kultūrauga dažādiem augšanas periodiem ir atšķirīgas prasības attiecībā uz gaismas kvalitāti, gaismas intensitāti un fotoperiodu. Tas prasa turpmāku gaismas formulu pētījumu attīstību un uzlabošanu, lai izveidotu milzīgu gaismas formulu datubāzi. Apvienojumā ar profesionālo lampu izpēti un attīstību var panākt LED papildu apgaismojuma maksimālo vērtību lauksaimniecības lietojumos, lai labāk taupītu enerģiju, uzlabotu ražošanas efektivitāti un sniegtu ekonomisko labumu. LED audzēšanas lampu izmantošana dārzkopībā ir uzrādījusi spēcīgu vitalitāti, taču LED apgaismojuma iekārtu vai ierīču cena ir salīdzinoši augsta, un vienreizējie ieguldījumi ir lieli. Dažādu kultūraugu papildu apgaismojuma prasības dažādos vides apstākļos nav skaidras, papildu gaismas spektrs, nepamatoti pārmērīga augšanas gaismas intensitāte un laiks neizbēgami radīs dažādas problēmas audzēšanas apgaismojuma pielietošanā nozarē.

Tomēr, attīstoties un uzlabojoties tehnoloģijām, kā arī samazinoties LED audzēšanas lampu ražošanas izmaksām, LED papildapgaismojums tiks plašāk izmantots dārzkopībā. Vienlaikus LED papildapgaismojuma tehnoloģiju sistēmas attīstība un progress, kā arī jaunu enerģijas veidu kombinācija ļaus strauji attīstīt lauksaimniecības iekārtas, ģimenes lauksaimniecību, pilsētu lauksaimniecību un kosmosa lauksaimniecību, lai apmierinātu cilvēku pieprasījumu pēc dārzkopības kultūrām īpašā vidē.