Konkrečios augalų rūšys ir augimo etapai, kurie geriau reaguoja į purpurinius LED šviestuvus
Violetinės LED lemputės su kalibruotu raudonos ir mėlynos bangos ilgių mišiniu – du svarbiausiu fotosintezei spektru – pasirodė esąs universalus įrankis patalpų sodininkystėje, hidroponikoje ir auginant komercinį auginimą. Tačiau ne visi augalai reaguoja vienodai; kai kurios rūšys ir augimo tarpsniai reaguoja daug stipriau dėl specifinių poreikių ir augimo. Suprasdami, kuriems augalams ir etapams purpuriniai šviesos diodai naudingiausi, augintojai gali optimizuoti apšvietimo strategijas, padidinti derlių ir sumažinti energijos švaistymą. Šiame straipsnyje nagrinėjamos augalų rūšys, klestinčios esant violetiniam LED apšvietimui, ir augimo fazės, kai šios šviesos duoda reikšmingiausių rezultatų, pagrįstos augalų-šviesos sąveikos mokslu.
Labai jautrios augalų rūšysprie purpurinių LED lempučių
Ne visi augalai vienodai pasikliauja šviesa. Rūšys, kurioms pirmenybė teikiama greitam vegetatyviniam augimui, daug chlorofilo gamybai arba tiksliam žydėjimo signalui, dažniausiai reaguoja į purpurinius šviesos diodus, nes raudonos{1}}mėlynos spalvos spektras atitinka medžiagų apykaitos poreikius. Žemiau pateikiamos pagrindinės augalų kategorijos, kurioms neproporcingai daug naudos suteikia purpurinis LED apšvietimas, taip pat pavyzdžiai ir biologinės jų jautrumo priežastys.
Lapiniai žalumynai ir mikrožalumynai
Lapiniai žalumynai, įskaitant salotas, špinatus, lapinius kopūstus, rukolą ir šveicarišką mangoldą, yra vienos labiausiai reaguojančių į violetines LED lemputes. Šie augalai daugiausia auginami dėl žalumynų, o jų augimo ciklas yra skirtas maksimaliai padidinti lapų išsiplėtimą ir chlorofilo kiekį, kurie abu labai priklauso nuo raudonos ir mėlynos šviesos. Chlorofilas a (kuris sugeria raudoną šviesą esant 620–750 nm) ir chlorofilas b (sugeria mėlyną šviesą ties 450–495 nm) yra pagrindiniai pigmentai, skatinantys lapuočių žalumynų fotosintezę. Violetiniai šviesos diodai skleidžia šiuos bangos ilgius subalansuotu santykiu (paprastai nuo 3:1 iki 4:1 raudonos ir mėlynos spalvos), o tai tiesiogiai padeda augti lapams. Kalifornijos universitete Deivise atlikti tyrimai parodė, kad salotos, auginamos purpuriniais šviesos diodais, turėjo 15–20% didesnę lapų biomasę nei augintų po baltais šviesos diodais, jų lapai storesni, švelnesni ir didesnė vitaminų A ir C koncentracija.
Mikrožalumynai – jauni, valgomi augalų, tokių kaip brokoliai, ridikėliai ir burokėliai, daigai{0}}dar jautresni violetiniams šviesos diodams. Jų trumpam augimo ciklui (7–14 dienų) reikalinga intensyvi, tikslinė šviesa, kad būtų palaikomas greitas ląstelių dalijimasis ir maistinių medžiagų kaupimasis. Violetiniai šviesos diodai užtikrina tikslų raudonos ir mėlynos spalvos bangos ilgį, reikalingą siekiant išvengti etioliacijos (kojos, blyškus augimas) ir užtikrinti kompaktiškus, maistingus{5}}mikrožalus. Augintojai dažnai praneša, kad po žeme auga mikrožalumynaivioletiniai šviesos diodaituri ryškesnę spalvą (pvz., gilesnius žalius brokolių mikrožalumynus) ir stipresnio skonio profilius, nes fokusuota šviesa pagerina skonio junginių, tokių kaip gliukozinolatai, gamybą brokoliuose.
Vaisinės ir žydinčios daržovės
Vaisinės ir žydinčios daržovės – pavyzdžiui, pomidorai, paprikos, braškės, agurkai ir baklažanai – taip pat stipriai reaguoja į violetines LED lemputes, ypač jų dauginimosi stadijose. Šie augalai turi du pagrindinius šviesos{1}}priklausomus poreikius: tvirtą vegetatyvinį augimą (kad būtų palaikomas vaisių vystymasis) ir tikslius fotoperiodinius ženklus (suaktyvinti žydėjimą). Violetinės šviesos diodai tinka abiem: mėlynos šviesos komponentas stiprina šaknų sistemas ir skatina krūminius, sveikus žalumynus vegetacinės fazės metu, o raudonos šviesos komponentas skatina florigeno -hormono, kuris skatina žydėjimą, gamybą.
Nustatyta, kad pomidorų, kurių vaisiams stingti ir kaupti cukrų labai priklauso nuo šviesos, derlius violetinės spalvos šviesos diodai padidina derlių iki 25 %, palyginti su tradicinėmis aukšto slėgio natrio (HPS) lemputėmis. Raudona šviesa violetiniuose šviesos dioduose prailgina fotosintezės trukmę vaisiaus fazėje, todėl augalai daugiau šviesos energijos paverčia gliukoze, kuri vaisiuose kaupiama kaip cukrus. Dėl to pomidorai yra saldesni, aromatingesni su storesnėmis odelėmis, o tai sumažina žalą po-derliaus nuėmimo. Panašiai, braškės, auginamos purpuriniais šviesos diodais, išaugina daugiau žiedų vienam augalui ir turi didesnes, sultingesnes uogas, nes subalansuota raudona-mėlyna šviesa pagerina apdulkinimo sėkmę (net ir patalpose, kuriose nėra natūralių apdulkintojų) ir maistinių medžiagų pernešimą į vaisius.
Vaistinės žolės ir aromatiniai augalai
Vaistinės žolės ir aromatiniai augalai, įskaitant bazilikus, mėtas, levandas, rozmarinus ir kanapes, labai jautriai reaguoja į violetinius šviesos diodus, nes jų vertė yra antrinių metabolitų, tokių kaip eteriniai aliejai, terpenai ir flavonoidai, gamyboje, kurie prisideda prie aromato, skonio ir gydomųjų savybių. Šių metabolitų gamyba yra glaudžiai susijusi su šviesos poveikiu irvioletiniai šviesos diodai' raudonas-mėlynas spektras veikia kaip signalas, skatinantis jų sintezę.
Pavyzdžiui, bazilikas remiasi mėlyna šviesa, kad paskatintų eugenolio – junginio, atsakingo už išskirtinį aromatą, gamybą. Tyrimai parodė, kad bazilikas, auginamas po violetiniais šviesos diodais, turi 30 % didesnį eugenolio kiekį nei bazilikas, auginamas po baltais šviesos diodais, todėl yra vertingesnis kulinarijos ir medicinos reikmėms. Levandos, gaminančios linalolį (raminantį eterinį aliejų), turi raudoną šviesą violetiniuose šviesos dioduose, o tai skatina žiedų vystymąsi ir aliejaus kaupimąsi pumpuruose. Kanapės, pasėliai, kuriems taikomi griežti šviesos reikalavimai kanabinoidų gamybai (pvz., THC ir CBD), taip pat klesti po purpuriniais šviesos diodais: raudonos šviesos komponentas skatina pumpurų augimą, o mėlyna šviesa reguliuoja kanabinoidų balansą, užtikrindama pastovią kokybę per visą derlių.
Žemai{0}}šviesai atsparūs kambariniai augalai
Nors mažai{0}}šviesai atsparūs kambariniai augalai, pvz., pothos, gyvatės, filodendrai ir ZZ augalai, gali išgyventi blankiomis sąlygomis, jie stebėtinai stipriai reaguoja į purpurinius šviesos diodus. Šie augalai evoliucionavo taip, kad efektyviai išnaudotų turimą šviesą, tačiau jų augimas dažnai būna lėtas ir stabteli esant įprastam patalpų apšvietimui (kurio raudonos ir mėlynos bangos ilgiai yra žemi).Violetinės spalvos šviesos diodaipateikti tikslų spektrą, kurio šiems augalams reikia, kad paspartintų augimą, nesukeldami streso, nes sutelkta raudona ir mėlyna šviesa apsaugo nuo per didelio eksponavimo (dažna problema su baltais šviesos diodais, kurie gali nudeginti jautrius lapus).
Populiarus augalas „Pothos“ auga 2–3 kartus greičiau po purpuriniais šviesos diodais, ilgesniais vynmedžiais ir didesniais, margesniais lapais. Gyvatės augalai, žinomi dėl savo patvarumo, po purpuriniais šviesos diodais dažniau išaugina naujus ūglius, o jų lapai įgauna gilesnę žalią spalvą. Kambarių sodininkams tai reiškia vešlesnius, sveikesnius augalus, kuriems reikia mažiau priežiūros – violetiniai šviesos diodai pašalina poreikį sukti augalus, kad gautų langų šviesą ir sumažintų lapų pageltimo riziką dėl nepakankamo apšvietimo.
Augimo etapai su ryškiu atsakuprie purpurinių LED lempučių
Augalo reakcija į purpurinius šviesos diodus taip pat labai skiriasi priklausomai nuo augimo stadijos, nes kiekviena fazė turi skirtingus šviesos reikalavimus. Nuo daigumo iki vaisiaus atsiradimo tam tikri etapai labiau priklauso nuo raudonos ir mėlynos spalvos bangų ilgių purpuriniuose šviesos dioduose, todėl šios lemputės ypač paveikia svarbiausius augalo gyvavimo ciklo momentus.
Dygimo ir sodinukų stadija
Dygimo ir daigų tarpsnis yra vienas iš svarbiausių violetinės šviesos diodų poveikio laikotarpių, nes jauni augalai yra labai pažeidžiami dėl šviesos trūkumo. Sėkloms reikia specifinių šviesos signalų, kad nutrauktų ramybės būseną, o sodinukams reikia tikslinės šviesos, kad išsivystytų stiprios šaknys, stori stiebai ir sveiki sėklalapiai (pirmieji lapai). Violetiniai šviesos diodai čia puikūs, nes jų mėlynos šviesos komponentas veikia kaip daugelio rūšių „daiginimo veiksnys“, skatinantis giberelinų – hormonų, skatinančių sėklų dygimą – gamybą.
Pavyzdžiui, pomidorų sėklos dygsta 2–3 dienas greičiau prie purpurinių šviesos diodų nei tamsoje, nes mėlyna šviesa signalizuoja sėklai pradėti medžiagų apykaitą. Sudygę daigai remiasi mėlyna šviesa, kad išvengtų etioliacijos: be pakankamai mėlynos šviesos daigai užauga aukšti ir silpni, o stiebai yra ploni, kurie negali palaikyti būsimo augimo. Violetiniai šviesos diodai suteikia mėlyną šviesą, reikalingą stiebo ląstelių sienelėms sustiprinti, todėl daigai yra trumpesni ir tvirtesni. Be to, raudona šviesa violetiniuose šviesos dioduose palaiko ankstyvą chlorofilo gamybą, todėl daigai greičiau pradeda fotosintezę ir tampa mažiau priklausomi nuo saugomų sėklų maistinių medžiagų. Šis ankstyvas pranašumas reiškia didesnį išgyvenamumą ir greitesnį perėjimą į vegetatyvinę stadiją.
Vegetatyvinė stadija
Vegetatyvinis etapas, kai augalai daugiausia dėmesio skiria lapų, stiebų ir šaknų auginimui, yra dar vienas etapaspurpuriniai šviesos diodai pristatoišskirtiniais rezultatais. Šiame etape augalams reikia daug raudonos ir mėlynos šviesos, kad paskatintų fotosintezę ir palaikytų greitą augimą. Raudona šviesa skatina ląstelių dalijimąsi ir lapų plėtimąsi, o mėlyna reguliuoja lapų formą ir šaknų vystymąsi, užtikrindama subalansuotą, sveiką augalo struktūrą.
Labiausiai naudingos vegetacinės stadijos lapinės žalumos: raudonos spalvos šviesos diodų raudonos-mėlynos spalvos leidžia išauginti daugiau lapų per trumpesnį laiką, o fotosintezei reikalingas didesnis paviršiaus plotas. Pavyzdžiui, špinatuose, auginamuose po violetiniais šviesos diodais 4 savaites, yra 20 % daugiau lapų nei špinatuose, auginamuose po baltais šviesos diodais, o lapai yra 15 % storesni (padidėja maistinių medžiagų kiekis). Gerai reaguoja net sumedėję augalai, tokie kaip rozmarinas, kurių vegetatyvinė stadija yra ilgesnė. Violetiniai šviesos diodai skatina krūminį augimą, skatindami šoninių ūglių augimą, sumažindami genėjimo poreikį, todėl augalas tampa pilnesnis.
Vegetacijos metu augintojai dažnai keičia raudonos{0}}mėlynos spalvos santykį violetiniuose šviesos dioduose, kad atitiktų augalų poreikius. Pavyzdžiui, žalumynams gali būti naudingas šiek tiek didesnis mėlynos šviesos santykis (2:1 raudonos ir mėlynos spalvos), kad būtų skatinamas lapų tankis, o tokie augalai kaip pomidorai gali naudoti didesnį raudonos šviesos santykį (4:1), kad palaikytų stiebo augimą. Dėl šio lankstumo purpuriniai šviesos diodai pritaikomi prie unikalių skirtingų rūšių vegetatyvinės stadijos poreikių.
Žydėjimo ir vaisiaus etapas
Žydėjimo ir vaisiaus fazėje tikrai šviečia purpuriniai šviesos diodai, nes raudonos šviesos komponentas yra būtinas žydėjimui ir vaisių vystymuisi palaikyti. Daugelis augalų, žinomų kaip „fotoperiodiniai augalai“, žydėjimo pradžiai priklauso nuo dienos trukmės (taigi ir šviesos spektro) pokyčių. Raudona šviesa (ypač 660 nm) yra pagrindinis šių augalų signalas, nes ji slopina fitochromo – pigmento, kuris neleidžia žydėti trumpadieniams augalams (pvz., chrizantemoms) ir skatina jį ilgos dienos augalams (pvz., salotoms) – gamybą.
Trumpos-dienos augalams, pvz., braškėms, purpuriniai šviesos diodai su dideliu raudonos šviesos santykiu (5:1 raudonos ir mėlynos spalvos) imituoja trumpesnes rudens dienas, todėl žiedpumpuriai formuojasi 1–2 savaitėmis anksčiau nei esant natūraliai šviesai. Ilgos-dienos augalams, tokiems kaip špinatai, tie patys violetiniai šviesos diodai gali pailginti „dienos ilgio“ signalą, uždelsdami žydėjimą ir leisdami augalui sutelkti dėmesį į lapų augimą (nauda augintojams, renkantiems žalumynus). Prasidėjus žydėjimui, raudona šviesa violetiniuose šviesos dioduose ir toliau vaidina svarbų vaidmenį: ji padidina žiedadulkių gyvybingumą ir apdulkinimo sėkmę net patalpose, kur nėra bičių ar vėjo.
Vaisiaus stadijoje,violetiniai šviesos diodaipalaikyti cukraus transportavimą iš lapų į besivystančius vaisius. Raudonos šviesos komponentas padidina fotosintezės greitį lapuose, gamindamas daugiau gliukozės, o mėlynos šviesos komponentas užtikrina efektyvų maistinių medžiagų pasisavinimą iš šaknų. Dėl šio derinio gaunami didesni, vienodesni vaisiai su didesniu cukraus kiekiu. Pavyzdžiui, paprikose, auginamose po purpuriniais šviesos diodais, cukraus kiekis yra 10–15% didesnis nei augintuose su HPS lemputėmis, todėl jas galima parduoti šviežiam vartojimui.
Rūšys ir etapai su mažiau ryškiais atsakais
Nors violetiniai šviesos diodai yra labai veiksmingi pirmiau nurodytoms rūšims ir etapams, kai kurie augalai ir augimo fazės yra mažiau jautrūs. Pavyzdžiui, sukulentai ir kaktusai prisitaikė prie sausros aplinkos su intensyvia saulės šviesa ir kaupia vandenį savo lapuose, todėl jie mažiau priklausomi nuo dažnos fotosintezės. Jie gali išgyventi esant purpuriniams šviesos diodams, tačiau jų augimas nepagerėja, palyginti su gerai suderintais baltais šviesos diodais, nes jų medžiagų apykaita natūraliai lėtesnė.
Panašiai ir senėjimo stadijoje (kai augalai pradeda mirti po derliaus nuėmimo) mažai reaguoja į purpurinius šviesos diodus, nes augalo dėmesys pereina nuo augimo prie sėklų auginimo. Šiame etape šviesos poreikiai mažėja, o violetiniai šviesos diodai nesuteikia jokių papildomų pranašumų, palyginti su mažesnio{1}}intensyvumo apšvietimu.
Be to, augalai, prisitaikę prie viso -spektro saulės spindulių (pvz., saulėgrąžos ir kukurūzai), gali ne taip stipriai reaguoti į purpurinius šviesos diodus, kaip lapinės žalumynai ar žolelės. Šie augalai pradėjo naudoti įvairesnius bangų ilgius (įskaitant žalią ir geltoną šviesą) ir gali neturėti tiek daug papildomos naudos iš fokusuoto raudono{4}}mėlyno violetinių šviesos diodų spektro. Tačiau jie vis tiek gerai auga po purpuriniais šviesos diodais – tik be to paties dramatiško derliaus ar augimo pagerėjimo, kaip pastebima jautresnėse rūšyse.
Išvada
Nors purpurinės šviesos diodų lemputės gali būti ne universalios, dėl jų gebėjimo užtikrinti tikslius raudonos ir mėlynos spalvos bangos ilgius jie yra ypač veiksmingi tam tikroms augalų rūšims ir augimo etapams. Lapinės daržovės, vaisinės daržovės, vaistiniai augalai ir silpnai{1}}šviečiantys kambariniai augalai reaguoja stipriausiai, nes jų fiziologiniai poreikiai atitinka violetinių šviesos diodų spektrą. Dygimo, vegetatyvinio ir žydėjimo / vaisiaus fazės yra naudingiausios, nes šios fazės priklauso nuo raudonos ir mėlynos šviesos, padedančios augalams augti, vystytis ir daugintis.
Augintojams rezultatas reiškia didesnį lankstumą ir efektyvumą: purpurinius šviesos diodus sutelkę į labiausiai reaguojančius augalus ir etapus, jie gali padidinti derlių, pagerinti pasėlių kokybę ir sumažinti energijos sąnaudas. Kadangi patalpų sodininkystė ir tvarus žemės ūkis ir toliau plečiasi, šių niuansų supratimas bus labai svarbus norint išnaudoti visas violetinio LED apšvietimo galimybes ir užtikrinti, kad kiekvienas šviesos vatas prisidėtų prie sveikų, produktyvių augalų.
Kartu mes tai darome geriau.
Shenzhen Benwei Lighting Technology Co., Ltd.
Mobilusis / WhatsApp: (+86)18673599565
El. paštas: bwzm15@benweilighting.com
Skype: benweilight88
Tinklalapis:www.benweilight.com
Pridėti: F pastatas, Yuanfen pramoninė zona, Longhua, Bao'an rajonas, Šendženas, Kinija
