Autor: Yamin Li i Houcheng Liu, itd., sa Fakulteta hortikulture, Južnokineskog poljoprivrednog univerziteta

Izvor članka: Stakleničko hortikulturno uređenje

Vrste objekata za hortikulturu uglavnom uključuju plastenike, solarne staklenike, višeslojne staklenike i fabrike biljaka. Budući da zgrade objekata do određene mjere blokiraju prirodne izvore svjetlosti, nema dovoljno unutrašnjeg svjetla, što zauzvrat smanjuje prinose i kvalitet usjeva. Stoga, dodatno svjetlo igra nezamjenjivu ulogu u visokokvalitetnim i visokoprinosnim usjevima objekta, ali je također postalo glavni faktor u povećanju potrošnje energije i operativnih troškova u objektu.

Dugo vremena, umjetni izvori svjetlosti koji su se koristili u oblasti hortikulture uglavnom su uključivali visokotlačne natrijeve lampe, fluorescentne lampe, metal-halogene lampe, žarulje sa žarnom niti itd. Istaknuti nedostaci su visoka proizvodnja topline, visoka potrošnja energije i visoki operativni troškovi. Razvoj nove generacije svjetlećih dioda (LED) omogućava korištenje niskoenergetskih umjetnih izvora svjetlosti u oblasti hortikulture. LED ima prednosti visoke efikasnosti fotoelektrične konverzije, istosmjerne snage, male zapremine, dugog vijeka trajanja, niske potrošnje energije, fiksne talasne dužine, niskog toplotnog zračenja i zaštite okoliša. U poređenju sa visokotlačnim natrijevim lampama i fluorescentnim lampama koje se trenutno obično koriste, LED ne samo da može podešavati količinu i kvalitet svjetlosti (udio različitih svjetlosnih pojaseva) prema potrebama rasta biljaka, već može i zračiti biljke na maloj udaljenosti zahvaljujući svojoj hladnoj svjetlosti. Na taj način se može poboljšati broj slojeva uzgoja i stopa iskorištenja prostora, a mogu se ostvariti i funkcije uštede energije, zaštite okoliša i efikasnog korištenja prostora koje se ne mogu zamijeniti tradicionalnim izvorima svjetlosti.

Na osnovu ovih prednosti, LED se uspješno koristi u hortikulturnoj rasvjeti objekata, osnovnim istraživanjima kontroliranog okruženja, kulturi biljnog tkiva, sadnici biljnih tvornica i vazduhoplovnom ekosistemu. Posljednjih godina, performanse LED rasvjete za uzgoj se poboljšavaju, cijena pada, a postepeno se razvijaju sve vrste proizvoda sa specifičnim talasnim dužinama, tako da će se njegova primjena u oblasti poljoprivrede i biologije proširiti.

Ovaj članak sažima istraživački status LED rasvjete u oblasti hortikulture, fokusira se na primjenu LED dopunske rasvjete u osnovama svjetlosne biologije, LED rasvjetu za uzgoj na formiranje svjetlosti biljaka, nutritivnu kvalitetu i učinak odgađanja starenja, konstrukciju i primjenu svjetlosne formule, te analizira i analizira trenutne probleme i perspektive LED tehnologije dopunske rasvjete.

Utjecaj LED dopunskog svjetla na rast hortikulturnih kultura

Regulatorni efekti svjetlosti na rast i razvoj biljaka uključuju klijanje sjemena, izduživanje stabljike, razvoj lista i korijena, fototropizam, sintezu i razgradnju klorofila te indukciju cvjetanja. Elementi svjetlosnog okruženja u objektu uključuju intenzitet svjetlosti, svjetlosni ciklus i spektralnu distribuciju. Elementi se mogu podešavati dodavanjem umjetne svjetlosti bez ograničenja vremenskih uslova.

Trenutno postoje najmanje tri vrste fotoreceptora u biljkama: fitohrom (apsorbira crvenu svjetlost i daleku crvenu svjetlost), kriptohrom (apsorbira plavu svjetlost i blisku ultraljubičastu svjetlost) te UV-A i UV-B. Upotreba izvora svjetlosti specifične talasne dužine za osvjetljavanje usjeva može poboljšati fotosintetsku efikasnost biljaka, ubrzati morfogenezu svjetlosti i potaknuti rast i razvoj biljaka. Crveno-narandžasta svjetlost (610 ~ 720 nm) i plavo-ljubičasta svjetlost (400 ~ 510 nm) korištene su u fotosintezi biljaka. Korištenjem LED tehnologije, monohromatska svjetlost (kao što je crvena svjetlost sa vrhom od 660 nm, plava svjetlost sa vrhom od 450 nm itd.) može se zračiti u skladu sa najjačim apsorpcionim pojasom hlorofila, a širina spektralnog domena je samo ± 20 nm.

Trenutno se vjeruje da crveno-narandžasta svjetlost značajno ubrzava razvoj biljaka, podstiče akumulaciju suhe tvari, formiranje lukovica, gomolja, lisnih lukovica i drugih biljnih organa, uzrokuje ranije cvjetanje i plodonošenje biljaka te igra vodeću ulogu u poboljšanju boje biljaka; Plava i ljubičasta svjetlost mogu kontrolirati fototropizam lišća biljaka, podsticati otvaranje stoma i kretanje hloroplasta, inhibirati izduživanje stabljike, spriječiti izduživanje biljke, odgoditi cvjetanje biljke i podsticati rast vegetativnih organa; kombinacija crvenih i plavih LED dioda može kompenzirati nedovoljnu svjetlost jedne od dvije boje i formirati spektralni apsorpcijski vrh koji je u osnovi u skladu s fotosintezom i morfologijom usjeva. Stopa iskorištenja svjetlosne energije može doseći 80% do 90%, a učinak uštede energije je značajan.

Opremljenost hortikulturnim objektima dodatnim LED svjetlima može postići vrlo značajno povećanje proizvodnje. Studije su pokazale da su broj plodova, ukupan prinos i težina svakog cherry paradajza pod dodatnim svjetlom od 300 μmol/(m²·s) LED traka i LED cijevi tokom 12 sati (8:00-20:00) značajno povećani. Dodatno svjetlo LED trake povećalo se za 42,67%, 66,89% i 16,97% respektivno, a dodatno svjetlo LED cijevi povećalo se za 48,91%, 94,86% i 30,86% respektivno. Dodatno LED svjetlo LED rasvjetnih tijela za uzgoj tokom cijelog perioda rasta [odnos crvene i plave svjetlosti je 3:2, a intenzitet svjetlosti je 300 μmol/(m²·s)] može značajno povećati kvalitet pojedinačnog ploda i prinos po jedinici površine čiče i patlidžana. Čikukuan se povećao za 5,3% i 15,6%, a patlidžan za 7,6% i 7,8%. Zahvaljujući kvaliteti LED svjetla, njegovom intenzitetu i trajanju cijelog perioda rasta, ciklus rasta biljaka može se skratiti, komercijalni prinos, nutritivna kvaliteta i morfološka vrijednost poljoprivrednih proizvoda mogu se poboljšati, te se može ostvariti visokoefikasna, energetski štedljiva i inteligentna proizvodnja hortikulturnih usjeva.

Primjena LED dodatnog svjetla u uzgoju rasada povrća

Regulacija morfologije biljaka, rasta i razvoja pomoću LED izvora svjetlosti važna je tehnologija u oblasti uzgoja u staklenicima. Više biljke mogu osjetiti i primati svjetlosne signale putem fotoreceptorskih sistema kao što su fitohrom, kriptohrom i fotoreceptor, te provoditi morfološke promjene putem unutarćelijskih glasnika kako bi regulirale biljna tkiva i organe. Fotomorfogeneza znači da se biljke oslanjaju na svjetlost za kontrolu diferencijacije ćelija, strukturnih i funkcionalnih promjena, kao i formiranja tkiva i organa, uključujući utjecaj na klijanje nekih sjemenki, promociju apikalne dominacije, inhibiciju rasta lateralnih pupoljaka, izduživanje stabljike i tropizam.

Uzgoj rasada povrća važan je dio poljoprivredne proizvodnje. Kontinuirano kišovito vrijeme uzrokovat će nedovoljno svjetla u objektu, a sadnice su sklone izduživanju, što će utjecati na rast povrća, diferencijaciju cvjetnih pupoljaka i razvoj plodova, te na kraju utjecati na njihov prinos i kvalitet. U proizvodnji se za regulaciju rasta sadnica koriste neki regulatori rasta biljaka, poput giberelina, auksina, paklobutrazola i klormekvata. Međutim, nerazumna upotreba regulatora rasta biljaka može lako zagaditi okoliš povrća i objekata, što može biti nepovoljno za ljudsko zdravlje.

LED dopunsko svjetlo ima mnoge jedinstvene prednosti dopunskog svjetla i predstavlja izvodljiv način korištenja LED dopunskog svjetla za uzgoj sadnica. U eksperimentu s LED dopunskim svjetlom [25±5 μmol/(m²·s)] provedenom pod uvjetima slabog osvjetljenja [0~35 μmol/(m²·s)], utvrđeno je da zeleno svjetlo potiče izduživanje i rast sadnica krastavca. Crveno i plavo svjetlo inhibiraju rast sadnica. U usporedbi s prirodnim slabim svjetlom, indeks jakih sadnica dopunjenih crvenim i plavim svjetlom povećao se za 151,26% odnosno 237,98%. U usporedbi s kvalitetom monokromatskog svjetla, indeks jakih sadnica koje sadrže crvene i plave komponente pod tretmanom dopunskog svjetla složenim svjetlom povećao se za 304,46%.

Dodavanje crvenog svjetla sadnicama krastavca može povećati broj pravih listova, površinu lista, visinu biljke, prečnik stabljike, kvalitet suhe i svježe tvari, snažan indeks sadnica, vitalnost korijena, aktivnost SOD-a i sadržaj rastvorljivih proteina u sadnicama krastavca. Dopunjavanje UV-B zračenjem može povećati sadržaj hlorofila a, hlorofila b i karotenoida u listovima sadnica krastavca. U poređenju sa prirodnim svjetlom, dopunjavanje crvenom i plavom LED svjetlošću može značajno povećati površinu lista, kvalitet suhe tvari i snažan indeks sadnica paradajza. Dopunjavanje crvenog i zelenog LED svjetla značajno povećava visinu i debljinu stabljike sadnica paradajza. Tretman dodatnim svjetlom sa zelenim LED svjetlom može značajno povećati biomasu sadnica krastavca i paradajza, a svježa i suha težina sadnica se povećavaju sa povećanjem intenziteta dodatnog svjetla sa zelenim svjetlom, dok debela stabljika i snažan indeks sadnica paradajza prate dodatno svjetlo sa zelenim svjetlom. Povećanje jačine se povećava. Kombinacija crvenog i plavog LED svjetla može povećati debljinu stabljike, površinu lista, suhu težinu cijele biljke, odnos korijena i izdanka i snažan indeks sadnica patlidžana. U poređenju sa bijelim svjetlom, crveno LED svjetlo može povećati biomasu sadnica kupusa i podstaći rast u obliku izduženja i širenje listova sadnica kupusa. Plavo LED svjetlo podstiče gusti rast, akumulaciju suhe materije i snažan indeks rasta sadnica kupusa, te čini da sadnice kupusa budu patuljaste. Gore navedeni rezultati pokazuju da su prednosti sadnica povrća uzgajanih tehnologijom regulacije svjetlosti vrlo očigledne.

Utjecaj LED dodatnog svjetla na nutritivnu kvalitetu voća i povrća

Proteini, šećeri, organske kiseline i vitamini sadržani u voću i povrću su nutrijenti koji su korisni za ljudsko zdravlje. Kvalitet svjetlosti može uticati na sadržaj VC u biljkama regulisanjem aktivnosti enzima za sintezu i razgradnju VC, te može regulisati metabolizam proteina i akumulaciju ugljikohidrata u hortikulturnim biljkama. Crveno svjetlo podstiče akumulaciju ugljikohidrata, tretman plavim svjetlom je koristan za stvaranje proteina, dok kombinacija crvenog i plavog svjetla može značajno poboljšati nutritivni kvalitet biljaka u odnosu na monohromatsko svjetlo.

Dodavanje crvenog ili plavog LED svjetla može smanjiti sadržaj nitrata u zelenoj salati, dodavanje plavog ili zelenog LED svjetla može potaknuti akumulaciju rastvorljivog šećera u zelenoj salati, a dodavanje infracrvenog LED svjetla pogoduje akumulaciji VC u zelenoj salati. Rezultati su pokazali da dodatak plavog svjetla može poboljšati sadržaj VC i sadržaj rastvorljivih proteina u paradajzu; crveno svjetlo i crveno-plavo kombinovano svjetlo mogu potaknuti sadržaj šećera i kiseline u plodu paradajza, a odnos šećera i kiseline bio je najveći pod crveno-plavim kombinovanim svjetlom; crveno-plavo kombinovano svjetlo može poboljšati sadržaj VC u plodu krastavca.

Fenoli, flavonoidi, antocijanini i druge supstance u voću i povrću ne samo da imaju važan utjecaj na boju, okus i tržišnu vrijednost voća i povrća, već imaju i prirodno antioksidativno djelovanje i mogu efikasno inhibirati ili ukloniti slobodne radikale u ljudskom tijelu.

Korištenje LED plavog svjetla kao dopunske svjetlosti može značajno povećati sadržaj antocijanina u kori patlidžana za 73,6%, dok korištenje LED crvenog svjetla i kombinacije crvenog i plavog svjetla može povećati sadržaj flavonoida i ukupnih fenola. Plavo svjetlo može potaknuti akumulaciju likopena, flavonoida i antocijanina u plodovima paradajza. Kombinacija crvenog i plavog svjetla do određene mjere potiče proizvodnju antocijanina, ali inhibira sintezu flavonoida. U poređenju s tretmanom bijelim svjetlom, tretman crvenim svjetlom može značajno povećati sadržaj antocijanina u izdancima salate, ali tretman plavim svjetlom ima najniži sadržaj antocijanina. Ukupni sadržaj fenola u zelenoj, ljubičastoj i crvenoj salati bio je veći pod tretmanom bijelim svjetlom, kombinovanim crveno-plavim svjetlom i plavim svjetlom, ali je bio najniži pod tretmanom crvenim svjetlom. Dopuna LED ultraljubičastog svjetla ili narandžastog svjetla može povećati sadržaj fenolnih spojeva u listovima salate, dok dopuna zelenog svjetla može povećati sadržaj antocijanina. Stoga je upotreba LED svjetla za uzgoj efikasan način za regulaciju nutritivne kvalitete voća i povrća u hortikulturnom uzgoju u objektima.

Učinak LED dodatnog svjetla na anti-aging biljaka

Degradacija hlorofila, brzi gubitak proteina i hidroliza RNK tokom starenja biljke uglavnom se manifestuju kao starenje lista. Hloroplasti su veoma osjetljivi na promjene u vanjskom svjetlosnom okruženju, posebno na one koje su pod utjecajem kvaliteta svjetlosti. Crvena svjetlost, plava svjetlost i kombinovana crveno-plava svjetlost pogoduju morfogenezi hloroplasta, plava svjetlost pogoduje akumulaciji škrobnih zrna u hloroplastima, a crvena svjetlost i daleka crvena svjetlost imaju negativan učinak na razvoj hloroplasta. Kombinacija plave svjetlosti i crvene i plave svjetlosti može potaknuti sintezu hlorofila u listovima sadnica krastavca, a kombinacija crvene i plave svjetlosti također može odgoditi smanjenje sadržaja hlorofila u listovima u kasnijoj fazi. Ovaj učinak je očigledniji sa smanjenjem odnosa crvene svjetlosti i povećanjem odnosa plave svjetlosti. Sadržaj hlorofila u listovima sadnica krastavca pod tretmanom kombinovanom crvenom i plavom LED svjetlom bio je značajno veći nego pod kontrolom fluorescentnog svjetla i tretmanima monohromatskom crvenom i plavom svjetlošću. Plava LED svjetlost može značajno povećati vrijednost hlorofila a/b kod sadnica Wutacai i zelenog bijelog luka.

Tokom starenja, dolazi do promjena u sadržaju citokinina (CTK), auksina (IAA), promjena u sadržaju abscisinske kiseline (ABA) i raznih promjena u aktivnosti enzima. Sadržaj biljnih hormona lako je pod utjecajem svjetlosne okoline. Različite kvalitete svjetlosti imaju različite regulatorne efekte na biljne hormone, a početni koraci puta prijenosa svjetlosnog signala uključuju citokinine.

CTK potiče širenje ćelija lista, pojačava fotosintezu lista, istovremeno inhibirajući aktivnosti ribonukleaze, deoksiribonukleaze i proteaze, te odlaže razgradnju nukleinskih kiselina, proteina i hlorofila, tako da može značajno odgoditi starenje lista. Postoji interakcija između svjetlosti i CTK-posredovane razvojne regulacije, a svjetlost može stimulirati povećanje nivoa endogenih citokinina. Kada su biljna tkiva u stanju starenja, njihov sadržaj endogenih citokinina se smanjuje.

IAA je uglavnom koncentrirana u dijelovima snažnog rasta, a vrlo malo je ima u tkivima ili organima koji stare. Ljubičasta svjetlost može povećati aktivnost indol sirćetne kiseline oksidaze, a niski nivoi IAA mogu inhibirati izduživanje i rast biljaka.

ABA se uglavnom formira u starim tkivima listova, zrelim plodovima, sjemenkama, stabljikama, korijenju i drugim dijelovima. Sadržaj ABA u krastavcu i kupusu pod kombinacijom crvene i plave svjetlosti je niži nego kod bijele i plave svjetlosti.

Peroksidaza (POD), superoksid dismutaza (SOD), askorbat peroksidaza (APX) i katalaza (CAT) su važniji zaštitni enzimi u biljkama povezani sa svjetlošću. Ako biljke stare, aktivnost ovih enzima će se brzo smanjiti.

Različite kvalitete svjetlosti imaju značajan utjecaj na aktivnost biljnih antioksidativnih enzima. Nakon 9 dana tretmana crvenim svjetlom, APX aktivnost sadnica uljane repice značajno se povećala, a POD aktivnost smanjila. POD aktivnost rajčice nakon 15 dana crvenog i plavog svjetla bila je veća od bijelog svjetla za 20,9% odnosno 11,7%. Nakon 20 dana tretmana zelenim svjetlom, POD aktivnost rajčice bila je najniža, samo 55,4% bijelog svjetla. Dodavanje plavog svjetla u trajanju od 4 sata može značajno povećati sadržaj topljivih proteina, POD, SOD, APX i CAT enzimske aktivnosti u listovima krastavca u fazi sadnice. Osim toga, aktivnosti SOD i APX postepeno se smanjuju s produženjem svjetla. Aktivnost SOD i APX pod plavim i crvenim svjetlom sporo se smanjuje, ali je uvijek veća nego kod bijelog svjetla. Zračenje crvenim svjetlom značajno je smanjilo aktivnost peroksidaze i IAA peroksidaze listova rajčice i IAA peroksidaze listova patlidžana, ali je uzrokovalo značajno povećanje aktivnosti peroksidaze listova patlidžana. Stoga, usvajanje razumne strategije LED dopunskog osvjetljenja može efikasno odgoditi starenje hortikulturnih usjeva i poboljšati prinos i kvalitet.

Konstrukcija i primjena LED svjetlosne formule

Rast i razvoj biljaka značajno su pogođeni kvalitetom svjetlosti i njenim različitim omjerima sastava. Formula svjetlosti uglavnom uključuje nekoliko elemenata kao što su omjer kvaliteta svjetlosti, intenzitet svjetlosti i trajanje osvjetljenja. Budući da različite biljke imaju različite zahtjeve za svjetlošću i različite faze rasta i razvoja, za uzgajane kulture potrebna je najbolja kombinacija kvaliteta svjetlosti, intenziteta svjetlosti i vremena dodavanja svjetlosti.

 ◆Odnos svjetlosnog spektra

U poređenju sa bijelim svjetlom i pojedinačnim crvenim i plavim svjetlom, kombinacija LED crvenog i plavog svjetla ima sveobuhvatnu prednost u rastu i razvoju sadnica krastavca i kupusa.

Kada je odnos crvene i plave svjetlosti 8:2, debljina stabljike biljke, visina biljke, suha težina biljke, svježa težina, indeks jake sadnice itd. se značajno povećavaju, a to je također korisno za formiranje hloroplastne matrice i bazalnih lamela te za asimilaciju.

Upotreba kombinacije crvene, zelene i plave boje za klice crvenog graha korisna je za akumulaciju suhe tvari, a zeleno svjetlo može potaknuti akumulaciju suhe tvari u klicama crvenog graha. Rast je najočitiji kada je omjer crvene, zelene i plave svjetlosti 6:2:1. Efekat izduživanja hipokotila sadnica povrća klica crvenog graha bio je najbolji pod omjerom crvene i plave svjetlosti od 8:1, a izduživanje hipokotila klica crvenog graha bilo je očito inhibirano pod omjerom crvene i plave svjetlosti od 6:3, ali je sadržaj topljivih proteina bio najveći.

Kada je odnos crvene i plave svjetlosti 8:1 za sadnice lufe, indeks jakih sadnica i sadržaj rastvorljivih šećera u sadnicama lufe su najviši. Kada se koristi kvalitet svjetlosti sa odnosom crvene i plave svjetlosti od 6:3, sadržaj hlorofila a, odnos hlorofila a/b i sadržaj rastvorljivih proteina u sadnicama lufe bili su najviši.

Kada se koristi odnos crvene i plave svjetlosti prema celeru u odnosu 3:1, može se efikasno podstaći povećanje visine biljke celera, dužine peteljke, broja listova, kvaliteta suhe tvari, sadržaja VC, sadržaja rastvorljivih proteina i sadržaja rastvorljivih šećera. U uzgoju paradajza, povećanje udjela plave LED svjetlosti potiče stvaranje likopena, slobodnih aminokiselina i flavonoida, a povećanje udjela crvene svjetlosti potiče stvaranje titrabilnih kiselina. Kada je odnos crvene i plave svjetlosti prema listovima salate 8:1, to je korisno za akumulaciju karotenoida i efikasno smanjuje sadržaj nitrata i povećava sadržaj VC.

 ◆Intenzitet svjetlosti

Biljke koje rastu pod slabom svjetlošću podložnije su fotoinhibiciji nego pod jakom svjetlošću. Neto stopa fotosinteze sadnica paradajza povećava se s povećanjem intenziteta svjetlosti [50, 150, 200, 300, 450, 550μmol/(m²·s)], pokazujući trend prvo povećanja, a zatim smanjenja, te pri 300μmol/(m²·s) dostiže maksimum. Visina biljke, površina lista, sadržaj vode i sadržaj VC u salati značajno su se povećali pod tretmanom intenziteta svjetlosti od 150μmol/(m²·s). Pod tretmanom intenziteta svjetlosti od 200μmol/(m²·s), svježa težina, ukupna težina i sadržaj slobodnih aminokiselina značajno su se povećali, a pod tretmanom intenziteta svjetlosti od 300μmol/(m²·s), površina lista, sadržaj vode, hlorofil a, hlorofil a+b i karotenoidi salate su se smanjili. U poređenju sa tamom, sa povećanjem intenziteta LED svjetla za rast [3, 9, 15 μmol/(m²·s)], sadržaj hlorofila a, hlorofila b i hlorofila a+b u klicama crnog graha značajno se povećao. Sadržaj VC je najveći na 3 μmol/(m²·s), a sadržaj rastvorljivih proteina, rastvorljivih šećera i saharoze je najveći na 9 μmol/(m²·s). Pod istim temperaturnim uslovima, sa povećanjem intenziteta svjetlosti [(2~2,5)lx×10³ lx, (4~4,5)lx×10³ lx, (6~6,5)lx×10³ lx], vrijeme klijanja sadnica paprike se skraćuje, sadržaj rastvorljivih šećera se povećava, ali se sadržaj hlorofila a i karotenoida postepeno smanjuje.

 ◆Vrijeme za lagano vrijeme

Pravilno produženje vremena svjetlosti može do određene mjere ublažiti stres uzrokovan nedovoljnim intenzitetom svjetlosti, pomoći akumulaciji fotosintetskih proizvoda hortikulturnih kultura i postići efekat povećanja prinosa i poboljšanja kvalitete. Sadržaj VC u klicama pokazao je postepeno rastući trend s produženjem vremena svjetlosti (0, 4, 8, 12, 16, 20 sati/dan), dok su sadržaj slobodnih aminokiselina, SOD i CAT aktivnosti pokazali opadajući trend. S produženjem vremena svjetlosti (12, 15, 18 sati), svježa težina biljaka kineskog kupusa značajno se povećala. Sadržaj VC u listovima i stabljikama kineskog kupusa bio je najveći nakon 15, odnosno 12 sati. Sadržaj rastvorljivih proteina u listovima kineskog kupusa postepeno se smanjivao, ali je u stabljikama bio najveći nakon 15 sati. Sadržaj rastvorljivih šećera u listovima kineskog kupusa postepeno se povećavao, dok je u stabljikama bio najveći nakon 12 sati. Kada je odnos crvene i plave svjetlosti 1:2, u poređenju sa 12 sati osvjetljenja, tretman svjetlom od 20 sati smanjuje relativni sadržaj ukupnih fenola i flavonoida u zelenoj salati, ali kada je odnos crvene i plave svjetlosti 2:1, tretman svjetlom od 20 sati značajno povećava relativni sadržaj ukupnih fenola i flavonoida u zelenoj salati.

Iz navedenog se može vidjeti da različite formule svjetlosti imaju različite efekte na fotosintezu, fotomorfogenezu i metabolizam ugljika i dušika kod različitih vrsta usjeva. Kako dobiti najbolju formulu svjetlosti, konfiguraciju izvora svjetlosti i formulirati inteligentne strategije kontrole, potrebno je odabrati biljnu vrstu kao početnu tačku, a odgovarajuća prilagođavanja treba izvršiti u skladu s potrebama hortikulturnih usjeva za proizvodima, ciljevima proizvodnje, faktorima proizvodnje itd., kako bi se postigao cilj inteligentne kontrole svjetlosnog okruženja i visokokvalitetnih hortikulturnih usjeva s visokim prinosom u uvjetima uštede energije.

Postojeći problemi i perspektive

Značajna prednost LED svjetla za uzgoj je što može vršiti inteligentna kombinovana podešavanja prema spektru zahtjeva fotosintetskih karakteristika, morfologije, kvaliteta i prinosa različitih biljaka. Različite vrste usjeva i različiti periodi rasta istog usjeva imaju različite zahtjeve za kvalitetom svjetlosti, intenzitetom svjetlosti i fotoperiodom. To zahtijeva daljnji razvoj i poboljšanje istraživanja svjetlosnih formula kako bi se formirala ogromna baza podataka o svjetlosnim formulama. U kombinaciji s istraživanjem i razvojem profesionalnih lampi, može se ostvariti maksimalna vrijednost LED dopunskih svjetala u poljoprivrednim primjenama, kako bi se bolje uštedjela energija, poboljšala efikasnost proizvodnje i ostvarile ekonomske koristi. Primjena LED svjetla za uzgoj u hortikulturi objekata pokazala je snažnu vitalnost, ali cijena LED rasvjetne opreme ili uređaja je relativno visoka, a jednokratna investicija je velika. Potrebe za dodatnim svjetlom različitih usjeva u različitim uslovima okoline nisu jasne, spektar dodatnog svjetla, nerazuman intenzitet i vrijeme svjetla za uzgoj neminovno će uzrokovati razne probleme u primjeni industrije rasvjete za uzgoj.

Međutim, s napretkom i poboljšanjem tehnologije i smanjenjem troškova proizvodnje LED rasvjete za uzgoj, LED dopunska rasvjeta će se šire koristiti u hortikulturi objekata. Istovremeno, razvoj i napredak LED sistema dopunske rasvjete i kombinacija nove energije omogućit će brz razvoj poljoprivrede objekata, porodične poljoprivrede, urbane poljoprivrede i svemirske poljoprivrede kako bi se zadovoljila potražnja ljudi za hortikulturnim usjevima u posebnim okruženjima.