Szerző: Yamin Li és Houcheng Liu stb., a Dél-kínai Mezőgazdasági Egyetem Kertészeti Karáról

Cikk forrása: Üvegházhatású kertészet

A kertészeti létesítmények fő típusai közé tartoznak a műanyag üvegházak, a napelemes üvegházak, a több fesztávú üvegházak és a növénygyárak. Mivel az épületek bizonyos mértékig elzárják a természetes fényforrásokat, nincs elegendő beltéri fény, ami viszont csökkenti a terméshozamot és a minőséget. Ezért a kiegészítő világítás nélkülözhetetlen szerepet játszik a létesítmény kiváló minőségű és nagy hozamú terményeinek előállításában, de a létesítmény energiafogyasztásának és üzemeltetési költségeinek növekedésében is jelentős tényezővé vált.

A kertészetben régóta használt mesterséges fényforrások főként nagynyomású nátriumlámpákat, fénycsöveket, fémhalogénlámpákat, izzólámpákat stb. tartalmaznak. A kiemelkedő hátrányok a magas hőtermelés, a magas energiafogyasztás és a magas üzemeltetési költségek. Az új generációs fénykibocsátó diódák (LED) kifejlesztése lehetővé teszi az alacsony energiafogyasztású mesterséges fényforrások használatát a kertészetben. A LED előnyei a magas fotoelektromos konverziós hatásfok, az egyenáramú teljesítmény, a kis térfogat, a hosszú élettartam, az alacsony energiafogyasztás, a fix hullámhossz, az alacsony hősugárzás és a környezetvédelem. A jelenleg általánosan használt nagynyomású nátriumlámpákhoz és fénycsövekhez képest a LED nemcsak a fény mennyiségét és minőségét (a különböző fénysávok arányát) képes a növények növekedésének igényei szerint beállítani, hanem hideg fényének köszönhetően közelről is megvilágítja a növényeket. Így javítható a termesztőrétegek száma és a helykihasználási arány, és megvalósíthatók az energiatakarékosság, a környezetvédelem és a helyhatékony kihasználás funkciói, amelyeket a hagyományos fényforrások nem helyettesíthetnek.

Ezen előnyöknek köszönhetően a LED-et sikeresen alkalmazzák kertészeti létesítmények világításában, a szabályozható környezet alapkutatásában, növényi szövettenyészetekben, növénygyári palántákban és repülőgépipari ökoszisztémákban. Az elmúlt években a LED-es termesztővilágítás teljesítménye javul, ára csökken, és fokozatosan mindenféle, specifikus hullámhosszúságú terméket fejlesztenek ki, így alkalmazása a mezőgazdaság és a biológia területén szélesebb körű lesz.

Ez a cikk összefoglalja a LED kutatásának helyzetét a növénytermesztés területén, a LED kiegészítő világítás alkalmazásának fénybiológiai alapjaira, a LED termesztőlámpák növények fényképződésére, tápértékére és az öregedés késleltetésére gyakorolt ​​hatására, a fényformula felépítésére és alkalmazására, valamint a LED kiegészítő világítási technológia jelenlegi problémáinak és kilátásainak elemzésére és kilátásaira összpontosít.

A LED kiegészítő világítás hatása a kerti növények növekedésére

A fény növények növekedésére és fejlődésére gyakorolt ​​szabályozó hatásai közé tartozik a magok csírázása, a szár megnyúlása, a levél- és gyökérfejlődés, a fototropizmus, a klorofill szintézise és lebomlása, valamint a virágzás indukciója. A létesítményben a világítási környezet elemei közé tartozik a fényintenzitás, a fényciklus és a spektrális eloszlás. Az elemek mesterséges fénykiegészítéssel állíthatók be az időjárási viszonyok korlátozása nélkül.

Jelenleg a növényekben legalább háromféle fotoreceptor található: a fitokróm (vörös és távoli vörös fényt elnyel), a kriptokróm (kék fényt és közeli ultraibolya fényt elnyel), valamint az UV-A és UV-B fény. A növények besugárzásához specifikus hullámhosszú fényforrás használata javíthatja a növények fotoszintézisének hatékonyságát, felgyorsíthatja a fény morfogenezisét, és elősegítheti a növények növekedését és fejlődését. A növények fotoszintézisében vörös-narancs fényt (610 ~ 720 nm) és kék-ibolya fényt (400 ~ 510 nm) használtak. A LED-technológia segítségével a monokromatikus fény (például 660 nm-es csúcsú vörös fény, 450 nm-es csúcsú kék fény stb.) a klorofill legerősebb abszorpciós sávjával összhangban sugározható ki, és a spektrális tartomány szélessége mindössze ± 20 nm.

Jelenleg úgy vélik, hogy a vörös-narancssárga fény jelentősen felgyorsítja a növények fejlődését, elősegíti a szárazanyag felhalmozódását, a hagymák, gumók, levélhagymák és más növényi szervek kialakulását, a növények korábbi virágzását és terméshozását okozza, és vezető szerepet játszik a növények színének fokozásában; a kék és lila fény szabályozhatja a növényi levelek fototropizmusát, elősegíti a gázcserenyílások kinyílását és a kloroplaszt mozgását, gátolja a szár megnyúlását, megakadályozza a növény megnyúlását, késlelteti a növény virágzását és elősegíti a vegetatív szervek növekedését; a vörös és kék LED-ek kombinációja kompenzálja az egyszínű fény elégtelenségét, és olyan spektrális abszorpciós csúcsot képez, amely alapvetően összhangban van a növények fotoszintézisével és morfológiájával. A fényenergia-kihasználási arány elérheti a 80-90%-ot, és az energiamegtakarítási hatás jelentős.

A LED kiegészítő világítással felszerelt kertészeti berendezések jelentős termelésnövekedést érhetnek el. Tanulmányok kimutatták, hogy a 12 órás (8:00-20:00) 300 μmol/(m²·s) LED-szalagok és LED-csövek kiegészítő megvilágítása alatt jelentősen megnő a gyümölcsök száma, a teljes terméshozam és az egyes koktélparadicsomok súlya. A LED-szalag kiegészítő fényereje 42,67%-kal, 66,89%-kal és 16,97%-kal, a LED-cső kiegészítő fényereje pedig 48,91%-kal, 94,86%-kal és 30,86%-kal nőtt. A LED-es termesztővilágító lámpatestek LED kiegészítő fénye a teljes növekedési időszak alatt [a vörös és kék fény aránya 3:2, a fényintenzitás pedig 300 μmol/(m²·s)] jelentősen növelheti a csivava és a padlizsán egyes gyümölcseinek minőségét és területegységre jutó terméshozamát. A chikuquan 5,3%-kal, illetve 15,6%-kal, a padlizsán pedig 7,6%-kal, illetve 7,8%-kal nőtt. A LED-fény minőségének, intenzitásának és a teljes növekedési időszak időtartamának köszönhetően lerövidíthető a növények növekedési ciklusa, javítható a mezőgazdasági termékek kereskedelmi hozama, tápértéke és morfológiai értéke, valamint megvalósítható a kertészeti növények nagy hatékonyságú, energiatakarékos és intelligens termesztése.

LED kiegészítő fény alkalmazása zöldségpalánta termesztésben

A növények morfológiájának, növekedésének és fejlődésének LED-es fényforrással történő szabályozása fontos technológia az üvegházi termesztés területén. A magasabb rendű növények képesek érzékelni és fogadni a fényjeleket fotoreceptor rendszereken, például fitokrómon, kriptokrómon és fotoreceptoron keresztül, és morfológiai változásokat hajtanak végre intracelluláris hírvivőkön keresztül a növényi szövetek és szervek szabályozása érdekében. A fotomorfogenezis azt jelenti, hogy a növények a fényre támaszkodnak a sejtek differenciálódásának, a szerkezeti és funkcionális változásoknak, valamint a szövetek és szervek képződésének szabályozására, beleértve egyes magok csírázására gyakorolt ​​hatást, az apikális dominancia elősegítését, az oldalrügyek növekedésének gátlását, a szár megnyúlását és a tropizmust.

A zöldségpalánta-termesztés a mezőgazdasági üzemek fontos része. A folyamatos esős időjárás miatt a létesítményben nincs elegendő fény, a palánták pedig hajlamosak megnyúlni, ami befolyásolja a zöldségek növekedését, a virágrügyek differenciálódását és a termésfejlődést, végső soron pedig a terméshozamot és a minőséget. A termelésben néhány növényi növekedésszabályozót, például gibberellint, auxint, paklobutrazolt és klórmekvátot használnak a palánták növekedésének szabályozására. A növényi növekedésszabályozók indokolatlan használata azonban könnyen szennyezheti a zöldségtermesztés és a létesítmények környezetét, ami kedvezőtlen az emberi egészségre.

A LED-es kiegészítő fény számos egyedi előnnyel rendelkezik, és ez egy járható út a palánták neveléséhez a LED-es kiegészítő fény felhasználásával. A gyenge fényviszonyok mellett [0~35 μmol/(m²·s)] végzett LED-es kiegészítő fénnyel végzett kísérletben azt találták, hogy a zöld fény elősegíti az uborkapalánták megnyúlását és növekedését. A vörös és kék fény gátolja a palánták növekedését. A természetes gyenge fényhez képest a vörös és kék fénnyel kiegészített palánták erős palántanevelési indexe 151,26%-kal, illetve 237,98%-kal nőtt. A monokromatikus fényminőséghez képest a vörös és kék komponenseket tartalmazó erős palánták indexe az összetett fénykiegészítő fénnyel kezelve 304,46%-kal nőtt.

Az uborkapalánták vörös fénnyel történő kezelése növelheti a valódi levelek számát, a levélfelületet, a növény magasságát, a szár átmérőjét, a száraz és friss minőséget, az erős csíraindexet, a gyökér vitalitását, az SOD-aktivitást és az oldható fehérjetartalmat. Az UV-B sugárzás kiegészítése növelheti a klorofill-a, klorofill-b és karotinoidok tartalmát az uborkapalánták leveleiben. A természetes fényhez képest a vörös és kék LED-fény kiegészítése jelentősen növelheti a paradicsompalánták levélfelületét, szárazanyag-minőségét és erős csíraindexét. A LED vörös és zöld fény kiegészítése jelentősen növeli a paradicsompalánták magasságát és szárvastagságát. A LED zöld fény kiegészítő fénykezelés jelentősen növelheti az uborka- és paradicsompalánták biomasszáját, a palánták friss és száraz tömege a zöld fény kiegészítő fény intenzitásának növekedésével nő, míg a paradicsompalánták vastag szára és erős csíraindexe mind a zöld fény kiegészítő fényét követi. Az erősség növekedése nő. A LED vörös és kék fény kombinációja növelheti a szár vastagságát, a levélfelületet, a teljes növény száraz tömegét, a gyökér-hajtás arányt és a padlizsán erős csíraindexét. A fehér fénnyel összehasonlítva a piros LED-es fény növelheti a káposztapalánták biomasszáját, és elősegítheti a káposztapalánták nyúló növekedését és leveleinek terjeszkedését. A kék LED-es fény elősegíti a káposztapalánták sűrű növekedését, szárazanyag-felhalmozódását és erős csíraindexét, valamint törpíti a káposztapalántákat. A fenti eredmények azt mutatják, hogy a fényszabályozó technológiával termesztett zöldségpalánták előnyei nagyon nyilvánvalóak.

A LED kiegészítő fény hatása a gyümölcsök és zöldségek tápértékére

A gyümölcsökben és zöldségekben található fehérje, cukor, szerves sav és vitamin olyan tápanyag, amely jótékony hatással van az emberi egészségre. A fény minősége befolyásolhatja a növények vitalitását (VC) azáltal, hogy szabályozza a VC szintézis és lebontó enzimek aktivitását, valamint szabályozhatja a fehérje-anyagcserét és a szénhidrát felhalmozódását a kertészeti növényekben. A vörös fény elősegíti a szénhidrát felhalmozódását, a kék fénykezelés a fehérjeképződést, míg a vörös és kék fény kombinációja jelentősen javíthatja a növények tápértékét, mint a monokromatikus fény.

A piros vagy kék LED-fény hozzáadása csökkentheti a saláta nitráttartalmát, a kék vagy zöld LED-fény hozzáadása elősegítheti az oldható cukor felhalmozódását a salátában, az infravörös LED-fény hozzáadása pedig a VC felhalmozódását segíti elő a salátában. Az eredmények azt mutatták, hogy a kék fény kiegészítése javíthatja a paradicsom VC-tartalmát és oldható fehérjetartalmát; a vörös és vörös-kék kombinált fény elősegítheti a paradicsom cukor- és savtartalmát, és a cukor-sav arány a vörös-kék kombinált fény alatt volt a legmagasabb; a vörös-kék kombinált fény javíthatja az uborka VC-tartalmát.

A gyümölcsökben és zöldségekben található fenolok, flavonoidok, antocianinok és egyéb anyagok nemcsak a gyümölcsök és zöldségek színére, ízére és áruértékére gyakorolnak jelentős hatást, hanem természetes antioxidáns aktivitással is rendelkeznek, és hatékonyan gátolhatják vagy eltávolíthatják a szabad gyököket az emberi szervezetben.

A LED-es kék fény kiegészítő alkalmazása jelentősen, 73,6%-kal növelheti a padlizsánhéj antocianin-tartalmát, míg a LED-es vörös fény és a vörös és kék fény kombinációja növelheti a flavonoidok és az összes fenol tartalmát. A kék fény elősegítheti a likopin, a flavonoidok és az antocianinok felhalmozódását a paradicsomtermésben. A vörös és kék fény kombinációja bizonyos mértékig elősegíti az antocianinok termelését, de gátolja a flavonoidok szintézisét. A fehér fénykezeléshez képest a vörös fénykezelés jelentősen növelheti a salátahajtások antocianin-tartalmát, de a kék fénykezelés rendelkezik a legalacsonyabb antocianin-tartalommal. A zöld levelű, a lila levelű és a vörös levelű saláta összes fenoltartalma magasabb volt fehér fény, vörös-kék kombinált fény és kék fénykezelés alatt, de a legalacsonyabb volt vörös fénykezelés alatt. A LED-es ultraibolya vagy narancssárga fény kiegészítése növelheti a fenolos vegyületek tartalmát a salátalevelekben, míg a zöld fény kiegészítése növelheti az antocianinok tartalmát. Ezért a LED-es növénytermesztő lámpák használata hatékony módja a gyümölcsök és zöldségek tápértékének szabályozására a kertészeti termesztésben.

A LED kiegészítő fény hatása a növények öregedésgátlására

A klorofill lebomlása, a gyors fehérjeveszteség és az RNS hidrolízis a növények öregedése során főként levelek öregedésében nyilvánul meg. A kloroplasztiszok nagyon érzékenyek a külső fénykörnyezet változásaira, különösen a fényminőség hatására. A vörös fény, a kék fény és a vörös-kék kombinált fény elősegíti a kloroplaszt morfogenezisét, a kék fény a keményítőszemcsék felhalmozódását a kloroplasztokban, a vörös fény és a távoli vörös fény pedig negatív hatással van a kloroplaszt fejlődésére. A kék fény, a vörös és kék fény kombinációja elősegítheti a klorofill szintézisét az uborkapalánták leveleiben, a vörös és kék fény kombinációja pedig késleltetheti a levél klorofill tartalmának csökkenését a későbbi szakaszban. Ez a hatás a vörös fény arányának csökkenésével és a kék fény arányának növekedésével még nyilvánvalóbb. A LED-es vörös és kék kombinált fénykezelés alatt az uborkapalánták leveleinek klorofilltartalma szignifikánsan magasabb volt, mint a fluoreszkáló fényszabályozás és a monokromatikus vörös és kék fénykezelések alatt. A LED-es kék fény jelentősen növelheti a wutacai és a zöld fokhagyma palánták klorofill a/b értékét.

Az öregedés során citokininek (CTK), auxinok (IAA), abszcizinsavtartalom (ABA) változásai, valamint számos enzimaktivitás-változás történik. A növényi hormonok tartalmát könnyen befolyásolja a fénykörnyezet. A különböző fényminőségek eltérő szabályozó hatással vannak a növényi hormonokra, és a fényjelátviteli útvonal kezdeti lépéseiben citokininek vesznek részt.

A CTK elősegíti a levélsejtek terjeszkedését, fokozza a levél fotoszintézisét, miközben gátolja a ribonukleáz, a dezoxiribonukleáz és a proteáz aktivitását, és késlelteti a nukleinsavak, fehérjék és a klorofill lebomlását, így jelentősen késleltetheti a levél öregedését. Kölcsönhatás van a fény és a CTK által közvetített fejlődési szabályozás között, és a fény serkentheti az endogén citokininszint növekedését. Amikor a növényi szövetek öregedési állapotban vannak, endogén citokinintartalmuk csökken.

Az IAA főként az erőteljes növekedésű területeken koncentrálódik, és nagyon csekély mennyiségben található az öregedő szövetekben vagy szervekben. Az ibolya fény fokozhatja az indolecetsav-oxidáz aktivitását, az alacsony IAA-szint pedig gátolhatja a növények megnyúlását és növekedését.

Az ABA főként az öregedő levélszövetekben, érett gyümölcsökben, magokban, szárakban, gyökerekben és más testrészekben képződik. Az uborka és a káposzta ABA-tartalma vörös és kék fény kombinációja alatt alacsonyabb, mint a fehér és kék fényé.

A peroxidáz (POD), a szuperoxid-diszmutáz (SOD), az aszkorbát-peroxidáz (APX) és a kataláz (CAT) a növények fontosabb és fénnyel kapcsolatos védőenzimei. Ahogy a növények öregszenek, ezen enzimek aktivitása gyorsan csökken.

A különböző fényminőségek jelentős hatással vannak a növények antioxidáns enzimaktivitására. 9 napos vörös fénykezelés után a repce palánták APX aktivitása jelentősen megnőtt, a POD aktivitása pedig csökkent. A paradicsom POD aktivitása 15 napos vörös és kék fénykezelés után 20,9%-kal, illetve 11,7%-kal magasabb volt, mint a fehér fényé. 20 napos zöld fénykezelés után a paradicsom POD aktivitása volt a legalacsonyabb, mindössze 55,4%-a a fehér fénynek. A 4 órás kék fény kiegészítése jelentősen növelheti az oldható fehérjetartalmat, a POD, SOD, APX és CAT enzimek aktivitását az uborka leveleiben palántakorban. Ezenkívül az SOD és az APX aktivitása fokozatosan csökken a fény időtartamának meghosszabbításával. Az SOD és az APX aktivitása kék és vörös fény alatt lassan csökken, de mindig magasabb, mint a fehér fényé. A vörös fény besugárzása jelentősen csökkentette a paradicsomlevelek peroxidáz és IAA peroxidáz aktivitását, valamint a padlizsánlevelek IAA peroxidáz aktivitását, de a padlizsánlevelek peroxidáz aktivitásának jelentős növekedését okozta. Ezért egy ésszerű LED-es kiegészítő világítási stratégia alkalmazása hatékonyan késleltetheti a kertészeti növények öregedését, és javíthatja a terményhozást és a minőséget.

A LED fényformula felépítése és alkalmazása

A növények növekedését és fejlődését jelentősen befolyásolja a fény minősége és annak különböző összetételi arányai. A fényképlet főként számos elemet tartalmaz, mint például a fényminőség aránya, a fényintenzitás és a fényidő. Mivel a különböző növényeknek eltérő fényigényük van, és eltérő növekedési és fejlődési szakaszaik vannak, a termesztett növények számára a fényminőség, a fényintenzitás és a fénypótlási idő legjobb kombinációjára van szükség.

 ◆Fényspektrum arány

A fehér fénnyel és az egyetlen piros és kék fénnyel összehasonlítva a LED piros és kék fényének kombinációja átfogó előnyt jelent az uborka- és káposztapalánták növekedésében és fejlődésében.

Amikor a vörös és kék fény aránya 8:2, a növény szárának vastagsága, magassága, száraz tömege, friss tömege, erős csíraindexe stb. jelentősen megnő, és ez előnyös a kloroplaszt mátrix és az alapi lamellák kialakulásához, valamint az asszimiláció kimeneteléhez is.

A vörös, zöld és kék fény kombinációjának használata a vörösbabcsíra szárazanyag-felhalmozódása szempontjából előnyös, a zöld fény pedig elősegítheti a vörösbabcsíra szárazanyag-felhalmozódását. A növekedés a legnyilvánvalóbb, ha a vörös, zöld és kék fény aránya 6:2:1. A vörösbabcsíra palánta zöldséghipokotil-megnyúlása 8:1 vörös és kék fény arány mellett volt a legjobb, a vörösbabcsíra hipokotil-megnyúlása pedig 6:3 vörös és kék fény arány mellett volt egyértelműen gátolt, de az oldható fehérjetartalom volt a legmagasabb.

A luffa palánták erős csíraindexe és oldhatócukor-tartalma akkor a legmagasabb, ha a vörös és kék fény aránya 8:1. 6:3 vörös és kék fény arányú fényminőség használata esetén a klorofill-a tartalom, a klorofill-a/b arány és az oldhatófehérje-tartalom volt a legmagasabb.

A zeller esetében a vörös és kék fény 3:1 arányú alkalmazása hatékonyan elősegítheti a zeller növény magasságának, a levélnyél hosszának, a levélszámnak, a szárazanyag-minőségnek, a VC-tartalomnak, az oldható fehérjetartalomnak és az oldható cukortartalomnak a növekedését. A paradicsomtermesztésben a kék LED-es fény arányának növelése elősegíti a likopin, a szabad aminosavak és a flavonoidok képződését, a vörös fény arányának növelése pedig a titrálható savak képződését. Amikor a vörös és kék fény és a salátalevelek aránya 8:1, az előnyös a karotinoidok felhalmozódása szempontjából, és hatékonyan csökkenti a nitráttartalmat és növeli a VC-tartalmat.

 ◆Fényintenzitás

A gyenge fényben növekvő növények érzékenyebbek a fotogátlásra, mint az erős fény alatt. A paradicsompalánták nettó fotoszintézisének sebessége a fényintenzitás növekedésével [50, 150, 200, 300, 450, 550 μmol/(m²·s)] növekszik, először növekvő, majd csökkenő tendenciát mutatva, és 300 μmol/(m²·s) felett elérve a maximumot. A saláta növénymagassága, levélfelülete, víztartalma és VC-tartalma szignifikánsan nőtt 150 μmol/(m²·s) fényintenzitású kezelés alatt. 200 μmol/(m²·s) fényintenzitású kezelés alatt a friss tömeg, az össztömeg és a szabad aminosav-tartalom szignifikánsan nőtt, 300 μmol/(m²·s) fényintenzitású kezelés alatt pedig a saláta levélfelülete, víztartalma, klorofill a, klorofill a+b és karotinoidjai egyaránt csökkentek. A sötétséghez képest a LED növekedési fény intenzitásának növekedésével [3, 9, 15 μmol/(m²·s)] a feketebabcsírák klorofill a, klorofill b és klorofill a+b tartalma jelentősen megnőtt. A VC-tartalom a legmagasabb, 3 μmol/(m²·s), az oldható fehérje-, oldható cukor- és szacharóztartalom pedig a legmagasabb, 9 μmol/(m²·s). Ugyanezen hőmérsékleti viszonyok között, a fényintenzitás növekedésével [(2~2,5)lx×103 lx, (4~4,5)lx×103 lx, (6~6,5)lx×103 lx] a paprikapalánták csírázási ideje lerövidül, az oldható cukortartalom nő, de a klorofill a és a karotinoidok tartalma fokozatosan csökken.

 ◆Fényidő

A fényidő megfelelő meghosszabbítása bizonyos mértékig enyhítheti az elégtelen fényintenzitás okozta alacsony fénystresszt, elősegítheti a kertészeti növények fotoszintetikus termékeinek felhalmozódását, valamint elérheti a terméshozam növekedését és a minőség javulását. A csírák VC-tartalma fokozatosan növekvő tendenciát mutatott a fényidő meghosszabbításával (0, 4, 8, 12, 16, 20 óra/nap), míg a szabad aminosav-tartalom, az SOD- és CAT-aktivitások mind csökkenő tendenciát mutattak. A fényidő meghosszabbításával (12, 15, 18 óra) a kínai kel friss tömege jelentősen nőtt. A kínai kel leveleiben és szárában a VC-tartalom 15, illetve 12 óra elteltével volt a legmagasabb. A kínai kel leveleinek oldható fehérjetartalma fokozatosan csökkent, de a szárak 15 óra után voltak a legmagasabbak. A kínai kel leveleinek oldható cukortartalma fokozatosan nőtt, míg a szárak 12 óra elteltével voltak a legmagasabbak. Amikor a vörös és kék fény aránya 1:2, a 12 órás fényidővel összehasonlítva a 20 órás fénykezelés csökkenti a zöld levelű saláta összes fenol- és flavonoid-tartalmát, de amikor a vörös és kék fény aránya 2:1, a 20 órás fénykezelés szignifikánsan növeli a zöld levelű saláta összes fenol- és flavonoid-tartalmát.

A fentiekből látható, hogy a különböző fényformulák eltérő hatással vannak a különböző növénytípusok fotoszintézisére, fotomorfogenezisére, valamint szén- és nitrogén-anyagcseréjére. A legjobb fényformula, fényforrás-konfiguráció és intelligens szabályozási stratégiák kidolgozásához kiindulópontként növényfajokra van szükség, és a kertészeti növények áruszükséglete, a termelési célok, a termelési tényezők stb. alapján megfelelő kiigazításokat kell végezni a fénykörnyezet intelligens szabályozásának, valamint a kiváló minőségű és nagy hozamú kertészeti növények energiatakarékos körülmények közötti termesztésének célja érdekében.

Meglévő problémák és kilátások

A LED-es növénytermesztő lámpák jelentős előnye, hogy intelligens kombinációs beállításokat képes végezni a különböző növények fotoszintetikus jellemzőinek, morfológiájának, minőségének és hozamának igényei szerint. A különböző növényfajtáknak és ugyanazon növény különböző növekedési időszakainak eltérő követelményeik vannak a fényminőség, a fényintenzitás és a fotoperiódus tekintetében. Ehhez további fejlesztésre és tökéletesítésre van szükség a fényformula-kutatásban, hogy egy hatalmas fényformula-adatbázis jöjjön létre. A professzionális lámpák kutatásával és fejlesztésével kombinálva a LED-es kiegészítő lámpák maximális értéke realizálható a mezőgazdasági alkalmazásokban, így jobban megtakarítható az energia, javítható a termelési hatékonyság és gazdasági előnyök érhetők el. A LED-es növénytermesztő lámpák alkalmazása a kertészeti létesítményekben erőteljes vitalitást mutatott, de a LED-es világítóberendezések vagy eszközök ára viszonylag magas, és az egyszeri beruházás nagy. A különböző növények kiegészítő fényigénye különböző környezeti feltételek mellett nem egyértelmű, a kiegészítő fényspektrum, a növénytermesztő lámpa ésszerűtlen intenzitása és időtartama elkerülhetetlenül különféle problémákat okoz a növénytermesztő világítási iparban.

A technológia fejlődésével és fejlesztésével, valamint a LED-es növénytermesztő lámpák gyártási költségeinek csökkenésével azonban a LED-es kiegészítő világítás egyre szélesebb körben fog elterjedni a kertészeti létesítményekben. Ugyanakkor a LED-es kiegészítő világítási technológiai rendszer fejlesztése és előrehaladása, valamint az új energiaforrások kombinációja lehetővé teszi a kertészeti létesítmények, a családi mezőgazdaság, a városi mezőgazdaság és az űrmezőgazdaság gyors fejlődését, hogy kielégítse az emberek kertészeti növények iránti igényeit speciális környezetben.