מחבר: ימין לי והושנג ליו וכו ', מהמכללה לגננות, אוניברסיטת חקלאות דרום סין

מקור מאמר: גננות חממה

סוגי מתקני הגננות המתקנים כוללים בעיקר חממות פלסטיק, חממות סולאריות, חממות מרובות תוחיות ומפעלי צמחים. מכיוון שבנייני מתקנים חוסמים מקורות אור טבעיים במידה מסוימת, אין מספיק אור מקורה, מה שמצמצם בתורו תשואות יבול ואיכות. לפיכך, האור המשלים ממלא תפקיד חיוני בגידולים האיכותיים והגבוהים של המתקן, אך הוא גם הפך לגורם מרכזי בהעלאת צריכת האנרגיה ועלויות התפעול במתקן.

במשך זמן רב, מקורות אור מלאכותיים המשמשים בתחום גננות המתקן כוללים בעיקר מנורת נתרן בלחץ גבוה, מנורת פלורסנט, מנורת הלוגן מתכת, מנורת ליבון וכו '. החסרונות הבולטים הם ייצור חום גבוה, צריכת אנרגיה גבוהה ועלות הפעלה גבוהה. פיתוח הדיודה הפולטת אור הדור החדש (LED) מאפשר להשתמש במקור אור מלאכותי באנרגיה נמוכה בתחום גננות המתקנים. ל- LED יש יתרונות של יעילות המרה פוטואלקטרית גבוהה, כוח DC, נפח קטן, חיים ארוכים, צריכת אנרגיה נמוכה, אורך גל קבוע, קרינה תרמית נמוכה והגנה על הסביבה. בהשוואה למנורת הנתרן בלחץ גבוה ומנורת פלורסנט הנפוצה כיום, LED יכולה לא רק להתאים את כמות האור ואיכותם (חלקם של אור פס שונה) בהתאם לצרכי גידול הצומח, ויכולים להקרין צמחים במרחק קרוב לאור הקור שלו, לפיכך, ניתן לשפר את מספר שכבות הטיפוח וקצב ניצול החלל, וניתן לממש את הפונקציות של חיסכון באנרגיה, הגנת הסביבה וניצול יעיל במרחב אשר לא ניתן להחליף על ידי מקור אור מסורתי.

בהתבסס על יתרונות אלה, LED שימש בהצלחה בתאורת גננות במתקן, מחקר בסיסי של סביבה נשלטת, תרבית רקמות צמחיות, שתיל מפעל צמחים ומערכת אקולוגית תעופה וחלל. בשנים האחרונות הביצועים של תאורת LED Grow משתפרת, המחיר יורד וכל מיני מוצרים עם אורכי גל ספציפיים מפותחים בהדרגה, ולכן היישום שלו בתחום החקלאות והביולוגיה יהיה רחב יותר.

מאמר זה מסכם את מצב המחקר של LED בתחום גננות המתקנים, מתמקד ביישום אור משלים LED בקרן הביולוגיה האור, LED מגדל אורות על יצירת אור צמחים, איכות תזונתית והשפעת עיכוב הזדקנות, בנייה ויישום של נוסחת אור, וניתוחים וסיכויים של הבעיות והסיכויים הנוכחיים של טכנולוגיית האור המשלימה LED.

השפעת האור המשלים LED על צמיחת גידולי הגננות

ההשפעות הרגולטוריות של האור על צמיחת הצמח והתפתחות כוללות נביטת זרעים, התארכות גזע, עלים ושורש, פוטוטרופיזם, סינתזת כלורופיל ופירוק, וגירוי פרחים. אלמנטים של סביבת התאורה במתקן כוללים עוצמת אור, מחזור אור והתפלגות ספקטרלית. ניתן להתאים את האלמנטים על ידי תוסף אור מלאכותי ללא הגבלת תנאי מזג האוויר.

נכון לעכשיו, ישנם לפחות שלושה סוגים של קולטני פוטו בצמחים: פיטוכרום (סופג אור אדום ואור אדום בהרבה), קריפטוכרום (סופג אור כחול וכמעט אור אולטרה סגול) ו- UV-A ו- UV-B. השימוש במקור אור אורך גל ספציפי לגידולים מקרנים יכול לשפר את היעילות הפוטוסינתטית של צמחים, להאיץ את המורפוגנזה האור ולקדם צמיחה והתפתחות של צמחים. אור כתום אדום (610 ~ 720 ננומטר) ואור סגול כחול (400 ~ 510 ננומטר) שימשו בפוטוסינתזה של צמחים. באמצעות טכנולוגיית LED, אור מונוכרומטי (כמו אור אדום עם שיא 660 ננומטר, אור כחול עם שיא של 450 ננומטר וכו ') ניתן להקרין בהתאם לרצועת הקליטה החזקה ביותר של כלורופיל, ורוחב התחום הספקטרלי הוא רק ± 20 ננומטר.

ההערכה היא כי האור האדום-כתום יאיץ משמעותית את התפתחות הצמחים, יקדם את הצטברות החומר היבש, היווצרות נורות, פקעות, נורות עלים ואיברי צמחים אחרים, לגרום לצמחים לפרוח ולשאת פרי מוקדם יותר, ולשחק תפקיד מוביל בשיפור צבעי הצמח; אור כחול וסגול יכול לשלוט בפוטוטרופיזם של עלי צמחים, לקדם פתיחת סטומטות ותנועת כלורופלסט, לעכב את התארכות הגזע, למנוע הארכת צמחים, לעכב את פריחת הצמח ולקדם את צמיחת האיברים הצמחיים; השילוב של נוריות LED אדומות וכחולות יכול לפצות על האור הבלתי מספיק של צבע יחיד של השניים וליצור שיא ספיגה ספקטרלי התואם בעיקרון לפוטוסינתזה של יבול ומורפולוגיה. שיעור ניצול אנרגיית האור יכול להגיע ל 80% ל 90%, והאפקט לחיסכון באנרגיה הוא משמעותי.

מצויד באורות משלימים LED בגננות מתקן יכולים להשיג עלייה משמעותית מאוד בייצור. מחקרים הראו שמספר הפירות, התפוקה הכוללת והמשקל של כל עגבניות שרי תחת האור המשלים של 300 מיקרומול/(מ"ר · שניות) רצועות LED וצינורות LED למשך 12 שעות (8: 00-20: 00) הם משמעותיים מוּגדָל. האור המשלים של רצועת ה- LED גדל ב -42.67%, 66.89% ו- 16.97% בהתאמה, והאור המשלים של צינור ה- LED עלה ב 48.91%, 94.86% ו -30.86% בהתאמה. אור תוסף LED של LED מגדל מתקן תאורה במהלך כל תקופת הגידול [היחס בין האור האדום והכחול הוא 3: 2, ועוצמת האור היא 300 מיקרומול/(מ"ר · שניות)] יכולה להגדיל משמעותית את איכות הפרי היחידה והתשואה לאזור היחידה של צ'יהווה וחציל. צ'יקוקאן עלה ב -5.3% ו -15.6%, והחציל עלה ב -7.6% ו -7.8%. דרך איכות האור של LED ועוצמתו ומשך תקופת הצמיחה כולה, ניתן לקצר את מחזור צמיחת הצמח, ניתן לשפר את התשואה המסחרית, איכות התזונה והערך המורפולוגי של מוצרים חקלאיים, ויעילות גבוהה, חסכון באנרגיה ו ניתן לממש ייצור אינטליגנטי של גידולי גננות מתקנים.

יישום אור תוסף LED בגידול שתילים ירקות

ויסות מורפולוגיה של צמחים וצמיחה ופיתוח על ידי מקור אור LED הוא טכנולוגיה חשובה בתחום גידול החממה. צמחים גבוהים יותר יכולים לחוש ולקבל אותות אור באמצעות מערכות פוטו -קולטניות כמו פיטוכרום, קריפטוכרום ופוטו -קולטן, ולבצע שינויים מורפולוגיים באמצעות שליחים תאיים לוויסות רקמות צמחיות ואיברים. פוטומורפוגנזה פירושה שצמחים מסתמכים על אור לשליטה על בידול תאים, שינויים מבניים ותפקודיים, כמו גם על היווצרות רקמות ואיברים, כולל ההשפעה על נביטת זרעים מסוימים, קידום דומיננטיות אפיתית, עיכוב צמיחת ניצן לרוחב, התארכות גזע , וטרופיזם.

גידול שתילים ירקות הוא חלק חשוב בחקלאות המתקנים. מזג אוויר גשום רציף יגרום לא אור מספיק במתקן, ושתילים מועדים להתארכות, מה שישפיע על גידול הירקות, בידול ניצני הפרחים והתפתחות הפירות, ובסופו של דבר ישפיע על התשואה והאיכות שלהם. בייצור, כמה רגולטורים לצמיחת צמחים, כמו גיבברלין, אוקסין, paclobutrazol ו- chlormequat, משמשים לוויסות גידול השתילים. עם זאת, השימוש הבלתי סביר בוויסות צמיחת צמחים יכול לזהות בקלות את הסביבה של ירקות ומתקנים, כאשר בריאות האדם אינה טובה.

LED משלים אור יש יתרונות ייחודיים רבים של אור משלים, וזו דרך אפשרית להשתמש באור משלים LED כדי להעלות שתילים. בניסוי תאורת תוסף LED [25 ± 5 מיקרומול/(מ"ר · שניות)] שנערך בתנאי של אור נמוך [0 ~ 35 מיקרומול/(מ"ר · שניות), נמצא כי אור ירוק מקדם את התארכות וצמיחתם של שתילי מלפפון. אור אדום ואור כחול מעכבים את צמיחת שתילים. בהשוואה לאור חלש טבעי, מדד השתילים החזק של שתילים בתוספת אור אדום וכחול עלה ב- 151.26% ו- 237.98% בהתאמה. בהשוואה לאיכות האור המונוכרומטית, המדד של שתילים חזקים המכיל רכיבים אדומים וכחולים תחת הטיפול באור תוסף אור מורכב עלה ב- 304.46%.

הוספת אור אדום לשתילי מלפפון יכולה להגדיל את מספר העלים האמיתיים, שטח העלים, גובה הצמח, קוטר הגזע, איכות יבשה ורעננה, מדד שתיל חזק, חיוניות שורש, פעילות SOD ותכולת חלבון מסיסה של שתילי מלפפון. תוספת UV-B יכולה להגדיל את תוכן הכלורופיל A, כלורופיל B וקרוטנואידים בעלים שתיל מלפפון. בהשוואה לאור טבעי, השלמת נורית ה- LED האדומה והכחולה יכולה להגדיל משמעותית את שטח העלים, איכות החומר היבש ומדד שתילים חזק של שתילי עגבניות. השלמת אור אדום LED ואור ירוק מגדיל משמעותית את גובה עובי הגזע של שתילי עגבניות. הטיפול באור תוסף אור ירוק LED יכול להגדיל משמעותית את הביומסה של שתילי מלפפון ועגבניות, והמשקל הטרי והיבש של השתילים עולה עם עליית עוצמת האור של תוסף האור הירוק, ואילו הגבעול העבה ומדד השתיל החזק של העגבנייה שתילים כולם עוקבים אחר אור התוסף האור הירוק. עליית הכוח עולה. השילוב של אור אדום וכחול LED יכול להגביר את עובי הגזע, שטח העלים, המשקל היבש של הצמח כולו, יחס שורש לירי, ומדד שתיל חזק של חציל. בהשוואה לאור לבן, אור אדום LED יכול להגביר את הביומסה של שתילי כרוב ולקדם את גידול ההתארכות והתרחבות העלים של שתילי כרוב. אור כחול LED מקדם את הצמיחה העבה, הצטברות החומר היבש ומדד שתיל חזק של שתילי הכרוב, והופך את שתילי הכרוב לגמדים. התוצאות לעיל מראות כי היתרונות של שתילי ירקות המעובדים בטכנולוגיית ויסות אור הם מאוד ברורים.

השפעת אור משלים LED על איכות התזונה של פירות וירקות

חלבון, סוכר, חומצה אורגנית וויטמין הכלולים בפירות וירקות הם חומרי התזונה המועילים לבריאות האדם. איכות האור יכולה להשפיע על תכולת ה- VC בצמחים על ידי ויסות הפעילות של סינתזת VC ופירוק האנזים, והיא יכולה לווסת את חילוף החומרים החלבוני ואת הצטברות הפחמימות בצמחים גננים. אור אדום מקדם הצטברות פחמימות, טיפול באור כחול מועיל להיווצרות חלבון, ואילו השילוב של אור אדום וכחול יכול לשפר את איכות התזונה של צמחים גבוה משמעותית מזו של אור מונוכרומטי.

הוספת נורית LED אדומה או כחולה יכולה להפחית את תכולת החנקה בחסה, הוספת נורית LED כחולה או ירוקה יכולה לקדם את הצטברות הסוכר המסיס בחסה, והוספת נורת LED אינפרא אדום תורמת להצטברות VC בחסה. התוצאות הראו כי תוסף אור כחול יכול לשפר את תוכן ה- VC ואת תכולת החלבון המסיס של עגבנייה; אור אדום ואור משולב כחול אדום יכול לקדם את הסוכר ותכולת החומצה של פרי העגבניות, ויחס הסוכר לחומצה היה הגבוה ביותר תחת אור משולב כחול אדום; אור משולב כחול אדום יכול לשפר את תוכן ה- VC של פרי מלפפון.

הפנולים, הפלבנואידים, האנתוציאנינים וחומרים אחרים בפירות וירקות לא רק משפיעים חשוב על הצבע, הטעם וערך הסחורה של פירות וירקות, אלא גם בעלי פעילות נוגדת חמצון טבעית, ויכולים לעכב ביעילות או להסיר רדיקלים חופשיים בגוף האדם.

השימוש באור כחול LED לתוספת אור יכול להגדיל משמעותית את תכולת האנתוציאנין של עור חציל ב 73.6%, ואילו שימוש באור אדום LED ושילוב של אור אדום וכחול יכול להגביר את תוכן הפלבנואידים וסך הכל פנולים. אור כחול יכול לקדם את הצטברות הליקופן, הפלבנואידים והאנתוציאנינים בפירות עגבניות. השילוב של אור אדום וכחול מקדם את ייצור האנתוציאנינים במידה מסוימת, אך מעכב את הסינתזה של פלבנואידים. בהשוואה לטיפול באור לבן, טיפול באור אדום יכול להגדיל משמעותית את תכולת האנתוציאנין של יורה חסה, אך לטיפול באור הכחול יש את תכולת האנתוציאנין הנמוכה ביותר. תכולת הפנול הכוללת של עלה ירוק, עלה סגול וחסה עלים אדומים הייתה גבוהה יותר תחת אור לבן, אדום-כחול אור משולב ואור כחול, אך הוא היה הנמוך ביותר תחת טיפול באור אדום. השלמת אור אולטרה סגול LED או אור כתום יכול להגביר את תוכן התרכובות הפנוליות בעלים חסה, ואילו השלמת אור ירוק יכולה להגביר את תוכן האנתוציאנינים. לפיכך, השימוש באור LED צומח הוא דרך יעילה לווסת את האיכות התזונתית של פירות וירקות בגידול גננות במתקן.

ההשפעה של אור משלים LED על האנטי-אייג'ינג של הצמחים

השפלה של כלורופיל, אובדן חלבון מהיר והידרוליזה של RNA במהלך התבגרות הצמחית באים לידי ביטוי בעיקר כמתן העלים. כלורופלסטים רגישים מאוד לשינויים בסביבת האור החיצונית, מושפעים במיוחד מאיכות האור. אור אדום, אור כחול ואור משולב אדום-כחול תורמים למורפוגנזה של כלורופלסט, אור כחול תורם להצטברות גרגרי עמילן בכלורופלסטים, ואור אדום ואור אדום רחוק משפיע לרעה על התפתחות הכלורופלסט. השילוב של אור כחול ואור אדום וכחול יכול לקדם את הסינתזה של כלורופיל בעלים שתיל מלפפון, והשילוב של אור אדום וכחול יכול גם לעכב את הנחתה של תכולת הכלורופיל עלים בשלב המאוחר. השפעה זו ברורה יותר עם הירידה ביחס האור האדום ועליית יחס האור הכחול. תכולת הכלורופיל של עלי שתיל מלפפון תחת הטיפול באור אדום וכחול משולב הייתה גבוהה משמעותית מזו תחת בקרת אור פלורסנטית וטיפולי אור אדום וכחול מונוכרומטי. אור כחול LED יכול להגדיל משמעותית את ערך ה- A/B של הכלורופיל של Wutacai ושתילי שום ירוק.

במהלך ההתחלה ישנם ציטוקינינים (CTK), אוקסין (IAA), שינויים בתכולת חומצה אבסיסית (ABA) ומגוון שינויים בפעילות האנזים. תוכן הורמוני הצמח מושפע בקלות מסביבת האור. לתכונות אור שונות יש השפעות רגולטוריות שונות על הורמוני הצמח, והצעדים הראשוניים של מסלול הולכת האות האור כוללים ציטוקינינים.

CTK מקדם את התרחבות תאי העלים, משפר את הפוטוסינתזה של העלים, תוך עיכוב של פעילויות ריבונוקליז, deoxyribonuclease ופרוטאז, ומעכב את השפלה של חומצות גרעין, חלבונים וכלורופיל, כך שהוא יכול לעכב משמעותית את התבססת העלים. קיימת אינטראקציה בין אור לוויסות התפתחותי מתווך CTK, ואור יכול לעורר את העלייה ברמות הציטוקינין האנדוגניות. כאשר רקמות צמחיות נמצאות במצב של גילוי, תכולת הציטוקינין האנדוגנית שלהן פוחתת.

IAA מרוכז בעיקר בחלקים של צמיחה נמרצת, ויש מעט מאוד תוכן ברקמות או באיברים מזדקנים. אור סגול יכול להגדיל את הפעילות של חומצה אצטית של אוקסידאז, ורמות נמוכות של IAA יכולות לעכב את התארכותם וצמיחתם של צמחים.

ABA נוצרת בעיקר ברקמות עלים סנריאנס, פירות בוגרים, זרעים, גבעולים, שורשים וחלקים אחרים. תכולת ה- ABA של מלפפון וכרוב תחת השילוב של אור אדום וכחול נמוכה מזו של אור לבן וכחול.

Peroxidase (POD), Superoxide Dismutase (SOD), אסקורבט פרוקסידאז (APX), קטלאז (CAT) חשובים יותר אנזימים מגנים הקשורים לאור בצמחים. אם צמחים מתבגרים, הפעילות של אנזימים אלה יקטפה במהירות.

לתכונות אור שונות יש השפעות משמעותיות על פעילויות האנזים נוגדי חמצון צמח. לאחר 9 ימים של טיפול באור אדום, פעילות ה- APX של שתילי אונס עלתה משמעותית ופעילות ה- POD ירדה. פעילות התרמיל של עגבנייה לאחר 15 ימי אור אדום ואור כחול הייתה גבוהה יותר מזו של אור לבן ב 20.9% ו -11.7% בהתאמה. לאחר 20 יום של טיפול באור ירוק, פעילות ה- POD של העגבנייה הייתה הנמוכה ביותר, רק 55.4% מהאור הלבן. השלמת אור כחול 4 שעות יכולה להגדיל משמעותית את תכולת החלבון המסיסה, תרמיל, SOD, APX, ופעילויות אנזים לחתולים במלפפון עלים בשלב השתיל. בנוסף, הפעילות של SOD ו- APX יורדות בהדרגה עם התארכות האור. הפעילות של SOD ו- APX תחת אור כחול ואור אדום פוחתת לאט אך היא תמיד גבוהה יותר מזו של אור לבן. הקרנת אור אדום הפחיתה משמעותית את הפעילות הפרוקסידאזית וה- IAA פרוקסידאז של עלי עגבניות ו- IAA פרוקסידאז של עלי חציל, אך גרמה לפעילות הפרוקסידאז של עלי החציל לעלות משמעותית. לפיכך, אימוץ אסטרטגיית אור משלימה LED סבירה יכולה לעכב ביעילות את ההתחלה של גידולי הגננות המתקנים ולשפר את התשואה והאיכות.

בנייה ויישום של נוסחת אור LED

הצמיחה והתפתחותם של צמחים מושפעים באופן משמעותי מאיכות האור ומיחסי ההרכב השונים שלה. נוסחת האור כוללת בעיקר מספר אלמנטים כמו יחס איכות אור, עוצמת אור וזמן אור. מכיוון שלצמחים שונים יש דרישות שונות לשלבי צמיחה ופיתוח שונים, השילוב הטוב ביותר של איכות האור, עוצמת האור וזמן תוסף האור נדרש לגידולים המעובדים.

 ◆יחס ספקטרום אור

בהשוואה לאור לבן ואור אדום וכחול בודד, לשילוב של אור אדום וכחול LED יש יתרון מקיף על צמיחה והתפתחות של שתילי מלפפון וכרוב.

כאשר היחס בין האור האדום והכחול הוא 8: 2, עובי גזע הצמח, גובה הצמח, משקל יבש צמח, משקל טרי, מדד שתיל חזק וכו ', מוגבר באופן משמעותי, והוא מועיל גם להיווצרות מטריצת כלורופלסט ו למלה בזאלית ותפוקת ענייני ההטמעה.

השימוש בשילוב של איכות אדומה, ירוקה וכחולה לנבטי שעועית אדומה מועיל להצטברות החומר היבש שלו, ואור ירוק יכול לקדם את הצטברות החומר היבש של נבטי שעועית אדומה. הצמיחה ברורה ביותר כאשר היחס בין האור האדום, הירוק והכחול הוא 6: 2: 1. אפקט התארכות ההיפוקוטיל של השעועית האדומה נבט נבט היה הטוב ביותר מתחת ליחס האור האדום והכחול של 8: 1, והארכת השעועית האדומה נבטה את התארכות ההיפוקוטיל נעצרה מתחת ליחס האור האדום והכחול של 6: 3, אך החלבון המסיס התוכן היה הגבוה ביותר.

כאשר היחס בין האור האדום והכחול הוא 8: 1 עבור שתילי לופה, מדד השתיל החזק ותכולת הסוכר המסיסה של שתילי לופה הם הגבוהים ביותר. כאשר משתמשים באיכות אור עם יחס של אור אדום וכחול של 6: 3, תוכן הכלורופיל A, יחס A/B של הכלורופיל ותכולת החלבון המסיסה של שתילי הלופה היו הגבוהים ביותר.

בעת שימוש ביחס 3: 1 של אור אדום וכחול לסלרי, הוא יכול לקדם ביעילות את העלייה בגובה צמח הסלרי, אורך הפטיולה, מספר העלים, איכות החומר היבש, תוכן VC, תכולת חלבון מסיס ותכולת סוכר מסיסה. בגידול עגבניות, הגדלת שיעור האור הכחול LED מקדם היווצרות של ליקופן, חומצות אמינו חופשיות ופלבנואידים, ומגדיל את שיעור האור האדום מקדם היווצרות חומצות טיטראטיות. כאשר האור עם היחס בין אור אדום וכחול לעלי חסה הוא 8: 1, הוא מועיל להצטברות קרוטנואידים, ומפחית ביעילות את תוכן החנקה ומגדיל את תוכן ה- VC.

 ◆עוצמת אור

צמחים הגדלים תחת אור חלש רגישים יותר לפוטו -אייבוץ מאשר תחת אור חזק. הקצב הפוטוסינתטי נטו של שתילי עגבניות עולה עם עליית עוצמת האור [50, 150, 200, 300, 450, 550 מיקרומול/(מ"ר)], מראה מגמה של הגדלה ראשונה ואז ירידה, וב- 300 מיקרומול/(מ"ר. ים) להגיע למקסימום. גובה הצמח, שטח העלים, תכולת המים ותכולת ה- VC של חסה עלו משמעותית מתחת לטיפול בעוצמת האור של 150 מיקרומול/(m² · s). מתחת ל -200 מיקרומול/(מ"ר · ש ') טיפול בעוצמת האור, המשקל הטרי, המשקל הכולל ותכולת חומצת האמינו החופשית הוגברו באופן משמעותי, ותחת טיפול בעוצמת האור של 300 מיקרומול/(מ"ר · ש'), אזור העלים, תכולת המים , כלורופיל A, כלורופיל A+B וקרוטנואידים של חסה ירדו כולם. בהשוואה לחושך, כאשר עליית עוצמת האור של LED צומחת [3, 9, 15 מיקרומול/(מ"ר)], התוכן של כלורופיל A, כלורופיל B וכלורופיל A+B של נבטי שעועית שחורה עלה באופן משמעותי. תוכן ה- VC הוא הגבוה ביותר ב- 3 מיקרומול/(מ"ר · שניות), והחלבון המסיס, סוכר מסיס ותכולת סוכרוז הם הגבוהים ביותר ב- 9mol/(מ"ר). בתנאי טמפרטורה זהים, עם עליית עוצמת האור [(2 ~ 2.5) Lx × 103 LX, (4 ~ 4.5) LX × 103 LX, (6 ~ 6.5) LX × 103 LX], זמן השתיל של שתילי פלפל מקוצר, תוכן הסוכר המסיס גדל, אך תוכן הכלורופיל A וקרוטנואידים פחת בהדרגה.

 ◆זמן אור

הארכת זמן נכון של זמן האור יכולה להקל על לחץ האור הנמוך הנגרם כתוצאה מעוצמת אור מספקת במידה מסוימת, לסייע בהצטברות מוצרים פוטוסינתטיים של גידולי גננות ולהשיג את ההשפעה של הגדלת התשואה ושיפור האיכות. תכולת ה- VC של הנבטים הראתה מגמה הולכת וגוברת בהדרגה עם התארכות זמן האור (0, 4, 8, 12, 16, 20 שעות ליום), ואילו תכולת חומצת האמינו החופשית, פעילויות SOD ו- CAT כל אלה הראו מגמה יורדת. עם התארכות זמן האור (12, 15, 18 שעות), המשקל הטרי של צמחי הכרוב הסיני גדל משמעותית. תוכן ה- VC בעלים וגבעולי הכרוב הסיני היה הגבוה ביותר בשעה 15 ו -12, בהתאמה. תכולת החלבון המסיסה של עלי הכרוב הסיני פחתה בהדרגה, אך הגבעולים היו הגבוהים ביותר לאחר 15 שעות. תכולת הסוכר המסיסה של עלי הכרוב הסיני גדלה בהדרגה, ואילו הגבעולים היו הגבוהים ביותר בשעה 12. כאשר היחס בין האור האדום והכחול הוא 1: 2, לעומת זמן אור של 12 שעות, טיפול באור של 20 שעות מפחית את התוכן היחסי של סך הפנולים והפלבנואידים בחסה עלים ירוקים, אך כאשר היחס בין האור האדום והכחול הוא 2: 1, הטיפול באור של 20 שעות הגדיל באופן משמעותי את התוכן היחסי של סך הפנולים והפלבנואידים בחסה עלים ירוקים.

מהאמור לעיל ניתן לראות כי לנוסחאות אור שונות יש השפעות שונות על פוטוסינתזה, פוטומורפוגנזה ומטבוליזם של פחמן וחנקן מסוגי יבול שונים. כיצד להשיג את נוסחת האור הטובה ביותר, תצורת מקור האור וגיבוש אסטרטגיות בקרה חכמות מחייבות מיני צמחים כנקודת המוצא, ויש לבצע התאמות מתאימות בהתאם לצרכי הסחורה של גידולי גננות, יעדי ייצור, גורמי ייצור וכו ', וכו', כדי להשיג את המטרה של שליטה חכמה בסביבת האור וגידולים בגננות באיכות גבוהה ותשואת גבוהה בתנאים חסכון באנרגיה.

בעיות וסיכויים קיימים

היתרון המשמעותי של אור LED צומח הוא בכך שהוא יכול לבצע התאמות שילוב אינטליגנטיות בהתאם לספקטרום הביקוש של מאפיינים פוטוסינתטיים, מורפולוגיה, איכות ותשואה של צמחים שונים. סוגים שונים של גידולים ותקופות צמיחה שונות של אותו יבול כוללות דרישות שונות לאיכות האור, עוצמת האור ופוטו -אפ. זה דורש פיתוח ושיפור נוסף של מחקרי פורמולת האור ליצירת מסד נתונים ענק של פורמולת אור. בשילוב עם מחקר ופיתוח של מנורות מקצועיות, ניתן לממש את הערך המרבי של אורות משלימים LED ביישומים חקלאיים, כדי לחסוך טוב יותר אנרגיה, לשפר את יעילות הייצור ואת היתרונות הכלכליים. היישום של אור LED צומח באור בגננות המתקנים הראה חיוניות נמרצת, אך מחיר ציוד או מכשירי תאורת LED הוא גבוה יחסית, וההשקעה החד פעמית גדולה. דרישות תאורת התוספים של גידולים שונים בתנאים סביבתיים שונים אינן ברורות, ספקטרום האור התוסף, העוצמה הבלתי סבירה וזמן הגדול אור יגרמו בהכרח לבעיות שונות ביישום ענף תאורת הגדל.

עם זאת, עם קידום ושיפור הטכנולוגיה והפחתת עלות הייצור של אור LED צומח, תאורת LED משלימה תהיה בשימוש נרחב יותר בגננות המתקנים. במקביל, פיתוח והתקדמותה של מערכת טכנולוגיית האור המשלימה LED ושילוב האנרגיה החדשה יאפשרו פיתוח מהיר של חקלאות מתקנים, חקלאות משפחתית, חקלאות עירונית וחקלאות בחלל כדי לעמוד בביקוש של אנשים לגידולים גננים בסביבות מיוחדות.