Роль спектральных характеристик источников излучения в формировании урожая салата при выращивании методом гидропоники

Выращивание растений в закрытых помещениях с контролируемой средой подразумевает применение светодиодных систем с регулируемым спектром и интенсивностью с ручным или дистанционным управлением. С целью разработки требований к конструкции светодиодного облучателя проведено исследование роли различных спектров светодиодного излучения на показатели роста, развития и урожайности салата, выращиваемого методом гидропоники. Исследования проводились на растениях салата сортов Кук, Афицион, Хризолит в вегетационной установке с гидропоникой периодического затопления с тремя разноспектральными облучателями: первый – со спектром излучения, совпадающим с функцией спектрального распределения относительной фотосинтетической активности солнечного излучения (контроль); второй – с излучением, совпадающим с функцией спектральной чувствительности растений по K.J. McCree; третий – с регулируемым спектром по трём каналам управления для трёх участков спектра, совпадающим с функциями синтеза хлорофилла. Установлено, что реакция различных сортов салата на спектральный состав излучения является специфичной. Максимальная урожайность сорта Кук (4,45 кг/м2) получена под первым облучателем, салатов Афицион (4,7 кг/м2) и Хризолит (6,55 кг/м2) – под вторым. На основе полученных результатов исследований разработаны требования и спроектирован светодиодный облучатель, совмещающий в себе все достоинства светодиодных и цифровых технологий и позволяющий реализовывать требуемые функции излучения для лабораторных исследований и при выращивании растений in-vitro. Отмечено, что светодиодный модуль облучателя должен включать в себя светодиоды фиолетового, синего, красного, тёмно-красного и дальнего красного излучений, а также светодиоды тёплого и холодного белого света.

1. CaryA. Mitchell History of Controlled Environment Horticulture: Indoor Farming and Its Key Technologies. HortScience. 2022;57(2):247 256. https://doi.org/10.21273/HORTSCI16159-21

2. Князева И.В. Искусственное освещение для получения функциональных продуктов питания // Вестник КрасГАУ. 2020. № 12 (165). С. 25 31. EDN: OEPPII

3. Тихомиров А.А. Внутренний радиационный режим в фитоценозах и фотобиологическая эффективность излучения в условиях светокультуры // Светотехника. 2021. № 1 1. С. 13 21. EDN: YRLBZB.

4. Тихомиров А.А., Ушакова С.А., Шихов В.Н., Шклавцова Е.С. Концептуальные подходы к выбору спектра излучения ламп для выращивания растений в искусственных условиях // Светотехника. 2019. № 8. С. 19 23. EDN: NJIQCE

5. Nicole C.C.S., Mooren J., StuksA., Krijn M.P.C.M. Nitrate control using LED lights. Acta Horticulturae. 2018;1227:661 668. https://doi.org/10.17660/ActaHortic.2018.1227.84

6. Трепуз С.В. Методика проведения эксперимента по выращиванию салата в светокультуре по гидропонной технологии // Инновационные тенденции развития российской науки: Материалы XV Международной научно-практической конференции молодых ученых. Красноярск, 2022. С. 567 570. EDN: WCWZSA

7. Трепуз С.В., Долгих П.П., Барсуков В.А. Система автоматизированного управления фитотроном со светокультурой и гидропонной технологией // Современные наукоемкие технологии. 2022. № 2. С. 143 149. EDN: KWZMAE

8. McCree K.J. Significance of Enhancement for Calculations Based on the Action Spectrum for Photosynthesis. Plant Physiology. 1972; № 49 (5):704 706. https://doi.org/10.1104/pp.49.5.704