Pengarang: Yamin Li dan Houcheng Liu, dsb, dari Kolej Hortikultur, Universiti Pertanian China Selatan

Sumber Artikel: Hortikultur Rumah Hijau

Jenis kemudahan hortikultur terutamanya termasuk rumah hijau plastik, rumah hijau suria, rumah hijau pelbagai jengkal, dan kilang tumbuhan.Oleh kerana bangunan kemudahan menyekat sumber cahaya semula jadi pada tahap tertentu, terdapat cahaya dalaman yang tidak mencukupi, yang seterusnya mengurangkan hasil dan kualiti tanaman.Oleh itu, lampu tambahan memainkan peranan yang sangat diperlukan dalam tanaman berkualiti tinggi dan hasil tinggi kemudahan, tetapi ia juga telah menjadi faktor utama dalam peningkatan penggunaan tenaga dan kos operasi di kemudahan itu.

Untuk masa yang lama, sumber cahaya buatan yang digunakan dalam bidang hortikultur kemudahan terutamanya termasuk lampu natrium tekanan tinggi, lampu pendarfluor, lampu halogen logam, lampu pijar, dan lain-lain. Kelemahan yang ketara ialah pengeluaran haba yang tinggi, penggunaan tenaga yang tinggi dan kos operasi yang tinggi.Pembangunan diod pemancar cahaya (LED) generasi baharu memungkinkan untuk menggunakan sumber cahaya buatan tenaga rendah dalam bidang hortikultur kemudahan.LED mempunyai kelebihan kecekapan penukaran fotoelektrik yang tinggi, kuasa DC, volum kecil, hayat panjang, penggunaan tenaga yang rendah, panjang gelombang tetap, sinaran haba yang rendah dan perlindungan alam sekitar.Berbanding dengan lampu natrium tekanan tinggi dan lampu pendarfluor yang biasa digunakan pada masa ini, LED bukan sahaja boleh melaraskan kuantiti dan kualiti cahaya (perkadaran pelbagai cahaya jalur) mengikut keperluan pertumbuhan tumbuhan, dan boleh menyinari tumbuhan pada jarak dekat disebabkan kepada cahaya sejuknya, Oleh itu, bilangan lapisan penanaman dan kadar penggunaan ruang boleh dipertingkatkan, dan fungsi penjimatan tenaga, perlindungan alam sekitar dan penggunaan cekap ruang yang tidak boleh digantikan oleh sumber cahaya tradisional dapat direalisasikan.

Berdasarkan kelebihan ini, LED telah berjaya digunakan dalam pencahayaan hortikultur kemudahan, penyelidikan asas persekitaran terkawal, kultur tisu tumbuhan, anak benih kilang tumbuhan dan ekosistem aeroangkasa.Dalam beberapa tahun kebelakangan ini, prestasi lampu tumbuh LED semakin bertambah baik, harga semakin berkurangan, dan semua jenis produk dengan panjang gelombang tertentu sedang dibangunkan secara beransur-ansur, jadi aplikasinya dalam bidang pertanian dan biologi akan menjadi lebih luas.

Artikel ini meringkaskan status penyelidikan LED dalam bidang hortikultur kemudahan, memberi tumpuan kepada penggunaan cahaya tambahan LED dalam asas biologi cahaya, lampu tumbuh LED pada pembentukan cahaya tumbuhan, kualiti pemakanan dan kesan melambatkan penuaan, pembinaan dan aplikasi. formula ringan, dan analisis dan prospek masalah semasa dan prospek teknologi cahaya tambahan LED.

Kesan cahaya tambahan LED pada pertumbuhan tanaman hortikultur

Kesan pengawalseliaan cahaya terhadap pertumbuhan dan perkembangan tumbuhan termasuk percambahan biji benih, pemanjangan batang, perkembangan daun dan akar, fototropisme, sintesis dan penguraian klorofil, dan aruhan bunga.Elemen persekitaran pencahayaan dalam kemudahan termasuk keamatan cahaya, kitaran cahaya dan pengedaran spektrum.Unsur-unsur boleh diselaraskan dengan tambahan cahaya buatan tanpa had keadaan cuaca.

Pada masa ini, terdapat sekurang-kurangnya tiga jenis fotoreseptor dalam tumbuhan: phytochrome (menyerap cahaya merah dan cahaya merah jauh), cryptochrome (menyerap cahaya biru dan berhampiran cahaya ultraviolet) dan UV-A dan UV-B.Penggunaan sumber cahaya panjang gelombang tertentu untuk menyinari tanaman boleh meningkatkan kecekapan fotosintesis tumbuhan, mempercepatkan morfogenesis cahaya, dan menggalakkan pertumbuhan dan perkembangan tumbuhan.Cahaya oren merah (610 ~ 720 nm) dan cahaya ungu biru (400 ~ 510 nm) digunakan dalam fotosintesis tumbuhan.Menggunakan teknologi LED, cahaya monokromatik (seperti lampu merah dengan puncak 660nm, cahaya biru dengan puncak 450nm, dll.) boleh dipancarkan selaras dengan jalur penyerapan terkuat klorofil, dan lebar domain spektrum hanya ± 20 nm.

Pada masa ini dipercayai bahawa cahaya merah-oren akan mempercepatkan perkembangan tumbuhan dengan ketara, menggalakkan pengumpulan bahan kering, pembentukan mentol, ubi, mentol daun dan organ tumbuhan lain, menyebabkan tumbuhan berbunga dan berbuah lebih awal, dan bermain. peranan utama dalam peningkatan warna tumbuhan;Cahaya biru dan ungu boleh mengawal fototropisme daun tumbuhan, menggalakkan pembukaan stomata dan pergerakan kloroplas, menghalang pemanjangan batang, menghalang pemanjangan tumbuhan, melambatkan pembungaan tumbuhan, dan menggalakkan pertumbuhan organ vegetatif;gabungan LED merah dan biru boleh mengimbangi cahaya yang tidak mencukupi bagi warna tunggal kedua-duanya dan membentuk puncak penyerapan spektrum yang pada asasnya konsisten dengan fotosintesis dan morfologi tanaman.Kadar penggunaan tenaga cahaya boleh mencapai 80% hingga 90%, dan kesan penjimatan tenaga adalah ketara.

Dilengkapi dengan lampu tambahan LED dalam hortikultur kemudahan boleh mencapai peningkatan pengeluaran yang sangat ketara.Kajian telah menunjukkan bahawa bilangan buah, jumlah keluaran dan berat setiap tomato ceri di bawah cahaya tambahan 300 μmol/(m²·s) jalur LED dan tiub LED selama 12j (8:00-20:00) adalah ketara. meningkat.Lampu tambahan bagi jalur LED telah meningkat masing-masing sebanyak 42.67%, 66.89% dan 16.97%, dan cahaya tambahan tiub LED telah meningkat masing-masing sebanyak 48.91%, 94.86% dan 30.86%.Lampu tambahan LED bagi lekapan lampu tumbuh LED sepanjang tempoh pertumbuhan [nisbah cahaya merah dan biru ialah 3:2, dan keamatan cahaya ialah 300 μmol/(m²·s)] boleh meningkatkan kualiti dan hasil buah tunggal dengan ketara seunit luas chiehwa dan terung.Chikuquan meningkat sebanyak 5.3% dan 15.6%, dan terung meningkat sebanyak 7.6% dan 7.8%.Melalui kualiti cahaya LED dan keamatan dan tempoh keseluruhan tempoh pertumbuhan, kitaran pertumbuhan tumbuhan boleh dipendekkan, hasil komersil, kualiti pemakanan dan nilai morfologi produk pertanian boleh dipertingkatkan, dan kecekapan tinggi, penjimatan tenaga dan pengeluaran pintar tanaman hortikultur kemudahan dapat direalisasikan.

Penggunaan lampu tambahan LED dalam penanaman anak benih sayuran

Mengawal selia morfologi tumbuhan dan pertumbuhan serta pembangunan oleh sumber cahaya LED adalah teknologi penting dalam bidang penanaman rumah hijau.Tumbuhan yang lebih tinggi boleh merasakan dan menerima isyarat cahaya melalui sistem fotoreseptor seperti phytochrome, cryptochrome, dan photoreceptor, dan menjalankan perubahan morfologi melalui utusan intrasel untuk mengawal tisu dan organ tumbuhan.Fotomorfogenesis bermaksud tumbuhan bergantung kepada cahaya untuk mengawal pembezaan sel, perubahan struktur dan fungsi, serta pembentukan tisu dan organ, termasuk pengaruh ke atas percambahan beberapa biji, menggalakkan penguasaan apikal, perencatan pertumbuhan tunas sisi, pemanjangan batang. , dan tropisme.

Penanaman anak benih sayuran adalah bahagian penting dalam pertanian kemudahan.Cuaca hujan yang berterusan akan menyebabkan cahaya tidak mencukupi di dalam kemudahan, dan anak benih terdedah kepada pemanjangan, yang akan menjejaskan pertumbuhan sayur-sayuran, pembezaan putik bunga dan perkembangan buah, dan akhirnya menjejaskan hasil dan kualitinya.Dalam pengeluaran, beberapa pengawal selia pertumbuhan tumbuhan, seperti giberelin, auksin, paclobutrazol dan chlormequat, digunakan untuk mengawal pertumbuhan anak benih.Walau bagaimanapun, penggunaan pengawal selia pertumbuhan tumbuhan yang tidak munasabah boleh dengan mudah mencemarkan persekitaran sayur-sayuran dan kemudahan, kesihatan manusia tidak menguntungkan.

Lampu tambahan LED mempunyai banyak kelebihan unik cahaya tambahan, dan ia adalah cara yang boleh dilaksanakan untuk menggunakan lampu tambahan LED untuk membesarkan anak benih.Dalam eksperimen lampu tambahan LED [25±5 μmol/(m²·s)] yang dijalankan dalam keadaan cahaya malap [0~35 μmol/(m²·s)], didapati bahawa lampu hijau menggalakkan pemanjangan dan pertumbuhan anak pokok timun.Cahaya merah dan cahaya biru menghalang pertumbuhan anak benih.Berbanding dengan cahaya lemah semula jadi, indeks anak benih yang kuat ditambah dengan cahaya merah dan biru meningkat sebanyak 151.26% dan 237.98%, masing-masing.Berbanding dengan kualiti cahaya monokromatik, indeks anak benih kuat yang mengandungi komponen merah dan biru di bawah rawatan cahaya tambahan cahaya kompaun meningkat sebanyak 304.46%.

Menambah cahaya merah pada anak benih timun boleh meningkatkan bilangan daun sejati, luas daun, ketinggian tumbuhan, diameter batang, kualiti kering dan segar, indeks anak benih yang kuat, daya hidup akar, aktiviti SOD dan kandungan protein larut anak benih timun.Penambahan UV-B boleh meningkatkan kandungan klorofil a, klorofil b dan karotenoid dalam daun anak benih timun.Berbanding dengan cahaya semula jadi, menambah cahaya LED merah dan biru boleh meningkatkan luas daun, kualiti bahan kering dan indeks anak benih yang kuat bagi anak benih tomato.Menambahkan lampu merah LED dan lampu hijau dengan ketara meningkatkan ketinggian dan ketebalan batang anak benih tomato.Rawatan cahaya tambahan lampu hijau LED dengan ketara boleh meningkatkan biojisim anak benih timun dan tomato, dan berat segar dan kering anak benih meningkat dengan peningkatan intensiti cahaya tambahan cahaya hijau, manakala batang tebal dan indeks anak benih yang kuat tomato. anak pokok semua ikut lampu tambahan lampu hijau.Peningkatan kekuatan bertambah.Gabungan cahaya merah dan biru LED boleh meningkatkan ketebalan batang, luas daun, berat kering keseluruhan tumbuhan, nisbah akar kepada pucuk, dan indeks anak benih yang kuat terung.Berbanding dengan cahaya putih, lampu merah LED boleh meningkatkan biojisim anak benih kubis dan menggalakkan pertumbuhan pemanjangan dan pengembangan daun anak benih kubis.Lampu biru LED menggalakkan pertumbuhan tebal, pengumpulan bahan kering dan indeks anak benih yang kuat bagi anak benih kobis, dan menjadikan anak benih kubis kerdil.Keputusan di atas menunjukkan bahawa kelebihan anak benih sayuran yang diusahakan dengan teknologi light regulation sangat ketara.

Kesan lampu tambahan LED pada kualiti pemakanan buah-buahan dan sayur-sayuran

Protein, gula, asid organik dan vitamin yang terkandung dalam buah-buahan dan sayur-sayuran adalah bahan pemakanan yang bermanfaat untuk kesihatan manusia.Kualiti cahaya boleh menjejaskan kandungan VC dalam tumbuhan dengan mengawal selia aktiviti sintesis VC dan enzim pengurai, dan ia boleh mengawal metabolisme protein dan pengumpulan karbohidrat dalam tumbuhan hortikultur.Cahaya merah menggalakkan pengumpulan karbohidrat, rawatan cahaya biru bermanfaat untuk pembentukan protein, manakala gabungan cahaya merah dan biru boleh meningkatkan kualiti pemakanan tumbuhan dengan ketara lebih tinggi daripada cahaya monokromatik.

Menambah lampu LED merah atau biru boleh mengurangkan kandungan nitrat dalam salad, menambah lampu LED biru atau hijau boleh menggalakkan pengumpulan gula larut dalam salad, dan menambah lampu LED inframerah adalah kondusif untuk pengumpulan VC dalam salad.Keputusan menunjukkan bahawa suplemen cahaya biru boleh meningkatkan kandungan VC dan kandungan protein larut tomato;cahaya merah dan cahaya gabungan biru merah boleh menggalakkan kandungan gula dan asid buah tomato, dan nisbah gula kepada asid adalah yang tertinggi di bawah cahaya gabungan biru merah;cahaya gabungan biru merah boleh meningkatkan kandungan VC buah timun.

Fenol, flavonoid, anthocyanin dan bahan-bahan lain dalam buah-buahan dan sayur-sayuran bukan sahaja mempunyai pengaruh penting pada warna, rasa dan nilai komoditi buah-buahan dan sayur-sayuran, tetapi juga mempunyai aktiviti antioksidan semula jadi, dan berkesan boleh menghalang atau membuang radikal bebas dalam tubuh manusia.

Menggunakan cahaya biru LED untuk menambah cahaya boleh meningkatkan kandungan antosianin kulit terung dengan ketara sebanyak 73.6%, manakala menggunakan lampu merah LED dan gabungan cahaya merah dan biru boleh meningkatkan kandungan flavonoid dan jumlah fenol.Cahaya biru boleh menggalakkan pengumpulan likopena, flavonoid dan anthocyanin dalam buah tomato.Gabungan cahaya merah dan biru menggalakkan pengeluaran antosianin pada tahap tertentu, tetapi menghalang sintesis flavonoid.Berbanding dengan rawatan cahaya putih, rawatan cahaya merah boleh meningkatkan kandungan antosianin pucuk salad dengan ketara, tetapi rawatan cahaya biru mempunyai kandungan antosianin yang paling rendah.Jumlah kandungan fenol daun hijau, daun ungu dan daun salad merah adalah lebih tinggi di bawah cahaya putih, gabungan cahaya merah-biru dan rawatan cahaya biru, tetapi ia adalah yang terendah di bawah rawatan cahaya merah.Menambahkan cahaya ultraviolet LED atau cahaya oren boleh meningkatkan kandungan sebatian fenolik dalam daun salad, manakala menambah cahaya hijau boleh meningkatkan kandungan antosianin.Oleh itu, penggunaan lampu tumbuh LED adalah cara yang berkesan untuk mengawal kualiti pemakanan buah-buahan dan sayur-sayuran dalam penanaman hortikultur kemudahan.

Kesan cahaya tambahan LED pada anti-penuaan tumbuhan

Degradasi klorofil, kehilangan protein yang cepat dan hidrolisis RNA semasa penuaan tumbuhan terutamanya ditunjukkan sebagai penuaan daun.Kloroplas sangat sensitif terhadap perubahan dalam persekitaran cahaya luaran, terutamanya dipengaruhi oleh kualiti cahaya.Cahaya merah, cahaya biru dan cahaya gabungan merah-biru adalah kondusif untuk morfogenesis kloroplas, cahaya biru kondusif untuk pengumpulan butiran kanji dalam kloroplas, dan, cahaya merah dan cahaya merah jauh mempunyai kesan negatif terhadap perkembangan kloroplas.Gabungan cahaya biru dan cahaya merah dan biru boleh menggalakkan sintesis klorofil dalam daun anak benih timun, dan gabungan cahaya merah dan biru juga boleh melambatkan pengecilan kandungan klorofil daun pada peringkat kemudian.Kesan ini lebih jelas dengan penurunan nisbah cahaya merah dan peningkatan nisbah cahaya biru.Kandungan klorofil daun anak benih timun di bawah rawatan cahaya gabungan merah dan biru LED adalah lebih tinggi daripada di bawah kawalan cahaya pendarfluor dan rawatan cahaya merah dan biru monokromatik.Lampu biru LED boleh meningkatkan nilai klorofil a/b benih Wutacai dan bawang putih hijau dengan ketara.

Semasa penuaan, terdapat sitokinin (CTK), auksin (IAA), perubahan kandungan asid absisik (ABA) dan pelbagai perubahan dalam aktiviti enzim.Kandungan hormon tumbuhan mudah dipengaruhi oleh persekitaran cahaya.Kualiti cahaya yang berbeza mempunyai kesan pengawalseliaan yang berbeza pada hormon tumbuhan, dan langkah awal laluan transduksi isyarat cahaya melibatkan sitokinin.

CTK menggalakkan pengembangan sel daun, meningkatkan fotosintesis daun, sambil menghalang aktiviti ribonuclease, deoxyribonuclease dan protease, dan melambatkan degradasi asid nukleik, protein dan klorofil, jadi ia boleh melambatkan penuaan daun dengan ketara.Terdapat interaksi antara peraturan perkembangan cahaya dan pengantara CTK, dan cahaya boleh merangsang peningkatan tahap sitokinin endogen.Apabila tisu tumbuhan berada dalam keadaan tua, kandungan sitokinin endogennya berkurangan.

IAA terutamanya tertumpu pada bahagian pertumbuhan yang cergas, dan terdapat sangat sedikit kandungan dalam tisu atau organ penuaan.Cahaya ungu boleh meningkatkan aktiviti oksidase asid asetik indole, dan tahap IAA yang rendah boleh menghalang pemanjangan dan pertumbuhan tumbuhan.

ABA terutamanya terbentuk dalam tisu daun tua, buah matang, biji, batang, akar dan bahagian lain.Kandungan ABA timun dan kubis di bawah gabungan cahaya merah dan biru adalah lebih rendah daripada cahaya putih dan cahaya biru.

Peroksidase (POD), superoxide dismutase (SOD), ascorbate peroxidase (APX), katalase (CAT) adalah enzim pelindung yang lebih penting dan berkaitan cahaya dalam tumbuhan.Jika tumbuhan semakin tua, aktiviti enzim ini akan berkurangan dengan cepat.

Kualiti cahaya yang berbeza mempunyai kesan ketara ke atas aktiviti enzim antioksidan tumbuhan.Selepas 9 hari rawatan lampu merah, aktiviti APX anak benih rogol meningkat dengan ketara, dan aktiviti POD menurun.Aktiviti POD tomato selepas 15 hari cahaya merah dan cahaya biru adalah lebih tinggi daripada cahaya putih masing-masing sebanyak 20.9% dan 11.7%.Selepas 20 hari rawatan lampu hijau, aktiviti POD tomato adalah yang paling rendah, hanya 55.4% cahaya putih.Menambah cahaya biru 4j boleh meningkatkan kandungan protein larut, POD, SOD, APX dan aktiviti enzim CAT dengan ketara dalam daun timun pada peringkat anak benih.Di samping itu, aktiviti SOD dan APX secara beransur-ansur berkurangan dengan pemanjangan cahaya.Aktiviti SOD dan APX di bawah cahaya biru dan cahaya merah berkurangan secara perlahan tetapi sentiasa lebih tinggi daripada cahaya putih.Penyinaran cahaya merah telah menurunkan aktiviti peroksidase dan IAA peroksidase daun tomato dan IAA peroksidase daun terung dengan ketara, tetapi menyebabkan aktiviti peroksidase daun terung meningkat dengan ketara.Oleh itu, mengguna pakai strategi cahaya tambahan LED yang munasabah boleh melambatkan penuaan tanaman hortikultur kemudahan dengan berkesan dan meningkatkan hasil dan kualiti.

Pembinaan dan penggunaan formula lampu LED

Pertumbuhan dan perkembangan tumbuhan dipengaruhi dengan ketara oleh kualiti cahaya dan nisbah komposisi yang berbeza.Formula cahaya terutamanya merangkumi beberapa elemen seperti nisbah kualiti cahaya, keamatan cahaya dan masa cahaya.Memandangkan tumbuhan yang berbeza mempunyai keperluan yang berbeza untuk tahap pertumbuhan dan perkembangan cahaya yang berbeza, kombinasi terbaik kualiti cahaya, keamatan cahaya dan masa tambahan cahaya diperlukan untuk tanaman yang ditanam.

 ◆Nisbah spektrum cahaya

Berbanding dengan cahaya putih dan cahaya merah dan biru tunggal, gabungan lampu merah dan biru LED mempunyai kelebihan menyeluruh terhadap pertumbuhan dan perkembangan anak benih timun dan kubis.

Apabila nisbah cahaya merah dan biru ialah 8:2, ketebalan batang tumbuhan, ketinggian tumbuhan, berat kering tumbuhan, berat segar, indeks anak benih yang kuat, dll, meningkat dengan ketara, dan ia juga bermanfaat untuk pembentukan matriks kloroplas dan lamella basal dan output asimilasi penting.

Penggunaan gabungan kualiti merah, hijau dan biru untuk taugeh merah memberi manfaat kepada pengumpulan bahan keringnya, dan lampu hijau boleh menggalakkan pengumpulan bahan kering tauge merah.Pertumbuhan paling ketara apabila nisbah cahaya merah, hijau dan biru ialah 6:2:1.Kesan pemanjangan hipokotil sayuran anak benih kacang merah adalah yang terbaik di bawah nisbah cahaya merah dan biru 8:1, dan pemanjangan hipokotil taugeh kacang merah jelas terhalang di bawah nisbah cahaya merah dan biru 6:3, tetapi protein larut. kandungan adalah yang tertinggi.

Apabila nisbah cahaya merah dan biru ialah 8:1 untuk anak benih loofah, indeks anak benih yang kuat dan kandungan gula larut anak benih loofah adalah yang tertinggi.Apabila menggunakan kualiti cahaya dengan nisbah cahaya merah dan biru 6:3, kandungan klorofil a, nisbah klorofil a/b, dan kandungan protein larut anak benih loofah adalah yang tertinggi.

Apabila menggunakan nisbah 3:1 cahaya merah dan biru kepada saderi, ia secara berkesan boleh menggalakkan peningkatan ketinggian tumbuhan saderi, panjang tangkai daun, bilangan daun, kualiti bahan kering, kandungan VC, kandungan protein larut dan kandungan gula larut.Dalam penanaman tomato, meningkatkan bahagian cahaya biru LED menggalakkan pembentukan likopena, asid amino bebas dan flavonoid, dan meningkatkan bahagian cahaya merah menggalakkan pembentukan asid boleh titrasi.Apabila cahaya dengan nisbah cahaya merah dan biru kepada daun salad adalah 8:1, ia memberi manfaat kepada pengumpulan karotenoid, dan berkesan mengurangkan kandungan nitrat dan meningkatkan kandungan VC.

 ◆Keamatan cahaya

Tumbuhan yang tumbuh di bawah cahaya yang lemah lebih mudah terdedah kepada photoinhibition daripada di bawah cahaya yang kuat.Kadar fotosintesis bersih anak benih tomato meningkat dengan peningkatan keamatan cahaya [50, 150, 200, 300, 450, 550μmol/(m²·s)], menunjukkan trend peningkatan pertama dan kemudian menurun, dan pada 300μmol/(m² ·s) untuk mencapai maksimum.Ketinggian tumbuhan, luas daun, kandungan air dan kandungan VC salad meningkat dengan ketara di bawah rawatan keamatan cahaya 150μmol/(m²·s).Di bawah rawatan intensiti cahaya 200μmol/(m²·s), berat segar, jumlah berat dan kandungan asid amino bebas meningkat dengan ketara, dan di bawah rawatan 300μmol/(m²·s) keamatan cahaya, luas daun, kandungan air , klorofil a, klorofil a+b dan karotenoid daun salad semuanya berkurangan.Berbanding dengan kegelapan, dengan peningkatan keamatan cahaya tumbuh LED [3, 9, 15 μmol/(m²·s)], kandungan klorofil a, klorofil b dan klorofil a+b taugeh hitam meningkat dengan ketara.Kandungan VC adalah tertinggi pada 3μmol/(m²·s), dan kandungan protein larut, gula larut dan sukrosa adalah yang tertinggi pada 9μmol/(m²·s).Di bawah keadaan suhu yang sama, dengan peningkatan keamatan cahaya [(2~2.5)lx×103 lx, (4~4.5)lx×103 lx, (6~6.5)lx×103 lx], masa anak benih lada dipendekkan, kandungan gula larut meningkat, tetapi kandungan klorofil a dan karotenoid secara beransur-ansur menurun.

 ◆Masa terang

Memanjangkan masa cahaya dengan betul boleh mengurangkan tekanan cahaya rendah yang disebabkan oleh keamatan cahaya yang tidak mencukupi pada tahap tertentu, membantu pengumpulan produk fotosintesis tanaman hortikultur, dan mencapai kesan peningkatan hasil dan peningkatan kualiti.Kandungan VC pucuk menunjukkan trend meningkat secara beransur-ansur dengan pemanjangan masa cahaya (0, 4, 8, 12, 16, 20j/hari), manakala kandungan asid amino bebas, aktiviti SOD dan CAT semuanya menunjukkan trend menurun.Dengan pemanjangan masa cahaya (12, 15, 18j), berat segar tumbuhan kubis Cina meningkat dengan ketara.Kandungan VC dalam daun dan tangkai kubis Cina adalah tertinggi masing-masing pada 15 dan 12h.Kandungan protein larut daun kubis Cina menurun secara beransur-ansur, tetapi tangkai adalah yang tertinggi selepas 15h.Kandungan gula larut daun kubis Cina meningkat secara beransur-ansur, manakala tangkai adalah yang tertinggi pada 12h.Apabila nisbah cahaya merah dan biru ialah 1:2, berbanding dengan masa cahaya 12j, rawatan cahaya 20j mengurangkan kandungan relatif jumlah fenol dan flavonoid dalam salad daun hijau, tetapi apabila nisbah cahaya merah dan biru ialah 2:1, rawatan cahaya 20j dengan ketara meningkatkan kandungan relatif jumlah fenol dan flavonoid dalam salad daun hijau.

Daripada perkara di atas, dapat dilihat bahawa formula cahaya yang berbeza mempunyai kesan yang berbeza terhadap fotosintesis, fotomorfogenesis dan metabolisme karbon dan nitrogen jenis tanaman yang berbeza.Bagaimana untuk mendapatkan formula cahaya terbaik, konfigurasi sumber cahaya dan perumusan strategi kawalan pintar memerlukan spesies tumbuhan sebagai titik permulaan, dan, pelarasan yang sesuai harus dibuat mengikut keperluan komoditi tanaman hortikultur, matlamat pengeluaran, faktor pengeluaran, dll., untuk mencapai matlamat kawalan pintar persekitaran cahaya dan tanaman hortikultur yang berkualiti tinggi dan hasil tinggi di bawah keadaan penjimatan tenaga.

Masalah dan prospek sedia ada

Kelebihan penting lampu tumbuh LED ialah ia boleh membuat pelarasan kombinasi pintar mengikut spektrum permintaan ciri fotosintesis, morfologi, kualiti dan hasil tumbuhan yang berbeza.Jenis tanaman yang berbeza dan tempoh pertumbuhan yang berbeza bagi tanaman yang sama semuanya mempunyai keperluan yang berbeza untuk kualiti cahaya, keamatan cahaya dan tempoh foto.Ini memerlukan pembangunan lanjut dan penambahbaikan penyelidikan formula ringan untuk membentuk pangkalan data formula ringan yang besar.Digabungkan dengan penyelidikan dan pembangunan lampu profesional, nilai maksimum lampu tambahan LED dalam aplikasi pertanian boleh direalisasikan, supaya lebih menjimatkan tenaga, meningkatkan kecekapan pengeluaran dan faedah ekonomi.Penggunaan cahaya tumbuh LED dalam hortikultur kemudahan telah menunjukkan daya hidup yang cergas, tetapi harga peralatan atau peranti lampu LED agak tinggi, dan pelaburan sekali sahaja adalah besar.Keperluan cahaya tambahan untuk pelbagai tanaman di bawah keadaan persekitaran yang berbeza tidak jelas, spektrum cahaya tambahan, Keamatan dan masa pertumbuhan cahaya yang tidak munasabah pasti akan menyebabkan pelbagai masalah dalam aplikasi industri pencahayaan berkembang.

Walau bagaimanapun, dengan kemajuan dan peningkatan teknologi dan pengurangan kos pengeluaran lampu tumbuh LED, pencahayaan tambahan LED akan digunakan secara lebih meluas dalam hortikultur kemudahan.Pada masa yang sama, pembangunan dan kemajuan sistem teknologi cahaya tambahan LED dan gabungan tenaga baharu akan membolehkan pembangunan pesat pertanian kemudahan, pertanian keluarga, pertanian bandar dan pertanian angkasa untuk memenuhi permintaan orang ramai untuk tanaman hortikultur dalam persekitaran khas.