المؤلف: Yamin Li و Houcheng Liu ، إلخ ، من كلية البستنة ، جامعة جنوب الصين للزراعة

مصدر المقال: Greenhouse Horticulture

تشمل أنواع منشآت البستنة بالمنشآت بشكل أساسي الصوبات البلاستيكية ، والصوبات الشمسية ، والصوبات الزراعية متعددة الفترات ، ومصانع النباتات.نظرًا لأن مباني المنشأة تحجب مصادر الضوء الطبيعي إلى حد ما ، فلا توجد إضاءة داخلية كافية ، مما يقلل بدوره من غلة المحاصيل وجودتها.لذلك ، يلعب الضوء الإضافي دورًا لا غنى عنه في المحاصيل عالية الجودة وعالية الغلة للمنشأة ، ولكنه أصبح أيضًا عاملاً رئيسيًا في زيادة استهلاك الطاقة وتكاليف التشغيل في المنشأة.

لفترة طويلة ، تشمل مصادر الضوء الاصطناعي المستخدمة في مجال بستنة المرافق بشكل أساسي مصباح الصوديوم عالي الضغط ، مصباح الفلورسنت ، مصباح الهالوجين المعدني ، المصباح المتوهج ، إلخ.إن تطوير الجيل الجديد من الصمام الثنائي الباعث للضوء (LED) يجعل من الممكن استخدام مصدر ضوء اصطناعي منخفض الطاقة في مجال بستنة المنشأة.تتميز LED بمزايا كفاءة التحويل الكهروضوئية العالية ، طاقة التيار المستمر ، الحجم الصغير ، العمر الطويل ، الاستهلاك المنخفض للطاقة ، الطول الموجي الثابت ، الإشعاع الحراري المنخفض وحماية البيئة.مقارنةً بمصباح الصوديوم عالي الضغط ومصباح الفلورسنت الشائع الاستخدام في الوقت الحاضر ، لا يمكن لمصابيح LED فقط ضبط كمية الضوء وجودته (نسبة ضوء النطاق المتنوع) وفقًا لاحتياجات نمو النبات ، ويمكن أن تشع النباتات على مسافة قريبة بسبب إلى ضوءها البارد ، وبالتالي ، يمكن تحسين عدد طبقات الزراعة ومعدل استخدام الفضاء ، ويمكن تحقيق وظائف توفير الطاقة وحماية البيئة والاستخدام الفعال للمساحة التي لا يمكن استبدالها بمصدر الضوء التقليدي.

بناءً على هذه المزايا ، تم استخدام LED بنجاح في الإضاءة البستانية للمنشآت ، والبحث الأساسي عن البيئة التي يمكن التحكم فيها ، وزراعة الأنسجة النباتية ، وشتلات المصانع النباتية ، والنظام البيئي الفضائي.في السنوات الأخيرة ، يتحسن أداء إضاءة LED للنمو ، ويتناقص السعر ، ويتم تطوير جميع أنواع المنتجات ذات الأطوال الموجية المحددة تدريجيًا ، وبالتالي فإن تطبيقها في مجال الزراعة والبيولوجيا سيكون أوسع.

تلخص هذه المقالة حالة البحث عن LED في مجال بستنة المرافق ، وتركز على تطبيق الضوء الإضافي LED في أساس علم الأحياء الخفيف ، وأضواء LED تنمو على تشكيل ضوء النبات ، والجودة الغذائية وتأثير تأخير الشيخوخة ، والبناء والتطبيق صيغة الضوء ، وتحليلات وآفاق المشاكل الحالية وآفاق تكنولوجيا الإضاءة التكميلية LED.

تأثير ضوء LED التكميلي على نمو المحاصيل البستانية

تشمل التأثيرات التنظيمية للضوء على نمو النبات وتطوره إنبات البذور ، واستطالة الساق ، وتطور الأوراق والجذور ، والتوجه الضوئي ، وتخليق الكلوروفيل والتحلل ، وتحريض الزهرة.تشمل عناصر بيئة الإضاءة في المنشأة شدة الضوء ودورة الضوء والتوزيع الطيفي.يمكن تعديل العناصر عن طريق مكمل الإضاءة الاصطناعية دون الحد من الظروف الجوية.

في الوقت الحاضر ، هناك ثلاثة أنواع على الأقل من المستقبلات الضوئية في النباتات: فيتوكروم (يمتص الضوء الأحمر والضوء الأحمر البعيد) ، الكريبتوكروم (يمتص الضوء الأزرق وبالقرب من الأشعة فوق البنفسجية) والأشعة فوق البنفسجية أ و ب.يمكن أن يؤدي استخدام مصدر ضوء ذي طول موجي محدد لإشعاع المحاصيل إلى تحسين كفاءة التمثيل الضوئي للنباتات ، وتسريع تشكل الضوء ، وتعزيز نمو النباتات وتطورها.تم استخدام الضوء البرتقالي الأحمر (610 ~ 720 نانومتر) والضوء الأزرق البنفسجي (400 ~ 510 نانومتر) في عملية التمثيل الضوئي للنبات.باستخدام تقنية LED ، يمكن إشعاع الضوء أحادي اللون (مثل الضوء الأحمر مع ذروة 660 نانومتر ، والضوء الأزرق مع ذروة 450 نانومتر ، وما إلى ذلك) بما يتماشى مع أقوى نطاق امتصاص من الكلوروفيل ، وعرض المجال الطيفي هو فقط 20 نانومتر.

يُعتقد حاليًا أن الضوء الأحمر البرتقالي سيسرع بشكل كبير من نمو النباتات ، ويعزز تراكم المادة الجافة ، وتكوين المصابيح ، والدرنات ، والمصابيح الورقية ، والأعضاء النباتية الأخرى ، ويسبب ازدهار النباتات وتؤتي ثمارها مبكرًا ، واللعب. دور رائد في تحسين لون النبات ؛يمكن أن يتحكم الضوء الأزرق والبنفسجي في الاتجاه الضوئي لأوراق النبات ، ويعزز فتح الثغور وحركة البلاستيدات الخضراء ، ويمنع استطالة الساق ، ويمنع إطالة النبات ، ويؤخر ازدهار النبات ، ويعزز نمو الأعضاء الخضرية ؛يمكن أن يؤدي الجمع بين المصابيح الحمراء والزرقاء إلى تعويض الضوء غير الكافي للونين الفرديين وتشكيل ذروة امتصاص طيفية تتوافق بشكل أساسي مع التمثيل الضوئي للمحاصيل والتشكل.يمكن أن يصل معدل استخدام الطاقة الضوئية إلى 80٪ إلى 90٪ ، وتأثير توفير الطاقة كبير.

يمكن أن يؤدي استخدام مصابيح LED التكميلية في بستنة المنشأة إلى تحقيق زيادة كبيرة جدًا في الإنتاج.أظهرت الدراسات أن عدد الثمار ، والإنتاج الكلي ووزن كل طماطم كرزية تحت الضوء الإضافي 300 ميكرولتر / (م 2 · ث) شرائط LED وأنابيب LED لمدة 12 ساعة (8: 00-20: 00) هي بشكل ملحوظ زيادة.زاد الضوء الإضافي لشريط LED بنسبة 42.67٪ و 66.89٪ و 16.97٪ على التوالي ، وزاد الضوء الإضافي لأنبوب LED بنسبة 48.91٪ و 94.86٪ و 30.86٪ على التوالي.ينمو مصباح LED الإضافي الخاص بـ LED تركيبات الإضاءة خلال فترة النمو بأكملها [نسبة الضوء الأحمر والأزرق 3: 2 ، وشدة الضوء 300 ميكرولتر / (م 2 · ثانية)] يمكن أن يزيد بشكل كبير من جودة الفاكهة الفردية والمحصول لكل وحدة مساحة من الشيوا والباذنجان.زاد Chikuquan بنسبة 5.3٪ و 15.6٪ ، وزاد الباذنجان بنسبة 7.6٪ و 7.8٪.من خلال جودة ضوء LED وشدته ومدة فترة النمو بأكملها ، يمكن تقصير دورة نمو النبات ، ويمكن تحسين العائد التجاري والجودة الغذائية والقيمة المورفولوجية للمنتجات الزراعية ، والكفاءة العالية وتوفير الطاقة و يمكن تحقيق الإنتاج الذكي للمحاصيل البستانية للمنشآت.

تطبيق ضوء LED الإضافي في زراعة شتلات الخضروات

يعد تنظيم مورفولوجيا النبات ونموه وتطويره بواسطة مصدر ضوء LED تقنية مهمة في مجال زراعة الدفيئة.يمكن للنباتات الأعلى أن تستشعر وتستقبل الإشارات الضوئية من خلال أنظمة المستقبلات الضوئية مثل فيتوكروم ، كريبتوكروم ، ومستقبلات ضوئية ، وتجري تغييرات مورفولوجية من خلال رسل داخل الخلايا لتنظيم أنسجة وأعضاء النبات.يعني التكوين الضوئي أن النباتات تعتمد على الضوء للتحكم في تمايز الخلايا ، والتغيرات الهيكلية والوظيفية ، وكذلك تكوين الأنسجة والأعضاء ، بما في ذلك التأثير على إنبات بعض البذور ، وتعزيز الهيمنة القمية ، وتثبيط نمو البرعم الجانبي ، واستطالة الساق. و المدارية.

تعد زراعة شتلات الخضروات جزءًا مهمًا من زراعة المرافق.سيؤدي استمرار هطول الأمطار إلى عدم كفاية الإضاءة في المنشأة ، وتكون الشتلات عرضة للإطالة ، مما سيؤثر على نمو الخضروات ، وتمايز براعم الزهور ، وتطور الفاكهة ، ويؤثر في النهاية على محصولها وجودتها.في الإنتاج ، تُستخدم بعض منظمات نمو النبات ، مثل gibberellin و auxin و paclobutrazol و chlormequat ، لتنظيم نمو الشتلات.ومع ذلك ، فإن الاستخدام غير المعقول لمنظمات نمو النبات يمكن أن يلوث بسهولة بيئة الخضروات والمرافق ، وصحة الإنسان غير مواتية.

يتمتع الضوء الإضافي LED بالعديد من المزايا الفريدة للضوء الإضافي ، وهو طريقة مجدية لاستخدام ضوء LED الإضافي في تربية الشتلات.في تجربة ضوء تكميلي LED [25 ± 5 μmol / (m² · s)] التي أجريت في ظل ظروف الإضاءة المنخفضة [0 ~ 35 μmol / (m² · s)] ، وجد أن الضوء الأخضر يعزز استطالة ونمو شتلات الخيار.الضوء الأحمر والضوء الأزرق يمنعان نمو الشتلات.مقارنة بالضوء الطبيعي الضعيف ، ارتفع مؤشر الشتلات القوي للشتلات المكملة بالضوء الأحمر والأزرق بنسبة 151.26٪ و 237.98٪ على التوالي.مقارنة بجودة الضوء أحادي اللون ، زاد مؤشر الشتلات القوية التي تحتوي على مكونات حمراء وزرقاء تحت معالجة الضوء المركب المكمل للضوء بنسبة 304.46٪.

يمكن أن تؤدي إضافة الضوء الأحمر إلى شتلات الخيار إلى زيادة عدد الأوراق الحقيقية ومساحة الأوراق وارتفاع النبات وقطر الساق والجودة الجافة والطازجة ومؤشر الشتلات القوي وحيوية الجذر ونشاط SOD ومحتوى البروتين القابل للذوبان في شتلات الخيار.يمكن أن تؤدي إضافة الأشعة فوق البنفسجية - باء إلى زيادة محتوى الكلوروفيل أ والكلوروفيل ب والكاروتينات في أوراق شتلات الخيار.بالمقارنة مع الضوء الطبيعي ، فإن استكمال ضوء LED باللونين الأحمر والأزرق يمكن أن يزيد بشكل كبير من مساحة الأوراق وجودة المادة الجافة ومؤشر الشتلات القوي لشتلات الطماطم.إن إضافة ضوء LED الأحمر والضوء الأخضر يزيد بشكل كبير من ارتفاع وسمك ساق شتلات الطماطم.يمكن أن يؤدي العلاج بالضوء الأخضر المكمل للضوء LED إلى زيادة الكتلة الحيوية لشتلات الخيار والطماطم بشكل كبير ، ويزيد الوزن الطازج والجاف للشتلات مع زيادة شدة الضوء الأخضر المكمل للضوء ، في حين أن الساق السميكة ومؤشر الشتلات القوي للطماطم جميع الشتلات تتبع الضوء الأخضر المكمل للضوء.زيادة القوة تزداد.يمكن أن يؤدي الجمع بين الضوء الأحمر والأزرق LED إلى زيادة سماكة الساق ، ومساحة الأوراق ، والوزن الجاف للنبات بأكمله ، ونسبة الجذر إلى الجذع ، ومؤشر الشتلات القوي للباذنجان.بالمقارنة مع الضوء الأبيض ، يمكن للضوء الأحمر LED زيادة الكتلة الحيوية لشتلات الملفوف وتعزيز نمو الاستطالة وتمدد الأوراق في شتلات الملفوف.يعزز الضوء الأزرق LED النمو الكثيف وتراكم المادة الجافة ومؤشر الشتلات القوي لشتلات الملفوف ، ويجعل شتلات الملفوف قزمة.تظهر النتائج أعلاه أن مزايا شتلات الخضروات المزروعة بتقنية تنظيم الضوء واضحة جدًا.

تأثير ضوء LED التكميلي على الجودة الغذائية للفواكه والخضروات

البروتين والسكر والحمض العضوي والفيتامينات الموجودة في الفواكه والخضروات هي مواد غذائية مفيدة لصحة الإنسان.يمكن أن تؤثر جودة الضوء على محتوى VC في النباتات من خلال تنظيم نشاط تخليق VC والإنزيم المتحلل ، ويمكن أن تنظم عملية التمثيل الغذائي للبروتين وتراكم الكربوهيدرات في نباتات البستنة.يعزز الضوء الأحمر تراكم الكربوهيدرات ، والعلاج بالضوء الأزرق مفيد لتكوين البروتين ، في حين أن الجمع بين الضوء الأحمر والأزرق يمكن أن يحسن الجودة الغذائية للنباتات أعلى بكثير من الضوء أحادي اللون.

يمكن أن تؤدي إضافة ضوء LED أحمر أو أزرق إلى تقليل محتوى النترات في الخس ، وإضافة ضوء LED أزرق أو أخضر يمكن أن يعزز تراكم السكر القابل للذوبان في الخس ، كما أن إضافة ضوء LED بالأشعة تحت الحمراء يساعد على تراكم VC في الخس.أظهرت النتائج أن مكمل الضوء الأزرق يمكن أن يحسن محتوى VC ومحتوى البروتين القابل للذوبان في الطماطم.يمكن أن يعزز الضوء الأحمر والضوء الأزرق الأحمر المركب محتوى السكر والحمض في فاكهة الطماطم ، وكانت نسبة السكر إلى الحمض هي الأعلى تحت الضوء الأحمر والأزرق المشترك ؛يمكن للضوء الأحمر والأزرق المشترك أن يحسن محتوى VC لفاكهة الخيار.

لا يقتصر تأثير الفينولات والفلافونويد والأنثوسيانين والمواد الأخرى الموجودة في الفواكه والخضروات على لون ونكهة وقيمة سلعة الفواكه والخضروات فحسب ، بل لها أيضًا نشاطًا طبيعيًا مضادًا للأكسدة ، ويمكن أن تمنع أو تزيل الجذور الحرة في جسم الإنسان بشكل فعال.

يمكن أن يؤدي استخدام ضوء LED الأزرق لتكملة الضوء إلى زيادة محتوى الأنثوسيانين في جلد الباذنجان بنسبة 73.6٪ ، بينما يمكن أن يؤدي استخدام ضوء LED الأحمر ومزيج من الضوء الأحمر والأزرق إلى زيادة محتوى مركبات الفلافونويد وإجمالي الفينولات.يمكن أن يعزز الضوء الأزرق تراكم اللايكوبين والفلافونويد والأنثوسيانين في ثمار الطماطم.يعزز الجمع بين الضوء الأحمر والأزرق إنتاج الأنثوسيانين إلى حد ما ، ولكنه يثبط تخليق مركبات الفلافونويد.بالمقارنة مع العلاج بالضوء الأبيض ، يمكن أن يزيد العلاج بالضوء الأحمر بشكل كبير من محتوى الأنثوسيانين في براعم الخس ، لكن العلاج بالضوء الأزرق يحتوي على أقل محتوى من الأنثوسيانين.كان محتوى الفينول الكلي للأوراق الخضراء والأوراق الأرجواني والخس الأحمر أعلى تحت الضوء الأبيض والأزرق والأحمر مجتمعة بين الضوء والضوء الأزرق ، ولكنها كانت الأقل تحت معاملة الضوء الأحمر.يمكن أن يؤدي تكميل الضوء فوق البنفسجي LED أو الضوء البرتقالي إلى زيادة محتوى المركبات الفينولية في أوراق الخس ، بينما يمكن أن يؤدي تكميل الضوء الأخضر إلى زيادة محتوى الأنثوسيانين.لذلك ، فإن استخدام ضوء النمو LED هو وسيلة فعالة لتنظيم الجودة الغذائية للفواكه والخضروات في زراعة البستنة بالمنشآت.

تأثير ضوء LED الإضافي على مقاومة شيخوخة النباتات

يتجلى تحلل الكلوروفيل وفقدان البروتين السريع والتحلل المائي للحمض النووي الريبي أثناء شيخوخة النبات بشكل أساسي على شكل شيخوخة الأوراق.البلاستيدات الخضراء حساسة للغاية للتغيرات في بيئة الإضاءة الخارجية ، خاصةً التي تتأثر بجودة الضوء.يؤدي الضوء الأحمر والضوء الأزرق والضوء الأحمر والأزرق المشترك إلى تكوين البلاستيدات الخضراء ، ويؤدي الضوء الأزرق إلى تراكم حبيبات النشا في البلاستيدات الخضراء ، والضوء الأحمر والضوء الأحمر البعيد لهما تأثير سلبي على تطور البلاستيدات الخضراء.يمكن أن يؤدي الجمع بين الضوء الأزرق والضوء الأحمر والأزرق إلى تعزيز تخليق الكلوروفيل في أوراق شتلات الخيار ، كما يمكن أن يؤدي الجمع بين الضوء الأحمر والأزرق أيضًا إلى تأخير توهين محتوى الأوراق من الكلوروفيل في المرحلة اللاحقة.يكون هذا التأثير أكثر وضوحًا مع انخفاض نسبة الضوء الأحمر وزيادة نسبة الضوء الأزرق.كان محتوى الكلوروفيل لأوراق شتلة الخيار تحت المعالجة بالضوء الأحمر والأزرق LED أعلى بكثير من تلك الموجودة تحت التحكم في ضوء الفلورسنت ومعاملات الضوء الأحمر والأزرق أحادية اللون.يمكن للضوء الأزرق LED أن يزيد بشكل كبير من قيمة الكلوروفيل أ / ب لشتلات Wutacai وشتلات الثوم الأخضر.

أثناء الشيخوخة ، هناك السيتوكينينات (CTK) ، والأوكسين (IAA) ، وتغيرات محتوى حمض الأبسيسيك (ABA) ومجموعة متنوعة من التغييرات في نشاط الإنزيم.يتأثر محتوى الهرمونات النباتية بسهولة بالبيئة الضوئية.لصفات الضوء المختلفة تأثيرات تنظيمية مختلفة على الهرمونات النباتية ، والخطوات الأولية لمسار تحويل الإشارة الضوئية تشمل السيتوكينينات.

يعزز CTK توسع خلايا الأوراق ، ويعزز عملية التمثيل الضوئي للأوراق ، بينما يثبط أنشطة الريبونوكلياز ، والنيوكليز الريبيني والبروتياز ، ويؤخر تحلل الأحماض النووية والبروتينات والكلوروفيل ، لذلك يمكن أن يؤخر بشكل كبير شيخوخة الأوراق.هناك تفاعل بين التنظيم النمائي للضوء و CTK ، ويمكن للضوء أن يحفز زيادة مستويات السيتوكينين الذاتية.عندما تكون الأنسجة النباتية في حالة شيخوخة ، ينخفض ​​محتواها من السيتوكينين الداخلي.

يتركز IAA بشكل أساسي في أجزاء من النمو القوي ، ويوجد محتوى ضئيل جدًا في الأنسجة أو الأعضاء المسنة.يمكن أن يزيد الضوء البنفسجي من نشاط أوكسيديز حمض الأسيتيك الإندول ، ويمكن أن تمنع مستويات IAA المنخفضة استطالة ونمو النباتات.

يتكون ABA بشكل أساسي في أنسجة الأوراق الشائخة والفواكه الناضجة والبذور والسيقان والجذور وأجزاء أخرى.محتوى ABA للخيار والملفوف تحت مزيج من الضوء الأحمر والأزرق أقل من محتوى الضوء الأبيض والضوء الأزرق.

بيروكسيداز (POD) ، ديسموتاز الفائق (SOD) ، أسكوربات بيروكسيديز (APX) ، الكاتلاز (CAT) هي إنزيمات واقية أكثر أهمية وذات صلة بالضوء في النباتات.إذا تقدمت النباتات في العمر ، فإن أنشطة هذه الإنزيمات ستنخفض بسرعة.

صفات الضوء المختلفة لها تأثيرات كبيرة على أنشطة إنزيم مضادات الأكسدة النباتية.بعد 9 أيام من العلاج بالضوء الأحمر ، زاد نشاط APX لشتلات الاغتصاب بشكل ملحوظ ، وانخفض نشاط POD.كان نشاط POD للطماطم بعد 15 يومًا من الضوء الأحمر والضوء الأزرق أعلى من الضوء الأبيض بنسبة 20.9٪ و 11.7٪ على التوالي.بعد 20 يومًا من العلاج بالضوء الأخضر ، كان نشاط POD للطماطم هو الأقل ، 55.4 ٪ فقط من الضوء الأبيض.يمكن أن يؤدي تكميل الضوء الأزرق لمدة 4 ساعات إلى زيادة محتوى البروتين القابل للذوبان وأنشطة إنزيم POD و SOD و APX و CAT في خيار الأوراق في مرحلة الشتلات.بالإضافة إلى ذلك ، تنخفض أنشطة SOD و APX تدريجياً مع إطالة الضوء.يتناقص نشاط SOD و APX تحت الضوء الأزرق والضوء الأحمر ببطء ولكنه دائمًا ما يكون أعلى من نشاط الضوء الأبيض.أدى تشعيع الضوء الأحمر إلى انخفاض كبير في نشاط بيروكسيديز و IAA بيروكسيديز لأوراق الطماطم و IAA بيروكسيديز لأوراق الباذنجان ، ولكنه تسبب في زيادة نشاط بيروكسيداز لأوراق الباذنجان بشكل ملحوظ.لذلك ، فإن اعتماد إستراتيجية إضاءة تكميلية LED معقولة يمكن أن يؤخر بشكل فعال شيخوخة المحاصيل البستانية للمنشآت ويحسن الغلة والجودة.

بناء وتطبيق صيغة ضوء LED

يتأثر نمو النباتات وتطورها بشكل كبير بجودة الضوء ونسب تكوينها المختلفة.تتضمن صيغة الضوء بشكل أساسي عدة عناصر مثل نسبة جودة الضوء وشدة الضوء ووقت الضوء.نظرًا لأن النباتات المختلفة لها متطلبات مختلفة للضوء ومراحل النمو والتطور المختلفة ، فإن أفضل مزيج من جودة الضوء وشدة الضوء ووقت مكمل الضوء مطلوب للمحاصيل المزروعة.

 ◆نسبة طيف الضوء

بالمقارنة مع الضوء الأبيض والضوء الأحمر والأزرق الفردي ، فإن الجمع بين الضوء الأحمر والأزرق LED له ميزة شاملة في نمو وتطور شتلات الخيار والملفوف.

عندما تكون نسبة الضوء الأحمر والأزرق 8: 2 ، فإن سماكة جذع النبات ، وارتفاع النبات ، والوزن الجاف للنبات ، والوزن الطازج ، ومؤشر الشتلات القوي ، وما إلى ذلك ، تزداد بشكل كبير ، كما أنها مفيدة في تكوين مصفوفة البلاستيدات الخضراء و الصفيحة القاعدية ومخرجات الاستيعاب.

استخدام مزيج من جودة الأحمر والأخضر والأزرق لبراعم الفاصوليا الحمراء مفيد لتراكم المادة الجافة ، ويمكن للضوء الأخضر أن يعزز تراكم المادة الجافة لبراعم الفاصوليا الحمراء.يكون النمو أكثر وضوحًا عندما تكون نسبة الضوء الأحمر والأخضر والأزرق 6: 2: 1.كان تأثير استطالة hypocotyl نباتي لشتلات الفاصوليا الحمراء هو الأفضل تحت نسبة الضوء الأحمر والأزرق البالغة 8: 1 ، ومن الواضح أن استطالة hypocotyl لبرعم الفاصوليا الحمراء تم تثبيطها تحت نسبة الضوء الأحمر والأزرق 6: 3 ، ولكن البروتين القابل للذوبان كان المحتوى هو الأعلى.

عندما تكون نسبة الضوء الأحمر والأزرق 8: 1 لشتلات اللوف ، يكون مؤشر الشتلات القوي ومحتوى السكر القابل للذوبان في شتلات اللوف هو الأعلى.عند استخدام جودة الضوء مع نسبة الضوء الأحمر والأزرق 6: 3 ، كان محتوى الكلوروفيل أ ، ونسبة الكلوروفيل أ / ب ، ومحتوى البروتين القابل للذوبان في شتلات اللوف هو الأعلى.

عند استخدام نسبة 3: 1 من الضوء الأحمر والأزرق إلى الكرفس ، يمكن أن تعزز بشكل فعال زيادة ارتفاع نبات الكرفس ، وطول سويقاته ، وعدد الأوراق ، وجودة المادة الجافة ، ومحتوى VC ، ومحتوى البروتين القابل للذوبان ومحتوى السكر القابل للذوبان.في زراعة الطماطم ، تؤدي زيادة نسبة الضوء الأزرق LED إلى تعزيز تكوين الليكوبين والأحماض الأمينية والفلافونويدات الحرة ، كما أن زيادة نسبة الضوء الأحمر تعزز تكوين الأحماض القابلة للمعايرة.عندما يكون الضوء مع نسبة الضوء الأحمر والأزرق لأوراق الخس 8: 1 ، فإنه مفيد لتراكم الكاروتينات ، ويقلل بشكل فعال من محتوى النترات ويزيد من محتوى VC.

 ◆شدة الضوء

النباتات التي تنمو تحت ضوء ضعيف أكثر عرضة للتأثير الضوئي مقارنة بالضوء القوي.يزداد معدل التمثيل الضوئي الصافي لشتلات الطماطم مع زيادة شدة الضوء [50 ، 150 ، 200 ، 300 ، 450 ، 550 ميكرولتر / (م 2 · ثانية)] ، مما يظهر اتجاهًا للزيادة أولاً ثم التناقص ، وعند 300 ميكرولتر / (م 2) · ق) للوصول إلى الحد الأقصى.زاد ارتفاع النبات ومساحة الورقة ومحتوى الماء ومحتوى VC للخس بشكل ملحوظ تحت معالجة كثافة الضوء 150 ميكرولتر / (م 2).تم زيادة الوزن الطازج والوزن الإجمالي ومحتوى الأحماض الأمينية الحرة بشكل ملحوظ تحت 200 ميكرولتر / (م 2 · ثانية) كثافة الضوء ، مساحة الورقة ، محتوى الماء ، الكلوروفيل أ ، الكلوروفيل أ + ب والكاروتينات الموجودة بالخس انخفضت جميعها.بالمقارنة مع الظلام ، مع زيادة شدة الضوء LED تزداد [3 ، 9 ، 15 ميكرولتر / (م 2 · ثانية)] ، زاد محتوى الكلوروفيل أ ، والكلوروفيل ب ، والكلوروفيل أ + ب من براعم الفاصوليا السوداء بشكل ملحوظ.محتوى VC هو الأعلى عند 3μmol / (m² · s) ، ومحتوى البروتين القابل للذوبان والسكر القابل للذوبان والسكروز هو الأعلى عند 9μmol / (m² · s).في ظل ظروف درجة الحرارة نفسها ، مع زيادة شدة الضوء [(2 ~ 2.5) lx × 103 lx ، (4 ~ 4.5) lx × 103 lx ، (6 ~ 6.5) lx × 103 lx] ، وقت شتلة شتلة الفلفل يزداد محتوى السكر القابل للذوبان ، ولكن محتوى الكلوروفيل أ والكاروتينات ينخفض ​​تدريجيًا.

 ◆وقت الضوء

إن إطالة وقت الضوء بشكل صحيح يمكن أن يخفف من إجهاد الضوء المنخفض الناجم عن عدم كفاية شدة الضوء إلى حد معين ، ويساعد على تراكم منتجات التمثيل الضوئي للمحاصيل البستانية ، وتحقيق تأثير زيادة الغلة وتحسين الجودة.أظهر محتوى VC للبراعم اتجاهًا متزايدًا تدريجيًا مع إطالة وقت الضوء (0 ، 4 ، 8 ، 12 ، 16 ، 20 ساعة / يوم) ، بينما أظهر محتوى الأحماض الأمينية الحرة وأنشطة SOD و CAT اتجاهًا تنازليًا.مع إطالة زمن الضوء (12 ، 15 ، 18 ساعة) ، زاد الوزن الطازج لنباتات الكرنب الصيني بشكل ملحوظ.كان محتوى VC في أوراق وسيقان الملفوف الصيني هو الأعلى عند 15 و 12 ساعة على التوالي.انخفض محتوى البروتين القابل للذوبان في أوراق الملفوف الصيني تدريجياً ، لكن السيقان كانت أعلى بعد 15 ساعة.زاد محتوى السكر القابل للذوبان في أوراق الكرنب الصيني تدريجياً ، بينما كانت السيقان أعلى عند 12 ساعة.عندما تكون نسبة الضوء الأحمر والأزرق 1: 2 ، مقارنة بوقت الضوء 12 ساعة ، فإن المعالجة بالضوء لمدة 20 ساعة تقلل المحتوى النسبي للفينولات والفلافونويد الكلي في الخس ذي الأوراق الخضراء ، ولكن عندما تكون نسبة الضوء الأحمر والأزرق 2: 1 ، أدت المعالجة بالضوء لمدة 20 ساعة إلى زيادة معنوية في المحتوى النسبي لمجموع الفينولات والفلافونويد في الخس ذي الأوراق الخضراء.

مما سبق ، يمكن ملاحظة أن صيغ الضوء المختلفة لها تأثيرات مختلفة على التمثيل الضوئي والتكوين الضوئي واستقلاب الكربون والنيتروجين لأنواع المحاصيل المختلفة.تتطلب كيفية الحصول على أفضل صيغة للضوء ، وتكوين مصدر الضوء وصياغة استراتيجيات التحكم الذكية ، الأنواع النباتية كنقطة انطلاق ، ويجب إجراء التعديلات المناسبة وفقًا للاحتياجات السلعية للمحاصيل البستانية ، وأهداف الإنتاج ، وعوامل الإنتاج ، وما إلى ذلك ، لتحقيق هدف التحكم الذكي في بيئة الإضاءة والمحاصيل البستانية عالية الجودة وعالية الغلة في ظل ظروف توفير الطاقة.

المشاكل والتوقعات الحالية

تتمثل الميزة المهمة لمصباح نمو LED في أنه يمكن إجراء تعديلات ذكية على المجموعة وفقًا لطيف الطلب لخصائص التمثيل الضوئي والتشكل والجودة والإنتاجية للنباتات المختلفة.الأنواع المختلفة من المحاصيل وفترات النمو المختلفة لنفس المحصول جميعها لها متطلبات مختلفة لجودة الضوء وشدة الضوء وفترة الضوء.يتطلب هذا مزيدًا من التطوير والتحسين لبحوث الصيغة الخفيفة لتشكيل قاعدة بيانات ضخمة للصيغة الخفيفة.بالاقتران مع البحث والتطوير للمصابيح الاحترافية ، يمكن تحقيق أقصى قيمة للأضواء التكميلية LED في التطبيقات الزراعية ، وذلك لتوفير الطاقة بشكل أفضل ، وتحسين كفاءة الإنتاج والفوائد الاقتصادية.أظهر تطبيق LED الذي ينمو الضوء في بستنة المنشآت حيوية قوية ، لكن سعر معدات أو أجهزة إضاءة LED مرتفع نسبيًا ، والاستثمار لمرة واحدة كبير.متطلبات الإضاءة التكميلية لمختلف المحاصيل في ظل ظروف بيئية مختلفة غير واضحة ، وطيف الضوء الإضافي ، والكثافة غير المعقولة ووقت نمو الضوء سوف يتسببان حتماً في مشاكل مختلفة في تطبيق صناعة الإضاءة المتنامية.

ومع ذلك ، مع تقدم التكنولوجيا وتحسينها وتقليل تكلفة إنتاج مصابيح LED للنمو ، سيتم استخدام الإضاءة التكميلية LED على نطاق واسع في بستنة المنشأة.في الوقت نفسه ، فإن تطوير وتقدم نظام تكنولوجيا الإضاءة التكميلية LED والجمع بين الطاقة الجديدة سيمكنان من التطور السريع لزراعة المرافق والزراعة الأسرية والزراعة الحضرية وزراعة الفضاء لتلبية طلب الناس على المحاصيل البستانية في بيئات خاصة.