ავტორი: Yamin Li და Houcheng Liu და სხვები, მებაღეობის კოლეჯიდან, სამხრეთ ჩინეთის სოფლის მეურნეობის უნივერსიტეტიდან

სტატიის წყარო: სათბურის მებაღეობა

მებაღეობის ობიექტების ტიპები ძირითადად მოიცავს პლასტმასის სათბურებს, მზის სათბურებს, მრავალსაფეხურიან სათბურებს და მცენარეთა ქარხნებს.იმის გამო, რომ დაწესებულებების შენობები გარკვეულწილად ბლოკავს ბუნებრივი სინათლის წყაროებს, არ არის საკმარისი შიდა განათება, რაც თავის მხრივ ამცირებს მოსავლის მოსავლიანობას და ხარისხს.აქედან გამომდინარე, დამატებითი განათება შეუცვლელ როლს ასრულებს დაწესებულების მაღალხარისხიან და მაღალმოსავლიან კულტურებში, მაგრამ ასევე გახდა ძირითადი ფაქტორი ობიექტში ენერგიის მოხმარებისა და საოპერაციო ხარჯების გაზრდისას.

დიდი ხნის განმავლობაში, ხელოვნური სინათლის წყაროები, რომლებიც გამოიყენება მებაღეობის სფეროში, ძირითადად მოიცავს მაღალი წნევის ნატრიუმის ნათურას, ფლუორესცენტურ ნათურას, ლითონის ჰალოგენის ნათურას, ინკანდესენტურ ნათურას და ა.შ.ახალი თაობის განათების დიოდის (LED) შემუშავება შესაძლებელს ხდის დაბალი ენერგიის ხელოვნური სინათლის წყაროს გამოყენებას დაწესებულებების მებაღეობის სფეროში.LED-ს აქვს მაღალი ფოტოელექტრული კონვერტაციის ეფექტურობის, DC სიმძლავრის, მცირე მოცულობის, ხანგრძლივი სიცოცხლის, დაბალი ენერგიის მოხმარების, ფიქსირებული ტალღის სიგრძის, დაბალი თერმული გამოსხივების და გარემოს დაცვის უპირატესობები.მაღალწნევიანი ნატრიუმის ნათურებთან და ფლუორესცენტურ ნათურებთან შედარებით, რომლებიც ამჟამად გამოიყენება, LED-ს შეუძლია არა მხოლოდ შეცვალოს სინათლის რაოდენობა და ხარისხი (სხვადასხვა ზოლის შუქის პროპორცია) მცენარის ზრდის მოთხოვნილებების შესაბამისად და შეუძლია მცენარეების დასხივება ახლო მანძილზე. მის ცივ შუქზე, ამგვარად, შეიძლება გაუმჯობესდეს კულტივირების ფენების რაოდენობა და სივრცის გამოყენების მაჩვენებელი და განხორციელდეს ენერგიის დაზოგვის, გარემოს დაცვისა და სივრცის ეფექტური გამოყენების ფუნქციები, რომლებიც არ შეიძლება შეიცვალოს ტრადიციული სინათლის წყაროთ.

ამ უპირატესობებიდან გამომდინარე, LED წარმატებით იქნა გამოყენებული ობიექტების მებაღეობის განათებაში, კონტროლირებადი გარემოს საბაზისო კვლევაში, მცენარეთა ქსოვილის კულტურაში, მცენარეთა ქარხნის ნერგებში და კოსმოსურ ეკოსისტემაში.ბოლო წლებში LED ზრდის განათების შესრულება უმჯობესდება, ფასი იკლებს და ეტაპობრივად ვითარდება ყველა სახის პროდუქტი სპეციფიკური ტალღის სიგრძით, ამიტომ მისი გამოყენება სოფლის მეურნეობის და ბიოლოგიის სფეროში უფრო ფართო გახდება.

ეს სტატია აჯამებს LED-ის კვლევის სტატუსს მებაღეობის დაწესებულებებში, ფოკუსირებულია LED დამატებითი განათების გამოყენებაზე სინათლის ბიოლოგიის საძირკველში, LED ზრდის განათება მცენარეთა სინათლის ფორმირებაზე, კვების ხარისხზე და დაბერების შეფერხების ეფექტზე, მშენებლობასა და გამოყენებაზე. სინათლის ფორმულის, და ანალიზები და პერსპექტივები მიმდინარე პრობლემები და პერსპექტივები LED დამატებითი სინათლის ტექნოლოგია.

LED დამატებითი განათების ეფექტი მებაღეობის კულტურების ზრდაზე

სინათლის მარეგულირებელი ეფექტი მცენარის ზრდასა და განვითარებაზე მოიცავს თესლის გაღივებას, ღეროს გახანგრძლივებას, ფოთლებისა და ფესვების განვითარებას, ფოტოტროპიზმს, ქლოროფილის სინთეზს და დაშლას და ყვავილის ინდუქციას.განათების გარემოს ელემენტები დაწესებულებაში მოიცავს სინათლის ინტენსივობას, სინათლის ციკლს და სპექტრულ განაწილებას.ელემენტების რეგულირება შესაძლებელია ხელოვნური სინათლის დანამატით ამინდის პირობების შეზღუდვის გარეშე.

დღეისათვის მცენარეებში არსებობს სულ მცირე სამი ტიპის ფოტორეცეპტორები: ფიტოქრომი (წითელ შუქს შთანთქავს და შორს წითელ შუქს), კრიპტოქრომი (აბსორბირებს ლურჯ შუქს და ულტრაიისფერ შუქს) და UV-A და UV-B.კონკრეტული ტალღის სიგრძის სინათლის წყაროს გამოყენებამ ნათესების დასხივება შეიძლება გააუმჯობესოს მცენარეების ფოტოსინთეზური ეფექტურობა, დააჩქაროს სინათლის მორფოგენეზი და ხელი შეუწყოს მცენარეების ზრდას და განვითარებას.წითელი ნარინჯისფერი შუქი (610 ~ 720 ნმ) და ლურჯი იისფერი შუქი (400 ~ 510 ნმ) გამოიყენებოდა მცენარეთა ფოტოსინთეზში.LED ტექნოლოგიის გამოყენებით, მონოქრომატული სინათლე (როგორიცაა წითელი შუქი 660 ნმ პიკით, ლურჯი შუქი 450 ნმ პიკით და ა.შ.) შეიძლება გამოსხივდეს ქლოროფილის უძლიერესი შთანთქმის ზოლის შესაბამისად, ხოლო სპექტრული დომენის სიგანე მხოლოდ ± 20 ნმ.

ამჟამად ითვლება, რომ წითელ-ნარინჯისფერი შუქი მნიშვნელოვნად დააჩქარებს მცენარეების განვითარებას, ხელს შეუწყობს მშრალი ნივთიერების დაგროვებას, ბოლქვების, ტუბერების, ფოთლის ბოლქვების და მცენარეთა სხვა ორგანოების წარმოქმნას, გამოიწვევს მცენარეების ადრე აყვავებას და ნაყოფს და თამაშს. წამყვანი როლი მცენარის ფერის გაძლიერებაში;ცისფერ და იისფერ შუქს შეუძლია აკონტროლოს მცენარის ფოთლების ფოტოტროპიზმი, ხელი შეუწყოს კუჭის გახსნას და ქლოროპლასტის მოძრაობას, აფერხებს ღეროს გახანგრძლივებას, ხელს უშლის მცენარის გახანგრძლივებას, შეანელებს მცენარის ყვავილობას და ხელს უწყობს მცენარეული ორგანოების ზრდას;წითელი და ლურჯი LED-ების კომბინაციას შეუძლია კომპენსირება მოახდინოს ორივეს ერთი ფერის არასაკმარისი შუქისთვის და შექმნას სპექტრული შთანთქმის პიკი, რომელიც ძირითადად შეესაბამება მოსავლის ფოტოსინთეზს და მორფოლოგიას.სინათლის ენერგიის გამოყენების კოეფიციენტმა შეიძლება მიაღწიოს 80%-დან 90%-მდე და ენერგიის დაზოგვის ეფექტი მნიშვნელოვანია.

მებაღეობის დაწესებულებებში LED დამატებითი განათებით აღჭურვილმა შეიძლება მიაღწიოს წარმოების ძალიან მნიშვნელოვან ზრდას.კვლევებმა აჩვენა, რომ ხილის რაოდენობა, მთლიანი გამომუშავება და თითოეული ჩერი პომიდვრის წონა 300 μmol/(m²·s) LED ზოლების და LED მილების დამატებითი შუქის ქვეშ 12 საათის განმავლობაში (8:00-20:00) მნიშვნელოვნად არის. გაიზარდა.LED ზოლის დამატებითი განათება გაიზარდა 42.67%, 66.89% და 16.97% შესაბამისად, ხოლო LED მილის დამატებითი განათება გაიზარდა 48.91%, 94.86% და 30.86% შესაბამისად.LED ზრდის განათების დანამატის LED განათება ზრდის მთელი პერიოდის განმავლობაში [წითელი და ლურჯი შუქის თანაფარდობა არის 3:2, ხოლო სინათლის ინტენსივობა არის 300 μmol/(m²·s)] შეუძლია მნიშვნელოვნად გაზარდოს ერთი ხილის ხარისხი და მოსავლიანობა. ჩიეჰვას და ბადრიჯნის ერთეულ ფართობზე.ჩიკუკუანი გაიზარდა 5.3%-ით და 15.6%-ით, ბადრიჯანი კი 7.6%-ით და 7.8%-ით.LED განათების ხარისხისა და მისი ინტენსივობისა და ზრდის მთელი პერიოდის ხანგრძლივობის წყალობით, მცენარის ზრდის ციკლი შეიძლება შემცირდეს, გაუმჯობესდეს სასოფლო-სამეურნეო პროდუქტების კომერციული მოსავლიანობა, კვების ხარისხი და მორფოლოგიური ღირებულება, და მაღალი ეფექტურობა, ენერგიის დაზოგვა და შეიძლება განხორციელდეს დაწესებულებაში მებაღეობის კულტურების ინტელექტუალური წარმოება.

LED დანამატის განათების გამოყენება ბოსტნეულის ნერგების გაშენებაში

მცენარის მორფოლოგიისა და ზრდისა და განვითარების რეგულირება LED სინათლის წყაროს საშუალებით მნიშვნელოვანი ტექნოლოგიაა სათბურის კულტივირების სფეროში.უმაღლეს მცენარეებს შეუძლიათ იგრძნონ და მიიღონ სინათლის სიგნალები ფოტორეცეპტორული სისტემების მეშვეობით, როგორიცაა ფიტოქრომი, კრიპტოქრომი და ფოტორეცეპტორი, და ატარებენ მორფოლოგიურ ცვლილებებს უჯრედშიდა მესინჯერების მეშვეობით მცენარეთა ქსოვილებისა და ორგანოების რეგულირებისთვის.ფოტომორფოგენეზი ნიშნავს, რომ მცენარეები ეყრდნობიან შუქს უჯრედების დიფერენციაციის, სტრუქტურული და ფუნქციური ცვლილებების, აგრეთვე ქსოვილებისა და ორგანოების ფორმირების გასაკონტროლებლად, ზოგიერთი თესლის აღმოცენებაზე ზემოქმედების ჩათვლით, აპიკალური დომინირების ხელშეწყობა, გვერდითი კვირტების ზრდის დათრგუნვა, ღეროების გახანგრძლივება. და ტროპიზმი.

ბოსტნეულის ნერგების მოშენება დაწესებულების სოფლის მეურნეობის მნიშვნელოვანი ნაწილია.უწყვეტი წვიმიანი ამინდი დაწესებულებაში არასაკმარის განათებას გამოიწვევს და ნერგები მიდრეკილია გახანგრძლივებისკენ, რაც გავლენას მოახდენს ბოსტნეულის ზრდაზე, ყვავილის კვირტების დიფერენციაციაზე და ნაყოფის განვითარებაზე და საბოლოოდ იმოქმედებს მათ მოსავლიანობასა და ხარისხზე.წარმოებაში მცენარეთა ზრდის ზოგიერთი რეგულატორი, როგორიცაა გიბერელინი, აუქსინი, პაკლობუტრაზოლი და ქლორმეკვატი, გამოიყენება ნერგების ზრდის დასარეგულირებლად.თუმცა, მცენარის ზრდის რეგულატორების არაგონივრულმა გამოყენებამ შეიძლება ადვილად დააბინძუროს ბოსტნეულისა და ობიექტების გარემო, ადამიანის ჯანმრთელობა არასახარბიელოა.

LED დამატებით განათებას აქვს დამატებითი განათების მრავალი უნიკალური უპირატესობა, და ეს არის შესაძლებელი გზა გამოიყენოს LED დამატებითი განათება ნერგების გასაზრდელად.LED დანამატის ნათურაში [25±5 μmol/(m²·s)] ექსპერიმენტში, რომელიც ჩატარდა დაბალი განათების პირობებში [0~35 μmol/(m²·s)], აღმოჩნდა, რომ მწვანე შუქი ხელს უწყობს გახანგრძლივებას და ზრდას. კიტრის ნერგები.წითელი და ლურჯი შუქი აფერხებს ნერგების ზრდას.ბუნებრივ სუსტ განათებასთან შედარებით, წითელი და ლურჯი შუქით დამატებული ნერგების ძლიერი ინდექსი გაიზარდა შესაბამისად 151.26%-ით და 237.98%-ით.მონოქრომატულ სინათლის ხარისხთან შედარებით, ძლიერი ნერგების ინდექსი, რომელიც შეიცავს წითელ და ლურჯ კომპონენტებს ნაერთი სინათლის დანამატის სინათლის დამუშავებისას გაიზარდა 304,46%-ით.

კიტრის ნერგებზე წითელი შუქის დამატებამ შეიძლება გაზარდოს ნამდვილი ფოთლების რაოდენობა, ფოთლის ფართობი, მცენარის სიმაღლე, ღეროს დიამეტრი, მშრალი და სუფთა ხარისხი, ნერგების ძლიერი ინდექსი, ფესვების სიცოცხლისუნარიანობა, SOD აქტივობა და ხსნადი ცილის შემცველობა კიტრის ნერგებში.UV-B-ს დამატებამ შეიძლება გაზარდოს ქლოროფილის a, ქლოროფილის b და კაროტინოიდების შემცველობა კიტრის ნერგების ფოთლებში.ბუნებრივ შუქთან შედარებით, წითელი და ლურჯი LED შუქის დამატებამ შეიძლება მნიშვნელოვნად გაზარდოს ფოთლის ფართობი, მშრალი ნივთიერების ხარისხი და პომიდვრის ნერგების ძლიერი ნერგების ინდექსი.LED წითელი და მწვანე შუქის დამატება მნიშვნელოვნად ზრდის პომიდვრის ნერგების სიმაღლეს და ღეროს სისქეს.LED მწვანე შუქის დანამატის განათების მკურნალობამ შეიძლება მნიშვნელოვნად გაზარდოს კიტრისა და პომიდვრის ნერგების ბიომასა, ხოლო ნერგების ახალი და მშრალი წონა იზრდება მწვანე სინათლის დანამატის სინათლის ინტენსივობის მატებასთან ერთად, ხოლო პომიდვრის სქელი ღერო და ძლიერი ნერგების ინდექსი. ნერგები ყველა მიჰყვება მწვანე შუქის დანამატის შუქს.სიძლიერის მატება იზრდება.LED წითელი და ლურჯი შუქის კომბინაციამ შეიძლება გაზარდოს ღეროს სისქე, ფოთლის ფართობი, მთლიანი მცენარის მშრალი წონა, ფესვებისა და ყლორტების თანაფარდობა და ბადრიჯნის ძლიერი ნერგების ინდექსი.თეთრ განათებასთან შედარებით, LED წითელ შუქს შეუძლია გაზარდოს კომბოსტოს ნერგების ბიომასა და ხელი შეუწყოს კომბოსტოს ნერგების დრეკად ზრდას და ფოთლების გაფართოებას.LED ლურჯი შუქი ხელს უწყობს კომბოსტოს ნერგების სქელ ზრდას, მშრალი ნივთიერების დაგროვებას და ნერგების ძლიერ ინდექსს და კომბოსტოს ნერგებს ჯუჯას ხდის.ზემოაღნიშნული შედეგები აჩვენებს, რომ სინათლის რეგულირების ტექნოლოგიით გაშენებული ბოსტნეულის ნერგების უპირატესობა აშკარაა.

LED დამატებითი განათების ეფექტი ხილისა და ბოსტნეულის კვების ხარისხზე

ხილსა და ბოსტნეულში შემავალი ცილა, შაქარი, ორგანული მჟავა და ვიტამინი არის საკვები ნივთიერებები, რომლებიც სასარგებლოა ადამიანის ჯანმრთელობისთვის.სინათლის ხარისხს შეუძლია გავლენა მოახდინოს მცენარეებში VC შემცველობაზე VC სინთეზის აქტივობის და დაშლის ფერმენტის რეგულირებით, ასევე შეუძლია დაარეგულიროს ცილების მეტაბოლიზმი და ნახშირწყლების დაგროვება მებაღეობის მცენარეებში.წითელი შუქი ხელს უწყობს ნახშირწყლების დაგროვებას, ლურჯი შუქით მკურნალობა სასარგებლოა ცილების ფორმირებისთვის, ხოლო წითელი და ლურჯი შუქის კომბინაციამ შეიძლება გააუმჯობესოს მცენარეების კვების ხარისხი მნიშვნელოვნად უფრო მაღალი, ვიდრე მონოქრომატული სინათლის.

წითელი ან ლურჯი LED განათების დამატებამ შეიძლება შეამციროს ნიტრატების შემცველობა სალათში, ლურჯი ან მწვანე LED შუქის დამატებამ შეიძლება ხელი შეუწყოს სალათში ხსნადი შაქრის დაგროვებას, ხოლო ინფრაწითელი LED განათების დამატება ხელს უწყობს სალათში VC-ის დაგროვებას.შედეგებმა აჩვენა, რომ ლურჯი სინათლის დანამატს შეუძლია გააუმჯობესოს პომიდვრის VC შემცველობა და ხსნადი ცილის შემცველობა;წითელი შუქი და წითელი ლურჯი კომბინირებული შუქი ხელს უწყობს პომიდვრის ნაყოფში შაქრისა და მჟავას შემცველობას, ხოლო შაქრისა და მჟავას თანაფარდობა ყველაზე მაღალი იყო წითელი ლურჯი კომბინირებული სინათლის ქვეშ;წითელი ლურჯი კომბინირებული შუქი შეიძლება გააუმჯობესოს კიტრის ნაყოფის VC შემცველობა.

ხილსა და ბოსტნეულში შემავალ ფენოლებს, ფლავონოიდებს, ანთოციანინებს და სხვა ნივთიერებებს არა მხოლოდ მნიშვნელოვანი გავლენა აქვთ ხილისა და ბოსტნეულის ფერზე, გემოსა და სასაქონლო ღირებულებაზე, არამედ აქვთ ბუნებრივი ანტიოქსიდანტური მოქმედება და შეუძლიათ ეფექტურად დათრგუნონ ან ამოიღონ თავისუფალი რადიკალები ადამიანის ორგანიზმში.

LED ლურჯი შუქის გამოყენებამ შეიძლება მნიშვნელოვნად გაზარდოს ბადრიჯნის კანში ანთოციანინის შემცველობა 73,6%-ით, ხოლო LED წითელი შუქის და წითელი და ლურჯი შუქის კომბინაციამ შეიძლება გაზარდოს ფლავონოიდების და მთლიანი ფენოლების შემცველობა.ცისფერი შუქი ხელს უწყობს ლიკოპენის, ფლავონოიდების და ანთოციანინების დაგროვებას პომიდვრის ნაყოფში.წითელი და ლურჯი შუქის კომბინაცია გარკვეულწილად ხელს უწყობს ანთოციანინების გამომუშავებას, მაგრამ აფერხებს ფლავონოიდების სინთეზს.თეთრი შუქით მკურნალობასთან შედარებით, წითელი შუქით მკურნალობამ შეიძლება მნიშვნელოვნად გაზარდოს ანთოციანინის შემცველობა სალათის ყლორტებში, მაგრამ ლურჯი შუქით მკურნალობას აქვს ანტოციანინის ყველაზე დაბალი შემცველობა.მწვანე ფოთლის, მეწამული ფოთლისა და წითელი ფოთლის სალათის მთლიანი ფენოლის შემცველობა უფრო მაღალი იყო თეთრი შუქის, წითელ-ლურჯი კომბინირებული სინათლისა და ლურჯი შუქის პირობებში, მაგრამ ეს იყო ყველაზე დაბალი წითელ შუქზე დამუშავების დროს.LED ულტრაიისფერი სინათლის ან ნარინჯისფერი შუქის დამატებამ შეიძლება გაზარდოს ფენოლური ნაერთების შემცველობა სალათის ფოთლებში, ხოლო მწვანე შუქის დამატებამ შეიძლება გაზარდოს ანთოციანინების შემცველობა.აქედან გამომდინარე, LED ზრდის სინათლის გამოყენება ეფექტური გზაა ხილისა და ბოსტნეულის კვების ხარისხის რეგულირებისთვის მებაღეობის დაწესებულებაში.

LED დამატებითი განათების ეფექტი მცენარეების დაბერების საწინააღმდეგოდ

ქლოროფილის დეგრადაცია, ცილების სწრაფი დაკარგვა და რნმ-ის ჰიდროლიზი მცენარის დაბერების დროს ძირითადად ვლინდება ფოთლების დაბერების სახით.ქლოროპლასტები ძალიან მგრძნობიარეა გარე სინათლის გარემოში ცვლილებების მიმართ, განსაკუთრებით სინათლის ხარისხით.წითელი შუქი, ლურჯი შუქი და წითელ-ლურჯი კომბინირებული შუქი ხელს უწყობს ქლოროპლასტების მორფოგენეზს, ლურჯი სინათლე ხელს უწყობს ქლოროპლასტებში სახამებლის მარცვლების დაგროვებას, ხოლო წითელი შუქი და შორს წითელი შუქი უარყოფითად მოქმედებს ქლოროპლასტების განვითარებაზე.ლურჯი სინათლისა და წითელი და ლურჯი შუქის კომბინაციამ შეიძლება ხელი შეუწყოს კიტრის ნერგების ფოთლებში ქლოროფილის სინთეზს, ხოლო წითელი და ლურჯი შუქის კომბინაციამ ასევე შეიძლება შეაფერხოს ფოთლის ქლოროფილის შემცველობის შესუსტება მოგვიანებით ეტაპზე.ეს ეფექტი უფრო აშკარაა წითელი სინათლის კოეფიციენტის შემცირებით და ლურჯი სინათლის თანაფარდობის გაზრდით.კიტრის ნერგების ფოთლებში ქლოროფილის შემცველობა LED წითელი და ლურჯი კომბინირებული შუქით დამუშავებისას მნიშვნელოვნად მაღალი იყო, ვიდრე ფლუორესცენტური შუქის კონტროლისა და მონოქრომატული წითელი და ლურჯი შუქის დამუშავების დროს.LED ლურჯ შუქს შეუძლია მნიშვნელოვნად გაზარდოს Wutacai და მწვანე ნივრის ნერგების ქლოროფილის a/b მნიშვნელობა.

დაბერების დროს ხდება ციტოკინინები (CTK), აუქსინი (IAA), აბსცინის მჟავას შემცველობის ცვლილებები (ABA) და ფერმენტის აქტივობის სხვადასხვა ცვლილება.მცენარეული ჰორმონების შემცველობაზე ადვილად მოქმედებს მსუბუქი გარემო.სინათლის სხვადასხვა თვისებებს აქვთ სხვადასხვა მარეგულირებელი ეფექტი მცენარეულ ჰორმონებზე და სინათლის სიგნალის გადაცემის გზის საწყისი საფეხურები მოიცავს ციტოკინინებს.

CTK ხელს უწყობს ფოთლის უჯრედების გაფართოებას, აძლიერებს ფოთლის ფოტოსინთეზს, აფერხებს რიბონუკლეაზას, დეზოქსირიბონუკლეაზას და პროტეაზას აქტივობას და ანელებს ნუკლეინის მჟავების, ცილების და ქლოროფილის დეგრადაციას, ასე რომ შეიძლება მნიშვნელოვნად შეაფერხოს ფოთლების დაბერება.არსებობს ურთიერთქმედება სინათლესა და CTK-ს შუამავლობით განვითარების რეგულაციას შორის და სინათლეს შეუძლია სტიმულირება მოახდინოს ენდოგენური ციტოკინინის დონის ზრდას.როდესაც მცენარეთა ქსოვილები დაბერების მდგომარეობაშია, მათი ენდოგენური ციტოკინინის შემცველობა მცირდება.

IAA ძირითადად კონცენტრირებულია ენერგიული ზრდის ნაწილებში და ძალიან მცირეა დაბერებულ ქსოვილებში ან ორგანოებში.იისფერ შუქს შეუძლია გაზარდოს ინდოლის ძმარმჟავას ოქსიდაზას აქტივობა, ხოლო IAA დაბალმა დონემ შეიძლება შეაფერხოს მცენარეების გახანგრძლივება და ზრდა.

ABA ძირითადად წარმოიქმნება დაბერებულ ფოთლოვან ქსოვილებში, მწიფე ნაყოფებში, თესლებში, ღეროებში, ფესვებსა და სხვა ნაწილებში.კიტრისა და კომბოსტოს ABA შემცველობა წითელი და ლურჯი შუქის კომბინაციით უფრო დაბალია, ვიდრე თეთრი სინათლისა და ლურჯი სინათლის შემცველობა.

პეროქსიდაზა (POD), სუპეროქსიდის დისმუტაზა (SOD), ასკორბატ პეროქსიდაზა (APX), კატალაზა (CAT) უფრო მნიშვნელოვანი და სინათლესთან დაკავშირებული დამცავი ფერმენტებია მცენარეებში.თუ მცენარეები დაბერდება, ამ ფერმენტების აქტივობა სწრაფად შემცირდება.

სინათლის სხვადასხვა თვისებები მნიშვნელოვან გავლენას ახდენს მცენარეთა ანტიოქსიდანტური ფერმენტების აქტივობაზე.წითელი შუქით დამუშავების 9 დღის შემდეგ, რაფის ნერგების APX აქტივობა მნიშვნელოვნად გაიზარდა და POD აქტივობა შემცირდა.პომიდვრის POD აქტივობა 15 დღის წითელ შუქზე და ცისფერ შუქზე უფრო მაღალი იყო, ვიდრე თეთრი სინათლის 20.9% და 11.7% შესაბამისად.მწვანე შუქით მკურნალობის 20 დღის შემდეგ, პომიდვრის POD აქტივობა იყო ყველაზე დაბალი, თეთრი სინათლის მხოლოდ 55.4%.4 სთ ლურჯი შუქის დამატებამ შეიძლება მნიშვნელოვნად გაზარდოს ხსნადი ცილების შემცველობა, POD, SOD, APX და CAT ფერმენტების აქტივობა კიტრის ფოთლებში ნერგების ეტაპზე.გარდა ამისა, SOD და APX-ის აქტივობა თანდათან მცირდება სინათლის გახანგრძლივებასთან ერთად.SOD-ისა და APX-ის აქტივობა ცისფერ და წითელ შუქზე ნელა მცირდება, მაგრამ ყოველთვის უფრო მაღალია ვიდრე თეთრი სინათლის აქტივობა.წითელი შუქის დასხივებამ მნიშვნელოვნად შეამცირა პომიდვრის ფოთლების პეროქსიდაზა და IAA პეროქსიდაზა და ბადრიჯნის ფოთლების IAA პეროქსიდაზა, მაგრამ გამოიწვია ბადრიჯნის ფოთლების პეროქსიდაზას აქტივობის მნიშვნელოვანი ზრდა.ამიტომ, გონივრული LED დამატებითი განათების სტრატეგიის მიღებამ შეიძლება ეფექტურად შეაფერხოს დაწესებულების მებაღეობის კულტურების დაბერება და გააუმჯობესოს მოსავლიანობა და ხარისხი.

LED განათების ფორმულის მშენებლობა და გამოყენება

მცენარეთა ზრდა-განვითარებაზე მნიშვნელოვნად მოქმედებს სინათლის ხარისხი და მისი განსხვავებული შემადგენლობის კოეფიციენტები.სინათლის ფორმულა ძირითადად მოიცავს რამდენიმე ელემენტს, როგორიცაა სინათლის ხარისხის თანაფარდობა, სინათლის ინტენსივობა და სინათლის დრო.ვინაიდან სხვადასხვა მცენარეს აქვს სინათლის მიმართ განსხვავებული მოთხოვნები და ზრდისა და განვითარების სხვადასხვა ეტაპები, კულტივირებული კულტურებისთვის საჭიროა განათების ხარისხის, სინათლის ინტენსივობის და სინათლის დანამატის დროის საუკეთესო კომბინაცია.

 ◆სინათლის სპექტრის თანაფარდობა

თეთრ შუქთან და ერთ წითელ და ლურჯ შუქთან შედარებით, LED წითელი და ლურჯი შუქის კომბინაციას აქვს ყოვლისმომცველი უპირატესობა კიტრისა და კომბოსტოს ნერგების ზრდა-განვითარებაში.

როდესაც წითელი და ლურჯი სინათლის თანაფარდობა არის 8:2, მცენარის ღეროს სისქე, მცენარის სიმაღლე, მცენარის მშრალი წონა, ახალი წონა, ძლიერი ნერგების ინდექსი და ა. ბაზალური ლამელა და ასიმილაციის გამომუშავება მნიშვნელოვანია.

წითელი, მწვანე და ლურჯი ხარისხის კომბინაციის გამოყენება წითელი ლობიოს ყლორტებისთვის სასარგებლოა მისი მშრალი ნივთიერების დაგროვებისთვის, ხოლო მწვანე შუქს შეუძლია ხელი შეუწყოს წითელი ლობიოს ყლორტების მშრალი ნივთიერების დაგროვებას.ზრდა ყველაზე აშკარაა, როდესაც წითელი, მწვანე და ლურჯი სინათლის თანაფარდობაა 6:2:1.წითელი ლობიოს ყლორტების ნერგის მცენარეული ჰიპოკოტილის დრეკადობის ეფექტი საუკეთესო იყო წითელი და ლურჯი სინათლის თანაფარდობით 8:1, ხოლო წითელი ლობიოს ყლორტების ჰიპოკოტილის დრეკადობა აშკარად დათრგუნული იყო წითელი და ლურჯი სინათლის თანაფარდობით 6:3, მაგრამ ხსნადი ცილა. შინაარსი ყველაზე მაღალი იყო.

როდესაც წითელი და ლურჯი სინათლის თანაფარდობა არის 8:1 ლუფის ნერგებისთვის, ჩითილების ძლიერი ინდექსი და ხსნადი შაქრის შემცველობა ლუფის ნერგებში ყველაზე მაღალია.სინათლის ხარისხის გამოყენებისას წითელი და ლურჯი სინათლის თანაფარდობით 6:3, ქლოროფილის a შემცველობა, ქლოროფილის a/b თანაფარდობა და ხსნადი ცილის შემცველობა ლუფის ნერგებში ყველაზე მაღალი იყო.

წითელი და ლურჯი შუქის ნიახურთან 3:1 თანაფარდობის გამოყენებისას, მას შეუძლია ეფექტურად შეუწყოს ხელი ნიახურის მცენარის სიმაღლის, ფოთლების სიგრძის, ფოთლების რაოდენობის, მშრალი ნივთიერების ხარისხის, VC შემცველობას, ხსნადი ცილების შემცველობას და ხსნადი შაქრის შემცველობას.პომიდვრის კულტივირებისას, LED ცისფერი სინათლის პროპორციის გაზრდა ხელს უწყობს ლიკოპენის, თავისუფალი ამინომჟავების და ფლავონოიდების წარმოქმნას, ხოლო წითელი შუქის პროპორციის გაზრდა ხელს უწყობს ტიტრირებადი მჟავების წარმოქმნას.როდესაც შუქი წითელი და ლურჯი შუქის თანაფარდობით სალათის ფოთლებთან არის 8:1, ეს სასარგებლოა კაროტინოიდების დაგროვებისთვის და ეფექტურად ამცირებს ნიტრატის შემცველობას და ზრდის VC-ს შემცველობას.

 ◆სინათლის ინტენსივობა

მცენარეები, რომლებიც იზრდება სუსტი სინათლის ქვეშ, უფრო მგრძნობიარეა ფოტოინჰიბიციის მიმართ, ვიდრე ძლიერი სინათლის ქვეშ.პომიდვრის ნერგების წმინდა ფოტოსინთეზის სიჩქარე იზრდება სინათლის ინტენსივობის მატებასთან ერთად [50, 150, 200, 300, 450, 550μmol/(m²·s)], რაც აჩვენებს ჯერ ზრდის და შემდეგ კლების ტენდენციას და 300μmol/(m²) ·ს) მიაღწიოს მაქსიმუმს.სალათის მცენარის სიმაღლე, ფოთლის ფართობი, წყლის შემცველობა და VC შემცველობა მნიშვნელოვნად გაიზარდა 150 μmol/(m²·s) სინათლის ინტენსივობის მკურნალობისას.200 μmol/(m²·s) სინათლის ინტენსივობის დამუშავების პირობებში, ახალი წონა, მთლიანი წონა და თავისუფალი ამინომჟავის შემცველობა მნიშვნელოვნად გაიზარდა, ხოლო 300 μmol/(m²·s) სინათლის ინტენსივობის, ფოთლის ფართობი, წყლის შემცველობა. , ქლოროფილი a, ქლოროფილი a+b და სალათის კაროტინოიდები შემცირდა.სიბნელესთან შედარებით, LED ზრდის სინათლის ინტენსივობის მატებასთან ერთად [3, 9, 15 μmol/(m²·s)] მნიშვნელოვნად გაიზარდა შავი ლობიოს ყლორტების ქლოროფილის a, ქლოროფილის b და ქლოროფილის a+b შემცველობა.VC შემცველობა ყველაზე მაღალია 3μmol/(m²·s), ხოლო ხსნადი ცილა, ხსნადი შაქარი და საქაროზა ყველაზე მაღალია 9μmol/(m²·s).იმავე ტემპერატურულ პირობებში, სინათლის ინტენსივობის მატებასთან ერთად [(2~2.5)lx×103 lx, (4~4.5)lx×103 lx, (6~6.5)lx×103 lx], წიწაკის ნერგების ნერგების დრო. მცირდება, გაიზარდა ხსნადი შაქრის შემცველობა, მაგრამ თანდათან მცირდება ქლოროფილის ა და კაროტინოიდების შემცველობა.

 ◆სინათლის დრო

სინათლის დროის სწორად გახანგრძლივებამ შეიძლება გარკვეულწილად შეამსუბუქოს სინათლის არასაკმარისი ინტენსივობით გამოწვეული დაბალი სინათლის სტრესი, ხელი შეუწყოს მებაღეობის კულტურების ფოტოსინთეზური პროდუქტების დაგროვებას და მიაღწიოს მოსავლიანობის გაზრდისა და ხარისხის გაუმჯობესების ეფექტს.ყლორტების VC შემცველობამ აჩვენა თანდათან მზარდი ტენდენცია სინათლის დროის გახანგრძლივებასთან ერთად (0, 4, 8, 12, 16, 20 სთ/დღეში), ხოლო თავისუფალი ამინომჟავების შემცველობა, SOD და CAT აქტივობა აჩვენა კლების ტენდენცია.სინათლის დროის გახანგრძლივებასთან ერთად (12, 15, 18 სთ) მნიშვნელოვნად გაიზარდა ჩინური კომბოსტოს მცენარეების ახალი წონა.VC-ის შემცველობა ჩინური კომბოსტოს ფოთლებში და ღეროებში ყველაზე მაღალი იყო, შესაბამისად, 15 და 12 სთ-ზე.ჩინური კომბოსტოს ფოთლებში ხსნადი ცილის შემცველობა თანდათან შემცირდა, მაგრამ ყუნწები ყველაზე მაღალი იყო 15 საათის შემდეგ.ჩინური კომბოსტოს ფოთლებში ხსნადი შაქრის შემცველობა თანდათან გაიზარდა, ხოლო ყუნწები ყველაზე მაღალი იყო 12 სთ-ზე.როდესაც წითელი და ლურჯი სინათლის თანაფარდობა არის 1:2, შედარებით 12 სთ სინათლის დროს, 20 სთ სინათლის დამუშავება ამცირებს მთლიანი ფენოლებისა და ფლავონოიდების ფარდობით შემცველობას მწვანე ფოთლოვანი სალათის ფოთოლში, მაგრამ როდესაც წითელი და ლურჯი სინათლის თანაფარდობაა 2:1, 20 საათის სინათლის მკურნალობამ მნიშვნელოვნად გაზარდა მთლიანი ფენოლებისა და ფლავონოიდების ფარდობითი შემცველობა მწვანე ფოთლის სალათში.

ზემოაღნიშნულიდან ჩანს, რომ სინათლის სხვადასხვა ფორმულებს აქვთ სხვადასხვა ეფექტი ფოტოსინთეზზე, ფოტომორფოგენეზზე და სხვადასხვა ტიპის მოსავლის ნახშირბადისა და აზოტის მეტაბოლიზმზე.როგორ მივიღოთ საუკეთესო სინათლის ფორმულა, სინათლის წყაროს კონფიგურაცია და ინტელექტუალური კონტროლის სტრატეგიების ფორმულირება მოითხოვს მცენარეთა სახეობებს, როგორც ამოსავალ წერტილს, და შესაბამისი კორექტირება უნდა მოხდეს მებაღეობის კულტურების სასაქონლო საჭიროებების, წარმოების მიზნების, წარმოების ფაქტორების და ა.შ. ენერგიის დაზოგვის პირობებში მსუბუქი გარემოსა და მაღალხარისხიანი და მაღალმოსავლიანი მებაღეობის კულტურების ინტელექტუალური კონტროლის მიზნის მისაღწევად.

არსებული პრობლემები და პერსპექტივები

LED ზრდის სინათლის მნიშვნელოვანი უპირატესობა ის არის, რომ მას შეუძლია ინტელექტუალური კომბინაციის კორექტირება ფოტოსინთეზური მახასიათებლების, მორფოლოგიის, ხარისხისა და სხვადასხვა მცენარის მოსავლიანობის მოთხოვნის სპექტრის მიხედვით.სხვადასხვა ტიპის კულტურებს და ერთი და იმავე კულტურის სხვადასხვა ზრდის პერიოდს აქვს განსხვავებული მოთხოვნები სინათლის ხარისხზე, სინათლის ინტენსივობაზე და ფოტოპერიოდზე.ეს მოითხოვს სინათლის ფორმულის კვლევის შემდგომ განვითარებას და გაუმჯობესებას, რათა შეიქმნას უზარმაზარი სინათლის ფორმულების მონაცემთა ბაზა.პროფესიონალური ნათურების კვლევასა და განვითარებასთან ერთად, შესაძლებელია LED დამატებითი განათების მაქსიმალური მნიშვნელობის რეალიზება სოფლის მეურნეობის პროგრამებში, რათა უკეთ დაზოგოთ ენერგია, გააუმჯობესოთ წარმოების ეფექტურობა და ეკონომიკური სარგებელი.დაწესებულებების მებაღეობაში LED ზრდის განათების გამოყენებამ აჩვენა ენერგიული სიცოცხლისუნარიანობა, მაგრამ LED განათების მოწყობილობების ან მოწყობილობების ფასი შედარებით მაღალია და ერთჯერადი ინვესტიცია დიდია.სხვადასხვა კულტურების განათების მოთხოვნები სხვადასხვა გარემო პირობებში არ არის ნათელი, დანამატის სინათლის სპექტრი, ზრდის სინათლის არაგონივრული ინტენსივობა და დრო აუცილებლად გამოიწვევს სხვადასხვა პრობლემებს ზრდის განათების ინდუსტრიის გამოყენებაში.

თუმცა, ტექნოლოგიის წინსვლასთან და გაუმჯობესებასთან ერთად და LED ზრდის განათების წარმოების ღირებულების შემცირებით, LED დამატებითი განათება უფრო ფართოდ იქნება გამოყენებული დაწესებულებების მებაღეობაში.ამავდროულად, LED დამატებითი სინათლის ტექნოლოგიების სისტემის განვითარება და პროგრესი და ახალი ენერგიის კომბინაცია საშუალებას მისცემს სწრაფად განვითარდეს დაწესებულებების სოფლის მეურნეობა, საოჯახო სოფლის მეურნეობა, ურბანული სოფლის მეურნეობა და კოსმოსური სოფლის მეურნეობა დააკმაყოფილოს ხალხის მოთხოვნა ბაღჩეულ კულტურებზე სპეციალურ გარემოში.