May-akda: Yamin Li at Houcheng Liu, atbp., mula sa Kolehiyo ng Hortikultura, South China Agriculture University

Pinagmulan ng Artikulo: Greenhouse Horticulture

Ang mga uri ng pasilidad ng hortikultura ay pangunahing kinabibilangan ng mga plastik na greenhouse, solar greenhouse, multi-span greenhouse, at mga pabrika ng halaman. Dahil ang mga gusali ng pasilidad ay humaharang sa natural na pinagmumulan ng liwanag sa isang tiyak na lawak, hindi sapat ang liwanag sa loob ng bahay, na siya namang nagpapababa sa ani at kalidad ng pananim. Samakatuwid, ang karagdagang liwanag ay gumaganap ng isang napakahalagang papel sa mataas na kalidad at mataas na ani na mga pananim ng pasilidad, ngunit ito rin ay naging isang pangunahing salik sa pagtaas ng pagkonsumo ng enerhiya at mga gastos sa pagpapatakbo sa pasilidad.

Sa loob ng mahabang panahon, ang mga artipisyal na pinagmumulan ng liwanag na ginagamit sa larangan ng hortikultura ng pasilidad ay pangunahing kinabibilangan ng high pressure sodium lamp, fluorescent lamp, metal halogen lamp, incandescent lamp, at iba pa. Ang mga pangunahing disbentaha ay ang mataas na produksyon ng init, mataas na pagkonsumo ng enerhiya, at mataas na gastos sa pagpapatakbo. Ang pag-unlad ng bagong henerasyon ng light emitting diode (LED) ay nagbibigay-daan sa paggamit ng mababang enerhiyang artipisyal na pinagmumulan ng liwanag sa larangan ng hortikultura ng pasilidad. Ang LED ay may mga bentahe ng mataas na photoelectric conversion efficiency, DC power, maliit na volume, mahabang buhay, mababang pagkonsumo ng enerhiya, fixed wavelength, mababang thermal radiation, at proteksyon sa kapaligiran. Kung ikukumpara sa high-pressure sodium lamp at fluorescent lamp na karaniwang ginagamit sa kasalukuyan, ang LED ay hindi lamang kayang isaayos ang dami at kalidad ng liwanag (ang proporsyon ng iba't ibang band light) ayon sa mga pangangailangan ng paglaki ng halaman, at kayang mag-ilaw ng mga halaman sa malapit na distansya dahil sa malamig na liwanag nito. Kaya, ang bilang ng mga cultivation layer at rate ng paggamit ng espasyo ay maaaring mapabuti, at ang mga tungkulin ng pagtitipid ng enerhiya, proteksyon sa kapaligiran, at mahusay na paggamit ng espasyo na hindi maaaring palitan ng tradisyonal na pinagmumulan ng liwanag ay maaaring maisakatuparan.

Batay sa mga bentaheng ito, matagumpay na ginamit ang LED sa mga pasilidad ng hortikultural na ilaw, pangunahing pananaliksik sa kontroladong kapaligiran, plant tissue culture, plant factory seedling at aerospace ecosystem. Sa mga nakaraang taon, bumubuti ang performance ng LED grow lighting, bumababa ang presyo, at unti-unting nabubuo ang lahat ng uri ng produkto na may mga partikular na wavelength, kaya mas malawak ang aplikasyon nito sa larangan ng agrikultura at biology.

Binubuod ng artikulong ito ang katayuan ng pananaliksik ng LED sa larangan ng hortikultura ng pasilidad, nakatuon sa aplikasyon ng LED supplemental light sa pundasyon ng light biology, mga LED grow light sa pagbuo ng liwanag ng halaman, kalidad ng nutrisyon at ang epekto ng pagpapaantala ng pagtanda, ang pagbuo at aplikasyon ng formula ng ilaw, at mga pagsusuri at prospect ng kasalukuyang mga problema at prospect ng teknolohiya ng LED supplemental light.

Epekto ng karagdagang ilaw na LED sa paglaki ng mga pananim na hortikultural

Ang mga regulatoryong epekto ng liwanag sa paglaki at pag-unlad ng halaman ay kinabibilangan ng pagtubo ng binhi, paghaba ng tangkay, pag-unlad ng dahon at ugat, phototropism, synthesis at decomposition ng chlorophyll, at flower induction. Ang mga elemento ng kapaligirang pang-ilaw sa pasilidad ay kinabibilangan ng intensidad ng liwanag, siklo ng liwanag at distribusyon ng spectral. Ang mga elemento ay maaaring isaayos sa pamamagitan ng artipisyal na suplemento ng liwanag nang hindi nililimitahan ang mga kondisyon ng panahon.

Sa kasalukuyan, mayroong hindi bababa sa tatlong uri ng photoreceptor sa mga halaman: phytochrome (sumisipsip ng pulang ilaw at malayong pulang ilaw), cryptochrome (sumisipsip ng asul na ilaw at malapit sa ultraviolet light) at UV-A at UV-B. Ang paggamit ng ispesipikong wavelength light source upang i-irradiate ang mga pananim ay maaaring mapabuti ang photosynthesis efficiency ng mga halaman, mapabilis ang light morphogenesis, at mapabilis ang paglaki at pag-unlad ng mga halaman. Ang pulang orange na ilaw (610 ~ 720 nm) at asul na lila na ilaw (400 ~ 510 nm) ay ginamit sa photosynthesis ng halaman. Gamit ang teknolohiyang LED, ang monochromatic na ilaw (tulad ng pulang ilaw na may 660nm peak, asul na ilaw na may 450nm peak, atbp.) ay maaaring i-radiate kasabay ng pinakamalakas na absorption band ng chlorophyll, at ang spectral domain width ay ± 20 nm lamang.

Sa kasalukuyan, pinaniniwalaan na ang pulang-kahel na ilaw ay lubos na magpapabilis sa pag-unlad ng mga halaman, magtataguyod ng akumulasyon ng tuyong bagay, pagbuo ng mga bulbo, tubers, bulbo ng dahon at iba pang organo ng halaman, magiging sanhi ng maagang pamumulaklak at pamumunga ng mga halaman, at gaganap ng pangunahing papel sa pagpapahusay ng kulay ng halaman; Ang asul at lilang ilaw ay maaaring kumontrol sa phototropism ng mga dahon ng halaman, magsusulong ng pagbubukas ng stomata at paggalaw ng chloroplast, pumipigil sa paghaba ng tangkay, pipigil sa paghaba ng halaman, magpapaantala sa pamumulaklak ng halaman, at magsusulong ng paglaki ng mga vegetative organ; ang kombinasyon ng pula at asul na mga LED ay maaaring makabawi sa kakulangan ng liwanag ng iisang kulay ng dalawa at bumuo ng isang spectral absorption peak na pangunahing naaayon sa photosynthesis at morphology ng pananim. Ang rate ng paggamit ng enerhiya ng liwanag ay maaaring umabot sa 80% hanggang 90%, at ang epekto ng pagtitipid ng enerhiya ay makabuluhan.

Ang paggamit ng mga LED supplementary lights sa mga pasilidad ng hortikultura ay maaaring makamit ang isang napakalaking pagtaas sa produksyon. Ipinakita ng mga pag-aaral na ang bilang ng mga prutas, ang kabuuang output, at ang bigat ng bawat cherry tomato sa ilalim ng supplementary light na 300 μmol/(m²·s) na mga LED strip at LED tube sa loob ng 12 oras (8:00-20:00) ay lubhang tumaas. Ang supplementary light ng LED strip ay tumaas ng 42.67%, 66.89%, at 16.97% ayon sa pagkakabanggit, at ang supplementary light ng LED tube ay tumaas ng 48.91%, 94.86%, at 30.86% ayon sa pagkakabanggit. Ang LED supplement light ng LED grow lighting fixture sa buong panahon ng paglago [ang ratio ng pula at asul na ilaw ay 3:2, at ang intensity ng ilaw ay 300 μmol/(m²·s)] ay maaaring makabuluhang magpataas ng kalidad at ani ng isang prutas bawat unit area ng chiehwa at talong. Ang Chikuquan ay tumaas ng 5.3% at 15.6%, at ang talong ay tumaas ng 7.6% at 7.8%. Sa pamamagitan ng kalidad ng ilaw na LED at ng tindi at tagal nito sa buong panahon ng paglago, maaaring paikliin ang siklo ng paglago ng halaman, mapabuti ang komersyal na ani, kalidad ng nutrisyon at halagang morpolohikal ng mga produktong agrikultural, at maisasakatuparan ang mataas na kahusayan, nakakatipid ng enerhiya at matalinong produksyon ng mga pananim na hortikultural sa pasilidad.

Paggamit ng LED supplement light sa pagtatanim ng mga punla ng gulay

Ang pagkontrol sa morpolohiya at paglaki at pag-unlad ng halaman sa pamamagitan ng LED light source ay isang mahalagang teknolohiya sa larangan ng greenhouse cultivation. Ang mga higher plant ay nakakaramdam at nakakatanggap ng mga signal ng liwanag sa pamamagitan ng mga photoreceptor system tulad ng phytochrome, cryptochrome, at photoreceptor, at nagsasagawa ng mga pagbabago sa morpolohiya sa pamamagitan ng mga intracellular messenger upang makontrol ang mga tisyu at organo ng halaman. Ang photomorphogenesis ay nangangahulugan na ang mga halaman ay umaasa sa liwanag upang kontrolin ang pagkakaiba-iba ng selula, mga pagbabago sa istruktura at paggana, pati na rin ang pagbuo ng mga tisyu at organo, kabilang ang impluwensya sa pagtubo ng ilang buto, pagtataguyod ng apical dominance, pagsugpo sa paglaki ng lateral bud, paghaba ng tangkay, at tropismo.

Ang pagtatanim ng mga punla ng gulay ay isang mahalagang bahagi ng agrikultura sa pasilidad. Ang patuloy na pag-ulan ay magdudulot ng kakulangan ng liwanag sa pasilidad, at ang mga punla ay madaling humaba, na makakaapekto sa paglaki ng mga gulay, pag-iiba-iba ng usbong ng bulaklak at pag-unlad ng prutas, at sa huli ay makakaapekto sa kanilang ani at kalidad. Sa produksyon, ang ilang mga plant growth regulator, tulad ng gibberellin, auxin, paclobutrazol at chlormequat, ay ginagamit upang pangasiwaan ang paglaki ng mga punla. Gayunpaman, ang hindi makatwirang paggamit ng mga plant growth regulator ay madaling makakasama sa kapaligiran ng mga gulay at pasilidad, na hindi kanais-nais sa kalusugan ng tao.

Ang LED supplementary light ay may maraming natatanging bentahe ng supplementary light, at ito ay isang praktikal na paraan upang magamit ang LED supplementary light sa pagpapalaki ng mga punla. Sa eksperimento ng LED supplement light [25±5 μmol/(m²·s)] na isinagawa sa ilalim ng kondisyon ng mahinang liwanag [0~35 μmol/(m²·s)], natuklasan na ang berdeng ilaw ay nagtataguyod ng paghaba at paglaki ng mga punla ng pipino. Pinipigilan ng pulang ilaw at asul na ilaw ang paglaki ng mga punla. Kung ikukumpara sa natural na mahinang liwanag, ang strong seedling index ng mga punla na sinuportahan ng pula at asul na ilaw ay tumaas ng 151.26% at 237.98%, ayon sa pagkakabanggit. Kung ikukumpara sa monochromatic light quality, ang index ng malalakas na punla na naglalaman ng pula at asul na mga sangkap sa ilalim ng paggamot ng compound light supplement light ay tumaas ng 304.46%.

Ang pagdaragdag ng pulang ilaw sa mga punla ng pipino ay maaaring magpataas ng bilang ng mga tunay na dahon, lawak ng dahon, taas ng halaman, diyametro ng tangkay, kalidad ng tuyo at sariwa, malakas na indeks ng punla, sigla ng ugat, aktibidad ng SOD at nilalaman ng soluble protein ng mga punla ng pipino. Ang pagdaragdag ng UV-B ay maaaring magpataas ng nilalaman ng chlorophyll a, chlorophyll b at carotenoids sa mga dahon ng punla ng pipino. Kung ikukumpara sa natural na liwanag, ang pagdaragdag ng pula at asul na ilaw ng LED ay maaaring makabuluhang magpataas ng lawak ng dahon, kalidad ng tuyong bagay at malakas na indeks ng punla ng mga punla ng kamatis. Ang pagdaragdag ng pulang ilaw at berdeng ilaw ng LED ay makabuluhang nagpapataas ng taas at kapal ng tangkay ng mga punla ng kamatis. Ang paggamot ng berdeng ilaw na suplemento ng LED ay maaaring makabuluhang magpataas ng biomass ng mga punla ng pipino at kamatis, at ang sariwa at tuyong bigat ng mga punla ay tumataas kasabay ng pagtaas ng intensidad ng berdeng ilaw na suplemento ng liwanag, habang ang makapal na tangkay at malakas na indeks ng punla ng mga punla ng kamatis ay pawang sumusunod sa berdeng ilaw na suplemento ng liwanag. Ang pagtaas ng lakas ay tumataas. Ang kombinasyon ng pulang ilaw at asul na ilaw ng LED ay maaaring magpataas ng kapal ng tangkay, lawak ng dahon, tuyong bigat ng buong halaman, ratio ng ugat sa usbong, at malakas na indeks ng punla ng talong. Kung ikukumpara sa puting ilaw, ang pulang ilaw na LED ay maaaring magpataas ng biomass ng mga punla ng repolyo at magsulong ng paghaba at paglawak ng dahon ng mga punla ng repolyo. Ang asul na ilaw na LED ay nagtataguyod ng makapal na paglaki, akumulasyon ng tuyong bagay at malakas na indeks ng punla ng mga punla ng repolyo, at nagpapaliit sa mga punla ng repolyo. Ipinapakita ng mga resulta sa itaas na ang mga bentahe ng mga punla ng gulay na itinanim gamit ang teknolohiya ng regulasyon ng liwanag ay napakalinaw.

Epekto ng karagdagang ilaw ng LED sa kalidad ng nutrisyon ng mga prutas at gulay

Ang protina, asukal, organikong asido, at bitamina na nakapaloob sa mga prutas at gulay ay mga sangkap na nakapagpapalusog sa kalusugan ng tao. Ang kalidad ng liwanag ay maaaring makaapekto sa nilalaman ng VC sa mga halaman sa pamamagitan ng pag-regulate sa aktibidad ng VC synthesis at decomposing enzyme, at maaari nitong i-regulate ang metabolismo ng protina at akumulasyon ng carbohydrate sa mga halamang hortikultural. Ang pulang ilaw ay nagtataguyod ng akumulasyon ng carbohydrate, ang blue light treatment ay kapaki-pakinabang sa pagbuo ng protina, habang ang kombinasyon ng pula at asul na liwanag ay maaaring mapabuti ang kalidad ng nutrisyon ng mga halaman nang mas mataas kaysa sa monochromatic light.

Ang pagdaragdag ng pula o asul na LED light ay maaaring makabawas sa nilalaman ng nitrate sa letsugas, ang pagdaragdag ng asul o berdeng LED light ay maaaring magsulong ng akumulasyon ng natutunaw na asukal sa letsugas, at ang pagdaragdag ng infrared LED light ay nakakatulong sa akumulasyon ng VC sa letsugas. Ipinakita ng mga resulta na ang suplemento ng asul na ilaw ay maaaring mapabuti ang nilalaman ng VC at nilalaman ng natutunaw na protina ng kamatis; ang pinagsamang pulang ilaw at pulang asul na ilaw ay maaaring magsulong ng nilalaman ng asukal at asido ng prutas ng kamatis, at ang ratio ng asukal sa asido ang pinakamataas sa ilalim ng pinagsamang pulang asul na ilaw; ang pinagsamang pulang asul na ilaw ay maaaring mapabuti ang nilalaman ng VC ng prutas ng pipino.

Ang mga phenol, flavonoid, anthocyanin, at iba pang sangkap sa mga prutas at gulay ay hindi lamang may mahalagang impluwensya sa kulay, lasa, at halaga ng mga prutas at gulay, kundi mayroon din itong natural na antioxidant activity, at maaaring epektibong pumigil o mag-alis ng mga free radical sa katawan ng tao.

Ang paggamit ng LED blue light bilang suplemento sa liwanag ay maaaring makabuluhang magpataas ng nilalaman ng anthocyanin ng balat ng talong ng 73.6%, habang ang paggamit ng LED red light at kombinasyon ng pula at asul na liwanag ay maaaring magpataas ng nilalaman ng flavonoids at kabuuang phenols. Ang asul na liwanag ay maaaring magsulong ng akumulasyon ng lycopene, flavonoids at anthocyanins sa mga prutas ng kamatis. Ang kombinasyon ng pula at asul na liwanag ay nagtataguyod ng produksyon ng mga anthocyanin sa isang tiyak na lawak, ngunit pinipigilan ang synthesis ng mga flavonoid. Kung ikukumpara sa white light treatment, ang red light treatment ay maaaring makabuluhang magpataas ng nilalaman ng anthocyanin ng mga usbong ng letsugas, ngunit ang blue light treatment ay may pinakamababang nilalaman ng anthocyanin. Ang kabuuang nilalaman ng phenol ng berdeng dahon, lilang dahon at pulang dahon ng letsugas ay mas mataas sa ilalim ng white light, red-blue combined light at blue light treatment, ngunit ito ang pinakamababa sa ilalim ng red light treatment. Ang pagdaragdag ng LED ultraviolet light o orange light ay maaaring magpataas ng nilalaman ng phenolic compounds sa mga dahon ng letsugas, habang ang pagdaragdag ng green light ay maaaring magpataas ng nilalaman ng anthocyanins. Samakatuwid, ang paggamit ng LED grow light ay isang epektibong paraan upang makontrol ang kalidad ng nutrisyon ng mga prutas at gulay sa paglilinang ng hortikultura sa pasilidad.

Ang epekto ng karagdagang ilaw ng LED sa pagpigil sa pagtanda ng mga halaman

Ang pagkasira ng kloropila, mabilis na pagkawala ng protina, at hydrolysis ng RNA habang tumatanda ang halaman ay pangunahing ipinapakita bilang tumatanda ang mga dahon. Ang mga kloroplast ay sensitibo sa mga pagbabago sa panlabas na kapaligiran ng liwanag, lalo na't apektado ng kalidad ng liwanag. Ang pulang liwanag, asul na liwanag, at pinagsamang pula-asul na liwanag ay nakakatulong sa morpogenesis ng kloroplast, ang asul na liwanag ay nakakatulong sa akumulasyon ng mga butil ng starch sa mga kloroplast, at ang pulang liwanag at malayong pulang liwanag ay may negatibong epekto sa pag-unlad ng kloroplast. Ang kombinasyon ng asul na liwanag at pula at asul na liwanag ay maaaring magsulong ng sintesis ng chlorophyll sa mga dahon ng punla ng pipino, at ang kombinasyon ng pula at asul na liwanag ay maaari ring magpaantala sa paghina ng nilalaman ng chlorophyll ng dahon sa huling yugto. Ang epektong ito ay mas halata sa pagbaba ng ratio ng pulang liwanag at pagtaas ng ratio ng asul na liwanag. Ang nilalaman ng chlorophyll ng mga dahon ng punla ng pipino sa ilalim ng paggamot ng pulang at asul na pinagsamang liwanag ng LED ay mas mataas nang malaki kaysa sa ilalim ng kontrol ng fluorescent light at monochromatic na pula at asul na liwanag. Ang asul na liwanag ng LED ay maaaring makabuluhang magpataas ng halaga ng chlorophyll a/b ng mga punla ng Wutacai at berdeng bawang.

Sa panahon ng pagtanda, may mga cytokinin (CTK), auxin (IAA), mga pagbabago sa nilalaman ng abscisic acid (ABA) at iba't ibang pagbabago sa aktibidad ng enzyme. Ang nilalaman ng mga hormone ng halaman ay madaling maapektuhan ng liwanag sa kapaligiran. Ang iba't ibang katangian ng liwanag ay may iba't ibang epekto sa regulasyon ng mga hormone ng halaman, at ang mga unang hakbang ng landas ng transduction ng signal ng liwanag ay kinabibilangan ng mga cytokinin.

Itinataguyod ng CTK ang paglawak ng mga selula ng dahon, pinapahusay ang photosynthesis ng dahon, habang pinipigilan ang mga aktibidad ng ribonuclease, deoxyribonuclease at protease, at pinapabagal ang pagkasira ng mga nucleic acid, protina at chlorophyll, kaya maaari nitong lubos na maantala ang pagtanda ng dahon. Mayroong interaksyon sa pagitan ng liwanag at regulasyon sa pag-unlad na pinamagitan ng CTK, at maaaring pasiglahin ng liwanag ang pagtaas ng mga antas ng endogenous cytokinin. Kapag ang mga tisyu ng halaman ay nasa estado ng pagtanda, bumababa ang kanilang endogenous cytokinin content.

Ang IAA ay pangunahing nakakonsentra sa mga bahagi ng masiglang paglaki, at napakakaunti lamang ang nilalaman nito sa mga tumatandang tisyu o organo. Ang liwanag na kulay lila ay maaaring magpataas ng aktibidad ng indole acetic acid oxidase, at ang mababang antas ng IAA ay maaaring pumigil sa paghaba at paglaki ng mga halaman.

Ang ABA ay pangunahing nabubuo sa mga tisyu ng dahon na tumatanda, mga hinog na prutas, mga buto, mga tangkay, mga ugat at iba pang bahagi. Ang nilalaman ng ABA ng pipino at repolyo sa ilalim ng kombinasyon ng pula at asul na liwanag ay mas mababa kaysa sa puting liwanag at asul na liwanag.

Ang Peroxidase (POD), superoxide dismutase (SOD), ascorbate peroxidase (APX), at catalase (CAT) ay mas mahalaga at mga enzyme na proteksiyon na may kaugnayan sa liwanag sa mga halaman. Kung tumatanda ang mga halaman, ang mga aktibidad ng mga enzyme na ito ay mabilis na bababa.

Ang iba't ibang katangian ng liwanag ay may malaking epekto sa mga aktibidad ng antioxidant enzyme ng halaman. Pagkatapos ng 9 na araw na red light treatment, ang aktibidad ng APX ng mga punla ng rape ay tumaas nang malaki, at ang aktibidad ng POD ay bumaba. Ang aktibidad ng POD ng kamatis pagkatapos ng 15 araw na red light at blue light ay mas mataas kaysa sa white light ng 20.9% at 11.7%, ayon sa pagkakabanggit. Pagkatapos ng 20 araw na green light treatment, ang aktibidad ng POD ng kamatis ang pinakamababa, 55.4% lamang ng white light. Ang pagdaragdag ng 4 na oras na blue light ay maaaring makabuluhang magpataas ng soluble protein content, POD, SOD, APX, at CAT enzyme activities sa mga dahon ng pipino sa yugto ng punla. Bukod pa rito, ang mga aktibidad ng SOD at APX ay unti-unting bumababa kasabay ng paghaba ng liwanag. Ang aktibidad ng SOD at APX sa ilalim ng blue light at red light ay mabagal na bumababa ngunit palaging mas mataas kaysa sa white light. Ang red light irradiation ay makabuluhang nagpababa sa mga aktibidad ng peroxidase at IAA peroxidase ng mga dahon ng kamatis at IAA peroxidase ng mga dahon ng talong, ngunit naging sanhi ng pagtaas nang malaki ng aktibidad ng peroxidase ng mga dahon ng talong. Samakatuwid, ang paggamit ng isang makatwirang estratehiya sa karagdagang ilaw na LED ay maaaring epektibong makapagpabagal sa pagtanda ng mga pananim na hortikultural sa pasilidad at mapabuti ang ani at kalidad.

Konstruksyon at aplikasyon ng pormula ng ilaw na LED

Ang paglaki at pag-unlad ng mga halaman ay lubos na naaapektuhan ng kalidad ng liwanag at ng iba't ibang proporsyon ng komposisyon nito. Ang pormula ng liwanag ay pangunahing kinabibilangan ng ilang elemento tulad ng proporsyon ng kalidad ng liwanag, tindi ng liwanag, at oras ng liwanag. Dahil ang iba't ibang halaman ay may iba't ibang pangangailangan para sa liwanag at iba't ibang yugto ng paglaki at pag-unlad, ang pinakamahusay na kombinasyon ng kalidad ng liwanag, tindi ng liwanag, at oras ng pagdaragdag ng liwanag ang kinakailangan para sa mga itinatanim na pananim.

 ◆Ratio ng spectrum ng liwanag

Kung ikukumpara sa puting ilaw at nag-iisang pula at asul na ilaw, ang kombinasyon ng LED na pula at asul na ilaw ay may malawak na bentahe sa paglaki at pag-unlad ng mga punla ng pipino at repolyo.

Kapag ang proporsyon ng pula at asul na ilaw ay 8:2, ang kapal ng tangkay ng halaman, taas ng halaman, tuyong timbang ng halaman, sariwang timbang, malakas na indeks ng punla, atbp., ay lubos na tumataas, at ito rin ay kapaki-pakinabang sa pagbuo ng chloroplast matrix at basal lamella at sa output ng asimilasyon.

Ang paggamit ng kombinasyon ng pula, berde, at asul na kalidad para sa toge ay kapaki-pakinabang sa akumulasyon ng tuyong bagay nito, at ang berdeng ilaw ay maaaring magsulong ng akumulasyon ng tuyong bagay ng toge. Ang paglaki ay pinakahalata kapag ang ratio ng pula, berde, at asul na ilaw ay 6:2:1. Ang epekto ng paghaba ng hypocotyl ng punla ng toge ay ang pinakamahusay sa ilalim ng red and blue light ratio na 8:1, at ang paghaba ng hypocotyl ng toge ay malinaw na napigilan sa ilalim ng red and blue light ratio na 6:3, ngunit ang soluble protein content ang pinakamataas.

Kapag ang proporsyon ng pula at asul na liwanag ay 8:1 para sa mga punla ng loofah, ang pinakamataas ay ang malakas na indeks ng punla at ang nilalaman ng natutunaw na asukal ng mga punla ng loofah. Kapag gumagamit ng kalidad ng liwanag na may proporsyon ng pula at asul na liwanag na 6:3, ang nilalaman ng chlorophyll a, ang proporsyon ng chlorophyll a/b, at ang nilalaman ng natutunaw na protina ng mga punla ng loofah.

Kapag gumagamit ng 3:1 na ratio ng pula at asul na ilaw sa kintsay, mabisa nitong mapapataas ang taas ng halamang kintsay, haba ng tangkay, bilang ng dahon, kalidad ng tuyong bagay, nilalaman ng VC, nilalaman ng soluble protein at nilalaman ng soluble sugar. Sa pagtatanim ng kamatis, ang pagtaas ng proporsyon ng LED blue light ay nagtataguyod ng pagbuo ng lycopene, free amino acids at flavonoids, at ang pagtaas ng proporsyon ng pulang ilaw ay nagtataguyod ng pagbuo ng titratable acids. Kapag ang ilaw na may ratio ng pula at asul na ilaw sa dahon ng letsugas ay 8:1, ito ay kapaki-pakinabang sa akumulasyon ng carotenoids, at epektibong binabawasan ang nilalaman ng nitrate at pinapataas ang nilalaman ng VC.

 ◆Lakas ng liwanag

Ang mga halamang lumalaki sa ilalim ng mahinang liwanag ay mas madaling kapitan ng photoinhibition kaysa sa ilalim ng malakas na liwanag. Ang net photosynthesis rate ng mga punla ng kamatis ay tumataas kasabay ng pagtaas ng intensidad ng liwanag [50, 150, 200, 300, 450, 550μmol/(m²·s)], na nagpapakita ng trend na unang tumataas at pagkatapos ay bumababa, at sa 300μmol/(m²·s) ay naabot ang pinakamataas na antas. Ang taas ng halaman, lawak ng dahon, nilalaman ng tubig at nilalaman ng VC ng letsugas ay tumaas nang malaki sa ilalim ng 150μmol/(m²·s) na paggamot sa intensidad ng liwanag. Sa ilalim ng 200μmol/(m²·s) na paggamot sa intensidad ng liwanag, ang sariwang timbang, kabuuang timbang at ang nilalaman ng libreng amino acid ay tumaas nang malaki, at sa ilalim ng paggamot sa 300μmol/(m²·s) na intensidad ng liwanag, ang lawak ng dahon, nilalaman ng tubig, chlorophyll a, chlorophyll a+b at carotenoids ng letsugas ay nabawasan lahat. Kung ikukumpara sa kadiliman, sa pagtaas ng tindi ng liwanag na dulot ng LED [3, 9, 15 μmol/(m²·s)], ang nilalaman ng chlorophyll a, chlorophyll b, at chlorophyll a+b ng toge ay tumaas nang malaki. Ang nilalaman ng VC ay pinakamataas sa 3μmol/(m²·s), at ang nilalaman ng soluble protein, soluble sugar at sucrose ay pinakamataas sa 9μmol/(m²·s). Sa ilalim ng parehong kondisyon ng temperatura, sa pagtaas ng tindi ng liwanag [(2~2.5)lx×103 lx, (4~4.5)lx×103 lx, (6~6.5)lx×103 lx], ang oras ng pag-aanak ng mga punla ng sili ay umiikli, ang nilalaman ng soluble sugar ay tumataas, ngunit ang nilalaman ng chlorophyll a at carotenoids ay unti-unting bumababa.

 ◆Oras ng liwanag

Ang wastong pagpapahaba ng oras ng liwanag ay maaaring makapagpagaan sa stress ng mababang liwanag na dulot ng hindi sapat na tindi ng liwanag sa isang tiyak na lawak, makatulong sa akumulasyon ng mga produktong photosynthetic ng mga pananim na hortikultural, at makamit ang epekto ng pagtaas ng ani at pagpapabuti ng kalidad. Ang nilalaman ng VC ng mga usbong ay nagpakita ng unti-unting pagtaas kasabay ng pagpapahaba ng oras ng liwanag (0, 4, 8, 12, 16, 20 oras/araw), habang ang nilalaman ng libreng amino acid, mga aktibidad ng SOD at CAT ay pawang nagpakita ng pagbaba. Kasabay ng pagpapahaba ng oras ng liwanag (12, 15, 18 oras), ang sariwang bigat ng mga halaman ng repolyo ay tumaas nang malaki. Ang nilalaman ng VC sa mga dahon at tangkay ng repolyo ay pinakamataas sa 15 at 12 oras, ayon sa pagkakabanggit. Ang nilalaman ng soluble protein ng mga dahon ng repolyo ay unti-unting bumaba, ngunit ang mga tangkay ang pinakamataas pagkatapos ng 15 oras. Ang nilalaman ng soluble sugar ng mga dahon ng repolyo ay unti-unting tumaas, habang ang mga tangkay ang pinakamataas sa 12 oras. Kapag ang proporsyon ng pula at asul na liwanag ay 1:2, kumpara sa 12 oras na oras ng liwanag, ang 20 oras na paggamot sa liwanag ay binabawasan ang relatibong nilalaman ng kabuuang phenols at flavonoids sa berdeng letsugas, ngunit kapag ang proporsyon ng pula at asul na liwanag ay 2:1, ang 20 oras na paggamot sa liwanag ay makabuluhang nagpataas ng relatibong nilalaman ng kabuuang phenols at flavonoids sa berdeng letsugas.

Mula sa nabanggit, makikita na ang iba't ibang pormula ng liwanag ay may iba't ibang epekto sa potosintesis, potomorpohenesis, at metabolismo ng carbon at nitroheno ng iba't ibang uri ng pananim. Ang pagkuha ng pinakamahusay na pormula ng liwanag, pagsasaayos ng pinagmumulan ng liwanag, at pagbabalangkas ng mga matalinong estratehiya sa pagkontrol ay nangangailangan ng mga uri ng halaman bilang panimulang punto, at, ang mga naaangkop na pagsasaayos ay dapat gawin ayon sa mga pangangailangan ng kalakal ng mga pananim na hortikultural, mga layunin sa produksyon, mga salik sa produksyon, atbp., upang makamit ang layunin ng matalinong pagkontrol sa kapaligiran ng liwanag at mataas na kalidad at mataas na ani na mga pananim na hortikultural sa ilalim ng mga kondisyong nakakatipid ng enerhiya.

Mga umiiral na problema at mga prospect

Ang mahalagang bentahe ng LED grow light ay maaari itong gumawa ng matalinong mga pagsasaayos ng kumbinasyon ayon sa demand spectrum ng mga katangian ng photosynthetic, morpolohiya, kalidad at ani ng iba't ibang halaman. Ang iba't ibang uri ng pananim at iba't ibang panahon ng paglago ng iisang pananim ay pawang may iba't ibang pangangailangan para sa kalidad ng liwanag, intensidad ng liwanag at photoperiod. Nangangailangan ito ng karagdagang pag-unlad at pagpapabuti ng pananaliksik sa formula ng liwanag upang bumuo ng isang malaking database ng formula ng liwanag. Kasama ng pananaliksik at pagpapaunlad ng mga propesyonal na lampara, maaaring makamit ang pinakamataas na halaga ng mga LED supplementary light sa mga aplikasyon sa agrikultura, upang mas makatipid ng enerhiya, mapabuti ang kahusayan sa produksyon at mga benepisyong pang-ekonomiya. Ang aplikasyon ng LED grow light sa hortikultura ng pasilidad ay nagpakita ng masiglang sigla, ngunit ang presyo ng mga kagamitan o aparato ng LED lighting ay medyo mataas, at ang isang beses na pamumuhunan ay malaki. Ang mga kinakailangan sa supplement light ng iba't ibang pananim sa ilalim ng iba't ibang mga kondisyon sa kapaligiran ay hindi malinaw, ang supplement light spectrum, ang hindi makatwirang intensidad at oras ng grow light ay hindi maiiwasang magdudulot ng iba't ibang problema sa aplikasyon ng industriya ng grow lighting.

Gayunpaman, sa pagsulong at pagpapabuti ng teknolohiya at pagbawas ng gastos sa produksyon ng LED grow light, ang LED supplementary lighting ay mas malawakang gagamitin sa hortikultura ng pasilidad. Kasabay nito, ang pag-unlad at pag-unlad ng sistema ng teknolohiya ng LED supplementary light at ang kombinasyon ng bagong enerhiya ay magbibigay-daan sa mabilis na pag-unlad ng agrikultura sa pasilidad, agrikultura ng pamilya, agrikultura sa lungsod, at agrikultura sa kalawakan upang matugunan ang pangangailangan ng mga tao para sa mga pananim na hortikultura sa mga espesyal na kapaligiran.