Auteurs: Yamin Li en Houcheng Liu, e.a., van de Faculteit Tuinbouw, Zuid-Chinese Landbouwuniversiteit

Artikelbron: Kasbouw

De belangrijkste typen kassen voor de tuinbouw omvatten plastic kassen, zonne-energiekassen, meerdelige kassen en plantenfabrieken. Omdat de gebouwen van deze kassen de natuurlijke lichtbronnen tot op zekere hoogte blokkeren, is er onvoldoende binnenverlichting, wat op zijn beurt de gewasopbrengst en -kwaliteit vermindert. Aanvullende verlichting speelt daarom een ​​onmisbare rol voor de teelt van gewassen van hoge kwaliteit en met een hoge opbrengst. Tegelijkertijd is het echter ook een belangrijke factor geworden in de stijging van het energieverbruik en de operationele kosten van de kwekerij.

In de professionele tuinbouw werden lange tijd voornamelijk kunstmatige lichtbronnen gebruikt zoals hogedruk-natriumlampen, fluorescentielampen, metaalhalogeenlampen en gloeilampen. De belangrijkste nadelen hiervan waren de hoge warmteontwikkeling, het hoge energieverbruik en de hoge operationele kosten. De ontwikkeling van de nieuwe generatie ledlampen maakt het mogelijk om energiezuinige kunstmatige lichtbronnen te gebruiken in de professionele tuinbouw. ​​Ledlampen hebben als voordelen een hoge foto-elektrische conversie-efficiëntie, gelijkstroomvoeding, een klein formaat, een lange levensduur, een laag energieverbruik, een vaste golflengte, lage warmtestraling en milieuvriendelijkheid. In vergelijking met de veelgebruikte hogedruk-natriumlampen en fluorescentielampen kan een ledlamp niet alleen de hoeveelheid en kwaliteit van het licht (de verhouding van de verschillende lichtbanden) aanpassen aan de behoeften van de plantengroei, maar kan hij dankzij het koude licht ook planten van dichtbij belichten. Hierdoor kan het aantal teeltlagen en de benutting van de beschikbare ruimte worden verbeterd, en kunnen de voordelen van energiebesparing, milieuvriendelijkheid en ruimtebesparing, die traditionele lichtbronnen niet bieden, worden gerealiseerd.

Op basis van deze voordelen wordt LED al succesvol gebruikt in de tuinbouw, fundamenteel onderzoek naar beheersbare omgevingen, plantenweefselkweek, zaailingen in plantenfabrieken en ecosystemen in de ruimtevaart. De laatste jaren is de prestatie van LED-groeiverlichting verbeterd, de prijs gedaald en worden er steeds meer producten met specifieke golflengtes ontwikkeld, waardoor de toepassingsmogelijkheden in de landbouw en biologie zich verder zullen uitbreiden.

Dit artikel vat de huidige stand van het onderzoek naar LED in de professionele tuinbouw samen. Het richt zich op de toepassing van LED-aanvullende verlichting in de basis van lichtbiologie, de invloed van LED-groeilampen op de lichtvorming, de voedingswaarde en het verouderingsvertragende effect van planten, de ontwikkeling en toepassing van lichtformules, en analyseert de huidige problemen en toekomstperspectieven van LED-aanvullende verlichtingstechnologie.

Effect van LED-aanvullende verlichting op de groei van tuinbouwgewassen

De regulerende effecten van licht op de groei en ontwikkeling van planten omvatten zaadkieming, stengelverlenging, blad- en wortelontwikkeling, fototropisme, chlorofylsynthese en -afbraak, en bloeminductie. De lichtomgeving in de faciliteit omvat lichtintensiteit, lichtcyclus en spectrale verdeling. Deze elementen kunnen worden aangepast door middel van kunstlicht, onafhankelijk van weersomstandigheden.

Momenteel zijn er minstens drie soorten fotoreceptoren in planten: fytochroom (absorbeert rood en verrood licht), cryptochroom (absorbeert blauw en nabij-ultraviolet licht) en UV-A en UV-B. Het gebruik van een lichtbron met een specifieke golflengte om gewassen te bestralen, kan de fotosynthetische efficiëntie van planten verbeteren, de lichtmorfogenese versnellen en de groei en ontwikkeling van planten bevorderen. Roodoranje licht (610-720 nm) en blauwviolet licht (400-510 nm) werden gebruikt bij de fotosynthese van planten. Met LED-technologie kan monochromatisch licht (zoals rood licht met een piek van 660 nm, blauw licht met een piek van 450 nm, enz.) worden uitgestraald in lijn met de sterkste absorptieband van chlorofyl, en de spectrale bandbreedte is slechts ± 20 nm.

Er wordt momenteel aangenomen dat rood-oranje licht de ontwikkeling van planten aanzienlijk versnelt, de accumulatie van droge stof bevordert, de vorming van bollen, knollen, bladbollen en andere plantenorganen stimuleert, ervoor zorgt dat planten eerder bloeien en vrucht dragen, en een belangrijke rol speelt bij het verbeteren van de plantenkleur. Blauw en violet licht kunnen de fototropie van plantenbladeren reguleren, de opening van huidmondjes en de beweging van chloroplasten bevorderen, stengelverlenging remmen, plantengroei tegengaan, de bloei vertragen en de groei van vegetatieve organen stimuleren. De combinatie van rode en blauwe led's kan het tekort aan licht van één kleur compenseren en een spectrale absorptiepiek creëren die in principe overeenkomt met de fotosynthese en morfologie van gewassen. De benuttingsgraad van de lichtenergie kan 80% tot 90% bereiken, wat een aanzienlijk energiebesparend effect oplevert.

Het gebruik van LED-bijverlichting in de professionele tuinbouw kan de productie aanzienlijk verhogen. Studies hebben aangetoond dat het aantal vruchten, de totale opbrengst en het gewicht van elke cherrytomaat significant toenemen onder bijverlichting met LED-strips en LED-buizen van 300 μmol/(m²·s) gedurende 12 uur (8:00-20:00). De bijverlichting met LED-strips resulteerde in een toename van respectievelijk 42,67%, 66,89% en 16,97%, terwijl de bijverlichting met LED-buizen een toename van respectievelijk 48,91%, 94,86% en 30,86% liet zien. De LED-bijverlichting van LED-groeilampen gedurende de gehele groeiperiode [met een verhouding van rood en blauw licht van 3:2 en een lichtintensiteit van 300 μmol/(m²·s)] kan de kwaliteit van individuele vruchten en de opbrengst per oppervlakte-eenheid van chiehwa en aubergine aanzienlijk verbeteren. De opbrengst van chikuquan steeg met 5,3% en 15,6%, en die van aubergine met 7,6% en 7,8%. Door de kwaliteit, intensiteit en duur van de LED-verlichting gedurende de gehele groeiperiode kan de groeicyclus van de planten worden verkort, de commerciële opbrengst, de voedingswaarde en de morfologische waarde van landbouwproducten worden verbeterd, en kan een zeer efficiënte, energiebesparende en intelligente productie van tuinbouwgewassen worden gerealiseerd.

Toepassing van LED-aanvullende verlichting bij de teelt van groentezaailingen.

Het reguleren van de morfologie, groei en ontwikkeling van planten met behulp van LED-licht is een belangrijke technologie in de glastuinbouw. ​​Hogere planten kunnen lichtsignalen waarnemen en ontvangen via fotoreceptorsystemen zoals fytochroom, cryptochroom en fotoreceptoren, en morfologische veranderingen bewerkstelligen via intracellulaire boodschappers om plantenweefsels en -organen te reguleren. Fotomorfogenese houdt in dat planten licht gebruiken om celdifferentiatie, structurele en functionele veranderingen, en de vorming van weefsels en organen te controleren, inclusief de invloed op de kieming van bepaalde zaden, het bevorderen van apicale dominantie, het remmen van de groei van zijscheuten, stengelverlenging en tropisme.

De teelt van groentezaailingen is een belangrijk onderdeel van de kassenbouw. ​​Aanhoudend regenachtig weer zorgt voor onvoldoende licht in de kazen, waardoor zaailingen de neiging hebben om te lang te worden. Dit beïnvloedt de groei van de groenten, de differentiatie van bloemknoppen en de vruchtontwikkeling, en uiteindelijk de opbrengst en kwaliteit. In de teelt worden bepaalde plantengroeiregulatoren, zoals gibberelline, auxine, paclobutrazol en chlormequat, gebruikt om de groei van zaailingen te reguleren. Onverstandig gebruik van plantengroeiregulatoren kan echter gemakkelijk leiden tot vervuiling van het milieu en de kwekerijen, met nadelige gevolgen voor de menselijke gezondheid.

LED-aanvullingslicht heeft veel unieke voordelen en is een haalbare manier om zaailingen te kweken. In een experiment met LED-aanvullingslicht [25±5 μmol/(m²·s)], uitgevoerd onder omstandigheden met weinig licht [0~35 μmol/(m²·s)], werd vastgesteld dat groen licht de strekking en groei van komkommerzaailingen bevordert. Rood en blauw licht remmen de groei van zaailingen. Vergeleken met zwak natuurlijk licht, nam de groeikracht van zaailingen die werden aangevuld met rood en blauw licht respectievelijk met 151,26% en 237,98% toe. Vergeleken met monochromatisch licht, nam de groeikracht van zaailingen met een combinatie van rood en blauw licht onder de behandeling met samengesteld aanvullend licht met 304,46% toe.

Het toevoegen van rood licht aan komkommerzaailingen kan het aantal echte bladeren, het bladoppervlak, de planthoogte, de stengeldiameter, de droge en verse kwaliteit, de zaailingsterkte, de wortelvitaliteit, de SOD-activiteit en het gehalte aan oplosbare eiwitten verhogen. Het toevoegen van UV-B-licht kan het gehalte aan chlorofyl a, chlorofyl b en carotenoïden in de bladeren van komkommerzaailingen verhogen. Vergeleken met natuurlijk licht kan het toevoegen van rood en blauw LED-licht het bladoppervlak, de droge stofkwaliteit en de zaailingsterkte van tomatenzaailingen aanzienlijk verhogen. Het toevoegen van rood en groen LED-licht verhoogt de hoogte en stengeldikte van tomatenzaailingen aanzienlijk. De behandeling met groen LED-licht kan de biomassa van komkommer- en tomatenzaailingen aanzienlijk verhogen. Het verse en droge gewicht van de zaailingen neemt toe met de toename van de intensiteit van het groene LED-licht, terwijl de stengeldikte en de zaailingsterkte van de tomatenzaailingen toenemen met de toename van het groene LED-licht. De combinatie van rood en blauw LED-licht kan de stengeldikte, het bladoppervlak, het droge gewicht van de hele plant, de wortel-scheutverhouding en de groeikracht van aubergineplanten vergroten. In vergelijking met wit licht kan rood LED-licht de biomassa van koolzaailingen verhogen en de lengtegroei en bladontwikkeling bevorderen. Blauw LED-licht bevordert de dikke groei, de droge stofaccumulatie en de groeikracht van koolzaailingen, en zorgt ervoor dat de koolzaailingen dwergachtig blijven. De bovenstaande resultaten tonen aan dat de voordelen van groentezaailingen die met lichtreguleringstechnologie worden gekweekt, zeer duidelijk zijn.

Effect van LED-aanvullingsverlichting op de voedingswaarde van groenten en fruit

De eiwitten, suikers, organische zuren en vitaminen in groenten en fruit zijn voedingsstoffen die gunstig zijn voor de menselijke gezondheid. De lichtkwaliteit kan het vitamine C-gehalte in planten beïnvloeden door de activiteit van enzymen die vitamine C synthetiseren en afbreken te reguleren. Het kan ook het eiwitmetabolisme en de koolhydraataccumulatie in tuinbouwgewassen reguleren. Rood licht bevordert de koolhydraataccumulatie, blauw licht is gunstig voor de eiwitvorming, terwijl een combinatie van rood en blauw licht de voedingswaarde van planten aanzienlijk kan verbeteren in vergelijking met monochromatisch licht.

Het toevoegen van rood of blauw ledlicht kan het nitraatgehalte in sla verlagen, het toevoegen van blauw of groen ledlicht kan de ophoping van oplosbare suikers in sla bevorderen, en het toevoegen van infrarood ledlicht is gunstig voor de ophoping van vitamine C in sla. De resultaten toonden aan dat de toevoeging van blauw licht het vitamine C-gehalte en het gehalte aan oplosbare eiwitten in tomaten kon verbeteren; rood licht en een combinatie van rood en blauw licht konden het suiker- en zuurgehalte van tomaten verhogen, waarbij de suiker-zuurverhouding het hoogst was onder een combinatie van rood en blauw licht; een combinatie van rood en blauw licht kon het vitamine C-gehalte van komkommers verbeteren.

De fenolen, flavonoïden, anthocyaninen en andere stoffen in groenten en fruit hebben niet alleen een belangrijke invloed op de kleur, smaak en commerciële waarde ervan, maar bezitten ook een natuurlijke antioxiderende werking en kunnen vrije radicalen in het menselijk lichaam effectief remmen of neutraliseren.

Het gebruik van blauw LED-licht als aanvulling op de lichtbron kan het anthocyaninegehalte van aubergineschillen aanzienlijk verhogen met 73,6%, terwijl rood LED-licht en een combinatie van rood en blauw licht het gehalte aan flavonoïden en totale fenolen kunnen verhogen. Blauw licht kan de accumulatie van lycopeen, flavonoïden en anthocyaninen in tomaten bevorderen. De combinatie van rood en blauw licht bevordert de productie van anthocyaninen tot op zekere hoogte, maar remt de synthese van flavonoïden. Vergeleken met wit licht kan rood licht het anthocyaninegehalte van slascheuten aanzienlijk verhogen, terwijl blauw licht het laagste anthocyaninegehalte oplevert. Het totale fenolgehalte van groene, paarse en rode slabladeren was hoger onder wit licht, een rood-blauw gecombineerd licht en blauw licht, maar het laagst onder rood licht. Het toevoegen van ultraviolet of oranje LED-licht kan het gehalte aan fenolverbindingen in slabladeren verhogen, terwijl het toevoegen van groen licht het anthocyaninegehalte kan verhogen. Het gebruik van LED-groeilampen is daarom een ​​effectieve manier om de voedingswaarde van groenten en fruit in de professionele tuinbouw te reguleren.

Het effect van LED-aanvullende verlichting op de veroudering van planten.

Chlorofylafbraak, snel eiwitverlies en RNA-hydrolyse tijdens plantenveroudering manifesteren zich voornamelijk als bladveroudering. Chloroplasten zijn zeer gevoelig voor veranderingen in de externe lichtomgeving, met name voor de lichtkwaliteit. Rood licht, blauw licht en een combinatie van rood en blauw licht bevorderen de chloroplastmorfogenese. Blauw licht bevordert de accumulatie van zetmeelkorrels in chloroplasten, terwijl rood licht en verrood licht een negatief effect hebben op de chloroplastontwikkeling. De combinatie van blauw licht en rood en blauw licht kan de synthese van chlorofyl in komkommerzaailingbladeren bevorderen en de afname van het chlorofylgehalte in de bladeren in een later stadium vertragen. Dit effect is duidelijker naarmate de hoeveelheid rood licht afneemt en de hoeveelheid blauw licht toeneemt. Het chlorofylgehalte van komkommerzaailingbladeren onder behandeling met een combinatie van rood en blauw LED-licht was significant hoger dan onder fluorescentielicht en monochromatisch rood en blauw licht. Blauw LED-licht kan de chlorofyl a/b-waarde van Wutacai- en groene knoflookzaailingen aanzienlijk verhogen.

Tijdens de veroudering treden er veranderingen op in de concentraties van cytokininen (CTK), auxine (IAA) en abscisinezuur (ABA), evenals diverse veranderingen in de enzymactiviteit. De concentratie van plantenhormonen wordt sterk beïnvloed door de lichtomstandigheden. Verschillende lichtkwaliteiten hebben verschillende regulerende effecten op plantenhormonen, en de eerste stappen in de signaaltransductie via licht omvatten cytokininen.

CTK bevordert de groei van bladcellen, verbetert de fotosynthese in bladeren, remt de activiteit van ribonuclease, deoxyribonuclease en protease en vertraagt ​​de afbraak van nucleïnezuren, eiwitten en chlorofyl, waardoor het de bladveroudering aanzienlijk kan vertragen. Er is een wisselwerking tussen licht en de door CTK gemedieerde ontwikkelingsregulatie, waarbij licht de toename van endogene cytokinineniveaus kan stimuleren. Wanneer plantenweefsels verouderen, neemt hun endogene cytokininegehalte af.

IAA is voornamelijk geconcentreerd in delen met krachtige groei, en komt in zeer geringe mate voor in verouderende weefsels of organen. Violet licht kan de activiteit van indolazijnzuuroxidase verhogen, en lage IAA-niveaus kunnen de strekking en groei van planten remmen.

ABA wordt voornamelijk gevormd in verouderend bladweefsel, rijpe vruchten, zaden, stengels, wortels en andere delen. Het ABA-gehalte van komkommer en kool onder een combinatie van rood en blauw licht is lager dan onder wit licht en blauw licht.

Peroxidase (POD), superoxide dismutase (SOD), ascorbaatperoxidase (APX) en catalase (CAT) zijn belangrijke, lichtafhankelijke beschermende enzymen in planten. Naarmate planten ouder worden, neemt de activiteit van deze enzymen snel af.

Verschillende lichtkwaliteiten hebben een significant effect op de activiteit van antioxidantenzymen in planten. Na 9 dagen behandeling met rood licht nam de APX-activiteit van koolzaadzaailingen significant toe, terwijl de POD-activiteit afnam. De POD-activiteit van tomaten na 15 dagen behandeling met rood en blauw licht was respectievelijk 20,9% en 11,7% hoger dan die onder wit licht. Na 20 dagen behandeling met groen licht was de POD-activiteit van tomaten het laagst, slechts 55,4% van die onder wit licht. Het toevoegen van 4 uur blauw licht kan het gehalte aan oplosbare eiwitten en de enzymactiviteiten van POD, SOD, APX en CAT in komkommerbladeren in het zaailingstadium significant verhogen. Bovendien nemen de activiteiten van SOD en APX geleidelijk af naarmate de lichtduur langer wordt. De activiteit van SOD en APX onder blauw en rood licht neemt langzaam af, maar blijft altijd hoger dan die onder wit licht. Bestraling met rood licht verminderde de peroxidase- en IAA-peroxidase-activiteit van tomatenbladeren en de IAA-peroxidase-activiteit van auberginebladeren aanzienlijk, maar zorgde ervoor dat de peroxidase-activiteit van auberginebladeren significant toenam. Daarom kan een verstandige strategie met LED-aanvulling de veroudering van tuinbouwgewassen effectief vertragen en de opbrengst en kwaliteit verbeteren.

Constructie en toepassing van LED-lichtformule

De groei en ontwikkeling van planten worden aanzienlijk beïnvloed door de lichtkwaliteit en de verschillende samenstellingen ervan. De lichtformule omvat hoofdzakelijk verschillende elementen, zoals de verhouding van de lichtkwaliteit, de lichtintensiteit en de belichtingstijd. Omdat verschillende planten verschillende lichtbehoeften hebben en zich in verschillende groei- en ontwikkelingsstadia bevinden, is de optimale combinatie van lichtkwaliteit, lichtintensiteit en belichtingstijd nodig voor de te telen gewassen.

 ◆Lichtspectrumverhouding

Vergeleken met wit licht en afzonderlijk rood en blauw licht, biedt de combinatie van rood en blauw LED-licht een algeheel voordeel voor de groei en ontwikkeling van komkommer- en koolzaailingen.

Wanneer de verhouding tussen rood en blauw licht 8:2 is, nemen de dikte van de plantenstengel, de planthoogte, het droge gewicht, het verse gewicht en de kiemkracht van de plant aanzienlijk toe. Dit is tevens gunstig voor de vorming van de chloroplastmatrix en de basale lamellen, en voor de opname van assimilatiestoffen.

Het gebruik van een combinatie van rood, groen en blauw licht is gunstig voor de drogestofaccumulatie van rode bonenspruiten, waarbij groen licht de drogestofaccumulatie van rode bonenspruiten bevordert. De groei is het meest显著 wanneer de verhouding rood, groen en blauw licht 6:2:1 is. De hypocotylverlenging van rode bonenspruiten was het beste bij een verhouding van rood en blauw licht van 8:1, terwijl deze verlenging duidelijk werd geremd bij een verhouding van 6:3. Het gehalte aan oplosbare eiwitten was echter het hoogst.

Wanneer de verhouding tussen rood en blauw licht 8:1 is voor luffa-zaailingen, zijn de groeikracht en het gehalte aan oplosbare suikers het hoogst. Bij een lichtkwaliteit met een verhouding tussen rood en blauw licht van 6:3 waren het chlorofyl a-gehalte, de chlorofyl a/b-verhouding en het gehalte aan oplosbare eiwitten van de luffa-zaailingen het hoogst.

Bij gebruik van een verhouding van 3:1 rood en blauw licht op selderij kan de groei van de selderijplant, de lengte van de bladstelen, het aantal bladeren, de droge stofkwaliteit, het vitamine C-gehalte, het gehalte aan oplosbare eiwitten en het gehalte aan oplosbare suikers effectief worden bevorderd. Bij de tomatenteelt bevordert een verhoging van het aandeel blauw LED-licht de vorming van lycopeen, vrije aminozuren en flavonoïden, terwijl een verhoging van het aandeel rood licht de vorming van titreerbare zuren bevordert. Wanneer het licht op slabladeren een verhouding van 8:1 heeft tussen rood en blauw licht, is dit gunstig voor de accumulatie van carotenoïden en verlaagt het effectief het nitraatgehalte en verhoogt het het vitamine C-gehalte.

 ◆Lichtintensiteit

Planten die onder zwak licht groeien, zijn gevoeliger voor foto-inhibitie dan planten die onder sterk licht groeien. De netto fotosynthesesnelheid van tomatenplantjes neemt toe met de toename van de lichtintensiteit [50, 150, 200, 300, 450, 550 μmol/(m²·s)], waarbij eerst een stijgende en vervolgens een dalende trend te zien is, en bij 300 μmol/(m²·s) een maximum wordt bereikt. De planthoogte, het bladoppervlak, het watergehalte en het vitamine C-gehalte van sla namen significant toe bij een lichtintensiteit van 150 μmol/(m²·s). Bij een lichtintensiteit van 200 μmol/(m²·s) namen het versgewicht, het totale gewicht en het gehalte aan vrije aminozuren significant toe. Bij een lichtintensiteit van 300 μmol/(m²·s) namen het bladoppervlak, het watergehalte, het chlorofyl a-gehalte, het chlorofyl a+b-gehalte en het carotenoïdengehalte van sla af. In vergelijking met de situatie in het donker nam het gehalte aan chlorofyl a, chlorofyl b en chlorofyl a+b in zwarte bonenspruiten significant toe bij een hogere LED-groeilichtintensiteit [3, 9, 15 μmol/(m²·s)]. Het vitamine C-gehalte was het hoogst bij 3 μmol/(m²·s), terwijl het gehalte aan oplosbare eiwitten, oplosbare suikers en sucrose het hoogst was bij 9 μmol/(m²·s). Onder dezelfde temperatuursomstandigheden, met toenemende lichtintensiteit [(2~2,5)lx×103 lx, (4~4,5)lx×103 lx, (6~6,5)lx×103 lx], wordt de kiemtijd van peperzaailingen verkort, neemt het gehalte aan oplosbare suikers toe, maar neemt het gehalte aan chlorofyl a en carotenoïden geleidelijk af.

 ◆Lichttijd

Door de lichtduur op de juiste manier te verlengen, kan de stress door onvoldoende lichtintensiteit tot op zekere hoogte worden verlicht, de accumulatie van fotosynthetische producten in tuinbouwgewassen worden bevorderd en de opbrengst en kwaliteit worden verbeterd. Het vitamine C-gehalte van de spruiten vertoonde een geleidelijk stijgende trend bij verlenging van de lichtduur (0, 4, 8, 12, 16, 20 uur/dag), terwijl het gehalte aan vrije aminozuren, SOD- en CAT-activiteit een dalende trend vertoonden. Bij verlenging van de lichtduur (12, 15, 18 uur) nam het versgewicht van Chinese koolplanten significant toe. Het vitamine C-gehalte in de bladeren en stengels van Chinese kool was respectievelijk het hoogst bij 15 en 12 uur. Het gehalte aan oplosbare eiwitten in de bladeren van Chinese kool nam geleidelijk af, maar was het hoogst in de stengels na 15 uur. Het gehalte aan oplosbare suikers in de bladeren van Chinese kool nam geleidelijk toe, terwijl dit het hoogst was in de stengels na 12 uur. Wanneer de verhouding tussen rood en blauw licht 1:2 is, vermindert een lichtbehandeling van 20 uur, vergeleken met 12 uur licht, het relatieve gehalte aan totale fenolen en flavonoïden in groene bladsla. Wanneer de verhouding tussen rood en blauw licht echter 2:1 is, verhoogt de lichtbehandeling van 20 uur het relatieve gehalte aan totale fenolen en flavonoïden in groene bladsla aanzienlijk.

Uit het bovenstaande blijkt dat verschillende lichtformules verschillende effecten hebben op de fotosynthese, fotomorfogenese en koolstof- en stikstofstofwisseling van verschillende gewassen. Om de beste lichtformule, lichtbronconfiguratie en intelligente besturingsstrategieën te vinden, moet de plantensoort als uitgangspunt worden genomen. Vervolgens moeten de nodige aanpassingen worden gemaakt op basis van de specifieke behoeften van de tuinbouwgewassen, de productiedoelen, de productiefactoren, enzovoort, om zo een intelligente besturing van de lichtomgeving en een hoogwaardige en productieve teelt van tuinbouwgewassen onder energiebesparende omstandigheden te realiseren.

Bestaande problemen en vooruitzichten

Het grote voordeel van LED-groeilampen is dat ze op intelligente wijze de lichtbundel kunnen aanpassen aan de specifieke eisen van de fotosynthetische eigenschappen, morfologie, kwaliteit en opbrengst van verschillende planten. Verschillende gewassen en verschillende groeistadia van hetzelfde gewas stellen allemaal verschillende eisen aan lichtkwaliteit, lichtintensiteit en fotoperiode. Dit vereist verder onderzoek naar en verbetering van lichtformules om een ​​uitgebreide database met lichtformules te creëren. In combinatie met onderzoek en ontwikkeling van professionele lampen kan de maximale waarde van LED-aanvullende verlichting in de landbouw worden benut, wat leidt tot energiebesparing, verbeterde productie-efficiëntie en economische voordelen. De toepassing van LED-groeilampen in de professionele tuinbouw is sterk in opkomst, maar de prijs van LED-verlichtingsapparatuur is relatief hoog en de eenmalige investering is aanzienlijk. De specifieke lichtbehoeften van verschillende gewassen onder uiteenlopende omgevingsomstandigheden zijn niet duidelijk. Een onredelijk lichtspectrum, een onredelijke intensiteit en een onredelijke belichtingstijd leiden onvermijdelijk tot diverse problemen in de groeilampenindustrie.

Met de vooruitgang en verbetering van de technologie en de verlaging van de productiekosten van LED-groeilampen, zal LED-bijverlichting steeds vaker worden gebruikt in de professionele tuinbouw. ​​Tegelijkertijd zal de ontwikkeling en verbetering van LED-bijverlichtingssystemen in combinatie met nieuwe energiebronnen de snelle ontwikkeling van professionele landbouw, kleinschalige landbouw, stadslandbouw en ruimtelandbouw mogelijk maken, om zo te voldoen aan de vraag naar tuinbouwgewassen in bijzondere omgevingen.