ผู้แต่ง: Yamin Li และ Houcheng Liu ฯลฯ จากวิทยาลัยพืชสวน, มหาวิทยาลัยเกษตรเซาท์จีน

แหล่งที่มาของบทความ: การปลูกพืชสวนเรือนกระจก

ประเภทของสิ่งอำนวยความสะดวกการปลูกพืชสวนสิ่งอำนวยความสะดวกส่วนใหญ่รวมถึงเรือนกระจกพลาสติกเรือนกระจกพลังงานแสงอาทิตย์เรือนกระจกหลายช่วงและโรงงานโรงงาน เนื่องจากอาคารสิ่งอำนวยความสะดวกปิดกั้นแหล่งกำเนิดแสงธรรมชาติในระดับหนึ่งจึงมีแสงในร่มไม่เพียงพอซึ่งจะช่วยลดผลผลิตและคุณภาพของพืช ดังนั้นแสงเสริมจึงมีบทบาทที่ขาดไม่ได้ในพืชที่มีคุณภาพสูงและให้ผลตอบแทนสูงของโรงงาน แต่ก็กลายเป็นปัจจัยสำคัญในการเพิ่มการใช้พลังงานและต้นทุนการดำเนินงานในโรงงาน

เป็นเวลานานแหล่งกำเนิดแสงประดิษฐ์ที่ใช้ในสนามพืชสวนสิ่งอำนวยความสะดวกส่วนใหญ่รวมถึงหลอดโซเดียมความดันสูง, หลอดฟลูออเรสเซนต์, หลอดฮาโลเจนโลหะ, หลอดไส้, หลอดไส้, ฯลฯ ข้อเสียที่โดดเด่นคือการผลิตความร้อนสูงการใช้พลังงานสูงและค่าใช้จ่ายในการดำเนินงานสูง การพัฒนาไดโอดเปล่งแสงรุ่นใหม่ (LED) ทำให้สามารถใช้แหล่งกำเนิดแสงประดิษฐ์พลังงานต่ำในด้านการปลูกพืชสวนสิ่งอำนวยความสะดวก LED มีข้อดีของประสิทธิภาพการแปลงโฟโตอิเล็กทริกสูงพลังงาน DC ปริมาณขนาดเล็กอายุการใช้งานที่ยาวนานการใช้พลังงานต่ำความยาวคลื่นคงที่รังสีความร้อนต่ำและการป้องกันสิ่งแวดล้อม เมื่อเทียบกับหลอดโซเดียมแรงดันสูงและหลอดฟลูออเรสเซนต์ที่ใช้กันทั่วไปในปัจจุบัน LED ไม่เพียง แต่สามารถปรับปริมาณและคุณภาพแสง (สัดส่วนของแสงวงต่าง ๆ ) ตามความต้องการของการเจริญเติบโตของพืชและสามารถฉายรังสีพืชในระยะใกล้เนื่องจากระยะใกล้เนื่องจาก ถึงแสงเย็นดังนั้นจำนวนของชั้นการเพาะปลูกและอัตราการใช้พื้นที่สามารถปรับปรุงได้และฟังก์ชั่นของการประหยัดพลังงานการป้องกันสิ่งแวดล้อมและการใช้ประโยชน์จากพื้นที่ซึ่งไม่สามารถแทนที่ได้ด้วยแหล่งกำเนิดแสงแบบดั้งเดิม

ตามข้อได้เปรียบเหล่านี้ LED ได้ถูกนำมาใช้อย่างประสบความสำเร็จในการให้แสงสว่างในโรงงานผลิตพืชสวน, การวิจัยขั้นพื้นฐานเกี่ยวกับสภาพแวดล้อมที่ควบคุมได้การเพาะเลี้ยงเนื้อเยื่อพืชต้นกล้าจากโรงงานโรงงานและระบบนิเวศอากาศยาน ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมาประสิทธิภาพของการเติบโตของไฟ LED กำลังดีขึ้นราคาจะลดลงและผลิตภัณฑ์ทุกชนิดที่มีความยาวคลื่นเฉพาะกำลังได้รับการพัฒนาอย่างค่อยเป็นค่อยไปดังนั้นการประยุกต์ใช้ในสาขาการเกษตรและชีววิทยาจะกว้างขึ้น

บทความนี้สรุปสถานะการวิจัยของ LED ในด้านการปลูกพืชสวนสิ่งอำนวยความสะดวกมุ่งเน้นไปที่การประยุกต์ใช้แสงเสริม LED ในมูลนิธิชีววิทยาแสงไฟ LED เติบโตขึ้นจากการก่อตัวของแสงพืชคุณภาพโภชนาการและผลของการชะลอการชราภาพการก่อสร้างและการประยุกต์ ของสูตรแสงและการวิเคราะห์และโอกาสของปัญหาในปัจจุบันและโอกาสของเทคโนโลยี LED เสริม

ผลของแสงเสริม LED ต่อการเจริญเติบโตของพืชสวน

ผลการกำกับดูแลของแสงต่อการเจริญเติบโตและการพัฒนาของพืชรวมถึงการงอกของเมล็ดการยืดตัวของลำต้นการพัฒนาของใบไม้และรากการถ่ายภาพการสังเคราะห์คลอโรฟิลล์และการสลายตัวและการเหนี่ยวนำดอกไม้ องค์ประกอบของสภาพแวดล้อมแสงในโรงงานรวมถึงความเข้มแสงวัฏจักรแสงและการกระจายสเปกตรัม องค์ประกอบสามารถปรับได้โดยอาหารเสริมแสงประดิษฐ์โดยไม่มีข้อ จำกัด ของสภาพอากาศ

ในปัจจุบันมีตัวรับแสงอย่างน้อยสามประเภทในพืช: ไฟโตโครม (ดูดซับแสงสีแดงและแสงสีแดงไกล), cryptochrome (ดูดซับแสงสีน้ำเงินและใกล้กับแสงอัลตราไวโอเลต) และ UV-A และ UV-B การใช้แหล่งกำเนิดแสงที่มีความยาวคลื่นเฉพาะเพื่อฉายรังสีสามารถปรับปรุงประสิทธิภาพการสังเคราะห์แสงของพืชเร่งการสร้าง morphogenesis แสงและส่งเสริมการเจริญเติบโตและการพัฒนาของพืช แสงสีส้มแดง (610 ~ 720 nm) และแสงสีม่วงสีน้ำเงิน (400 ~ 510 nm) ถูกนำมาใช้ในการสังเคราะห์ด้วยแสงพืช การใช้เทคโนโลยี LED, แสงโมโนโครม (เช่นแสงสีแดงที่มีจุดสูงสุด 660nm, แสงสีน้ำเงินที่มีสูงสุด 450nm ฯลฯ ) สามารถแผ่กระจายไปตามแถบการดูดกลืนที่แข็งแกร่งที่สุดของคลอโรฟิลล์และความกว้างของโดเมนสเปกตรัมเป็นเพียง± 20 นาโนเมตร

ปัจจุบันเชื่อกันว่าแสงสีส้มแดงจะเร่งการพัฒนาของพืชอย่างมีนัยสำคัญส่งเสริมการสะสมของสสารแห้งการก่อตัวของหลอดไฟหัวหลอดไฟและอวัยวะพืชอื่น ๆ ทำให้พืชบานและมีผลก่อนและเล่นก่อนหน้านี้ บทบาทนำในการปรับปรุงสีของพืช แสงสีน้ำเงินและสีม่วงสามารถควบคุม phototropism ของใบพืชส่งเสริมการเปิดปากใบและการเคลื่อนไหวของคลอโรพลาสต์ยับยั้งการยืดตัวของลำต้นป้องกันความยาวของพืชชะลอการออกดอกของพืชและส่งเสริมการเจริญเติบโตของอวัยวะพืช; การรวมกันของไฟ LED สีแดงและสีน้ำเงินสามารถชดเชยแสงไม่เพียงพอของสีเดียวของทั้งสองและสร้างจุดสูงสุดการดูดกลืนสเปกตรัมที่สอดคล้องกับการสังเคราะห์แสงและสัณฐานวิทยา อัตราการใช้พลังงานแสงสามารถสูงถึง 80% ถึง 90% และผลการประหยัดพลังงานมีความสำคัญ

ติดตั้งไฟเสริม LED ในโรงงานผลิตพืชสวนสิ่งอำนวยความสะดวกสามารถเพิ่มการผลิตได้อย่างมีนัยสำคัญ การศึกษาแสดงให้เห็นว่าจำนวนผลไม้ผลผลิตทั้งหมดและน้ำหนักของมะเขือเทศเชอร์รี่แต่ละตัวภายใต้แสงเสริมที่ 300 μmol/(m²· s) แถบ LED และหลอด LED สำหรับ 12h (8: 00-20: 00) มีนัยสำคัญ เพิ่มขึ้น. แสงเสริมของแถบ LED เพิ่มขึ้น 42.67%, 66.89% และ 16.97% ตามลำดับและแสงเสริมของหลอด LED เพิ่มขึ้น 48.91%, 94.86% และ 30.86% ตามลำดับ ไฟเสริม LED ของโคมไฟ LED เติบโตในช่วงระยะเวลาการเจริญเติบโตทั้งหมด [อัตราส่วนของแสงสีแดงและสีน้ำเงินคือ 3: 2 และความเข้มของแสงคือ 300 μmol/(m²· s)] สามารถเพิ่มคุณภาพผลไม้และผลผลิตเดี่ยวอย่างมีนัยสำคัญ ต่อหน่วยพื้นที่ของ Chiehwa และมะเขือยาว Chikuquan เพิ่มขึ้น 5.3% และ 15.6% และมะเขือยาวเพิ่มขึ้น 7.6% และ 7.8% ผ่านคุณภาพแสง LED และความเข้มและระยะเวลาของระยะเวลาการเจริญเติบโตทั้งหมดวัฏจักรการเจริญเติบโตของพืชสามารถทำให้สั้นลงได้ผลผลิตเชิงพาณิชย์คุณภาพทางโภชนาการและมูลค่าทางสัณฐานวิทยาของผลิตภัณฑ์การเกษตรสามารถปรับปรุงได้และประสิทธิภาพสูงการประหยัดพลังงานและการประหยัดพลังงาน การผลิตที่ชาญฉลาดของพืชสวนสิ่งอำนวยความสะดวกสามารถรับรู้ได้

การประยุกต์ใช้ไฟเสริม LED ในการเพาะปลูกต้นกล้าผัก

การควบคุมสัณฐานวิทยาของพืชและการเจริญเติบโตและการพัฒนาโดยแหล่งกำเนิดแสง LED เป็นเทคโนโลยีที่สำคัญในด้านการเพาะปลูกเรือนกระจก พืชที่สูงขึ้นสามารถรับรู้และรับสัญญาณแสงผ่านระบบรับแสงเช่นไฟโตโครม cryptochrome และรับแสงและดำเนินการเปลี่ยนแปลงทางสัณฐานวิทยาผ่านผู้ส่งสารภายในเซลล์เพื่อควบคุมเนื้อเยื่อพืชและอวัยวะของพืช โฟโตฟีเจเนสหมายความว่าพืชพึ่งพาแสงเพื่อควบคุมความแตกต่างของเซลล์การเปลี่ยนแปลงโครงสร้างและการทำงานเช่นเดียวกับการก่อตัวของเนื้อเยื่อและอวัยวะรวมถึงอิทธิพลต่อการงอกของเมล็ดบางชนิดการส่งเสริมการครอบงำของปลายยอดการยับยั้งการเจริญเติบโตของตาด้านข้าง และ tropism

การเพาะปลูกต้นกล้าผักเป็นส่วนสำคัญของการเกษตรสิ่งอำนวยความสะดวก สภาพอากาศที่ฝนตกอย่างต่อเนื่องจะทำให้แสงไม่เพียงพอในโรงงานและต้นกล้ามีแนวโน้มที่จะยาวขึ้นซึ่งจะส่งผลต่อการเจริญเติบโตของผักความแตกต่างของดอกตูมและการพัฒนาผลไม้และในที่สุดก็ส่งผลกระทบต่อผลผลิตและคุณภาพของพวกเขา ในการผลิตหน่วยงานกำกับดูแลการเจริญเติบโตของพืชบางอย่างเช่น Gibberellin, ออกซิน, paclobutrazol และ chlormequat ถูกนำมาใช้เพื่อควบคุมการเติบโตของต้นกล้า อย่างไรก็ตามการใช้หน่วยงานกำกับดูแลการเจริญเติบโตของพืชอย่างไม่สมเหตุสมผลสามารถสร้างมลพิษต่อสภาพแวดล้อมของผักและสิ่งอำนวยความสะดวกสุขภาพของมนุษย์ไม่เอื้ออำนวย

แสงเสริม LED มีข้อได้เปรียบที่เป็นเอกลักษณ์มากมายของแสงเสริมและเป็นวิธีที่เป็นไปได้ในการใช้แสงเสริม LED เพื่อเพิ่มต้นกล้า ในไฟเสริม LED [25 ± 5 μmol/(m²· s)] การทดลองที่ดำเนินการภายใต้เงื่อนไขของแสงต่ำ [0 ~ 35 μmol/(m²· s)] พบว่าแสงสีเขียวส่งเสริมการยืดตัวและการเจริญเติบโตของ ต้นกล้าแตงกวา แสงสีแดงและแสงสีน้ำเงินยับยั้งการเจริญเติบโตของต้นกล้า เมื่อเทียบกับแสงที่อ่อนแอตามธรรมชาติดัชนีต้นกล้าที่แข็งแกร่งของต้นกล้าเสริมด้วยแสงสีแดงและสีน้ำเงินเพิ่มขึ้น 151.26% และ 237.98% ตามลำดับ เมื่อเทียบกับคุณภาพแสงโมโนโครมดัชนีของต้นกล้าที่แข็งแกร่งซึ่งมีส่วนประกอบสีแดงและสีน้ำเงินภายใต้การรักษาแสงเสริมแสงผสมเพิ่มขึ้น 304.46%

การเพิ่มแสงสีแดงลงในต้นกล้าแตงกวาสามารถเพิ่มจำนวนใบที่แท้จริง, พื้นที่ใบ, ความสูงของพืช, เส้นผ่านศูนย์กลางลำต้น, คุณภาพแห้งและสด, ดัชนีต้นกล้าที่แข็งแกร่ง, พลังของราก, กิจกรรม SOD และปริมาณโปรตีนที่ละลายน้ำได้ของต้นกล้าแตงกวา การเสริม UV-B สามารถเพิ่มเนื้อหาของคลอโรฟิลล์ A, คลอโรฟิลล์ B และแคโรทีนอยด์ในใบต้นกล้าแตงกวา เมื่อเทียบกับแสงธรรมชาติการเสริมไฟ LED สีแดงและสีน้ำเงินสามารถเพิ่มพื้นที่ใบได้อย่างมีนัยสำคัญคุณภาพสสารแห้งและดัชนีต้นกล้าที่แข็งแกร่งของต้นกล้ามะเขือเทศ การเสริมไฟแดง LED และไฟเขียวเพิ่มความสูงและความหนาของต้นกำเนิดของต้นกล้ามะเขือเทศอย่างมีนัยสำคัญ การบำบัดแสงเสริมแสงสีเขียว LED สามารถเพิ่มชีวมวลของแตงกวาและต้นกล้ามะเขือเทศได้อย่างมีนัยสำคัญและน้ำหนักที่สดและแห้งของต้นกล้าเพิ่มขึ้นตามการเพิ่มขึ้นของความเข้มแสงเสริมแสงสีเขียวในขณะที่ลำต้นหนาและดัชนีต้นกล้าที่แข็งแรงของมะเขือเทศ ต้นกล้าทั้งหมดตามแสงเสริมไฟเขียว การเพิ่มขึ้นของความแข็งแรงเพิ่มขึ้น การรวมกันของแสง LED สีแดงและสีน้ำเงินสามารถเพิ่มความหนาของลำต้นพื้นที่ใบน้ำหนักแห้งของพืชทั้งหมดอัตราส่วนรากต่อการยิงและดัชนีต้นกล้าที่แข็งแกร่งของมะเขือยาว เมื่อเทียบกับแสงสีขาวแสงสีแดง LED สามารถเพิ่มชีวมวลของต้นกล้ากะหล่ำปลีและส่งเสริมการเจริญเติบโตของการยืดตัวและการขยายตัวของใบไม้ของต้นกล้ากะหล่ำปลี แสงสีน้ำเงิน LED ส่งเสริมการเจริญเติบโตที่หนาการสะสมสสารแห้งและดัชนีต้นกล้าที่แข็งแกร่งของต้นกล้ากะหล่ำปลีและทำให้ต้นกล้ากะหล่ำปลีแคระ ผลการศึกษาข้างต้นแสดงให้เห็นว่าข้อดีของต้นกล้าผักที่ได้รับการปลูกฝังด้วยเทคโนโลยีการควบคุมแสงนั้นชัดเจนมาก

ผลของแสงเสริม LED ต่อคุณภาพโภชนาการของผักและผลไม้

โปรตีน, น้ำตาล, กรดอินทรีย์และวิตามินที่มีอยู่ในผักและผลไม้เป็นวัสดุโภชนาการที่เป็นประโยชน์ต่อสุขภาพของมนุษย์ คุณภาพแสงสามารถส่งผลกระทบต่อเนื้อหา VC ในพืชโดยการควบคุมกิจกรรมของการสังเคราะห์ VC และการสลายตัวของเอนไซม์และสามารถควบคุมการเผาผลาญโปรตีนและการสะสมคาร์โบไฮเดรตในพืชพืชสวน แสงสีแดงส่งเสริมการสะสมคาร์โบไฮเดรตการรักษาด้วยแสงสีน้ำเงินเป็นประโยชน์ต่อการก่อตัวของโปรตีนในขณะที่การรวมกันของแสงสีแดงและสีน้ำเงินสามารถปรับปรุงคุณภาพโภชนาการของพืชที่สูงกว่าแสงโมโนโครม

การเพิ่มไฟ LED สีแดงหรือสีน้ำเงินสามารถลดปริมาณไนเตรตในผักกาดหอมการเพิ่มไฟ LED สีน้ำเงินหรือสีเขียวสามารถส่งเสริมการสะสมของน้ำตาลที่ละลายน้ำได้ในผักกาดหอมและการเพิ่มไฟ LED อินฟราเรดนั้นเอื้อต่อการสะสมของ VC ในผักกาดหอม ผลการศึกษาพบว่าการเสริมของแสงสีน้ำเงินสามารถปรับปรุงปริมาณ VC และปริมาณโปรตีนที่ละลายน้ำได้ของมะเขือเทศ แสงสีแดงและแสงสีน้ำเงินสีแดงรวมกันสามารถส่งเสริมปริมาณน้ำตาลและกรดของผลไม้มะเขือเทศและอัตราส่วนของน้ำตาลต่อกรดนั้นสูงที่สุดภายใต้แสงสีน้ำเงินรวมกัน แสงรวมสีน้ำเงินสีแดงสามารถปรับปรุงเนื้อหา VC ของผลไม้แตงกวา

ฟีนอลฟลาโวนอยด์แอนโธไซยานินและสารอื่น ๆ ในผักและผลไม้ไม่เพียง แต่มีอิทธิพลสำคัญต่อสีรสชาติและค่าสินค้าโภคภัณฑ์ของผักและผลไม้ แต่ยังมีกิจกรรมต้านอนุมูลอิสระตามธรรมชาติและสามารถยับยั้งหรือกำจัดอนุมูลอิสระในร่างกายมนุษย์

การใช้แสงสีน้ำเงิน LED เพื่อเสริมแสงสามารถเพิ่มปริมาณแอนโธไซยานินของผิวมะเขือยาวได้อย่างมีนัยสำคัญ 73.6%ในขณะที่ใช้แสงสีแดง LED และการรวมกันของแสงสีแดงและสีน้ำเงินสามารถเพิ่มเนื้อหาของฟลาโวนอยด์และฟีนอลทั้งหมด แสงสีน้ำเงินสามารถส่งเสริมการสะสมของไลโคปีนฟลาโวนอยด์และแอนโธไซยานินในผลไม้มะเขือเทศ การรวมกันของแสงสีแดงและสีน้ำเงินส่งเสริมการผลิตแอนโธไซยานินในระดับหนึ่ง แต่ยับยั้งการสังเคราะห์ฟลาโวนอยด์ เมื่อเทียบกับการรักษาด้วยแสงสีขาวการรักษาด้วยแสงสีแดงสามารถเพิ่มปริมาณแอนโธไซยานินของการยิงผักกาดหอมได้อย่างมีนัยสำคัญ แต่การรักษาด้วยแสงสีน้ำเงินมีปริมาณแอนโธไซยานินต่ำที่สุด ปริมาณฟีนอลทั้งหมดของใบไม้สีเขียวใบสีม่วงและผักกาดหอมใบแดงสูงกว่าภายใต้แสงสีขาวการบำบัดแสงสีแดงสีน้ำเงินและแสงสีน้ำเงิน แต่มันต่ำที่สุดภายใต้การรักษาด้วยแสงสีแดง การเสริมแสงอัลตราไวโอเลต LED หรือแสงสีส้มสามารถเพิ่มเนื้อหาของสารประกอบฟีนอลิกในใบผักกาดหอมในขณะที่การเสริมแสงสีเขียวสามารถเพิ่มเนื้อหาของแอนโธไซยานิน ดังนั้นการใช้ LED Grow Light เป็นวิธีที่มีประสิทธิภาพในการควบคุมคุณภาพโภชนาการของผลไม้และผักในการเพาะปลูกพืชสวน

ผลของแสงเสริม LED ต่อการต่อต้านริ้วรอยของพืช

การสลายตัวของคลอโรฟิลล์การสูญเสียโปรตีนอย่างรวดเร็วและการไฮโดรไลซิส RNA ในระหว่างการชราภาพของพืชส่วนใหญ่จะปรากฏเป็นความชราของใบ คลอโรพลาสต์มีความไวต่อการเปลี่ยนแปลงในสภาพแวดล้อมแสงภายนอกโดยเฉพาะอย่างยิ่งได้รับผลกระทบจากคุณภาพแสง แสงสีแดงแสงสีน้ำเงินและแสงสีแดงสีน้ำเงินที่เอื้อต่อการเกิด morphogenesis คลอโรพลาสต์แสงสีน้ำเงินเอื้อต่อการสะสมของเมล็ดแป้งในคลอโรพลาสต์และแสงสีแดงและแสงสีแดงมีผลลบต่อการพัฒนาคลอโรพลาสต์ การรวมกันของแสงสีน้ำเงินและแสงสีแดงและสีน้ำเงินสามารถส่งเสริมการสังเคราะห์คลอโรฟิลล์ในใบต้นกล้าแตงกวาและการรวมกันของแสงสีแดงและสีน้ำเงินยังสามารถชะลอการลดทอนของปริมาณคลอโรฟิลล์ใบในระยะต่อมา เอฟเฟกต์นี้มีความชัดเจนมากขึ้นเมื่อการลดลงของอัตราส่วนแสงสีแดงและอัตราส่วนแสงสีน้ำเงินที่เพิ่มขึ้น ปริมาณคลอโรฟิลล์ของต้นกล้าแตงกวาภายใต้การรักษาด้วยแสงสีแดงและสีน้ำเงินรวมสูงกว่าที่อยู่ภายใต้การควบคุมแสงฟลูออเรสเซนต์อย่างมีนัยสำคัญและการรักษาด้วยแสงสีแดงและสีน้ำเงิน แสงสีน้ำเงิน LED สามารถเพิ่มค่าคลอโรฟิลล์ A/B อย่างมีนัยสำคัญของต้นกล้าและต้นกล้ากระเทียมสีเขียว

ในระหว่างการชราภาพมี cytokinins (CTK), ออกซิน (IAA), การเปลี่ยนแปลงปริมาณกรด abscisic (ABA) และการเปลี่ยนแปลงที่หลากหลายในกิจกรรมของเอนไซม์ เนื้อหาของฮอร์โมนพืชได้รับผลกระทบอย่างง่ายดายจากสภาพแวดล้อมแสง คุณภาพแสงที่แตกต่างกันมีผลกระทบด้านกฎระเบียบที่แตกต่างกันในฮอร์โมนพืชและขั้นตอนเริ่มต้นของเส้นทางการส่งสัญญาณสัญญาณแสงเกี่ยวข้องกับ cytokinins

CTK ส่งเสริมการขยายตัวของเซลล์ใบเพิ่มการสังเคราะห์ด้วยเลือดในขณะที่ยับยั้งกิจกรรมของ ribonuclease, deoxyribonuclease และโปรตีเอสและชะลอการสลายตัวของกรดนิวคลีอิกโปรตีนและคลอโรฟิลล์ มีปฏิสัมพันธ์ระหว่างการควบคุมการพัฒนาของแสงและ CTK-mediated และแสงสามารถกระตุ้นการเพิ่มขึ้นของระดับ cytokinin ภายนอก เมื่อเนื้อเยื่อของพืชอยู่ในสถานะของความชราภาพปริมาณ cytokinin ภายนอกของพวกเขาจะลดลง

IAA มีความเข้มข้นเป็นส่วนใหญ่ในส่วนของการเจริญเติบโตที่แข็งแรงและมีเนื้อหาน้อยมากในเนื้อเยื่ออายุหรืออวัยวะ แสงสีม่วงสามารถเพิ่มกิจกรรมของ acetic acetic actic actic oxidase และระดับ IAA ต่ำสามารถยับยั้งการยืดตัวและการเจริญเติบโตของพืช

ABA ส่วนใหญ่เกิดขึ้นในเนื้อเยื่อใบชรา, ผลไม้ผู้ใหญ่, เมล็ด, ลำต้น, รากและส่วนอื่น ๆ เนื้อหา ABA ของแตงกวาและกะหล่ำปลีภายใต้การรวมกันของแสงสีแดงและสีน้ำเงินนั้นต่ำกว่าแสงสีขาวและแสงสีน้ำเงิน

peroxidase (POD), superoxide dismutase (SOD), ascorbate peroxidase (APX), catalase (CAT) มีความสำคัญมากกว่าและเอนไซม์ป้องกันที่เกี่ยวข้องกับแสงในพืช หากพืชอายุมากขึ้นกิจกรรมของเอนไซม์เหล่านี้จะลดลงอย่างรวดเร็ว

คุณภาพแสงที่แตกต่างกันมีผลกระทบอย่างมีนัยสำคัญต่อกิจกรรมของเอนไซม์ต้านอนุมูลอิสระของพืช หลังจากการรักษาด้วยแสงสีแดง 9 วันกิจกรรม APX ของต้นกล้าข่มขืนเพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญและกิจกรรม POD ลดลง กิจกรรม POD ของมะเขือเทศหลังจากแสงสีแดงและแสงสีน้ำเงิน 15 วันสูงกว่าแสงสีขาว 20.9% และ 11.7% ตามลำดับ หลังจากการรักษาด้วยแสงสีเขียว 20 วันกิจกรรม POD ของมะเขือเทศนั้นต่ำที่สุดเพียง 55.4% ของแสงสีขาว การเสริมแสงสีน้ำเงิน 4H สามารถเพิ่มปริมาณโปรตีนที่ละลายน้ำได้, POD, SOD, APX และกิจกรรมของเอนไซม์ CAT ในใบแตงกวาในระยะต้นกล้า นอกจากนี้กิจกรรมของ SOD และ APX จะค่อยๆลดลงด้วยการยืดเวลาของแสง กิจกรรมของ SOD และ APX ภายใต้แสงสีน้ำเงินและแสงสีแดงลดลงอย่างช้าๆ แต่มักจะสูงกว่าแสงสีขาวเสมอ การฉายรังสีแสงสีแดงลดลงอย่างมีนัยสำคัญกิจกรรม peroxidase และ IAA peroxidase ของใบมะเขือเทศและ IAA peroxidase ของใบมะเขือยาว แต่ทำให้เกิด peroxidase activity ของใบมะเขือยาวเพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญ ดังนั้นการใช้กลยุทธ์การเสริมแสง LED ที่สมเหตุสมผลสามารถชะลอการชราภาพของพืชสวนสิ่งอำนวยความสะดวกได้อย่างมีประสิทธิภาพและปรับปรุงผลผลิตและคุณภาพ

การก่อสร้างและการประยุกต์ใช้สูตรไฟ LED

การเจริญเติบโตและการพัฒนาของพืชได้รับผลกระทบอย่างมีนัยสำคัญจากคุณภาพแสงและอัตราส่วนองค์ประกอบที่แตกต่างกัน สูตรแสงส่วนใหญ่มีองค์ประกอบหลายอย่างเช่นอัตราส่วนคุณภาพแสงความเข้มแสงและเวลาแสง เนื่องจากพืชที่แตกต่างกันมีข้อกำหนดที่แตกต่างกันสำหรับแสงและขั้นตอนการเจริญเติบโตและการพัฒนาที่แตกต่างกันการผสมผสานที่ดีที่สุดของคุณภาพแสงความเข้มแสงและเวลาเสริมแสงเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับพืชที่ได้รับการปลูกฝัง

 อัตราส่วนสเปกตรัมแสง

เมื่อเทียบกับแสงสีขาวและแสงสีแดงและสีน้ำเงินเดี่ยวการรวมกันของแสง LED สีแดงและสีน้ำเงินมีข้อได้เปรียบที่ครอบคลุมเกี่ยวกับการเจริญเติบโตและการพัฒนาของแตงกวาและต้นกล้ากะหล่ำปลี

เมื่ออัตราส่วนของแสงสีแดงและสีน้ำเงินคือ 8: 2 ความหนาของลำต้นของพืชความสูงของพืชน้ำหนักแห้งของพืชน้ำหนักสดดัชนีต้นกล้าที่แข็งแกร่ง ฯลฯ เพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญและมันก็เป็นประโยชน์ต่อการก่อตัวของเมทริกซ์คลอโรพลาสต์และ ฐาน lamella และผลลัพธ์ของการดูดกลืน

การใช้การผสมผสานระหว่างคุณภาพสีแดงสีเขียวและสีน้ำเงินสำหรับถั่วงอกสีแดงเป็นประโยชน์ต่อการสะสมของอ่างแห้งและแสงสีเขียวสามารถส่งเสริมการสะสมของสสารแห้งของถั่วงอกถั่วแดง การเติบโตนั้นชัดเจนที่สุดเมื่ออัตราส่วนของแสงสีแดงสีเขียวและสีน้ำเงินคือ 6: 2: 1 ผลการยืดตัวของพืชต้นกล้าถั่วแดงนั้นเป็นผลดีที่สุดภายใต้อัตราส่วนแสงสีแดงและสีน้ำเงิน 8: 1 และการยืดตัวของ hypocotyl ถั่วแดงอ่อน เนื้อหาสูงที่สุด

เมื่ออัตราส่วนของแสงสีแดงและสีน้ำเงินคือ 8: 1 สำหรับต้นกล้า loofah ดัชนีต้นกล้าที่แข็งแกร่งและปริมาณน้ำตาลที่ละลายได้ของต้นกล้า loofah นั้นสูงที่สุด เมื่อใช้คุณภาพแสงที่มีอัตราส่วนของแสงสีแดงและสีน้ำเงินที่ 6: 3, คลอโรฟิลล์เนื้อหา, อัตราส่วนคลอโรฟิลล์ A/B และปริมาณโปรตีนที่ละลายน้ำได้ของต้นกล้า loofah นั้นสูงที่สุด

เมื่อใช้อัตราส่วน 3: 1 ของแสงสีแดงและสีน้ำเงินต่อขึ้นฉ่ายมันสามารถส่งเสริมการเพิ่มขึ้นของความสูงของพืชขึ้นฉ่ายความยาวก้านใบจำนวนใบคุณภาพสสารแห้งปริมาณ VC ปริมาณโปรตีนที่ละลายน้ำได้และปริมาณน้ำตาลที่ละลายน้ำได้ ในการเพาะปลูกมะเขือเทศการเพิ่มสัดส่วนของแสงสีน้ำเงิน LED ส่งเสริมการก่อตัวของไลโคปีนกรดอะมิโนอิสระและฟลาโวนอยด์และการเพิ่มสัดส่วนของแสงสีแดงส่งเสริมการก่อตัวของกรดไทเทอเรต เมื่อแสงที่มีอัตราส่วนของแสงสีแดงและสีน้ำเงินต่อใบผักกาดหอมคือ 8: 1 มันเป็นประโยชน์ต่อการสะสมของแคโรทีนอยด์และลดเนื้อหาของไนเตรตและเพิ่มเนื้อหาของ VC

 ความเข้มแสง

พืชที่กำลังเติบโตภายใต้แสงที่อ่อนแอนั้นมีความอ่อนไหวต่อการเกิดแสงมากกว่าภายใต้แสงที่แข็งแกร่ง อัตราการสังเคราะห์แสงสุทธิของต้นกล้ามะเขือเทศเพิ่มขึ้นตามการเพิ่มขึ้นของความเข้มแสง [50, 150, 200, 300, 450, 550μmol/(m²· s)] แสดงแนวโน้มของการเพิ่มขึ้นครั้งแรกและลดลงและที่300μmol/(m² · s) ถึงสูงสุด ความสูงของพืชพื้นที่ใบปริมาณน้ำและปริมาณ VC ของผักกาดหอมเพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญภายใต้150μmol/(m²· s) การรักษาความเข้มแสง ภายใต้การรักษาด้วยความเข้มแสง200μmol/(m²· s) น้ำหนักสดน้ำหนักรวมและปริมาณของกรดอะมิโนอิสระเพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญและภายใต้การรักษาของ300μmol/(m²· s) ความเข้มแสงพื้นที่ใบปริมาณน้ำปริมาณน้ำปริมาณน้ำปริมาณน้ำปริมาณน้ำ , Chlorophyll A, Chlorophyll A+B และ carotenoids ของผักกาดหอมลดลงทั้งหมด เมื่อเทียบกับความมืดกับการเพิ่มขึ้นของ LED เพิ่มความเข้มแสง [3, 9, 15 μmol/(m²· s)] เนื้อหาของคลอโรฟิลล์ A, คลอโรฟิลล์ B และคลอโรฟิลล์ A+B ของถั่วงอกสีดำเพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญ เนื้อหา VC นั้นสูงที่สุดที่3μmol/(m²· S) และโปรตีนที่ละลายน้ำได้น้ำตาลที่ละลายน้ำได้และซูโครสจะสูงที่สุดที่9μmol/(m²· s) ภายใต้สภาวะอุณหภูมิเดียวกันเมื่อเพิ่มความเข้มแสง [(2 ~ 2.5) LX × 103 LX, (4 ~ 4.5) LX × 103 LX, (6 ~ 6.5) LX × 103 LX] เวลาต้นกล้าของต้นกล้าพริกไทย สั้นลงเนื้อหาของน้ำตาลที่ละลายน้ำได้เพิ่มขึ้น แต่เนื้อหาของคลอโรฟิลล์ A และแคโรทีนอยด์ค่อยๆลดลง

 เวลาแสง

การยืดเวลาแสงอย่างเหมาะสมสามารถบรรเทาความเครียดแสงต่ำที่เกิดจากความเข้มแสงไม่เพียงพอในระดับหนึ่งช่วยในการสะสมผลิตภัณฑ์สังเคราะห์แสงของพืชสวนพืชและบรรลุผลของผลผลิตที่เพิ่มขึ้นและปรับปรุงคุณภาพ เนื้อหา VC ของถั่วงอกแสดงให้เห็นถึงแนวโน้มที่เพิ่มขึ้นอย่างค่อยเป็นค่อยไปด้วยการยืดเวลาของเวลาแสง (0, 4, 8, 12, 16, 20h/วัน) ในขณะที่ปริมาณกรดอะมิโนอิสระกิจกรรม SOD และ CAT ทั้งหมดแสดงแนวโน้มที่ลดลง ด้วยการยืดเวลาของเวลาแสง (12, 15, 18H) น้ำหนักที่สดใหม่ของพืชกะหล่ำปลีจีนเพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญ เนื้อหาของ VC ในใบและก้านของกะหล่ำปลีจีนสูงที่สุดที่ 15 และ 12 ชั่วโมงตามลำดับ ปริมาณโปรตีนที่ละลายน้ำได้ของใบกะหล่ำปลีจีนลดลงเรื่อย ๆ แต่ก้านนั้นสูงที่สุดหลังจาก 15 ชั่วโมง ปริมาณน้ำตาลที่ละลายน้ำได้ของกะหล่ำปลีจีนค่อยๆเพิ่มขึ้นเรื่อย ๆ ในขณะที่ก้านสูงที่สุดในเวลา 12 ชั่วโมง เมื่ออัตราส่วนของแสงสีแดงและสีน้ำเงินคือ 1: 2 เมื่อเทียบกับเวลาแสง 12H การรักษาด้วยแสง 20H จะช่วยลดปริมาณสัมพัทธ์ของฟีนอลทั้งหมดและฟลาโวนอยด์ในผักกาดเขียวใบสีเขียว แต่เมื่ออัตราส่วนของแสงสีแดงและสีน้ำเงินคือ 2: 1 การรักษาด้วยแสง 20H เพิ่มปริมาณสัมพัทธ์ของฟีนอลทั้งหมดและฟลาโวนอยด์ในผักกาดหอมใบเขียว

จากด้านบนจะเห็นได้ว่าสูตรแสงที่แตกต่างกันมีผลกระทบที่แตกต่างกันในการสังเคราะห์ด้วยแสงโฟโตฟอเรซัสและการเผาผลาญคาร์บอนและไนโตรเจนของพืชชนิดต่าง ๆ วิธีการได้รับสูตรแสงที่ดีที่สุดการกำหนดค่าแหล่งกำเนิดแสงและการกำหนดกลยุทธ์การควบคุมอัจฉริยะต้องใช้สายพันธุ์พืชเป็นจุดเริ่มต้นและควรทำการปรับเปลี่ยนที่เหมาะสมตามความต้องการสินค้าโภคภัณฑ์ของพืชสวน, เป้าหมายการผลิต, ปัจจัยการผลิต ฯลฯ เพื่อให้บรรลุเป้าหมายของการควบคุมสภาพแวดล้อมที่มีคุณภาพและพืชสวนที่ให้ผลตอบแทนสูงและให้ผลตอบแทนสูงภายใต้สภาวะประหยัดพลังงาน

ปัญหาและโอกาสที่มีอยู่

ข้อได้เปรียบที่สำคัญของ LED Grow Light คือมันสามารถทำการปรับการผสมผสานอย่างชาญฉลาดตามสเปกตรัมความต้องการของลักษณะการสังเคราะห์แสงสัณฐานวิทยาคุณภาพและผลผลิตของพืชที่แตกต่างกัน พืชประเภทต่าง ๆ และระยะเวลาการเจริญเติบโตที่แตกต่างกันของพืชเดียวกันล้วนมีข้อกำหนดที่แตกต่างกันสำหรับคุณภาพแสงความเข้มแสงและช่วงแสง สิ่งนี้ต้องการการพัฒนาเพิ่มเติมและปรับปรุงการวิจัยสูตรแสงเพื่อสร้างฐานข้อมูลสูตรแสงขนาดใหญ่ เมื่อรวมกับการวิจัยและพัฒนาหลอดไฟมืออาชีพมูลค่าสูงสุดของไฟเสริม LED ในการใช้งานทางการเกษตรสามารถรับรู้ได้เพื่อประหยัดพลังงานได้ดีขึ้นปรับปรุงประสิทธิภาพการผลิตและผลประโยชน์ทางเศรษฐกิจ การประยุกต์ใช้แสง LED เติบโตในโรงงานพืชสวนสิ่งอำนวยความสะดวกได้แสดงให้เห็นถึงพลังที่แข็งแกร่ง แต่ราคาของอุปกรณ์แสง LED หรืออุปกรณ์ค่อนข้างสูงและการลงทุนครั้งเดียวมีขนาดใหญ่ ความต้องการแสงเสริมของพืชต่าง ๆ ภายใต้สภาพแวดล้อมที่แตกต่างกันยังไม่ชัดเจนสเปกตรัมแสงเสริมความเข้มที่ไม่สมเหตุสมผลและเวลาของการเติบโตของแสงจะทำให้เกิดปัญหาต่าง ๆ ในการประยุกต์ใช้อุตสาหกรรมแสงสว่างเติบโตอย่างหลีกเลี่ยงไม่ได้

อย่างไรก็ตามด้วยความก้าวหน้าและการปรับปรุงเทคโนโลยีและการลดต้นทุนการผลิตของ LED Grow Light แสงเสริม LED จะถูกนำมาใช้อย่างกว้างขวางมากขึ้นในการปลูกพืชสวนสิ่งอำนวยความสะดวก ในขณะเดียวกันการพัฒนาและความคืบหน้าของระบบเทคโนโลยีแสงเสริม LED และการรวมกันของพลังงานใหม่จะช่วยให้การพัฒนาอย่างรวดเร็วของการเกษตรโรงงานเกษตรครอบครัวการเกษตรการเกษตรในเมืองและการเกษตรอวกาศเพื่อตอบสนองความต้องการของผู้คนสำหรับพืชสวนในสภาพแวดล้อมพิเศษ