Növekedés és beltartalom: a LED-fényreceptek jótékony hatása

A korszerű üvegházakban és beltéri növénytermesztő rendszerekben egyre gyakoribb a LED-technológia alkalmazása. Bár ez a megoldás számos beállítási lehetőséget kínál, azok optimális kihasználásához alapos kutatásokra van szükség.

A Magyar Agrár- és Élettudományi Egyetem (MATE) Növénytermesztési-tudományok Intézete a LED-fényreceptek hatásait vizsgálta paradicsom- és salátanövények esetében.

A MATE szakemberei a növények levélfelületének szoftveres meghatározásához készítették a fényképet a leveleire bontott salátákról (Forrás: magyarmezogazdasag.hu)

A növények a 400-700 nanométeres hullámhossztartományban hasznosítják a fényt, amit fotoszintetikusan aktív sugárzásnak (PAR) nevezünk. Bár a távoli vörös sugárzás kívül esik ezen a tartományon, számos kutatás igazolta kedvező hatását a növénytermesztésre, ezért ez is szerepelt a vizsgálatokban.

Hirdetés

A fényforrásból érkező fotonokat a növények fotoszintetikusan aktív pigmentjei, mint a klorofillok és a karotinoidok nyelik el, ami a fotoszintézis folyamatát indítja el – ez alapvető az élet szempontjából.

Fotoreceptorok és fényérzékeny fehérjék

A fény mennyisége, iránya és spektrális összetétele jelként is működik a növények számára. Ezeket a jeleket különböző fotoreceptorok, például a fitokrómok továbbítják, amelyek a vörös és a távoli vörös fényt érzékelik, és számos növényi reakciót szabályoznak. A kriptokróm fotoreceptorok pedig a kék és zöld fényre reagálnak, befolyásolva ezzel a növények morfogenezisét, gázcseréjét és fény felé irányuló növekedését.

Alapvető fénytartományok

A növények számára mesterségesen szabályozható a fény, és erre a legalkalmasabbak a LED-ek, mivel ezek fényparaméterei programozhatók. A LED-ek hullámhossz-specifikussága lehetővé teszi, hogy a kibocsátott fényt pontosan a növények igényeihez igazítsák. A növénytermesztésben leggyakrabban a vörös és a kék spektrumokat alkalmazzák, mivel ezek a fotoszintézishez szükséges pigmentek által könnyen elnyelődnek. Általában a vörös fény dominál a kékkel szemben, mivel elősegíti a vegetatív növekedést.

Ugyanakkor a kék fény is elengedhetetlen a növények egészséges fejlődéséhez. Mivel azonban a kék LED-ek gyártása és működtetése költségesebb, fontos megtalálni az optimális arányt, amely kultúrától függően akár 1:19-es kék-vörös fényarány is lehet.

Vertikális farmok és helykihasználás

A vertikális farmoknál a beruházási költségek magasak, ezért a rendelkezésre álló hely maximális kihasználása elengedhetetlen. A LED-ek alacsony hőkibocsátása lehetővé teszi, hogy a fényforrásokat közel helyezzék a növényekhez, ami növeli a termelési hatékonyságot a polcrendszerek alkalmazásával. A hajtatásban a fény intenzitását árnyékoló hálókkal szabályozzák, míg a mesterséges megvilágítás esetén a LED-ek programozhatósága révén pontosan beállítható a fotonmennyiség. Ezenkívül a LED-ek egyenletes fényeloszlása biztosítja, hogy a sorok szélén is megfelelő legyen a növények fejlődése.

Az optimális növekedés és fejlődés érdekében a növények számára megfelelő fényrecept összeállítása során minden LED-tulajdonságot figyelembe kell venni. A Magyar Agrár- és Élettudományi Egyetem szakemberei különböző fényreceptek hatásait vizsgálják, elemezve azok hatását a növények élettani és beltartalmi jellemzőire.

Saláta méretnövekedése

Az egyik kísérletet bordó levelű tépősalátákkal végezték, két különböző fénybeállítással. A saláta ideális választás volt a vizsgálatokhoz, mivel a vertikális farmokon gyakran termesztik rövid tenyészideje és könnyű nevelése miatt. Az egyik fényrecept hagyományos kék és vörös fényt használt, amelyet zöld és távoli vörös fénnyel egészítettek ki, míg a másik csak zöld kiegészítést tartalmazott. A salátákat vízkultúrás rendszerben nevelték hét héten át, és közben különböző méréseket végeztek a növények fejlődésének nyomon követésére.

Az eredmények azt mutatták, hogy a távoli vörös fény kiegészítése pozitívan befolyásolta a levélfelület növekedését és a biomasszát, ami növelheti a saláta piaci értékét. Ez az úgynevezett árnyékkerülési reakciónak tulajdonítható, amit a fitokrómok távoli vörös fény hatására történő deaktivációja váltott ki. Bár az antioxidáns hatású karotinoidok mennyisége csökkent, az összes antioxidáns vegyület szintjében nem volt jelentős változás.

Paradicsom terméshozama

A korszerű üvegházakban nevelt frisspiaci paradicsom esetében is két fénybeállítást hasonlítottak össze: mindkettő tartalmazott kéket és vöröset, de az egyikben távoli vörös, a másikban zöld kiegészítést alkalmaztak. A balkonparadicsom-fajtákat 17 héten át perlit közegben nevelték, és a növények fiziológiai teljesítményét, valamint a termések beltartalmi jellemzőit vizsgálták.

A távoli vörös fény hatására a növények árnyékkerülési reakciója miatt csökkent a klorofilltartalom, gyengült a fotoszintézis, magasabbra nőttek a növények, és hamarabb kezdtek virágozni. Ugyanakkor a zöld fény hatására a termések magasabb cukor- és savtartalmat mutattak, valamint jobb antioxidáns-kapacitást értek el.

További kísérletek jelentősége

A termések ízében nem volt különbség, de a bogyók tömege és száma a távoli vörös fény esetében nagyobb volt, ami magasabb össz-biomasszát eredményezett. Ezek az eredmények azt mutatják, hogy a fényrecept helyes összeállítása jelentős hatással van a zöldségek tulajdonságaira. A kék és vörös fény kombinációját érdemes távoli vörössel kiegészíteni a saláták méretének és a paradicsom terméshozamának növelése érdekében, míg a zöld fény a beltartalmi értékek javításában játszik fontos szerepet. További kísérletezés különböző fajtákkal hasznos lehet üvegházakban és vertikális farmokon egyaránt.

(Forrás: magyarmezogazdasag.hu)

Témák a cikkben

precíziós növénytermesztés vertikális farm vertikális növénytermesztés