Влияние импульсного и сканирующего светодиодного излучения на биохимический состав и продуктивность капусты японской сорта Мизуна Ред

При выращивании растений в светокультуре эффективными являются энергосберегающие светодиодные облучатели, имеющие длительный срок службы, низкую теплоотдачу и небольшие габариты, а также возможность близкого расположения к растениям и регулирование интенсивности и спектров освещения. С целью оценки влияния режимов излучения на растения и затрат энергии при данных режимах исследовалась продуктивность растительной продукции капусты японской сорта Мизуна Ред и их биохимический состав. Растения освещали специально разработанными светодиодными лампами производства ВИМ с динамически регулируемым спектральным составом по 4 каналам. Экспериментальные исследования проводились при трёх режимах излучения: непрерывном (контроль), импульсном и сканирующем с общей фотосинтетической активной радиацией 321 мкмоль/м²с в пропорции B:G:R:FR (синий: зеленый: красный: дальне красный спектры) ~ 30:26:38:6. Параметры формирования надземной массы и сухого вещества определялись дважды на 15 и 30 дни вегетационного периода. Установлено, что при импульсном режиме излучения содержание пищевых волокон в листьях по сравнению с непрерывным освещением (контролем) больше на 64,3%, зольных веществ – на 19,1%. Отмечается повышенное содержание аскорбиновой кислоты и холина. Применение импульсного режима излучения позволило повысить содержание углеводов в тканях побегов Мизуна Ред на 71,4% по сравнению со сканирующим режимом.

1. Loi M., Villani A., Paciolla F., Mulè G., Paciolla C. Challenges and opportunities of light-emitting diode (led) as key to modulate antioxidant compounds in plants. A Review. Antioxidants. 2021;10(1):42. https://doi.org/10.3390/antiox10010042

2. Santin M., Ranieri A., Castagna A. Anything new under the sun? An update on modulation of bioactive compounds by different wavelengths in agricultural plants. Plants. 2021;10(7):1485. https://doi.org/10.3390/plants10071485

3. Xu Y. Nature and source of light for plant factory. In Plant Factory Using Artificial Light; Elsevier: Amsterdam, The Netherlands, 2019. Pр. 47-69. https://doi.org/10.1016/B978-0-12-813973-8.00002-6

4. Polzella A., Terzaghi M., Trupiano D., Baronti S., Scippa G.S., Chiatante D., Montagnoli A. Morpho-physiological responses of Pisum sativum L. to different light-emitting diode (LED) light spectra in combination with biochar amendment. Agronomy. 2020;10(3):398. https://doi.org/10.3390/agronomy10030398

5. Beacham A.M., Vickers L.H., Monaghan J.М. Vertical farming: a summary of approaches to growing skywards. The Journal of Horticultural Science and Biotechnology. 2019;94(3):277-283. https://doi.org/10.1080/14620316.2019.1574214

6. Orsini F., Pennisi G., Zulfiqar F., Gianquinto G. Sustainable use of resources in plant factories with artificial lighting (PFALs). European Journal of Horticultural Science. 2020;85(5):297-309. https://doi.org/10.17660/eJHS.2020/85.5.1

7. Zhang Y., Zha L., Liu W., Zhou Ch., Shao M., Yang Q. LED light quality of continuous light before harvest affects growth andA sA metabolism of hydroponic lettuce grown under increasing doses of nitrogen. Plants. 2021;10(1):176. https://doi.org/10.3390/plants10010176

8. Nicole C.C.S., Mooren J., Pereira Terra A.T., Larsen D.H., Woltering E.J., Marcelis L.F.M., Verdonk J., Schouten R., Troost F. Effects of LED lighting recipes on postharvest quality of leafy vegetables grown in a vertical farm. Acta Hortic. 2019;1256:481-488. https://doi.org/10.17660/ActaHortic.2019.1256.68

9. Harun A.N., Ani N.N., Ahmad R., Azmi N.S. Red, blue LED with pulse lighting control treatment for Brassica chinensis in Indoor farming. In Proceedings of the IEEE Conference on Open Systems (ICOS), Kuching, Malaysia. 2013. 2-4 December. Рp. 231-236. https://doi.org/10.1109/ICOS.2013.6735080

10. Yokoyama R. Energy Consumption and Heat Sources in Plant Factories. In Plant Factory Using Artificial Light; Elsevier: Amsterdam. The Netherlands. 2019. Рр. 177-184. https://doi.org/10.1016/B978-0-12-813973-8.00016-6

11. Артемьева А.М., Синявина Н.Г., Панова Г.Г., Чесноков Ю.В. Биологические особенности капустных овощных культур вида Brassica Rapa L. при выращивании в интенсивной светокультуре // Сельскохозяйственная биология. 2021. Т. 56, № 1. С. 103-120. https://doi.org/10.15389/agrobiology.2021.1.103rus

12. Metallo R.M., Kopsell D.A., Sams C.E., Bumgarner N.R. Influence of blue/red vs. white LED light treatments on biomass, shoot morphology, and quality parameters of hydroponically grown kale. Scientia Horticulturae. 2018.235:189-197. https://doi.org/10.1016/j.scienta.2018.02.061