Mwandishi: Yamin Li na Houcheng Liu, n.k, kutoka Chuo cha Kilimo cha Maua, Chuo Kikuu cha Kilimo cha China Kusini

Makala Chanzo: Greenhouse Horticulture

Aina za vifaa vya kilimo cha bustani hasa ni pamoja na nyumba za plastiki, greenhouses za jua, greenhouses nyingi, na viwanda vya mimea.Kwa sababu majengo ya kituo huzuia vyanzo vya mwanga wa asili kwa kiasi fulani, hakuna mwanga wa kutosha wa ndani, ambao hupunguza mazao na ubora wa mazao.Kwa hiyo, mwanga wa ziada una jukumu la lazima katika mazao ya ubora na ya juu ya kituo, lakini pia imekuwa sababu kuu ya ongezeko la matumizi ya nishati na gharama za uendeshaji katika kituo hicho.

Kwa muda mrefu, vyanzo vya mwanga vya bandia vinavyotumiwa katika uwanja wa kilimo cha bustani hasa ni pamoja na taa ya sodiamu yenye shinikizo la juu, taa ya fluorescent, taa ya halogen ya chuma, taa ya incandescent, nk hasara kubwa ni uzalishaji wa joto la juu, matumizi ya juu ya nishati na gharama kubwa ya uendeshaji.Ukuzaji wa diode ya kizazi kipya ya kutoa mwanga (LED) inafanya uwezekano wa kutumia chanzo cha mwanga bandia cha nishati katika uwanja wa kilimo cha bustani cha kituo.LED ina faida za ufanisi wa juu wa uongofu wa photoelectric, nguvu ya DC, kiasi kidogo, maisha ya muda mrefu, matumizi ya chini ya nishati, urefu wa kudumu, mionzi ya chini ya mafuta na ulinzi wa mazingira.Ikilinganishwa na taa ya sodiamu yenye shinikizo la juu na taa ya fluorescent inayotumiwa sasa hivi, LED haiwezi tu kurekebisha wingi wa mwanga na ubora (idadi ya taa mbalimbali za bendi) kulingana na mahitaji ya ukuaji wa mimea, na inaweza kuwasha mimea kwa umbali wa karibu kutokana. kwa mwanga wake wa baridi, Kwa hivyo, idadi ya tabaka za kilimo na kiwango cha utumiaji wa nafasi inaweza kuboreshwa, na kazi za kuokoa nishati, ulinzi wa mazingira na utumiaji mzuri wa nafasi ambao hauwezi kubadilishwa na chanzo cha taa cha jadi kinaweza kutekelezwa.

Kulingana na faida hizi, LED imetumika kwa mafanikio katika taa za bustani za kituo, utafiti wa kimsingi wa mazingira yanayoweza kudhibitiwa, utamaduni wa tishu za mmea, miche ya kiwanda cha mimea na mfumo wa ikolojia wa anga.Katika miaka ya hivi karibuni, utendaji wa taa za kukua za LED unaboresha, bei inapungua, na kila aina ya bidhaa zilizo na urefu maalum wa mawimbi zinatengenezwa hatua kwa hatua, hivyo matumizi yake katika uwanja wa kilimo na biolojia itakuwa pana.

Makala haya yanatoa muhtasari wa hali ya utafiti wa LED katika uwanja wa kilimo cha bustani, inaangazia utumiaji wa taa ya ziada ya LED katika msingi wa baiolojia nyepesi, taa za ukuaji wa LED kwenye uundaji wa mwanga wa mmea, ubora wa lishe na athari za kuchelewesha kuzeeka, ujenzi na utumiaji. ya fomula ya mwanga, na uchambuzi na matarajio ya matatizo ya sasa na matarajio ya teknolojia ya taa ya ziada ya LED.

Athari za mwanga wa ziada wa LED kwenye ukuaji wa mazao ya bustani

Athari za udhibiti wa mwanga kwenye ukuaji na ukuzaji wa mimea ni pamoja na kuota kwa mbegu, kurefusha kwa shina, ukuzaji wa majani na mizizi, upigaji picha wa picha, usanisi na mtengano wa klorofili, na uingizaji wa maua.Vipengele vya mazingira ya taa katika kituo hicho ni pamoja na mwanga wa mwanga, mzunguko wa mwanga na usambazaji wa spectral.Vipengele vinaweza kubadilishwa na ziada ya mwanga wa bandia bila kizuizi cha hali ya hewa.

Kwa sasa, kuna angalau aina tatu za vipokea picha kwenye mimea: phytochrome (kufyonza mwanga mwekundu na mwanga mwekundu wa mbali), kriptokromu (kufyonza mwanga wa buluu na karibu na mwanga wa urujuanimno) na UV-A na UV-B.Utumiaji wa chanzo mahususi cha mwanga wa urefu wa mawimbi ili kuwasha mimea kunaweza kuboresha ufanisi wa usanisinuru wa mimea, kuharakisha mofojenesisi ya mwanga, na kukuza ukuaji na ukuzaji wa mimea.Mwanga wa rangi ya chungwa (610 ~ 720 nm) na urujuani wa buluu (400 ~ 510 nm) zilitumika katika usanisinuru ya mimea.Kwa kutumia teknolojia ya LED, mwanga wa monokromatiki (kama vile mwanga mwekundu wenye kilele cha 660nm, mwanga wa bluu wenye kilele cha 450nm, n.k.) unaweza kuangaziwa kulingana na mkanda wenye nguvu zaidi wa kunyonya wa klorofili, na upana wa kikoa cha spectral ni ± 20 nm pekee.

Kwa sasa inaaminika kuwa taa nyekundu-machungwa itaharakisha ukuaji wa mimea, kukuza mkusanyiko wa vitu kavu, uundaji wa balbu, mizizi, balbu za majani na viungo vingine vya mmea, kusababisha mimea kuchanua na kuzaa matunda mapema, na kucheza. jukumu kuu katika uboreshaji wa rangi ya mmea;Mwanga wa bluu na urujuani unaweza kudhibiti upigaji picha wa majani ya mmea, kukuza ufunguzi wa stomata na harakati za kloroplast, kuzuia urefu wa shina, kuzuia kurefusha mimea, kuchelewesha maua ya mimea, na kukuza ukuaji wa viungo vya mimea;mchanganyiko wa LED nyekundu na bluu inaweza kufidia mwanga usiotosha wa rangi moja kati ya hizo mbili na kuunda kilele cha unyonyaji wa spectral ambacho kimsingi kinalingana na usanisinuru wa mazao na mofolojia.Kiwango cha utumiaji wa nishati nyepesi kinaweza kufikia 80% hadi 90%, na athari ya kuokoa nishati ni muhimu.

Ukiwa na taa za ziada za LED katika kilimo cha bustani cha kituo kinaweza kufikia ongezeko kubwa la uzalishaji.Uchunguzi umeonyesha kuwa idadi ya matunda, jumla ya pato na uzito wa kila nyanya ya cherry chini ya mwanga wa ziada wa 300 μmol/(m²·s) vipande vya LED na mirija ya LED kwa saa 12 (8:00-20:00) ni kwa kiasi kikubwa. iliongezeka.Mwangaza wa ziada wa ukanda wa LED umeongezeka kwa 42.67%, 66.89% na 16.97% kwa mtiririko huo, na mwanga wa ziada wa tube ya LED umeongezeka kwa 48.91%, 94.86% na 30.86% kwa mtiririko huo.Mwanga wa ziada wa LED wa taa ya ukuaji wa LED katika kipindi chote cha ukuaji [uwiano wa taa nyekundu na bluu ni 3:2, na mwangaza wa mwanga ni 300 μmol/(m²·s)] unaweza kuongeza kwa kiasi kikubwa ubora wa tunda moja na mavuno. kwa kila kitengo cha eneo la chiehwa na biringanya.Chikuquan iliongezeka kwa 5.3% na 15.6%, na mbilingani iliongezeka kwa 7.6% na 7.8%.Kupitia ubora wa mwanga wa LED na ukubwa wake na muda wa kipindi chote cha ukuaji, mzunguko wa ukuaji wa mimea unaweza kufupishwa, mavuno ya kibiashara, ubora wa lishe na thamani ya kimofolojia ya bidhaa za kilimo inaweza kuboreshwa, na ufanisi wa juu, kuokoa nishati na. uzalishaji wa akili wa mazao ya bustani ya bustani unaweza kupatikana.

Utumiaji wa taa ya ziada ya LED katika kilimo cha miche ya mboga

Kudhibiti mofolojia ya mimea na ukuaji na ukuzaji kwa chanzo cha taa ya LED ni teknolojia muhimu katika uwanja wa kilimo cha chafu.Mimea ya juu inaweza kuhisi na kupokea mawimbi ya mwanga kupitia mifumo ya vipokea picha kama vile fitokromu, kriptokromu, na vipokea picha, na kufanya mabadiliko ya kimofolojia kupitia wajumbe wa ndani ya seli ili kudhibiti tishu na viungo vya mimea.Photomorphogenesis ina maana kwamba mimea inategemea mwanga ili kudhibiti utofautishaji wa seli, mabadiliko ya kimuundo na utendaji kazi, pamoja na uundaji wa tishu na viungo, ikiwa ni pamoja na ushawishi juu ya kuota kwa baadhi ya mbegu, kukuza utawala wa apical, kuzuia ukuaji wa shina za baadaye, urefu wa shina. , na tropism.

Kilimo cha miche ya mboga ni sehemu muhimu ya kilimo cha msingi.Hali ya hewa ya mvua inayoendelea itasababisha mwanga wa kutosha katika kituo, na miche inakabiliwa na kurefushwa, ambayo itaathiri ukuaji wa mboga, utofautishaji wa maua na ukuzaji wa matunda, na hatimaye kuathiri mavuno na ubora wao.Katika uzalishaji, vidhibiti vingine vya ukuaji wa mimea, kama vile gibberellin, auxin, paclobutrazol na chlormequat, hutumiwa kudhibiti ukuaji wa miche.Hata hivyo, matumizi yasiyo ya busara ya vidhibiti ukuaji wa mimea yanaweza kuchafua mazingira ya mboga na vifaa kwa urahisi, afya ya binadamu kuwa mbaya.

Mwanga wa ziada wa LED una faida nyingi za kipekee za mwanga wa ziada, na ni njia inayowezekana ya kutumia taa ya ziada ya LED kukuza miche.Katika jaribio la kuongeza mwanga wa LED [25±5 μmol/(m²·s)] lililofanywa chini ya hali ya mwanga hafifu [0~35 μmol/(m²·s)], ilibainika kuwa mwanga wa kijani huchangia kurefuka na ukuaji wa miche ya tango.Nuru nyekundu na bluu huzuia ukuaji wa miche.Ikilinganishwa na mwanga dhaifu wa asili, index ya miche yenye nguvu ya miche iliyoongezewa na mwanga nyekundu na bluu iliongezeka kwa 151.26% na 237.98%, kwa mtiririko huo.Ikilinganishwa na ubora wa mwanga wa monochromatic, index ya miche yenye nguvu ambayo ina vipengele nyekundu na bluu chini ya matibabu ya mwanga wa ziada wa mwanga wa kiwanja iliongezeka kwa 304.46%.

Kuongeza mwanga mwekundu kwenye mche wa tango kunaweza kuongeza idadi ya majani halisi, eneo la jani, urefu wa mmea, kipenyo cha shina, kavu na ubora mzuri, fahirisi ya miche yenye nguvu, uhai wa mizizi, shughuli ya SOD na maudhui ya protini mumunyifu ya miche ya tango.Kuongeza UV-B kunaweza kuongeza maudhui ya klorofili a, klorofili b na carotenoids kwenye majani ya mche wa tango.Ikilinganishwa na mwanga wa asili, kuongeza mwanga wa LED nyekundu na bluu kunaweza kuongeza kwa kiasi kikubwa eneo la jani, ubora wa jambo kavu na index ya miche yenye nguvu ya miche ya nyanya.Kuongeza taa nyekundu ya LED na mwanga wa kijani huongeza kwa kiasi kikubwa urefu na unene wa shina la miche ya nyanya.Tiba ya mwanga ya kijani kibichi ya LED inaweza kuongeza kwa kiasi kikubwa majani ya tango na miche ya nyanya, na uzito safi na kavu wa miche huongezeka kwa kuongezeka kwa mwanga wa kijani kibichi, wakati shina nene na index ya miche yenye nguvu ya nyanya. miche yote hufuata mwanga wa ziada wa mwanga wa kijani.Kuongezeka kwa nguvu huongezeka.Mchanganyiko wa taa ya LED nyekundu na bluu inaweza kuongeza unene wa shina, eneo la majani, uzito kavu wa mmea wote, uwiano wa mizizi kwa shina, na index ya miche yenye nguvu ya bilinganya.Ikilinganishwa na mwanga mweupe, taa nyekundu ya LED inaweza kuongeza majani ya miche ya kabichi na kukuza ukuaji wa elongation na upanuzi wa majani ya miche ya kabichi.Mwangaza wa buluu wa LED hukuza ukuaji mzito, mkusanyo wa vitu vikavu na fahirisi yenye nguvu ya miche ya miche ya kabichi, na kufanya miche ya kabichi kuwa kibete.Matokeo ya hapo juu yanaonyesha kuwa faida za miche ya mboga iliyopandwa kwa teknolojia ya udhibiti wa mwanga ni dhahiri sana.

Athari ya mwanga wa ziada wa LED kwenye ubora wa lishe wa matunda na mboga

Protini, sukari, asidi kikaboni na vitamini zilizomo katika matunda na mboga ni nyenzo za lishe ambazo zina manufaa kwa afya ya binadamu.Ubora wa mwanga unaweza kuathiri maudhui ya VC katika mimea kwa kudhibiti shughuli za usanisi wa VC na kimeng'enya kinachooza, na inaweza kudhibiti kimetaboliki ya protini na mkusanyiko wa wanga katika mimea ya bustani.Nuru nyekundu inakuza mkusanyiko wa kabohaidreti, matibabu ya mwanga wa bluu ni ya manufaa kwa malezi ya protini, wakati mchanganyiko wa mwanga nyekundu na bluu unaweza kuboresha ubora wa lishe ya mimea kwa kiasi kikubwa zaidi kuliko ile ya mwanga wa monochromatic.

Kuongeza mwanga wa LED nyekundu au bluu kunaweza kupunguza maudhui ya nitrate katika lettuki, kuongeza mwanga wa bluu au kijani wa LED kunaweza kukuza mkusanyiko wa sukari mumunyifu katika lettuce, na kuongeza mwanga wa infrared wa LED kunasaidia mkusanyiko wa VC katika lettuce.Matokeo yalionyesha kuwa nyongeza ya mwanga wa bluu inaweza kuboresha maudhui ya VC na maudhui ya protini mumunyifu ya nyanya;mwanga nyekundu na bluu nyekundu mwanga pamoja inaweza kukuza sukari na asidi maudhui ya nyanya, na uwiano wa sukari na asidi ilikuwa ya juu zaidi chini ya nyekundu bluu pamoja mwanga;nyekundu bluu pamoja mwanga inaweza kuboresha VC maudhui ya tango matunda.

phenoli, flavonoids, anthocyanins na vitu vingine katika matunda na mboga sio tu kuwa na ushawishi muhimu juu ya rangi, ladha na thamani ya bidhaa za matunda na mboga, lakini pia zina shughuli za asili za antioxidant, na zinaweza kuzuia kwa ufanisi au kuondoa radicals bure katika mwili wa binadamu.

Kutumia mwanga wa bluu wa LED kuongeza mwanga kunaweza kuongeza kwa kiasi kikubwa maudhui ya anthocyanin ya ngozi ya biringanya kwa 73.6%, huku kutumia mwanga mwekundu wa LED na mchanganyiko wa mwanga nyekundu na bluu kunaweza kuongeza maudhui ya flavonoids na fenoli jumla.Nuru ya bluu inaweza kukuza mkusanyiko wa lycopene, flavonoids na anthocyanins katika matunda ya nyanya.Mchanganyiko wa mwanga nyekundu na bluu inakuza uzalishaji wa anthocyanins kwa kiasi fulani, lakini huzuia awali ya flavonoids.Ikilinganishwa na matibabu ya mwanga mweupe, matibabu ya mwanga mwekundu yanaweza kuongeza kwa kiasi kikubwa maudhui ya anthocyanini ya lettuce, lakini matibabu ya mwanga wa bluu yana maudhui ya chini ya anthocyanini.Jumla ya fenoli ya jani la kijani, jani la zambarau na lettusi ya majani nyekundu ilikuwa ya juu chini ya mwanga mweupe, nyekundu-bluu pamoja na matibabu ya mwanga wa bluu, lakini ilikuwa chini zaidi chini ya matibabu ya mwanga nyekundu.Kuongeza mwanga wa ultraviolet wa LED au mwanga wa machungwa kunaweza kuongeza maudhui ya misombo ya phenolic katika majani ya lettuki, wakati kuongeza mwanga wa kijani kunaweza kuongeza maudhui ya anthocyanins.Kwa hiyo, matumizi ya mwanga wa kukua kwa LED ni njia bora ya kudhibiti ubora wa lishe ya matunda na mboga katika kilimo cha bustani.

Athari za taa ya ziada ya LED juu ya kupambana na kuzeeka kwa mimea

Uharibifu wa klorofili, upotevu wa haraka wa protini na hidrolisisi ya RNA wakati wa kukomaa kwa mmea hudhihirishwa hasa kama uchangamfu wa majani.Chloroplasts ni nyeti sana kwa mabadiliko katika mazingira ya mwanga wa nje, hasa walioathirika na ubora wa mwanga.Mwanga mwekundu, mwanga wa buluu na nyekundu-bluu kwa pamoja huchangia mofogenesis ya kloroplast, mwanga wa bluu unafaa kwa mkusanyiko wa nafaka za wanga katika kloroplasts, na, mwanga mwekundu na mwanga-nyekundu sana una athari mbaya kwa maendeleo ya kloroplast.Mchanganyiko wa mwanga wa buluu na nyekundu na bluu unaweza kukuza usanisi wa klorofili katika majani ya mche wa tango, na mchanganyiko wa mwanga mwekundu na wa buluu pia unaweza kuchelewesha kufifia kwa maudhui ya klorofili ya jani katika hatua ya baadaye.Athari hii inaonekana wazi zaidi kwa kupungua kwa uwiano wa mwanga nyekundu na ongezeko la uwiano wa mwanga wa bluu.Kiwango cha klorofili kwenye majani ya mche wa tango chini ya taa ya taa ya LED nyekundu na bluu kilikuwa kikubwa zaidi kuliko chini ya udhibiti wa mwanga wa fluorescent na matibabu ya mwanga mwekundu na bluu.Nuru ya buluu ya LED inaweza kuongeza kwa kiasi kikubwa thamani ya klorofili a/b ya Wutacai na miche ya vitunguu kijani.

Wakati wa senescence, kuna cytokinins (CTK), auxin (IAA), mabadiliko ya asidi abscisic (ABA) na mabadiliko mbalimbali katika shughuli za enzyme.Maudhui ya homoni za mimea huathiriwa kwa urahisi na mazingira ya mwanga.Sifa tofauti za mwanga zina athari tofauti za udhibiti kwenye homoni za mimea, na hatua za awali za njia ya upitishaji wa ishara ya mwanga huhusisha cytokinins.

CTK inakuza upanuzi wa seli za majani, huongeza usanisinuru wa majani, huku ikizuia shughuli za ribonuclease, deoxyribonuclease na protease, na kuchelewesha uharibifu wa asidi nucleic, protini na klorofili, hivyo inaweza kuchelewesha kwa kiasi kikubwa kuonekana kwa majani.Kuna mwingiliano kati ya udhibiti wa ukuaji wa mwanga na upatanishi wa CTK, na mwanga unaweza kuchochea ongezeko la viwango vya asili vya cytokinin.Wakati tishu za mimea ziko katika hali ya utulivu, maudhui yao ya asili ya cytokinin hupungua.

IAA imejikita zaidi katika sehemu za ukuaji wa nguvu, na kuna maudhui machache sana katika tishu au viungo vya kuzeeka.Nuru ya Violet inaweza kuongeza shughuli ya oxidase ya asidi asetiki indole, na viwango vya chini vya IAA vinaweza kuzuia kurefuka na ukuaji wa mimea.

ABA huundwa hasa katika tishu za jani la senescent, matunda yaliyoiva, mbegu, shina, mizizi na sehemu nyinginezo.Maudhui ya ABA ya tango na kabichi chini ya mchanganyiko wa mwanga nyekundu na bluu ni chini kuliko ile ya mwanga nyeupe na mwanga wa bluu.

Peroxidase (POD), superoxide dismutase (SOD), ascorbate peroxidase (APX), catalase (CAT) ni enzymes muhimu zaidi na zinazohusiana na mwanga katika mimea.Ikiwa mimea inazeeka, shughuli za enzymes hizi zitapungua kwa kasi.

Sifa tofauti za mwanga zina athari kubwa kwenye shughuli za kimeng'enya cha antioxidant ya mmea.Baada ya siku 9 za matibabu ya mwanga mwekundu, shughuli ya APX ya miche ya ubakaji iliongezeka kwa kiasi kikubwa, na shughuli ya POD ilipungua.Shughuli ya POD ya nyanya baada ya siku 15 ya mwanga mwekundu na mwanga wa bluu ilikuwa ya juu kuliko ile ya mwanga mweupe kwa 20.9% na 11.7%, kwa mtiririko huo.Baada ya siku 20 za matibabu ya mwanga wa kijani, shughuli ya POD ya nyanya ilikuwa ya chini kabisa, tu 55.4% ya mwanga mweupe.Kuongeza mwanga wa buluu kwa saa 4 kunaweza kuongeza kiwango cha protini mumunyifu, POD, SOD, APX, na shughuli za kimeng'enya cha CAT kwenye majani ya tango katika hatua ya miche.Kwa kuongeza, shughuli za SOD na APX hupungua hatua kwa hatua kwa kuongeza muda wa mwanga.Shughuli ya SOD na APX chini ya mwanga wa samawati na mwanga mwekundu hupungua polepole lakini huwa juu zaidi ya ile ya mwanga mweupe.Mwaliko wa mwanga mwekundu ulipunguza kwa kiasi kikubwa shughuli za peroxidase na peroxidase ya IAA ya majani ya nyanya na peroxidase ya IAA ya majani ya biringanya, lakini ilisababisha shughuli ya peroxidase ya majani ya bilinganya kuongezeka kwa kiasi kikubwa.Kwa hivyo, kutumia mkakati unaofaa wa taa za ziada za LED kunaweza kuchelewesha kwa ufanisi uhuishaji wa mazao ya bustani na kuboresha mavuno na ubora.

Ujenzi na matumizi ya formula ya mwanga wa LED

Ukuaji na ukuaji wa mimea huathiriwa sana na ubora wa mwanga na uwiano wake tofauti wa muundo.Fomula ya mwanga hujumuisha vipengele kadhaa kama vile uwiano wa ubora wa mwanga, mwangaza wa mwanga na muda wa mwanga.Kwa kuwa mimea tofauti ina mahitaji tofauti ya mwanga na hatua tofauti za ukuaji na ukuzaji, mchanganyiko bora wa ubora wa mwanga, mwangaza na wakati wa kuongeza mwanga unahitajika kwa mazao yanayolimwa.

 ◆Uwiano wa wigo wa mwanga

Ikilinganishwa na mwanga mweupe na mwanga mmoja nyekundu na bluu, mchanganyiko wa mwanga wa LED nyekundu na bluu una faida ya kina juu ya ukuaji na maendeleo ya miche ya tango na kabichi.

Wakati uwiano wa taa nyekundu na bluu ni 8: 2, unene wa shina la mmea, urefu wa mmea, uzani kavu wa mmea, uzani safi, index ya miche yenye nguvu, n.k, huongezeka sana, na pia ni muhimu kwa malezi ya matrix ya kloroplast. basal lamella na matokeo ya mambo ya assimilation.

Matumizi ya mchanganyiko wa ubora wa nyekundu, kijani na bluu kwa chipukizi nyekundu ya maharagwe ni ya manufaa kwa mkusanyiko wake wa dutu kavu, na mwanga wa kijani unaweza kukuza mkusanyiko wa dutu kavu ya maharagwe nyekundu.Ukuaji ni dhahiri zaidi wakati uwiano wa nyekundu, kijani na bluu mwanga ni 6:2:1.Athari ya kurefusha chipukizi ya maharagwe nyekundu kwenye miche ilikuwa bora zaidi chini ya uwiano wa mwanga mwekundu na bluu wa 8:1, na mwinuko wa chipukizi wa maharagwe mekundu ulizuiliwa kwa uwiano wa mwanga nyekundu na bluu wa 6:3, lakini protini mumunyifu. maudhui yalikuwa ya juu zaidi.

Wakati uwiano wa mwanga nyekundu na bluu ni 8: 1 kwa miche ya loofah, index ya miche yenye nguvu na maudhui ya sukari mumunyifu ya miche ya loofah ni ya juu zaidi.Wakati wa kutumia ubora wa mwanga wenye uwiano wa mwanga nyekundu na bluu wa 6:3, klorofili maudhui, uwiano wa klorofili a/b, na maudhui ya protini mumunyifu ya miche ya loofah yalikuwa ya juu zaidi.

Wakati wa kutumia uwiano wa 3: 1 wa mwanga nyekundu na bluu kwa celery, inaweza kukuza kwa ufanisi ongezeko la urefu wa mmea wa celery, urefu wa petiole, nambari ya jani, ubora wa dutu kavu, maudhui ya VC, maudhui ya protini mumunyifu na maudhui ya sukari mumunyifu.Katika kilimo cha nyanya, kuongeza uwiano wa mwanga wa bluu ya LED inakuza uundaji wa lycopene, asidi ya amino ya bure na flavonoids, na kuongeza uwiano wa nuru nyekundu inakuza uundaji wa asidi titratable.Wakati mwanga na uwiano wa mwanga nyekundu na bluu kwa majani ya lettu ni 8: 1, ni manufaa kwa mkusanyiko wa carotenoids, na kwa ufanisi hupunguza maudhui ya nitrate na huongeza maudhui ya VC.

 ◆Ukali wa mwanga

Mimea inayokua chini ya mwanga dhaifu huathirika zaidi na uzuiaji wa picha kuliko chini ya mwanga mkali.Kiwango cha usanisinuru wa miche ya nyanya huongezeka kwa kuongezeka kwa mwangaza [50, 150, 200, 300, 450, 550μmol/(m²·s)], ikionyesha mwelekeo wa kuongezeka kwanza na kisha kupungua, na kwa 300μmol/(m²). ·s) kufikia upeo.Urefu wa mmea, eneo la majani, maji na maudhui ya VC ya lettuki yaliongezeka kwa kiasi kikubwa chini ya 150μmol/(m²·s) matibabu ya mwangaza wa mwanga.Chini ya 200μmol/(m²·s) matibabu ya mwangaza wa mwanga, uzito mpya, uzito wa jumla na maudhui ya asidi ya amino bila malipo yaliongezeka kwa kiasi kikubwa, na chini ya matibabu ya 300μmol/(m²·s) mwangaza wa mwanga, eneo la jani, maudhui ya maji. , klorofili a, klorofili a+b na carotenoidi za lettuki zote zilipunguzwa.Ikilinganishwa na giza, pamoja na ongezeko la mwanga wa kukua kwa LED [3, 9, 15 μmol/(m²·s)], maudhui ya klorofili a, klorofili b, na klorofili a+b ya chipukizi nyeusi ya maharagwe yaliongezeka sana.Maudhui ya VC ndiyo ya juu zaidi katika 3μmol/(m²·s), na protini mumunyifu, sukari mumunyifu na maudhui ya sucrose ni ya juu zaidi katika 9μmol/(m²·s).Chini ya hali hiyo hiyo ya joto, pamoja na kuongezeka kwa mwangaza [(2~2.5)lx×103 lx, (4~4.5)lx×103 lx, (6~6.5)lx×103 lx], wakati wa miche ya miche ya pilipili. imefupishwa, maudhui ya sukari mumunyifu yaliongezeka, lakini maudhui ya klorofili na carotenoids yalipungua hatua kwa hatua.

 ◆Wakati wa mwanga

Kuongeza muda wa mwanga kwa usahihi kunaweza kupunguza mkazo wa mwanga mdogo unaosababishwa na mwanga usiotosha kwa kiwango fulani, kusaidia mkusanyiko wa bidhaa za photosynthetic za mazao ya bustani, na kufikia athari ya kuongeza mavuno na kuboresha ubora.Maudhui ya VC ya chipukizi yalionyesha mwelekeo unaoongezeka polepole na kuongeza muda wa mwanga (0, 4, 8, 12, 16, 20h/siku), wakati maudhui ya bure ya asidi ya amino, shughuli za SOD na CAT zote zilionyesha mwelekeo unaopungua.Kwa kuongeza muda wa mwanga (12, 15, 18h), uzito mpya wa mimea ya kabichi ya Kichina iliongezeka kwa kiasi kikubwa.Maudhui ya VC katika majani na mabua ya kabichi ya Kichina ilikuwa ya juu zaidi saa 15 na 12h, kwa mtiririko huo.Maudhui ya protini ya mumunyifu ya majani ya kabichi ya Kichina ilipungua hatua kwa hatua, lakini mabua yalikuwa ya juu zaidi baada ya 15h.Maudhui ya sukari mumunyifu ya majani ya kabichi ya Kichina yaliongezeka polepole, wakati mabua yalikuwa ya juu zaidi saa 12h.Wakati uwiano wa mwanga nyekundu na bluu ni 1: 2, ikilinganishwa na muda wa mwanga wa 12h, matibabu ya mwanga wa 20h hupunguza maudhui ya jamaa ya phenols jumla na flavonoids katika lettuce ya majani ya kijani, lakini wakati uwiano wa mwanga nyekundu na bluu ni 2: 1; matibabu ya mwanga wa 20h kwa kiasi kikubwa yaliongeza maudhui ya jamaa ya phenoli jumla na flavonoids katika lettuce ya majani ya kijani.

Kutoka hapo juu, inaweza kuonekana kuwa fomula tofauti za mwanga zina athari tofauti kwenye photosynthesis, photomorphogenesis na kimetaboliki ya kaboni na nitrojeni ya aina tofauti za mazao.Jinsi ya kupata fomula bora zaidi ya mwanga, usanidi wa chanzo cha mwanga na uundaji wa mikakati ya udhibiti wa akili inahitaji spishi za mimea kama mahali pa kuanzia, na, marekebisho yanayofaa yanapaswa kufanywa kulingana na mahitaji ya bidhaa za mazao ya bustani, malengo ya uzalishaji, sababu za uzalishaji, nk. ili kufikia lengo la udhibiti wa akili wa mazingira ya mwanga na mazao ya bustani ya ubora wa juu na ya juu chini ya hali ya kuokoa nishati.

Matatizo na matarajio yaliyopo

Faida kubwa ya mwanga wa kukua kwa LED ni kwamba inaweza kufanya marekebisho ya mchanganyiko wa akili kulingana na wigo wa mahitaji ya sifa za usanisinuru, mofolojia, ubora na mavuno ya mimea tofauti.Aina tofauti za mazao na vipindi tofauti vya ukuaji wa zao moja vyote vina mahitaji tofauti ya ubora wa mwanga, mwangaza na muda wa kupiga picha.Hii inahitaji maendeleo zaidi na uboreshaji wa utafiti wa fomula nyepesi ili kuunda hifadhidata kubwa ya fomula ya mwanga.Pamoja na utafiti na maendeleo ya taa za kitaaluma, thamani ya juu ya taa za ziada za LED katika matumizi ya kilimo inaweza kupatikana, ili kuokoa nishati bora, kuboresha ufanisi wa uzalishaji na faida za kiuchumi.Utumiaji wa mwanga wa kukua kwa LED katika kilimo cha bustani cha kituo umeonyesha uhai mkubwa, lakini bei ya vifaa vya taa za LED au vifaa ni ya juu kiasi, na uwekezaji wa mara moja ni mkubwa.Mahitaji ya mwanga wa ziada wa mazao mbalimbali chini ya hali tofauti za mazingira hayako wazi, wigo wa mwanga wa ziada, ukubwa usio na maana na wakati wa mwanga wa kukua bila shaka utasababisha matatizo mbalimbali katika matumizi ya sekta ya kukua taa.

Hata hivyo, pamoja na maendeleo na uboreshaji wa teknolojia na kupunguzwa kwa gharama ya uzalishaji wa mwanga wa kukua kwa LED, taa za ziada za LED zitatumika zaidi katika kilimo cha bustani cha kituo.Wakati huo huo, maendeleo na maendeleo ya mfumo wa teknolojia ya taa ya ziada ya LED na mchanganyiko wa nishati mpya itawezesha maendeleo ya haraka ya kilimo cha kituo, kilimo cha familia, kilimo cha mijini na kilimo cha anga ili kukidhi mahitaji ya watu kwa mazao ya bustani katika mazingira maalum.