Autor: Yamin Li und Houcheng Liu usw. vom College of Horticulture der South China Agriculture University

Quelle des Artikels: Gewächshausgartenbau

Zu den Arten von Gartenbauanlagen gehören hauptsächlich Kunststoffgewächshäuser, Solargewächshäuser, Mehrfeldgewächshäuser und Pflanzenfabriken.Da Anlagengebäude natürliche Lichtquellen bis zu einem gewissen Grad blockieren, ist nicht genügend Innenlicht vorhanden, was wiederum zu geringeren Ernteerträgen und -qualität führt.Daher spielt das Zusatzlicht eine unverzichtbare Rolle für die qualitativ hochwertigen und ertragreichen Ernten der Anlage, ist aber auch zu einem wichtigen Faktor für den Anstieg des Energieverbrauchs und der Betriebskosten in der Anlage geworden.

Zu den künstlichen Lichtquellen, die im Bereich des Anlagengartenbaus lange Zeit verwendet wurden, gehören hauptsächlich Natriumdampf-Hochdrucklampen, Leuchtstofflampen, Metallhalogenlampen, Glühlampen usw. Die wichtigsten Nachteile sind eine hohe Wärmeentwicklung, ein hoher Energieverbrauch und hohe Betriebskosten.Die Entwicklung der neuen Generation von Leuchtdioden (LED) ermöglicht den Einsatz energiesparender künstlicher Lichtquellen im Bereich des Anlagengartenbaus.LED bietet die Vorteile einer hohen photoelektrischen Umwandlungseffizienz, Gleichstrom, kleinem Volumen, langer Lebensdauer, geringem Energieverbrauch, fester Wellenlänge, geringer Wärmestrahlung und Umweltschutz.Im Vergleich zu den derzeit üblicherweise verwendeten Natriumdampf-Hochdrucklampen und Leuchtstofflampen kann LED nicht nur die Lichtmenge und -qualität (den Anteil verschiedener Lichtbänder) an die Bedürfnisse des Pflanzenwachstums anpassen, sondern auch Pflanzen aus nächster Nähe bestrahlen Durch sein kaltes Licht können so die Anzahl der Kultivierungsschichten und die Raumnutzungsrate verbessert werden und die Funktionen Energieeinsparung, Umweltschutz und raumeffiziente Nutzung, die durch herkömmliche Lichtquellen nicht ersetzt werden können, können realisiert werden.

Aufgrund dieser Vorteile wurde LED erfolgreich in der Beleuchtung von Anlagen im Gartenbau, in der Grundlagenforschung zu kontrollierbaren Umgebungen, in der Pflanzengewebekultur, bei Sämlingen in Pflanzenfabriken und im Luft- und Raumfahrt-Ökosystem eingesetzt.In den letzten Jahren hat sich die Leistung der LED-Wachstumsbeleuchtung verbessert, der Preis sinkt und nach und nach werden alle Arten von Produkten mit spezifischen Wellenlängen entwickelt, sodass ihre Anwendung im Bereich Landwirtschaft und Biologie breiter wird.

Dieser Artikel fasst den Forschungsstand von LED im Bereich des Anlagengartenbaus zusammen, konzentriert sich auf die Anwendung von LED-Zusatzlicht in der lichtbiologischen Grundlage, LED-Wachstumslichter auf die Lichtbildung von Pflanzen, die Nährstoffqualität und die Wirkung der Alterungsverzögerung, den Aufbau und die Anwendung der Lichtformel sowie Analysen und Ausblicke auf die aktuellen Probleme und Perspektiven der LED-Zusatzlichttechnik.

Einfluss von LED-Zusatzlicht auf das Wachstum von Gartenbaukulturen

Zu den regulierenden Auswirkungen von Licht auf Pflanzenwachstum und -entwicklung gehören die Samenkeimung, die Stängelverlängerung, die Blatt- und Wurzelentwicklung, der Phototropismus, die Chlorophyllsynthese und -zersetzung sowie die Blüteninduktion.Zu den Elementen der Beleuchtungsumgebung in der Einrichtung gehören Lichtintensität, Lichtzyklus und Spektralverteilung.Die Elemente können durch künstliche Lichtzusätze ohne Einschränkung durch die Wetterbedingungen angepasst werden.

Derzeit gibt es in Pflanzen mindestens drei Arten von Photorezeptoren: Phytochrom (absorbiert rotes und fernrotes Licht), Cryptochrom (absorbiert blaues Licht und nahes ultraviolettes Licht) sowie UV-A und UV-B.Die Verwendung einer Lichtquelle mit spezifischer Wellenlänge zur Bestrahlung von Pflanzen kann die Photosyntheseeffizienz von Pflanzen verbessern, die Lichtmorphogenese beschleunigen und das Wachstum und die Entwicklung von Pflanzen fördern.Bei der Photosynthese von Pflanzen wurden rot-orangefarbenes Licht (610–720 nm) und blau-violettes Licht (400–510 nm) verwendet.Mithilfe der LED-Technologie kann monochromatisches Licht (z. B. rotes Licht mit 660-nm-Spitze, blaues Licht mit 450-nm-Spitze usw.) entsprechend der stärksten Absorptionsbande von Chlorophyll abgestrahlt werden, und die Spektraldomänenbreite beträgt nur ± 20 nm.

Derzeit geht man davon aus, dass das rot-orangefarbene Licht die Entwicklung von Pflanzen deutlich beschleunigt, die Ansammlung von Trockenmasse, die Bildung von Zwiebeln, Knollen, Blattzwiebeln und anderen Pflanzenorganen fördert, Pflanzen früher blühen und Früchte tragen lässt und das Wachstum fördert eine führende Rolle bei der Verbesserung der Pflanzenfarbe;Blaues und violettes Licht kann den Phototropismus von Pflanzenblättern steuern, das Öffnen der Stomata und die Bewegung der Chloroplasten fördern, die Stängelverlängerung hemmen, die Pflanzenverlängerung verhindern, die Pflanzenblüte verzögern und das Wachstum vegetativer Organe fördern;Die Kombination von roten und blauen LEDs kann das unzureichende Licht einer einzelnen Farbe der beiden ausgleichen und einen spektralen Absorptionspeak bilden, der im Wesentlichen mit der Photosynthese und Morphologie der Pflanzen übereinstimmt.Der Lichtenergienutzungsgrad kann 80 % bis 90 % erreichen, und der Energiespareffekt ist erheblich.

Ausgestattet mit LED-Zusatzleuchten kann im Anlagengartenbau eine sehr deutliche Produktionssteigerung erzielt werden.Studien haben gezeigt, dass die Anzahl der Früchte, der Gesamtertrag und das Gewicht jeder Kirschtomate unter dem Zusatzlicht von 300 μmol/(m²·s) LED-Streifen und LED-Röhren für 12h (8:00-20:00) deutlich ansteigen erhöht.Das Zusatzlicht des LED-Streifens hat um 42,67 %, 66,89 % bzw. 16,97 % und das Zusatzlicht der LED-Röhre um 48,91 %, 94,86 % bzw. 30,86 % zugenommen.Das LED-Zusatzlicht der LED-Wachstumsbeleuchtung während der gesamten Wachstumsphase [das Verhältnis von rotem und blauem Licht beträgt 3:2 und die Lichtintensität beträgt 300 μmol/(m²·s)] kann die Qualität und den Ertrag einzelner Früchte erheblich steigern pro Flächeneinheit Chiehwa und Aubergine.Chikuquan stieg um 5,3 % bzw. 15,6 % und Aubergine um 7,6 % bzw. 7,8 %.Durch die Qualität des LED-Lichts sowie dessen Intensität und Dauer der gesamten Wachstumsphase kann der Pflanzenwachstumszyklus verkürzt, der kommerzielle Ertrag, die Nährwertqualität und der morphologische Wert landwirtschaftlicher Produkte verbessert sowie die hocheffiziente, energiesparende und umweltfreundlichere Beleuchtung verbessert werden Eine intelligente Produktion von Großgartenbaukulturen kann realisiert werden.

Anwendung von LED-Ergänzungslicht beim Anbau von Gemüsesämlingen

Die Regulierung der Pflanzenmorphologie sowie des Wachstums und der Entwicklung durch LED-Lichtquellen ist eine wichtige Technologie im Bereich des Gewächshausanbaus.Höhere Pflanzen können Lichtsignale über Photorezeptorsysteme wie Phytochrom, Cryptochrom und Photorezeptor wahrnehmen und empfangen und über intrazelluläre Botenstoffe morphologische Veränderungen durchführen, um Pflanzengewebe und -organe zu regulieren.Photomorphogenese bedeutet, dass Pflanzen auf Licht angewiesen sind, um die Zelldifferenzierung, strukturelle und funktionelle Veränderungen sowie die Bildung von Geweben und Organen zu steuern, einschließlich des Einflusses auf die Keimung einiger Samen, der Förderung der apikalen Dominanz, der Hemmung des seitlichen Knospenwachstums und der Stängelverlängerung und Tropismus.

Der Anbau von Gemüsesämlingen ist ein wichtiger Bestandteil der Anlagenlandwirtschaft.Anhaltendes Regenwetter führt zu unzureichendem Licht in der Anlage und die Sämlinge neigen dazu, sich zu verlängern, was das Wachstum von Gemüse, die Differenzierung der Blütenknospen und die Fruchtentwicklung beeinträchtigt und letztendlich deren Ertrag und Qualität beeinträchtigt.In der Produktion werden einige Pflanzenwachstumsregulatoren wie Gibberellin, Auxin, Paclobutrazol und Chlormequat verwendet, um das Wachstum von Sämlingen zu regulieren.Der unangemessene Einsatz von Pflanzenwachstumsregulatoren kann jedoch leicht die Umwelt von Gemüse und Anlagen verschmutzen und sich negativ auf die menschliche Gesundheit auswirken.

LED-Zusatzlicht bietet viele einzigartige Vorteile von Zusatzlicht und ist eine praktikable Möglichkeit, LED-Zusatzlicht zur Aufzucht von Sämlingen zu verwenden.Im Experiment mit LED-Ergänzungslicht [25 ± 5 μmol/(m²·s)], das bei schwachem Licht [0~35 μmol/(m²·s)] durchgeführt wurde, wurde festgestellt, dass grünes Licht die Verlängerung und das Wachstum von fördert Gurkensämlinge.Rotes und blaues Licht hemmen das Wachstum von Sämlingen.Im Vergleich zu natürlichem schwachem Licht stieg der starke Sämlingsindex von Sämlingen, die mit rotem und blauem Licht ergänzt wurden, um 151,26 % bzw. 237,98 %.Im Vergleich zur monochromatischen Lichtqualität stieg der Index starker Sämlinge, die rote und blaue Komponenten enthalten, unter der Behandlung mit zusammengesetztem Lichtzusatzlicht um 304,46 %.

Das Hinzufügen von rotem Licht zu Gurkensämlingen kann die Anzahl der echten Blätter, die Blattfläche, die Pflanzenhöhe, den Stammdurchmesser, die Trocken- und Frischequalität, den starken Sämlingsindex, die Wurzelvitalität, die SOD-Aktivität und den Gehalt an löslichem Protein von Gurkensämlingen erhöhen.Die Ergänzung mit UV-B kann den Gehalt an Chlorophyll A, Chlorophyll B und Carotinoiden in den Blättern von Gurkensämlingen erhöhen.Im Vergleich zu natürlichem Licht kann die Ergänzung des roten und blauen LED-Lichts die Blattfläche, die Trockenmassequalität und den starken Sämlingsindex von Tomatensämlingen deutlich erhöhen.Die Ergänzung von rotem und grünem LED-Licht erhöht die Höhe und Stammdicke von Tomatensämlingen deutlich.Die LED-Ergänzungslichtbehandlung mit grünem Licht kann die Biomasse von Gurken- und Tomatensämlingen erheblich erhöhen, und das Frisch- und Trockengewicht der Sämlinge nimmt mit der Erhöhung der Lichtintensität des Grünlichtergänzungslichts zu, während der dicke Stiel und der starke Sämlingsindex der Tomate erhöht werden Sämlinge folgen alle dem grünen Licht als Ergänzungslicht.Der Kraftzuwachs nimmt zu.Die Kombination aus rotem und blauem LED-Licht kann die Stängeldicke, die Blattfläche, das Trockengewicht der gesamten Pflanze, das Wurzel-Spross-Verhältnis und den starken Sämlingsindex von Auberginen erhöhen.Im Vergleich zu weißem Licht kann LED-Rotlicht die Biomasse von Kohlsämlingen erhöhen und das Längenwachstum und die Blattausdehnung von Kohlsämlingen fördern.LED-Blaulicht fördert das dichte Wachstum, die Ansammlung von Trockenmasse und den starken Sämlingsindex der Kohlsämlinge und lässt die Kohlsämlinge klein werden.Die obigen Ergebnisse zeigen, dass die Vorteile von Gemüsesämlingen, die mit Lichtregulierungstechnologie kultiviert werden, sehr offensichtlich sind.

Einfluss von LED-Zusatzlicht auf die Nährwertqualität von Obst und Gemüse

Die in Obst und Gemüse enthaltenen Proteine, Zucker, organischen Säuren und Vitamine sind Nährstoffe, die sich positiv auf die menschliche Gesundheit auswirken.Die Lichtqualität kann den VC-Gehalt in Pflanzen beeinflussen, indem sie die Aktivität der VC-Synthese und des Abbauenzyms reguliert, und sie kann den Proteinstoffwechsel und die Kohlenhydratakkumulation in Gartenpflanzen regulieren.Rotes Licht fördert die Kohlenhydratansammlung, die Behandlung mit blauem Licht wirkt sich positiv auf die Proteinbildung aus, während die Kombination von rotem und blauem Licht die Ernährungsqualität von Pflanzen deutlich verbessern kann als monochromatisches Licht.

Die Zugabe von rotem oder blauem LED-Licht kann den Nitratgehalt im Salat reduzieren, die Zugabe von blauem oder grünem LED-Licht kann die Anreicherung von löslichem Zucker im Salat fördern und die Zugabe von infrarotem LED-Licht begünstigt die Anreicherung von VC im Salat.Die Ergebnisse zeigten, dass die Ergänzung mit blauem Licht den VC-Gehalt und den Gehalt an löslichem Protein in Tomaten verbessern könnte;Rotes Licht und rot-blaues kombiniertes Licht könnten den Zucker- und Säuregehalt von Tomatenfrüchten fördern, und das Verhältnis von Zucker zu Säure war unter rot-blauem kombiniertem Licht am höchsten;Rot-blaues kombiniertes Licht könnte den VC-Gehalt von Gurkenfrüchten verbessern.

Die Phenole, Flavonoide, Anthocyane und anderen Substanzen in Obst und Gemüse haben nicht nur einen wichtigen Einfluss auf die Farbe, den Geschmack und den Warenwert von Obst und Gemüse, sondern verfügen auch über eine natürliche antioxidative Wirkung und können freie Radikale im menschlichen Körper wirksam hemmen oder entfernen.

Durch die Verwendung von LED-Blaulicht als Ergänzung zum Licht kann der Anthocyangehalt der Auberginenschale deutlich um 73,6 % erhöht werden, während die Verwendung von LED-Rotlicht und einer Kombination aus rotem und blauem Licht den Gehalt an Flavonoiden und Gesamtphenolen erhöhen kann.Blaues Licht kann die Anreicherung von Lycopin, Flavonoiden und Anthocyanen in Tomatenfrüchten fördern.Die Kombination von rotem und blauem Licht fördert in gewissem Maße die Produktion von Anthocyanen, hemmt jedoch die Synthese von Flavonoiden.Im Vergleich zur Behandlung mit weißem Licht kann die Behandlung mit rotem Licht den Anthocyangehalt von Salatsprossen deutlich erhöhen, die Behandlung mit blauem Licht weist jedoch den niedrigsten Anthocyangehalt auf.Der Gesamtphenolgehalt von grünem Blattsalat, violettem Blattsalat und rotem Blattsalat war unter der Behandlung mit weißem Licht, kombiniertem Rot-Blau-Licht und blauem Licht höher, unter der Behandlung mit rotem Licht war er jedoch am niedrigsten.Die Ergänzung mit ultraviolettem LED-Licht oder orangefarbenem Licht kann den Gehalt an Phenolverbindungen in Salatblättern erhöhen, während die Ergänzung mit grünem Licht den Gehalt an Anthocyanen erhöhen kann.Daher ist der Einsatz von LED-Wachstumslicht eine wirksame Möglichkeit, die Nährstoffqualität von Obst und Gemüse im Gartenbau zu regulieren.

Die Wirkung von LED-Zusatzlicht auf das Anti-Aging von Pflanzen

Chlorophyllabbau, schneller Proteinverlust und RNA-Hydrolyse während der Seneszenz der Pflanze äußern sich hauptsächlich in der Seneszenz der Blätter.Chloroplasten reagieren sehr empfindlich auf Veränderungen in der äußeren Lichtumgebung, insbesondere auf die Lichtqualität.Rotes Licht, blaues Licht und rot-blaues kombiniertes Licht fördern die Morphogenese von Chloroplasten, blaues Licht fördert die Ansammlung von Stärkekörnern in Chloroplasten und rotes Licht und dunkelrotes Licht wirken sich negativ auf die Entwicklung von Chloroplasten aus.Die Kombination von blauem Licht und rotem und blauem Licht kann die Chlorophyllsynthese in den Blättern von Gurkensämlingen fördern, und die Kombination von rotem und blauem Licht kann auch die Abschwächung des Chlorophyllgehalts der Blätter im späteren Stadium verzögern.Dieser Effekt wird deutlicher, wenn der Rotlichtanteil abnimmt und der Blaulichtanteil zunimmt.Der Chlorophyllgehalt der Blätter von Gurkensämlingen war unter der kombinierten LED-Lichtbehandlung mit rotem und blauem Licht deutlich höher als unter Fluoreszenzlichtsteuerung und monochromatischer Rot- und Blaulichtbehandlung.LED-Blaulicht kann den Chlorophyll-a/b-Wert von Wutacai- und grünen Knoblauchsämlingen deutlich erhöhen.

Während der Seneszenz kommt es zu Zytokininen (CTK), Auxinen (IAA), Veränderungen des Abscisinsäuregehalts (ABA) und einer Vielzahl von Veränderungen der Enzymaktivität.Der Gehalt an Pflanzenhormonen wird leicht durch die Lichtumgebung beeinflusst.Unterschiedliche Lichtqualitäten haben unterschiedliche regulatorische Wirkungen auf Pflanzenhormone, und die ersten Schritte des Lichtsignalübertragungswegs umfassen Zytokinine.

CTK fördert die Expansion von Blattzellen, steigert die Blattphotosynthese, hemmt gleichzeitig die Aktivitäten von Ribonuklease, Desoxyribonuklease und Protease und verzögert den Abbau von Nukleinsäuren, Proteinen und Chlorophyll, sodass es die Alterung der Blätter erheblich verzögern kann.Es besteht eine Wechselwirkung zwischen Licht und CTK-vermittelter Entwicklungsregulation, und Licht kann den Anstieg endogener Zytokininspiegel stimulieren.Wenn sich Pflanzengewebe im Alterungszustand befinden, nimmt ihr endogener Zytokiningehalt ab.

IAA konzentriert sich hauptsächlich auf Teile mit kräftigem Wachstum und ist in alternden Geweben oder Organen nur in sehr geringem Maße enthalten.Violettes Licht kann die Aktivität der Indolessigsäureoxidase erhöhen und niedrige IAA-Werte können die Längenausdehnung und das Wachstum von Pflanzen hemmen.

ABA wird hauptsächlich in alternden Blattgeweben, reifen Früchten, Samen, Stängeln, Wurzeln und anderen Teilen gebildet.Der ABA-Gehalt von Gurken und Kohl ist unter der Kombination von rotem und blauem Licht geringer als der von weißem Licht und blauem Licht.

Peroxidase (POD), Superoxiddismutase (SOD), Ascorbatperoxidase (APX) und Katalase (CAT) sind wichtigere und lichtbezogene Schutzenzyme in Pflanzen.Wenn Pflanzen altern, nimmt die Aktivität dieser Enzyme rapide ab.

Unterschiedliche Lichtqualitäten haben erhebliche Auswirkungen auf die Aktivitäten pflanzlicher antioxidativer Enzyme.Nach 9 Tagen Rotlichtbehandlung stieg die APX-Aktivität der Rapssämlinge deutlich an und die POD-Aktivität nahm ab.Die POD-Aktivität von Tomaten war nach 15 Tagen rotem und blauem Licht um 20,9 % bzw. 11,7 % höher als die von weißem Licht.Nach 20 Tagen Behandlung mit grünem Licht war die POD-Aktivität der Tomate mit nur 55,4 % bei weißem Licht am niedrigsten.Die Ergänzung von 4-Stunden-Blaulicht kann den Gehalt an löslichem Protein sowie die POD-, SOD-, APX- und CAT-Enzymaktivitäten in Gurkenblättern im Sämlingsstadium deutlich erhöhen.Darüber hinaus nehmen die Aktivitäten von SOD und APX mit zunehmender Lichteinstrahlung allmählich ab.Die Aktivität von SOD und APX unter blauem und rotem Licht nimmt langsam ab, ist aber immer höher als die von weißem Licht.Die Bestrahlung mit rotem Licht verringerte die Peroxidase- und IAA-Peroxidase-Aktivitäten von Tomatenblättern und die IAA-Peroxidase von Auberginenblättern signifikant, führte jedoch zu einem signifikanten Anstieg der Peroxidase-Aktivität von Auberginenblättern.Daher kann die Einführung einer sinnvollen LED-Zusatzbeleuchtungsstrategie die Alterung von Gartenbaukulturen effektiv verzögern und Ertrag und Qualität verbessern.

Aufbau und Anwendung der LED-Lichtformel

Das Wachstum und die Entwicklung von Pflanzen werden maßgeblich von der Lichtqualität und ihren unterschiedlichen Zusammensetzungsverhältnissen beeinflusst.Die Lichtformel umfasst hauptsächlich mehrere Elemente wie Lichtqualitätsverhältnis, Lichtintensität und Lichtdauer.Da verschiedene Pflanzen unterschiedliche Anforderungen an Licht und unterschiedliche Wachstums- und Entwicklungsstadien haben, ist für die Kulturpflanzen die beste Kombination aus Lichtqualität, Lichtintensität und Lichtergänzungszeit erforderlich.

 ◆Lichtspektrumverhältnis

Im Vergleich zu weißem Licht und einzelnem rotem und blauem Licht bietet die Kombination von rotem und blauem LED-Licht umfassende Vorteile für das Wachstum und die Entwicklung von Gurken- und Kohlsämlingen.

Wenn das Verhältnis von rotem und blauem Licht 8:2 beträgt, werden die Dicke des Pflanzenstamms, die Pflanzenhöhe, das Pflanzentrockengewicht, das Frischgewicht, der starke Sämlingsindex usw. deutlich erhöht, und es ist auch vorteilhaft für die Bildung von Chloroplastenmatrix und Basallamelle und die Leistung von Assimilationsangelegenheiten.

Die Verwendung einer Kombination aus roter, grüner und blauer Qualität für rote Sojasprossen wirkt sich positiv auf die Ansammlung von Trockenmasse aus, und grünes Licht kann die Ansammlung von Trockenmasse von roten Sojasprossen fördern.Das Wachstum ist am deutlichsten, wenn das Verhältnis von rotem, grünem und blauem Licht 6:2:1 beträgt.Der Hypokotyl-Verlängerungseffekt von roten Bohnensprossensämlingen war bei einem Verhältnis von rotem und blauem Licht von 8:1 am besten, und die Hypokotyl-Verlängerung von roten Bohnensprossen wurde offensichtlich bei einem Verhältnis von rotem und blauem Licht von 6:3 gehemmt, aber das lösliche Protein Der Inhalt war am höchsten.

Wenn das Verhältnis von rotem und blauem Licht bei Luffa-Setzlingen 8:1 beträgt, sind der starke Keimlingsindex und der Gehalt an löslichem Zucker bei Luffa-Setzlingen am höchsten.Bei Verwendung einer Lichtqualität mit einem Verhältnis von rotem und blauem Licht von 6:3 waren der Chlorophyll-a-Gehalt, das Chlorophyll-a/b-Verhältnis und der lösliche Proteingehalt der Luffa-Keimlinge am höchsten.

Wenn ein Verhältnis von rotem und blauem Licht zu Sellerie im Verhältnis 3:1 verwendet wird, kann dies effektiv die Steigerung der Höhe der Selleriepflanze, der Blattstiellänge, der Blattzahl, der Qualität der Trockenmasse, des VC-Gehalts, des Gehalts an löslichem Protein und des Gehalts an löslichem Zucker fördern.Im Tomatenanbau fördert eine Erhöhung des Anteils an LED-Blaulicht die Bildung von Lycopin, freien Aminosäuren und Flavonoiden, eine Erhöhung des Anteils an Rotlicht die Bildung von titrierbaren Säuren.Wenn das Licht mit einem Verhältnis von rotem und blauem Licht zu Salatblättern 8:1 beträgt, fördert es die Anreicherung von Carotinoiden und reduziert effektiv den Nitratgehalt und erhöht den VC-Gehalt.

 ◆Lichtintensität

Pflanzen, die unter schwachem Licht wachsen, sind anfälliger für Photoinhibition als unter starkem Licht.Die Netto-Photosyntheserate von Tomatensämlingen steigt mit zunehmender Lichtintensität [50, 150, 200, 300, 450, 550 μmol/(m²·s)], wobei ein Trend zuerst zunimmt und dann abnimmt, und liegt bei 300 μmol/(m²). ·s), um das Maximum zu erreichen.Die Pflanzenhöhe, die Blattfläche, der Wassergehalt und der VC-Gehalt des Salats stiegen unter einer Lichtintensitätsbehandlung von 150 μmol/(m²·s) deutlich an.Unter der Behandlung mit einer Lichtintensität von 200 μmol/(m²·s) wurden das Frischgewicht, das Gesamtgewicht und der Gehalt an freien Aminosäuren deutlich erhöht, und unter der Behandlung mit einer Lichtintensität von 300 μmol/(m²·s) die Blattfläche und der Wassergehalt , Chlorophyll a, Chlorophyll a+b und Carotinoide von Salat waren alle verringert.Im Vergleich zur Dunkelheit stieg mit zunehmender Intensität des LED-Wachstumslichts [3, 9, 15 μmol/(m²·s)] der Gehalt an Chlorophyll a, Chlorophyll b und Chlorophyll a+b in schwarzen Sojasprossen deutlich an.Der VC-Gehalt ist mit 3 μmol/(m²·s) am höchsten und der Gehalt an löslichem Protein, löslichem Zucker und Saccharose ist mit 9 μmol/(m²·s) am höchsten.Unter den gleichen Temperaturbedingungen erhöht sich mit zunehmender Lichtintensität [(2~2,5)lx×103 lx, (4~4,5)lx×103 lx, (6~6,5)lx×103 lx] die Sämlingszeit von Pfeffersämlingen verkürzt sich der Gehalt an löslichem Zucker, der Gehalt an Chlorophyll a und Carotinoiden nimmt jedoch allmählich ab.

 ◆Lichtzeit

Durch eine ordnungsgemäße Verlängerung der Lichtdauer kann der durch unzureichende Lichtintensität verursachte Stress durch geringes Licht bis zu einem gewissen Grad gemildert, die Ansammlung von Photosyntheseprodukten von Gartenbaukulturen gefördert und der Effekt einer Ertragssteigerung und Qualitätsverbesserung erzielt werden.Der VC-Gehalt der Sprossen zeigte einen allmählich steigenden Trend mit der Verlängerung der Lichtzeit (0, 4, 8, 12, 16, 20 Stunden/Tag), während der Gehalt an freien Aminosäuren sowie die SOD- und CAT-Aktivitäten alle einen abnehmenden Trend zeigten.Mit der Verlängerung der Lichtzeit (12, 15, 18h) erhöhte sich das Frischgewicht der Chinakohlpflanzen deutlich.Der VC-Gehalt in den Blättern und Stielen von Chinakohl war nach 15 bzw. 12 Stunden am höchsten.Der lösliche Proteingehalt der Blätter des Chinakohls nahm allmählich ab, die Stängel waren jedoch nach 15 Stunden am höchsten.Der lösliche Zuckergehalt der Chinakohlblätter stieg allmählich an, während die Stängel nach 12 Stunden am höchsten waren.Wenn das Verhältnis von rotem und blauem Licht 1:2 beträgt, verglichen mit einer Lichtdauer von 12 Stunden, verringert eine 20-stündige Lichtbehandlung den relativen Gehalt an Gesamtphenolen und Flavonoiden in grünem Blattsalat, aber wenn das Verhältnis von rotem und blauem Licht 2:1 beträgt, Die 20-stündige Lichtbehandlung erhöhte den relativen Gehalt an Gesamtphenolen und Flavonoiden im grünen Blattsalat deutlich.

Aus dem oben Gesagten ist ersichtlich, dass unterschiedliche Lichtformeln unterschiedliche Auswirkungen auf die Photosynthese, Photomorphogenese und den Kohlenstoff- und Stickstoffstoffwechsel verschiedener Pflanzenarten haben.Um die beste Lichtformel, Lichtquellenkonfiguration und die Formulierung intelligenter Kontrollstrategien zu erhalten, müssen Pflanzenarten als Ausgangspunkt dienen und entsprechende Anpassungen entsprechend den Rohstoffbedürfnissen von Gartenbaukulturen, Produktionszielen, Produktionsfaktoren usw. vorgenommen werden. um das Ziel einer intelligenten Steuerung der Lichtumgebung und hochwertiger und ertragreicher Gartenbaukulturen unter energiesparenden Bedingungen zu erreichen.

Bestehende Probleme und Perspektiven

Der wesentliche Vorteil von LED-Wachstumslicht besteht darin, dass es intelligente Kombinationsanpassungen entsprechend dem Anforderungsspektrum der photosynthetischen Eigenschaften, Morphologie, Qualität und Ertrag verschiedener Pflanzen vornehmen kann.Unterschiedliche Pflanzenarten und unterschiedliche Wachstumsperioden derselben Pflanze stellen unterschiedliche Anforderungen an Lichtqualität, Lichtintensität und Photoperiode.Dies erfordert eine Weiterentwicklung und Verbesserung der Lichtformelforschung, um eine riesige Lichtformeldatenbank zu schaffen.In Kombination mit der Forschung und Entwicklung professioneller Lampen kann der maximale Nutzen von LED-Zusatzleuchten in landwirtschaftlichen Anwendungen realisiert werden, um so besser Energie zu sparen, die Produktionseffizienz zu verbessern und wirtschaftliche Vorteile zu erzielen.Der Einsatz von LED-Wachstumslicht im Anlagengartenbau erfreut sich großer Beliebtheit, doch der Preis für LED-Beleuchtungsausrüstung oder -geräte ist relativ hoch und die einmalige Investition ist hoch.Der Bedarf an Ergänzungslicht verschiedener Pflanzen unter unterschiedlichen Umgebungsbedingungen ist nicht klar, das Spektrum des Ergänzungslichts, die unangemessene Intensität und Dauer des Wachstumslichts führen zwangsläufig zu verschiedenen Problemen bei der Anwendung der Wachstumsbeleuchtungsindustrie.

Mit der Weiterentwicklung und Verbesserung der Technologie und der Senkung der Produktionskosten von LED-Wachstumslampen wird LED-Zusatzbeleuchtung jedoch in größerem Umfang im Gartenbau eingesetzt.Gleichzeitig werden die Entwicklung und der Fortschritt des LED-Zusatzlichttechnologiesystems und die Kombination neuer Energien die schnelle Entwicklung von Anlagenlandwirtschaft, Familienlandwirtschaft, städtischer Landwirtschaft und Weltraumlandwirtschaft ermöglichen, um den Bedarf der Menschen an Gartenbaukulturen in besonderen Umgebungen zu decken.