Автор: Оңтүстік Қытай ауыл шаруашылығы университетінің бау-бақша колледжінен Ямин Ли және Хоучен Лю т.б.

Мақала көзі: Жылыжай бау-бақшасы

Бау-бақша шаруашылығы нысандарының түрлеріне негізінен пластикалық жылыжайлар, күн энергиясымен жұмыс істейтін жылыжайлар, көп қабатты жылыжайлар және өсімдік зауыттары жатады. Нысан ғимараттары табиғи жарық көздерін белгілі бір дәрежеде жауып тастағандықтан, үй ішіндегі жарық жеткіліксіз, бұл өз кезегінде дақылдардың өнімділігі мен сапасын төмендетеді. Сондықтан, қосымша жарық нысанның жоғары сапалы және жоғары өнімді дақылдарында маңызды рөл атқарады, бірақ сонымен бірге нысандағы энергия тұтыну мен пайдалану шығындарының артуының негізгі факторына айналды.

Ұзақ уақыт бойы бау-бақша шаруашылығы саласында қолданылған жасанды жарық көздеріне негізінен жоғары қысымды натрий шамы, люминесцентті шам, металл галогенді шам, қыздыру шамы және т.б. жатады. Негізгі кемшіліктері - жоғары жылу өндірісі, жоғары энергия тұтынуы және жоғары пайдалану құны. Жаңа буын жарық шығаратын диодтың (ЖД) дамуы бау-бақша шаруашылығы саласында төмен энергиялы жасанды жарық көзін пайдалануға мүмкіндік береді. Жарықдиодтың жоғары фотоэлектрлік түрлендіру тиімділігі, тұрақты ток қуаты, аз көлем, ұзақ қызмет ету мерзімі, төмен энергия тұтынуы, бекітілген толқын ұзындығы, төмен жылу сәулеленуі және қоршаған ортаны қорғау сияқты артықшылықтары бар. Қазіргі уақытта кеңінен қолданылатын жоғары қысымды натрий шамымен және люминесцентті шаммен салыстырғанда, ЖД өсімдіктердің өсуінің қажеттіліктеріне сәйкес жарық мөлшері мен сапасын (әртүрлі жолақты жарықтың үлесі) реттеп қана қоймай, суық жарығының арқасында өсімдіктерді жақын қашықтықта сәулелендіре алады. Осылайша, өсіру қабаттарының саны мен кеңістікті пайдалану жылдамдығын жақсартуға болады, сондай-ақ дәстүрлі жарық көзімен алмастырылмайтын энергияны үнемдеу, қоршаған ортаны қорғау және кеңістікті тиімді пайдалану функцияларын жүзеге асыруға болады.

Осы артықшылықтарға сүйене отырып, жарықдиодты шамдар бау-бақша жарықтандыруында, басқарылатын ортаны зерттеуде, өсімдік тіндерін өсіруде, өсімдік зауытының көшеттерін өсіруде және аэроғарыштық экожүйеде сәтті қолданылып келеді. Соңғы жылдары жарықдиодты өсу жарықтандыруының өнімділігі жақсарып, бағасы төмендеп келеді, ал белгілі бір толқын ұзындығы бар барлық өнімдер біртіндеп дамып келеді, сондықтан оны ауыл шаруашылығы мен биология саласында қолдану кеңейеді.

Бұл мақалада бау-бақша шаруашылығы саласындағы жарықдиодты шамдардың зерттеу мәртебесі қорытындыланады, жарық биологиясының негізін қалауда жарықдиодты қосымша шамдарды қолдануға, өсімдіктерге жарық беретін жарықтың пайда болуына жарықдиодты шамдардың әсері, қоректік сапасы және қартаюды кешіктірудің әсері, жарық формуласын құру және қолдану, сондай-ақ жарықдиодты қосымша шам технологиясының қазіргі мәселелері мен болашағын талдау және болжамды мәселелер қарастырылады.

Бау-бақша дақылдарының өсуіне қосымша жарықдиодты шамның әсері

Жарықтың өсімдіктердің өсуі мен дамуына реттеуші әсерлеріне тұқымның өнуі, сабақтың ұзаруы, жапырақ пен тамырдың дамуы, фототропизм, хлорофилл синтезі және ыдырауы, сондай-ақ гүл индукциясы жатады. Нысандағы жарықтандыру ортасының элементтеріне жарық қарқындылығы, жарық циклі және спектрлік таралу кіреді. Элементтерді ауа райы жағдайларына шектеусіз жасанды жарық қосу арқылы реттеуге болады.

Қазіргі уақытта өсімдіктерде кем дегенде үш түрлі фоторецепторлар бар: фитохром (қызыл және алыс қызыл жарықты сіңіру), криптохром (көк және жақын ультракүлгін жарықты сіңіру) және УК-А және УК-В. Дақылдарды сәулелендіру үшін белгілі бір толқын ұзындығындағы жарық көзін пайдалану өсімдіктердің фотосинтетикалық тиімділігін арттыра алады, жарық морфогенезін жеделдетеді және өсімдіктердің өсуі мен дамуына ықпал етеді. Өсімдік фотосинтезінде қызыл-қызғылт сары жарық (610 ~ 720 нм) және көк күлгін жарық (400 ~ 510 нм) қолданылды. Жарықдиодты технологияны қолдана отырып, монохроматикалық жарық (мысалы, 660 нм шыңы бар қызыл жарық, 450 нм шыңы бар көк жарық және т.б.) хлорофиллдің ең күшті сіңіру жолағымен бір сызықта сәулеленуі мүмкін, ал спектрлік доменнің ені тек ± 20 нм құрайды.

Қазіргі уақытта қызыл-қызғылт сары жарық өсімдіктердің дамуын айтарлықтай жеделдетеді, құрғақ заттардың жиналуына, баданалардың, түйнектердің, жапырақ баданаларының және басқа да өсімдік мүшелерінің пайда болуына ықпал етеді, өсімдіктердің ерте гүлдеп, жеміс беруіне ықпал етеді және өсімдіктердің түсін жақсартуда жетекші рөл атқарады деп есептеледі; Көк және күлгін жарық өсімдік жапырақтарының фототропизмін басқара алады, устьицалардың ашылуын және хлоропласттың қозғалысын ынталандырады, сабақтардың созылуын тежейді, өсімдіктердің созылуына жол бермейді, өсімдіктердің гүлденуін кешіктіреді және вегетативті мүшелердің өсуіне ықпал етеді; қызыл және көк жарықдиодтардың үйлесімі екеуінің бір түсті жарықтың жеткіліксіздігін өтей алады және негізінен дақылдың фотосинтезі мен морфологиясына сәйкес келетін спектрлік сіңіру шыңын қалыптастыра алады. Жарық энергиясын пайдалану деңгейі 80%-дан 90%-ға дейін жетуі мүмкін және энергияны үнемдеу әсері айтарлықтай.

Бау-бақша шаруашылығында қосымша жарықдиодты шамдармен жабдықтау өнімділікті айтарлықтай арттыруға мүмкіндік береді. Зерттеулер көрсеткендей, 12 сағат (8:00-20:00) бойы 300 мкмоль/(м²·с) жарықдиодты жолақтар мен жарықдиодты түтіктердің қосымша жарығы астында жемістер саны, жалпы өнімділігі және әрбір шие қызанағының салмағы айтарлықтай артады. Жарықдиодты жолақтың қосымша жарығы сәйкесінше 42,67%, 66,89% және 16,97%-ға, ал жарықдиодты түтіктің қосымша жарығы сәйкесінше 48,91%, 94,86% және 30,86%-ға артты. Өсу кезеңінде жарықдиодты өсу жарықтандыру құрылғысының жарықдиодты қосымша жарығы [қызыл және көк жарықтың қатынасы 3:2, ал жарық қарқындылығы 300 мкмоль/(м²·с)] чиева мен баклажанның бірлік ауданына шаққандағы бір жемістің сапасын және өнімділігін айтарлықтай арттыра алады. Чикуцюань 5,3% және 15,6%-ға, ал баклажан 7,6% және 7,8%-ға өсті. Жарықдиодты шамның сапасы мен оның қарқындылығы мен бүкіл өсу кезеңінің ұзақтығы арқылы өсімдіктердің өсу циклін қысқартуға, ауылшаруашылық өнімдерінің коммерциялық өнімділігін, тағамдық сапасын және морфологиялық құндылығын жақсартуға, сондай-ақ бақша дақылдарын жоғары тиімділікпен, энергия үнемдейтін және ақылды түрде өндіруге болады.

Көкөніс көшеттерін өсіруде жарықдиодты қосымша шамды қолдану

Жарықдиодты жарық көзі арқылы өсімдіктердің морфологиясын, өсуі мен дамуын реттеу жылыжай өсіру саласындағы маңызды технология болып табылады. Жоғары сатыдағы өсімдіктер фитохром, криптохром және фоторецептор сияқты фоторецепторлық жүйелер арқылы жарық сигналдарын сезініп, қабылдай алады және өсімдік тіндері мен мүшелерін реттеу үшін жасушаішілік хабаршылар арқылы морфологиялық өзгерістер жүргізе алады. Фотоморфогенез дегеніміз, өсімдіктер жасушалардың дифференциациясын, құрылымдық және функционалдық өзгерістерді, сондай-ақ тіндер мен мүшелердің пайда болуын, соның ішінде кейбір тұқымдардың өнуіне әсер етуді, апикальды үстемдікті ынталандыруды, бүйірлік бүршіктердің өсуін тежеуді, сабақтардың созылуын және тропизмді бақылау үшін жарыққа сүйенеді.

Көкөніс көшеттерін өсіру нысан шаруашылығының маңызды бөлігі болып табылады. Үздіксіз жаңбырлы ауа райы нысанда жарықтың жеткіліксіз болуына әкеледі, ал көшеттердің ұзаруына бейім, бұл көкөністердің өсуіне, гүл бүршіктерінің дифференциациясына және жемістердің дамуына әсер етеді, сайып келгенде олардың өнімділігі мен сапасына әсер етеді. Өндірісте көшеттердің өсуін реттеу үшін гиббереллин, ауксин, паклобутразол және хлормекват сияқты кейбір өсімдіктердің өсуін реттегіштер қолданылады. Дегенмен, өсімдіктердің өсуін реттегіштерді негізсіз пайдалану көкөністер мен нысандардың қоршаған ортасын оңай ластауы мүмкін, бұл адам денсаулығына қолайсыз.

Жарықдиодты қосымша жарықтың көптеген бірегей артықшылықтары бар және ол көшеттерді өсіру үшін жарықдиодты қосымша жарықты пайдаланудың тиімді тәсілі болып табылады. Жарық аз болған жағдайда [0~35 мкмоль/(м²·с)] жүргізілген жарықдиодты қосымша жарық [25±5 мкмоль/(м²·с)] экспериментінде жасыл жарық қияр көшеттерінің созылуына және өсуіне ықпал ететіні анықталды. Қызыл жарық және көк жарық көшеттердің өсуін тежейді. Табиғи әлсіз жарықпен салыстырғанда, қызыл және көк жарықпен толықтырылған көшеттердің күшті көшет индексі сәйкесінше 151,26% және 237,98%-ға артты. Монохроматикалық жарық сапасымен салыстырғанда, құрама жарықпен өңделген қызыл және көк компоненттері бар күшті көшет индексі қосымша жарық 304,46%-ға артты.

Қияр көшеттеріне қызыл жарық қосу шынайы жапырақтардың санын, жапырақ ауданын, өсімдік биіктігін, сабақ диаметрін, құрғақ және жаңа сапасын, күшті көшет индексін, тамырдың тіршілік қабілетін, SOD белсенділігін және қияр көшеттерінің еритін ақуыз мөлшерін арттыра алады. УК-В қосымша сәулесі қияр көшеттерінің жапырақтарындағы хлорофилл а, хлорофилл b және каротиноидтардың мөлшерін арттыра алады. Табиғи жарықпен салыстырғанда, қызыл және көк жарықдиодты шамдарды қосу қызанақ көшеттерінің жапырақ ауданын, құрғақ зат сапасын және күшті көшет индексін айтарлықтай арттыра алады. Қызыл және жасыл жарықдиодты шамдарды қосу қызанақ көшеттерінің биіктігі мен сабақ қалыңдығын айтарлықтай арттырады. Қызыл және жасыл жарықдиодты шамдарды қосу қияр мен қызанақ көшеттерінің биомассасын айтарлықтай арттыра алады, ал көшеттердің жаңа және құрғақ салмағы жасыл жарықтың қарқындылығының артуымен артады, ал қызанақ көшеттерінің қалың сабағы мен күшті көшет индексі жасыл жарықтың қосымша шамына сәйкес келеді. Беріктіктің артуы артады. Қызыл және көк жарықдиодты шамдардың үйлесімі сабақтың қалыңдығын, жапырақ ауданын, бүкіл өсімдіктің құрғақ салмағын, тамырдың өскінге қатынасын және баклажанның күшті көшет индексін арттыра алады. Ақ жарықпен салыстырғанда, қызыл жарықдиодты жарық қырыққабат көшеттерінің биомассасын арттырып, қырыққабат көшеттерінің созылуына және жапырақтарының кеңеюіне ықпал ете алады. Көк жарықдиодты жарық қырыққабат көшеттерінің қалың өсуіне, құрғақ заттардың жиналуына және күшті көшет индексіне ықпал етеді және қырыққабат көшеттерін ергежейлі етеді. Жоғарыдағы нәтижелер жарықты реттеу технологиясымен өсірілген көкөніс көшеттерінің артықшылықтары өте айқын екенін көрсетеді.

Жемістер мен көкөністердің тағамдық сапасына қосымша жарықдиодты шамның әсері

Жемістер мен көкөністердің құрамындағы ақуыз, қант, органикалық қышқыл және витамин адам денсаулығына пайдалы қоректік заттар болып табылады. Жарық сапасы өсімдіктердегі VC синтезінің белсенділігін және ыдырау ферменттерін реттеу арқылы VC құрамына әсер етуі мүмкін, сондай-ақ бау-бақша өсімдіктерінде ақуыз алмасуы мен көмірсулардың жиналуын реттей алады. Қызыл жарық көмірсулардың жиналуына ықпал етеді, көк жарықпен өңдеу ақуыздың түзілуіне пайдалы, ал қызыл және көк жарықтың үйлесімі өсімдіктердің қоректік сапасын монохроматикалық жарыққа қарағанда айтарлықтай жақсарта алады.

Қызыл немесе көк жарықдиодты шамды қосу салаттағы нитрат мөлшерін азайтуы мүмкін, көк немесе жасыл жарықдиодты шамды қосу салатта еритін қанттың жиналуына ықпал етеді, ал инфрақызыл жарықдиодты шамды қосу салатта венчурлық тығыздықтың жиналуына ықпал етеді. Нәтижелер көк жарықтың қосымша қосылуы қызанақтың венчурлық тығыздығы мен еритін ақуыз мөлшерін жақсарта алатынын көрсетті; қызыл жарық пен қызыл көк аралас жарық қызанақ жемісіндегі қант пен қышқыл мөлшерін арттыра алады, ал қанттың қышқылға қатынасы қызыл көк аралас жарық астында ең жоғары болды; қызыл көк аралас жарық қияр жемісіндегі венчурлық тығыздықты жақсарта алады.

Жемістер мен көкөністердегі фенолдар, флавоноидтар, антоцианиндер және басқа да заттар жемістер мен көкөністердің түсіне, дәміне және тауарлық құнына маңызды әсер етіп қана қоймай, сонымен қатар табиғи антиоксиданттық белсенділікке ие және адам ағзасындағы бос радикалдарды тиімді түрде тежей немесе жоя алады.

Жарықты толықтыру үшін жарықдиодты көк шамды пайдалану баклажан қабығының антоцианин мөлшерін 73,6%-ға айтарлықтай арттыра алады, ал жарықдиодты қызыл шамды және қызыл және көк шамдардың үйлесімін пайдалану флавоноидтар мен жалпы фенолдардың мөлшерін арттыра алады. Көк шам қызанақ жемістерінде ликопеннің, флавоноидтардың және антоцианиндердің жиналуына ықпал ете алады. Қызыл және көк шамдардың үйлесімі антоцианиндердің өндірілуін белгілі бір дәрежеде арттырады, бірақ флавоноидтардың синтезін тежейді. Ақ шаммен өңдеумен салыстырғанда, қызыл шаммен өңдеу салат өскіндерінің антоцианин мөлшерін айтарлықтай арттыра алады, бірақ көк шаммен өңдеуде антоцианин мөлшері ең төмен. Жасыл жапырақтың, күлгін жапырақтың және қызыл жапырақ салатының жалпы фенол мөлшері ақ шамда, қызыл-көк біріктірілген жарық пен көк шаммен өңдеуде жоғары болды, бірақ қызыл шаммен өңдеу кезінде ең төмен болды. Жарықдиодты ультракүлгін шамды немесе қызғылт сары шамды қосу салат жапырақтарындағы фенолдық қосылыстардың мөлшерін арттыра алады, ал жасыл шамды қосу антоцианиндердің мөлшерін арттыра алады. Сондықтан, бау-бақша өсіру мекемелерінде жеміс-жидек пен көкөністердің тағамдық сапасын реттеудің тиімді тәсілі - жарықдиодты өсу шамын пайдалану.

Өсімдіктердің қартаюына қарсы қосымша жарықдиодты шамның әсері

Өсімдіктердің қартаюы кезінде хлорофиллдің ыдырауы, ақуыздың тез жоғалуы және РНҚ гидролизі негізінен жапырақтың қартаюы түрінде көрінеді. Хлоропластар сыртқы жарық ортасының өзгерістеріне, әсіресе жарық сапасына өте сезімтал. Қызыл жарық, көк жарық және қызыл-көк аралас жарық хлоропласт морфогенезіне ықпал етеді, көк жарық хлоропласттарда крахмал дәндерінің жиналуына ықпал етеді, ал қызыл жарық пен қызыл жарық хлоропласттың дамуына теріс әсер етеді. Көк жарық пен қызыл және көк жарықтың үйлесімі қияр көшеттерінің жапырақтарындағы хлорофиллдің синтезін күшейтуі мүмкін, ал қызыл және көк жарықтың үйлесімі кейінгі кезеңде жапырақ хлорофиллінің әлсіреуін кешіктіруі мүмкін. Бұл әсер қызыл жарық қатынасының төмендеуімен және көк жарық қатынасының артуымен айқынырақ болады. LED қызыл және көк аралас жарықпен өңдеу кезіндегі қияр көшеттерінің жапырақтарындағы хлорофилл мөлшері флуоресцентті жарықты басқару және монохроматикалық қызыл және көк жарықпен өңдеу кезіндегіге қарағанда айтарлықтай жоғары болды. LED көк жарық Вутацай және жасыл сарымсақ көшеттерінің хлорофилл a/b мәнін айтарлықтай арттыра алады.

Қартаю кезінде цитокининдер (CTK), ауксин (IAA), абсциз қышқылының мөлшерінің өзгеруі (ABA) және фермент белсенділігінің әртүрлі өзгерістері болады. Өсімдік гормондарының құрамына жарық ортасы оңай әсер етеді. Әр түрлі жарық қасиеттері өсімдік гормондарына әртүрлі реттеуші әсер етеді, ал жарық сигналының трансдукция жолының бастапқы қадамдары цитокининдерді қамтиды.

CTK жапырақ жасушаларының кеңеюіне ықпал етеді, жапырақ фотосинтезін күшейтеді, сонымен қатар рибонуклеаза, дезоксирибонуклеаза және протеаза белсенділігін тежейді және нуклеин қышқылдарының, ақуыздардың және хлорофиллдің ыдырауын кешіктіреді, сондықтан жапырақтың қартаюын айтарлықтай кешіктіруі мүмкін. Жарық пен CTK арқылы дамуды реттеу арасында өзара әрекеттесу бар, ал жарық эндогендік цитокинин деңгейінің жоғарылауын ынталандыруы мүмкін. Өсімдік тіндері қартаю күйінде болған кезде, олардың эндогендік цитокинин мөлшері төмендейді.

IAA негізінен қарқынды өсу бөліктерінде шоғырланған, ал қартайған тіндерде немесе органдарда өте аз мөлшерде болады. Күлгін жарық индолсірке қышқылы оксидазасының белсенділігін арттыруы мүмкін, ал IAA деңгейінің төмендігі өсімдіктердің созылуы мен өсуін тежеуі мүмкін.

ABA негізінен қартайған жапырақ тіндерінде, піскен жемістерде, тұқымдарда, сабақтарда, тамырларда және басқа да бөліктерде түзіледі. Қияр мен қырыққабаттың қызыл және көк жарықтың үйлесімі кезіндегі ABA мөлшері ақ және көк жарыққа қарағанда төмен.

Пероксидаза (POD), супероксиддисмутаза (SOD), аскорбат пероксидазасы (APX), каталаза (CAT) өсімдіктерде маңыздырақ және жарықпен байланысты қорғаныс ферменттері болып табылады. Егер өсімдіктер қартайса, бұл ферменттердің белсенділігі тез төмендейді.

Әртүрлі жарық қасиеттері өсімдіктің антиоксидантты ферменттік белсенділігіне айтарлықтай әсер етеді. 9 күн қызыл жарықпен өңдегеннен кейін рапс көшеттерінің APX белсенділігі айтарлықтай артты, ал POD белсенділігі төмендеді. 15 күн қызыл жарық пен көк жарықтан кейін қызанақтың POD белсенділігі ақ жарыққа қарағанда сәйкесінше 20,9% және 11,7%-ға жоғары болды. 20 күн жасыл жарықпен өңдегеннен кейін қызанақтың POD белсенділігі ең төмен болды, ақ жарықтың тек 55,4%-ын құрады. 4 сағаттық көк жарықты қосу көшет кезеңіндегі қияр жапырақтарындағы еритін ақуыз мөлшерін, POD, SOD, APX және CAT ферменттік белсенділігін айтарлықтай арттыра алады. Сонымен қатар, SOD және APX белсенділігі жарықтың ұзаруымен біртіндеп төмендейді. Көк жарық пен қызыл жарық астындағы SOD және APX белсенділігі баяу төмендейді, бірақ әрқашан ақ жарыққа қарағанда жоғары болады. Қызыл жарық сәулеленуі қызанақ жапырақтарындағы пероксидаза мен IAA пероксидаза белсенділігін және баклажан жапырақтарындағы IAA пероксидаза белсенділігін айтарлықтай төмендетті, бірақ баклажан жапырақтарындағы пероксидаза белсенділігінің айтарлықтай артуына әкелді. Сондықтан, қосымша жарықдиодты жарықтандыру стратегиясын қолдану бақша дақылдарының қартаюын тиімді түрде кешіктіріп, өнімділік пен сапаны жақсарта алады.

Жарықдиодты шам формуласының құрылысы және қолданылуы

Өсімдіктердің өсуі мен дамуына жарық сапасы мен оның әртүрлі құрамдық қатынастары айтарлықтай әсер етеді. Жарық формуласы негізінен жарық сапасының қатынасы, жарық қарқындылығы және жарық уақыты сияқты бірнеше элементтерді қамтиды. Әр түрлі өсімдіктердің жарыққа қойылатын талаптары және өсу мен даму кезеңдері әртүрлі болғандықтан, өсірілетін дақылдар үшін жарық сапасының, жарық қарқындылығының және жарықты толықтыру уақытының ең жақсы үйлесімі қажет.

 ◆Жарық спектрінің қатынасы

Ақ жарықпен және бір қызыл және көк жарықпен салыстырғанда, қызыл және көк жарықдиодты жарықтың үйлесімі қияр мен қырыққабат көшеттерінің өсуі мен дамуына жан-жақты артықшылық береді.

Қызыл және көк жарықтың қатынасы 8:2 болғанда, өсімдік сабағының қалыңдығы, өсімдік биіктігі, өсімдіктің құрғақ салмағы, жаңа салмағы, күшті көшет индексі және т.б. айтарлықтай артады, сонымен қатар хлоропласт матрицасы мен базальды ламелланың түзілуіне және ассимиляцияның шығуына пайдалы.

Қызыл бұршақ өскіндері үшін қызыл, жасыл және көк түстердің үйлесімін пайдалану оның құрғақ заттың жиналуына пайдалы, ал жасыл жарық қызыл бұршақ өскіндерінің құрғақ заттың жиналуына ықпал ете алады. Өсу қызыл, жасыл және көк жарықтың қатынасы 6:2:1 болғанда айқын көрінеді. Қызыл бұршақ өскінінің көшетінің көкөніс гипокотильді созылу әсері қызыл және көк жарық қатынасы 8:1 болғанда ең жақсы болды, ал қызыл және көк жарық қатынасы 6:3 болғанда қызыл бұршақ өскінінің гипокотильді созылуы айқын тежелді, бірақ еритін ақуыз мөлшері ең жоғары болды.

Луфа көшеттері үшін қызыл және көк жарықтың қатынасы 8:1 болғанда, луфа көшеттерінің күшті көшет индексі мен еритін қант мөлшері ең жоғары болады. Қызыл және көк жарықтың қатынасы 6:3 болатын жарық сапасын пайдаланған кезде, луфа көшеттерінің хлорофилл а мөлшері, хлорофилл а/b қатынасы және еритін ақуыз мөлшері ең жоғары болды.

Қызыл және көк жарықтың балдыркөкке 3:1 қатынасын қолданған кезде, ол балдыркөк өсімдігінің биіктігін, сабақтарының ұзындығын, жапырақ санының, құрғақ заттың сапасын, VC мөлшерін, еритін ақуыз мөлшерін және еритін қант мөлшерін тиімді түрде арттыра алады. Қызанақ өсіруде жарықдиодты көк жарықтың үлесін арттыру ликопеннің, бос аминқышқылдарының және флавоноидтардың түзілуіне ықпал етеді, ал қызыл жарықтың үлесін арттыру титрленетін қышқылдардың түзілуіне ықпал етеді. Қызыл және көк жарықтың салат жапырақтарына қатынасы бар жарық 8:1 болғанда, бұл каротиноидтардың жиналуына пайдалы және нитрат мөлшерін тиімді түрде азайтады және VC мөлшерін арттырады.

 ◆Жарық қарқындылығы

Әлсіз жарықта өсетін өсімдіктер күшті жарыққа қарағанда фототежеуге көбірек ұшырайды. Қызанақ көшеттерінің таза фотосинтез жылдамдығы жарық қарқындылығының артуымен [50, 150, 200, 300, 450, 550 мкмоль/(м²·с)] артады, алдымен ұлғаю, содан кейін азаю үрдісін көрсетеді, ал 300 мкмоль/(м²·с) максималды деңгейге жетеді. 150 мкмоль/(м²·с) жарық қарқындылығымен өңдеу кезінде өсімдіктің биіктігі, жапырақ ауданы, су мөлшері және салаттың VC мөлшері айтарлықтай артты. 200 мкмоль/(м²·с) жарық қарқындылығымен өңдеу кезінде жаңа салмағы, жалпы салмағы және бос аминқышқылының мөлшері айтарлықтай артты, ал 300 мкмоль/(м²·с) жарық қарқындылығымен өңдеу кезінде салаттың жапырақ ауданы, су мөлшері, хлорофилл а, хлорофилл а+b және каротиноидтары төмендеді. Қараңғылықпен салыстырғанда, жарықдиодты өскіндердің жарық қарқындылығының артуымен [3, 9, 15 мкмоль/(м²·с)], қара бұршақ өскіндерінің хлорофилл a, хлорофилл b және хлорофилл a+b мөлшері айтарлықтай артты. VC мөлшері 3 мкмоль/(м²·с) кезінде ең жоғары, ал еритін ақуыз, еритін қант және сахароза мөлшері 9 мкмоль/(м²·с) кезінде ең жоғары болады. Сол температура жағдайында, жарық қарқындылығының артуымен [(2~2,5)лх×103 лх, (4~4,5)лх×103 лх, (6~6,5)лх×103 лх], бұрыш көшеттерінің егілу уақыты қысқарады, еритін қант мөлшері артады, бірақ хлорофилл a мен каротиноидтардың мөлшері біртіндеп төмендейді.

 ◆Жарық уақыты

Жарық уақытын дұрыс ұзарту белгілі бір дәрежеде жарық қарқындылығының жеткіліксіздігінен туындаған төмен жарық стрессін жеңілдетуге, бау-бақша дақылдарының фотосинтетикалық өнімдерінің жиналуына көмектесуге және өнімділікті арттыру мен сапаны жақсарту әсеріне қол жеткізуге мүмкіндік береді. Өскіндердің VC мөлшері жарық уақытының ұзаруымен (0, 4, 8, 12, 16, 20 сағат/тәулік) біртіндеп арту үрдісін көрсетті, ал бос аминқышқылдарының мөлшері, SOD және CAT белсенділігінің барлығы төмендеу үрдісін көрсетті. Жарық уақытының ұзаруымен (12, 15, 18 сағат) қытай қырыққабаты өсімдіктерінің жаңа салмағы айтарлықтай артты. Қытай қырыққабатының жапырақтары мен сабақтарындағы VC мөлшері сәйкесінше 15 және 12 сағатта ең жоғары болды. Қытай қырыққабаты жапырақтарындағы еритін ақуыз мөлшері біртіндеп төмендеді, бірақ сабақтар 15 сағаттан кейін ең жоғары болды. Қытай қырыққабаты жапырақтарындағы еритін қант мөлшері біртіндеп артты, ал сабақтар 12 сағатта ең жоғары болды. Қызыл және көк жарықтың қатынасы 12 сағаттық жарық уақытымен салыстырғанда 1:2 болғанда, 20 сағаттық жарықпен өңдеу жасыл жапырақ салатындағы жалпы фенолдар мен флавоноидтардың салыстырмалы мөлшерін азайтады, бірақ қызыл және көк жарықтың қатынасы 2:1 болғанда, 20 сағаттық жарықпен өңдеу жасыл жапырақ салатындағы жалпы фенолдар мен флавоноидтардың салыстырмалы мөлшерін айтарлықтай арттырады.

Жоғарыда айтылғандардан әр түрлі жарық формулаларының фотосинтезге, фотоморфогенезге және әр түрлі дақыл түрлерінің көміртегі мен азот алмасуына әртүрлі әсер ететінін көруге болады. Ең жақсы жарық формуласын, жарық көзінің конфигурациясын және ақылды басқару стратегияларын қалай алуға болады, бастапқы нүкте ретінде өсімдік түрлерін қажет етеді және энергия үнемдеу жағдайында жарық ортасын және жоғары сапалы және жоғары өнімді бақша дақылдарын ақылды басқару мақсатына жету үшін бақша дақылдарының тауарлық қажеттіліктеріне, өндіріс мақсаттарына, өндіріс факторларына және т.б. сәйкес тиісті түзетулер енгізу қажет.

Бар мәселелер мен перспективалар

Жарықдиодты өсу шамының маңызды артықшылығы - ол әртүрлі өсімдіктердің фотосинтетикалық сипаттамаларының, морфологиясының, сапасының және өнімділігінің сұраныс спектріне сәйкес ақылды үйлесім түзетулерін жасай алады. Әр түрлі дақылдар мен бір дақылдың әртүрлі өсу кезеңдерінің барлығында жарық сапасына, жарық қарқындылығына және фотопериодқа қойылатын талаптар әртүрлі. Бұл жарық формуласын зерттеуді одан әрі дамытуды және жетілдіруді қажет етеді, бұл жарық формуласының үлкен дерекқорын қалыптастыруға мүмкіндік береді. Кәсіби шамдарды зерттеу және әзірлеумен бірге ауылшаруашылық қолданбаларында жарықдиодты қосымша шамдардың максималды құндылығын пайдалануға болады, бұл энергияны үнемдеуге, өндіріс тиімділігін және экономикалық пайданы арттыруға мүмкіндік береді. Бау-бақша шаруашылығында жарықдиодты өсу шамын қолдану өте тиімді болды, бірақ жарықдиодты жарықтандыру жабдықтарының немесе құрылғыларының бағасы салыстырмалы түрде жоғары және бір реттік инвестиция үлкен. Әр түрлі қоршаған орта жағдайларында әртүрлі дақылдардың қосымша жарыққа қойылатын талаптары анық емес, қосымша жарық спектрі, өсу шамының негізсіз қарқындылығы мен уақыты сөзсіз өсу жарықтандыру индустриясын қолдануда әртүрлі мәселелерді тудырады.

Дегенмен, технологияның дамуы мен жетілдірілуімен және жарықдиодты өсу шамдарының өндірістік құнының төмендеуімен жарықдиодты қосымша жарықтандыру нысандардағы бау-бақша шаруашылығында кеңінен қолданылатын болады. Сонымен қатар, жарықдиодты қосымша жарықтандыру технологиясы жүйесінің дамуы мен ілгерілеуі және жаңа энергияның үйлесімі нысандардағы ауыл шаруашылығының, отбасылық ауыл шаруашылығының, қалалық ауыл шаруашылығының және ғарыштық ауыл шаруашылығының жылдам дамуына мүмкіндік береді, бұл адамдардың ерекше ортадағы бау-бақша дақылдарына деген сұранысын қанағаттандырады.