Aŭtoro: Yamin Li kaj Houcheng Liu, ktp., de la Hortikultura Altlernejo, Sudĉina Agrikultura Universitato

Artikola Fonto: Forceja Hortikulturo

La tipoj de hortikulturaj instalaĵoj ĉefe inkluzivas plastajn forcejojn, sunajn forcejojn, plur-interspacajn forcejojn kaj plantfabrikojn. Ĉar instalaĵaj konstruaĵoj iagrade blokas naturajn lumfontojn, ne estas sufiĉa endoma lumo, kio siavice reduktas rikoltojn kaj kvaliton. Tial, la suplementa lumo ludas nemalhaveblan rolon en la altkvalitaj kaj alt-ricevaj kultivaĵoj de la instalaĵo, sed ĝi ankaŭ fariĝis grava faktoro en la kresko de energikonsumo kaj funkciigaj kostoj en la instalaĵo.

Delonge, artefaritaj lumfontoj uzataj en la kampo de instalaĵa hortikulturo ĉefe inkluzivas altpremajn natriajn lampojn, fluoreskajn lampojn, metalajn halogenajn lampojn, inkandeskajn lampojn, ktp. La elstaraj malavantaĝoj estas alta varmoproduktado, alta energikonsumo kaj altaj funkciigaj kostoj. La disvolviĝo de la nova generacio de lum-elsendantaj diodoj (LED) ebligas la uzon de malalt-energiaj artefaritaj lumfontoj en la kampo de instalaĵa hortikulturo. LED havas la avantaĝojn de alta fotoelektra konverta efikeco, kontinua kurento, malgranda volumeno, longa vivdaŭro, malalta energikonsumo, fiksa ondolongo, malalta termoradiado kaj media protekto. Kompare kun la altpremaj natriaj lampoj kaj fluoreskaj lampoj ofte uzataj nuntempe, LED ne nur povas adapti la lumkvanton kaj kvaliton (la proporcion de diversaj lumbendoj) laŭ la bezonoj de plantkresko, sed ankaŭ povas surradii plantojn je proksima distanco pro sia malvarma lumo. Tiel, la nombro de kultivtavoloj kaj spaca utiligo povas esti plibonigitaj, kaj la funkcioj de energiŝparo, media protekto kaj spaca efika utiligo, kiujn tradiciaj lumfontoj ne povas anstataŭigi.

Surbaze de ĉi tiuj avantaĝoj, LED estis sukcese uzata en instalaĵa hortikultura lumigado, baza esplorado pri kontrolebla medio, plantkulturo, plantfabrika semado kaj aerspaca ekosistemo. En la lastaj jaroj, la rendimento de LED-kreskiga lumigado pliboniĝas, la prezo malaltiĝas, kaj ĉiuspecaj produktoj kun specifaj ondolongoj estas iom post iom disvolvataj, do ĝia apliko en la kampo de agrikulturo kaj biologio estos pli vasta.

Ĉi tiu artikolo resumas la esploran staton de LED en la kampo de instalaĵa hortikulturo, fokusiĝas al la apliko de LED-suplementa lumo en la fundamento de lumbiologio, LED-kreskigaj lumoj sur plantlumformado, nutra kvalito kaj la efiko de prokrasto de maljuniĝo, la konstruado kaj apliko de lumformulo, kaj analizoj kaj perspektivoj de la nunaj problemoj kaj perspektivoj de LED-suplementa lumteknologio.

Efiko de LED-aldona lumo sur la kresko de hortikulturaj kultivaĵoj

La reguligaj efikoj de lumo sur plantkresko kaj disvolviĝo inkluzivas semĝermadon, tigplilongigon, foli- kaj radikdisvolviĝon, fototropismon, klorofilsintezon kaj malkomponiĝon, kaj florindukton. La lumigaj elementoj en la instalaĵo inkluzivas lumintensecon, lumciklon kaj spektran distribuon. La elementoj povas esti agorditaj per artefarita lumsubteno sen limigo de veterkondiĉoj.

Nuntempe, ekzistas almenaŭ tri tipoj de fotoreceptoroj en plantoj: fitokromo (sorbanta ruĝan lumon kaj malproksiman ruĝan lumon), kriptokromo (sorbanta bluan lumon kaj preskaŭ ultraviolan lumon) kaj UV-A kaj UV-B. La uzo de specifaj ondolongaj lumfontoj por surradii kultivaĵojn povas plibonigi la fotosintezan efikecon de plantoj, akceli la lummorfogenezon, kaj antaŭenigi la kreskon kaj disvolviĝon de plantoj. Ruĝa oranĝa lumo (610 ~ 720 nm) kaj bluviola lumo (400 ~ 510 nm) estas uzataj en planta fotosintezo. Uzante LED-teknologion, monokromata lumo (kiel ruĝa lumo kun pinto de 660nm, blua lumo kun pinto de 450nm, ktp.) povas esti radiita laŭ la plej forta absorba bendo de klorofilo, kaj la spektra domajna larĝo estas nur ± 20 nm.

Oni nuntempe kredas, ke la ruĝoranĝa lumo signife akcelos la disvolviĝon de plantoj, antaŭenigos la amasiĝon de seka substanco, la formadon de bulboj, tuberoj, foliaj bulboj kaj aliaj plantorganoj, kaŭzos pli fruan floradon kaj fruktodonadon de plantoj, kaj ludos ĉefan rolon en plibonigo de plantkoloroj; Blua kaj viola lumo povas kontroli la fototropismon de plantfolioj, antaŭenigi malfermon de stomoj kaj movadon de kloroplastoj, inhibicii plilongigon de tigo, malhelpi plilongigon de plantoj, prokrasti floradon de plantoj kaj antaŭenigi kreskon de vegetativaj organoj; la kombinaĵo de ruĝaj kaj bluaj LED-oj povas kompensi la nesufiĉan lumon de unuopa koloro de la du kaj formi spektran absorban pikon, kiu baze kongruas kun fotosintezo kaj morfologio de kultivaĵoj. La utiligo de lumenergio povas atingi 80% ĝis 90%, kaj la energiŝpara efiko estas signifa.

Ekipita per LED-aldonaj lumoj en instalaĵa hortikulturo povas atingi tre signifan pliigon de produktado. Studoj montris, ke la nombro da fruktoj, la totala produktado kaj la pezo de ĉiu ĉeriztomato sub la aldona lumo de 300 μmol/(m²·s) LED-strioj kaj LED-tuboj dum 12 horoj (8:00-20:00) signife pliiĝis. La aldona lumo de la LED-strio pliiĝis je 42,67%, 66,89% kaj 16,97% respektive, kaj la aldona lumo de la LED-tubo pliiĝis je 48,91%, 94,86% kaj 30,86% respektive. La LED-aldona lumo de LED-kreskigaj lumigiloj dum la tuta kreskoperiodo [la proporcio de ruĝa kaj blua lumo estas 3:2, kaj la lumintenseco estas 300 μmol/(m²·s)] povas signife pliigi la kvaliton de unuopa frukto kaj la rikolton por areounuo de ĉiehwa kaj melongeno. Ĉikukvano pliiĝis je 5,3% kaj 15,6%, kaj melongeno pliiĝis je 7,6% kaj 7,8%. Per la LED-lumkvalito kaj ĝia intenseco kaj daŭro de la tuta kreskoperiodo, la kreskociklo de la plantoj povas esti mallongigita, la komerca rikolto, nutra kvalito kaj morfologia valoro de agrikulturaj produktoj povas esti plibonigitaj, kaj la alt-efika, energiŝpara kaj inteligenta produktado de instalaĵaj hortikulturaj kultivaĵoj povas esti realigita.

Apliko de LED-aldona lumo en legomplantida kultivado

Reguligi plantan morfologion kaj kreskon kaj disvolviĝon per LED-lumfonto estas grava teknologio en la kampo de forceja kultivado. Pli altaj plantoj povas senti kaj ricevi lumsignalojn per fotoreceptoraj sistemoj kiel fitokromo, kriptokromo kaj fotoreceptoroj, kaj fari morfologiajn ŝanĝojn per intraĉelaj mesaĝistoj por reguligi plantajn histojn kaj organojn. Fotomorfogenezo signifas, ke plantoj dependas de lumo por kontroli ĉelan diferenciĝon, strukturajn kaj funkciajn ŝanĝojn, same kiel la formadon de histoj kaj organoj, inkluzive de la influo sur la ĝermado de iuj semoj, antaŭenigo de apeksa domineco, inhibicio de laterala burĝonkresko, tigoplilongigo kaj tropismo.

Kultivado de legomplantidoj estas grava parto de la agrikulturo en instalaĵoj. Kontinua pluva vetero kaŭzas nesufiĉan lumon en la instalaĵo, kaj plantidoj emas plilongiĝi, kio influas la kreskon de legomoj, la diferencigon de florburĝonoj kaj la disvolviĝon de fruktoj, kaj finfine influas ilian rendimenton kaj kvaliton. En produktado, iuj plantkreskaj reguligiloj, kiel giberelino, aŭksino, paklobutrazolo kaj klormekvato, estas uzataj por reguligi la kreskon de plantidoj. Tamen, la nejusta uzo de plantkreskaj reguligiloj povas facile polui la medion de legomoj kaj instalaĵoj, kio malfavoras la homan sanon.

LED-aldona lumo havas multajn unikajn avantaĝojn, kaj ĝi estas farebla maniero uzi LED-aldonan lumon por kreskigi plantidojn. En la eksperimento kun LED-aldona lumo [25±5 μmol/(m²·s)] farita sub kondiĉoj de malalta lumo [0~35 μmol/(m²·s)], oni trovis, ke verda lumo antaŭenigas la plilongigon kaj kreskon de kukumaj plantidoj. Ruĝa kaj blua lumo malhelpas plantidan kreskon. Kompare kun natura malforta lumo, la forta plantida indico de plantidoj suplementitaj per ruĝa kaj blua lumo pliiĝis je 151.26% kaj 237.98%, respektive. Kompare kun monokromata lumkvalito, la indico de fortaj plantidoj, kiuj enhavas ruĝajn kaj bluajn komponantojn, sub la traktado de komponita luma suplementa lumo, pliiĝis je 304.46%.

Aldoni ruĝan lumon al kukumaj plantidoj povas pliigi la nombron de veraj folioj, foliareon, plantaltecon, tigdiametron, sekan kaj freŝan kvaliton, fortan plantidindekson, radikan viglecon, SOD-aktivecon kaj solveblan proteinan enhavon de kukumaj plantidoj. Suplementado de UV-B povas pliigi la enhavon de klorofilo a, klorofilo b kaj karotenoidoj en la folioj de kukumaj plantidoj. Kompare kun natura lumo, suplementado de ruĝa kaj blua LED-lumo povas signife pliigi la foliareon, sekan substancan kvaliton kaj fortan plantidindekson de tomatplantidoj. Suplementado de LED-ruĝa kaj verda lumo signife pliigas la altecon kaj tigdikecon de tomatplantidoj. La verda LED-aldona lumtraktado povas signife pliigi la biomason de kukumaj kaj tomatplantidoj, kaj la freŝa kaj seka pezo de la plantidoj pliiĝas kun la pliiĝo de la verda lum-aldona lumintenseco, dum la dika tigo kaj forta plantidindekso de la tomatplantidoj ĉiuj sekvas la verdan lum-aldonan lumon. La pliiĝo de forto pliiĝas. La kombinaĵo de LED-ruĝa kaj blua lumo povas pliigi la tigdikecon, foliareon, sekan pezon de la tuta planto, radiko-ŝosan rilatumon kaj fortan plantidindekson de melongeno. Kompare kun blanka lumo, LED-ruĝa lumo povas pliigi la biomason de brasikplantidoj kaj antaŭenigi la plilongigan kreskon kaj folian vastiĝon de brasikplantidoj. LED-blua lumo antaŭenigas la densan kreskon, amasiĝon de seka substanco kaj fortan plantidindekson de brasikplantidoj, kaj igas la brasikplantidojn nanaj. La supraj rezultoj montras, ke la avantaĝoj de legomplantidoj kultivitaj per lumregula teknologio estas tre evidentaj.

Efiko de LED-aldona lumo sur la nutra kvalito de fruktoj kaj legomoj

La proteino, sukero, organika acido kaj vitamino enhavitaj en fruktoj kaj legomoj estas nutraj materialoj utilaj por homa sano. La lumkvalito povas influi la enhavon de karbonhidratoj en plantoj reguligante la aktivecon de karbonhidrataj sintezo kaj malkomponaj enzimoj, kaj ĝi povas reguligi la proteinan metabolon kaj karbonhidratan amasiĝon en hortikulturaj plantoj. Ruĝa lumo antaŭenigas karbonhidratan amasiĝon, blua lumo utilas al proteinformado, dum la kombinaĵo de ruĝa kaj blua lumo povas plibonigi la nutran kvaliton de plantoj signife pli ol tiu de monokromata lumo.

Aldono de ruĝa aŭ blua LED-lumo povas redukti la nitratan enhavon en laktuko, aldono de blua aŭ verda LED-lumo povas antaŭenigi la amasiĝon de solvebla sukero en laktuko, kaj aldono de infraruĝa LED-lumo favoras la amasiĝon de VC en laktuko. La rezultoj montris, ke la suplemento de blua lumo povus plibonigi la VC-enhavon kaj solveblan proteinan enhavon de tomato; ruĝa lumo kaj ruĝa blua kombinita lumo povus antaŭenigi la sukeran kaj acidan enhavon de tomatofruktoj, kaj la proporcio de sukero al acido estis la plej alta sub ruĝa blua kombinita lumo; ruĝa blua kombinita lumo povus plibonigi la VC-enhavon de kukumofruktoj.

La fenoloj, flavonoidoj, antocianinoj kaj aliaj substancoj en fruktoj kaj legomoj ne nur havas gravan influon sur la koloron, guston kaj varvaloron de fruktoj kaj legomoj, sed ankaŭ havas naturan antioksidan agadon, kaj povas efike inhibicii aŭ forigi liberajn radikalulojn en la homa korpo.

Uzi LED-bluan lumon kiel suplementon povas signife pliigi la antocianinan enhavon de melongena ŝelo je 73.6%, dum uzi LED-ruĝan lumon kaj kombinaĵon de ruĝa kaj blua lumo povas pliigi la enhavon de flavonoidoj kaj totalaj fenoloj. Blua lumo povas antaŭenigi la amasiĝon de likopeno, flavonoidoj kaj antocianinoj en tomatoj. La kombinaĵo de ruĝa kaj blua lumo antaŭenigas la produktadon de antocianinoj iagrade, sed inhibicias la sintezon de flavonoidoj. Kompare kun blanka lumtraktado, ruĝa lumtraktado povas signife pliigi la antocianinan enhavon de laktukaj ŝosoj, sed blua lumtraktado havas la plej malaltan antocianinan enhavon. La totala fenola enhavo de verda folio, purpura folio kaj ruĝa folio laktuko estis pli alta sub blanka lumo, ruĝblua kombinita lumo kaj blua lumtraktado, sed ĝi estis la plej malalta sub ruĝa lumtraktado. Suplementado de LED-ultraviola lumo aŭ oranĝa lumo povas pliigi la enhavon de fenolaj komponaĵoj en laktukaj folioj, dum suplementado de verda lumo povas pliigi la enhavon de antocianinoj. Tial, la uzo de LED-kreskigiloj estas efika maniero reguligi la nutran kvaliton de fruktoj kaj legomoj en instalaĵa hortikultura kultivado.

La efiko de LED-aldona lumo sur la kontraŭ-aĝiĝon de plantoj

Klorofila degenero, rapida proteinperdo kaj RNA-hidrolizo dum plantsenesko ĉefe manifestiĝas kiel folisenesko. Kloroplastoj estas tre sentemaj al ŝanĝoj en la ekstera lummedio, precipe influitaj de lumkvalito. Ruĝa lumo, blua lumo kaj ruĝ-blua kombinita lumo favoras kloroplastan morfogenezon, blua lumo favoras la amasiĝon de amelgrenoj en kloroplastoj, kaj ruĝa lumo kaj fora-ruĝa lumo havas negativan efikon sur la kloroplasta disvolviĝo. La kombinaĵo de blua lumo kaj ruĝa kaj blua lumo povas antaŭenigi la sintezon de klorofilo en kukumaj plantidoj, kaj la kombinaĵo de ruĝa kaj blua lumo ankaŭ povas prokrasti la malpliiĝon de la foliklofila enhavo en la pli posta stadio. Ĉi tiu efiko estas pli evidenta kun la malpliiĝo de la ruĝluma proporcio kaj la pliiĝo de la bluluma proporcio. La klorofila enhavo de kukumaj plantidoj sub LED-ruĝ-blua kombinita lumtraktado estis signife pli alta ol tiu sub fluoreska lumkontrolo kaj monokroma ruĝa kaj blua lumtraktadoj. LED-blua lumo povas signife pliigi la klorofilan a/b valoron de Wutacai kaj verdaj ajlaj plantidoj.

Dum senesko, okazas citokininoj (CTK), aŭksino (IAA), ŝanĝoj en la enhavo de abscisa acido (ABA) kaj diversaj ŝanĝoj en la enzima aktiveco. La enhavo de planthormonoj estas facile influata de la lumĉirkaŭaĵo. Malsamaj lumkvalitoj havas malsamajn reguligajn efikojn sur planthormonojn, kaj la komencaj paŝoj de la lumsignala transdukta vojo implikas citokininojn.

CTK antaŭenigas la kreskon de foliaj ĉeloj, plibonigas folian fotosintezon, samtempe inhibiciante la aktivecojn de ribonukleazo, deoksiribonukleazo kaj proteazo, kaj prokrastas la putriĝon de nukleaj acidoj, proteinoj kaj klorofilo, do ĝi povas signife prokrasti folian seneskon. Ekzistas interagado inter lumo kaj CTK-mediaciita disvolviĝa reguligo, kaj lumo povas stimuli la pliiĝon de endogenaj citokininaj niveloj. Kiam planthistoj estas en stato de senesko, ilia endogena citokinina enhavo malpliiĝas.

IAA estas ĉefe koncentrita en partoj de vigla kresko, kaj estas tre malmulte da enhavo en maljuniĝantaj histoj aŭ organoj. Viola lumo povas pliigi la aktivecon de indolacetata acidooksidazo, kaj malaltaj niveloj de IAA povas inhibicii la plilongigon kaj kreskon de plantoj.

ABA ĉefe formiĝas en seneskaj foliaj histoj, maturaj fruktoj, semoj, tigoj, radikoj kaj aliaj partoj. La ABA-enhavo de kukumo kaj brasiko sub kombinaĵo de ruĝa kaj blua lumo estas pli malalta ol tiu de blanka kaj blua lumo.

Peroksidazo (POD), superoksida dismutazo (SOD), askorbata peroksidazo (APX), katalazo (CAT) estas pli gravaj kaj lumrilataj protektaj enzimoj en plantoj. Se plantoj maljuniĝas, la aktivecoj de ĉi tiuj enzimoj rapide malpliiĝos.

Malsamaj lumkvalitoj havas signifajn efikojn sur la aktivecojn de antioksidaj enzimoj de plantoj. Post 9 tagoj da ruĝluma traktado, la APX-aktiveco de kolzaj plantidoj signife pliiĝis, kaj la POD-aktiveco malpliiĝis. La POD-aktiveco de tomato post 15 tagoj da ruĝa kaj blua lumo estis pli alta ol tiu de blanka lumo je 20.9% kaj 11.7%, respektive. Post 20 tagoj da verda lumtraktado, la POD-aktiveco de tomato estis la plej malalta, nur 55.4% de blanka lumo. Aldonado de 4 horoj da blua lumo povas signife pliigi la solveblan proteinan enhavon, la aktivecojn de POD, SOD, APX kaj CAT-enzimoj en folioj de kukumo en plantida stadio. Krome, la aktivecoj de SOD kaj APX iom post iom malpliiĝas kun la plilongigo de la lumo. La aktiveco de SOD kaj APX sub blua kaj ruĝa lumo malpliiĝas malrapide, sed ĉiam estas pli alta ol tiu de blanka lumo. Ruĝluma surradiado signife malpliigis la peroksidazajn kaj IAA-peroksidazajn aktivecojn de tomataj folioj kaj IAA-peroksidazon de melongenaj folioj, sed kaŭzis signife pliiĝon de la peroksidaza aktiveco de melongenaj folioj. Tial, adopti akcepteblan strategion pri suplementa lumigo de LED-oj povas efike prokrasti la maljuniĝon de hortikulturaj kultivaĵoj en instalaĵoj kaj plibonigi rendimenton kaj kvaliton.

Konstruado kaj apliko de LED-lumformulo

La kresko kaj disvolviĝo de plantoj estas signife influitaj de lumkvalito kaj ĝiaj malsamaj konsistoproporcioj. La lumformulo ĉefe inkluzivas plurajn elementojn kiel lumkvalitan proporcion, lumintensecon kaj lumtempon. Ĉar malsamaj plantoj havas malsamajn bezonojn por lumo kaj malsamajn kresko- kaj disvolviĝajn stadiojn, la plej bona kombinaĵo de lumkvalito, lumintenseco kaj lumsuplementa tempo estas necesa por la kultivataj kultivaĵoj.

 ◆Lumspektra proporcio

Kompare kun blanka lumo kaj ununura ruĝa kaj blua lumo, la kombinaĵo de LED-ruĝa kaj blua lumo havas ampleksan avantaĝon sur la kresko kaj disvolviĝo de kukumaj kaj brasikaj plantidoj.

Kiam la proporcio de ruĝa kaj blua lumo estas 8:2, la dikeco de la planttigo, la alteco de la plantoj, la seka pezo de la planto, la freŝa pezo, la forta indico de plantidoj, ktp., signife pliiĝas, kaj ĝi ankaŭ utilas al la formado de kloroplasta matrico kaj bazaj lamenoj kaj al la produktado de asimilaj materioj.

La uzo de kombinaĵo de ruĝa, verda kaj blua kvalitoj por ruĝaj fazeoloŝosoj utilas por ĝia akumuliĝo de seka substanco, kaj verda lumo povas antaŭenigi la akumuliĝon de seka substanco de ruĝaj fazeoloŝosoj. La kresko estas plej evidenta kiam la proporcio de ruĝa, verda kaj blua lumo estas 6:2:1. La plilongiga efiko de la hipokotilo de ruĝaj fazeoloŝosoj estis la plej bona sub la proporcio de ruĝa kaj blua lumo de 8:1, kaj la plilongigo de la hipokotilo de ruĝaj fazeoloŝosoj estis evidente inhibiciita sub la proporcio de ruĝa kaj blua lumo de 6:3, sed la enhavo de solvebla proteina substanco estis la plej alta.

Kiam la proporcio de ruĝa kaj blua lumo estas 8:1 por lufaj plantidoj, la forta plantida indico kaj la solvebla sukerenhavo de lufaj plantidoj estas la plej altaj. Kiam oni uzas lumkvaliton kun proporcio de ruĝa kaj blua lumo de 6:3, la klorofila enhavo, la klorofila a/b proporcio, kaj la solvebla proteina enhavo de la lufaj plantidoj estis la plej altaj.

Kiam oni uzas proporcion de 3:1 de ruĝa kaj blua lumo al celerio, ĝi povas efike antaŭenigi la kreskon de la alteco, peciololongo, folionombro, seka substancokvalito, karotenoidaj enhavoj (VC), solvebla proteina enhavo kaj solvebla sukera enhavo de celeriplantoj. En tomatkultivado, pliigo de la proporcio de LED-blua lumo antaŭenigas la formadon de likopeno, liberaj aminoacidoj kaj flavonoidoj, kaj pliigo de la proporcio de ruĝa lumo antaŭenigas la formadon de titreblaj acidoj. Kiam la proporcio de ruĝa kaj blua lumo al laktukofolioj estas 8:1, ĝi utilas al la amasiĝo de karotenoidoj, kaj efike reduktas la enhavon de nitrato kaj pliigas la enhavon de VC.

 ◆Lumintenseco

Plantoj kreskantaj sub malforta lumo estas pli sentemaj al fotoinhibicio ol sub forta lumo. La neta fotosinteza indico de tomato-plantidoj pliiĝas kun la pliiĝo de lumintenseco [50, 150, 200, 300, 450, 550μmol/(m²·s)], montrante tendencon unue pliiĝi kaj poste malpliiĝi, kaj je 300μmol/(m²·s) atingi maksimumon. La plantalteco, folia areo, akvoenhavo kaj VC-enhavo de laktuko pliiĝis signife sub traktado kun lumintenseco de 150μmol/(m²·s). Sub traktado kun lumintenseco de 200μmol/(m²·s), la freŝa pezo, totala pezo kaj la enhavo de liberaj aminoacidoj signife pliiĝis, kaj sub traktado kun lumintenseco de 300μmol/(m²·s), la folia areo, akvoenhavo, klorofilo a, klorofilo a+b kaj karotenoidoj de laktuko ĉiuj malpliiĝis. Kompare kun mallumo, kun la pliiĝo de la lumintenseco de LED-oj [3, 9, 15 μmol/(m²·s)], la enhavo de klorofilo a, klorofilo b, kaj klorofilo a+b de nigraj fazeoloŝosoj signife pliiĝis. La enhavo de klorofilo-vitro estas la plej alta je 3 μmol/(m²·s), kaj la enhavo de solvebla proteino, solvebla sukero kaj sakarozo estas la plej alta je 9 μmol/(m²·s). Sub la samaj temperaturaj kondiĉoj, kun la pliiĝo de la lumintenseco [(2~2.5)lx×10³ lx, (4~4.5)lx×10³ lx, (6~6.5)lx×10³ lx], la plantidtempo de piproplantidoj mallongiĝas, la enhavo de solvebla sukero pliiĝas, sed la enhavo de klorofilo a kaj karotenoidoj iom post iom malpliiĝas.

 ◆Lumtempo

Ĝusta plilongigo de la lumtempo povas iagrade mildigi la malaltan lumstreson kaŭzitan de nesufiĉa lumintenseco, helpi la amasiĝon de fotosintezaj produktoj de hortikulturaj kultivaĵoj, kaj atingi la efikon de pliigo de rendimento kaj plibonigo de kvalito. La VC-enhavo de ĝermoj montris iom post iom kreskantan tendencon kun la plilongigo de la lumtempo (0, 4, 8, 12, 16, 20h/tage), dum la libera aminoacida enhavo, SOD kaj CAT-aktivecoj ĉiuj montris malkreskantan tendencon. Kun la plilongigo de la lumtempo (12, 15, 18h), la freŝa pezo de ĉinaj brasikplantoj signife pliiĝis. La enhavo de VC en la folioj kaj tigoj de ĉina brasiko estis la plej alta je 15 kaj 12h, respektive. La solvebla proteina enhavo de la folioj de ĉina brasiko malpliiĝis iom post iom, sed la tigoj estis la plej alta post 15h. La solvebla sukerenhavo de ĉinaj brasikfolioj iom post iom pliiĝis, dum la tigoj estis la plej altaj je 12h. Kiam la proporcio de ruĝa kaj blua lumo estas 1:2, kompare kun 12-hora lumtempo, 20-hora lumtraktado reduktas la relativan enhavon de totalaj fenoloj kaj flavonoidoj en verda folilaktuko, sed kiam la proporcio de ruĝa kaj blua lumo estas 2:1, la 20-hora lumtraktado signife pliigis la relativan enhavon de totalaj fenoloj kaj flavonoidoj en verda folilaktuko.

El la supre menciitaj, oni povas vidi, ke malsamaj lumformuloj havas malsamajn efikojn sur fotosintezon, fotomorfogenezon kaj karbonan kaj nitrogenan metabolon de malsamaj kultivaĵtipoj. Kiel akiri la plej bonan lumformulon, lumfontan agordon kaj formulon de inteligentaj kontrolstrategioj postulas plantospeciojn kiel deirpunkton, kaj taŭgaj alĝustigoj devas esti faritaj laŭ la varbezonoj de hortikulturaj kultivaĵoj, produktadceloj, produktadfaktoroj, ktp., por atingi la celon de inteligenta kontrolo de la lummedio kaj altkvalitaj kaj altrendimentaj hortikulturaj kultivaĵoj sub energiŝparaj kondiĉoj.

Ekzistantaj problemoj kaj perspektivoj

La signifa avantaĝo de LED-kresklumoj estas, ke ĝi povas fari inteligentajn kombinaĵajn alĝustigojn laŭ la postulspektro de fotosintezaj karakterizaĵoj, morfologio, kvalito kaj rendimento de malsamaj plantoj. Malsamaj specoj de kultivaĵoj kaj malsamaj kreskoperiodoj de la sama kultivaĵo ĉiuj havas malsamajn postulojn pri lumkvalito, lumintenseco kaj fotoperiodo. Ĉi tio postulas plian disvolviĝon kaj plibonigon de esplorado pri lumformuloj por formi grandegan datumbazon pri lumformuloj. Kombinite kun la esplorado kaj disvolviĝo de profesiaj lampoj, la maksimuma valoro de LED-aldonaj lampoj en agrikulturaj aplikoj povas esti realigita, por pli bone ŝpari energion, plibonigi produktadefikecon kaj ekonomiajn avantaĝojn. La apliko de LED-kresklumoj en instalaĵa hortikulturo montris viglan viglecon, sed la prezo de LED-lumaj ekipaĵoj aŭ aparatoj estas relative alta, kaj la unufoja investo estas granda. La aldonaj lumpostuloj de diversaj kultivaĵoj sub malsamaj mediaj kondiĉoj ne estas klaraj, la neracia intenseco kaj tempo de kresklumo neeviteble kaŭzos diversajn problemojn en la apliko de la kreskluma industrio.

Tamen, kun la antaŭeniro kaj plibonigo de teknologio kaj la redukto de la produktokosto de LED-kreskigiloj, LED-aldona lumigado estos pli vaste uzata en instalaĵa hortikulturo. Samtempe, la disvolviĝo kaj progreso de la LED-aldona lumteknologia sistemo kaj la kombinaĵo de nova energio ebligos la rapidan disvolviĝon de instalaĵa agrikulturo, familia agrikulturo, urba agrikulturo kaj spaca agrikulturo por kontentigi la bezonon de homoj pri hortikulturaj kultivaĵoj en specialaj medioj.