Penulis: Yamin Li dan Houcheng Liu, dll, dari Sekolah Tinggi Hortikultura, Universitas Pertanian Cina Selatan

Sumber Artikel: Hortikultura Rumah Kaca

Jenis fasilitas fasilitas hortikultura terutama meliputi rumah kaca plastik, rumah kaca surya, rumah kaca multi bentang, dan pabrik tanaman.Karena bangunan fasilitas menghalangi sumber cahaya alami sampai batas tertentu, cahaya dalam ruangan tidak mencukupi, yang pada gilirannya mengurangi hasil panen dan kualitas.Oleh karena itu, lampu tambahan memainkan peran yang sangat diperlukan dalam tanaman berkualitas tinggi dan hasil panen yang tinggi di fasilitas tersebut, tetapi juga menjadi faktor utama dalam peningkatan konsumsi energi dan biaya pengoperasian di fasilitas tersebut.

Untuk waktu yang lama, sumber cahaya buatan yang digunakan di bidang hortikultura fasilitas terutama meliputi lampu natrium bertekanan tinggi, lampu neon, lampu halogen logam, lampu pijar, dll. Kerugian yang menonjol adalah produksi panas yang tinggi, konsumsi energi yang tinggi, dan biaya pengoperasian yang tinggi.Pengembangan light emitting diode (LED) generasi baru memungkinkan penggunaan sumber cahaya buatan berenergi rendah di bidang hortikultura fasilitas.LED memiliki keunggulan efisiensi konversi fotolistrik yang tinggi, daya DC, volume kecil, umur panjang, konsumsi energi rendah, panjang gelombang tetap, radiasi termal rendah, dan perlindungan lingkungan.Dibandingkan dengan lampu natrium bertekanan tinggi dan lampu neon yang umum digunakan saat ini, LED tidak hanya dapat mengatur kuantitas dan kualitas cahaya (proporsi berbagai lampu pita) sesuai dengan kebutuhan pertumbuhan tanaman, dan dapat menyinari tanaman dari jarak dekat karena untuk cahaya dinginnya, Dengan demikian, jumlah lapisan budidaya dan tingkat pemanfaatan ruang dapat ditingkatkan, dan fungsi hemat energi, perlindungan lingkungan, dan pemanfaatan ruang yang efisien yang tidak dapat digantikan oleh sumber cahaya tradisional dapat direalisasikan.

Berdasarkan keunggulan ini, LED telah berhasil digunakan dalam pencahayaan fasilitas hortikultura, penelitian dasar lingkungan terkendali, kultur jaringan tanaman, pembibitan pabrik tanaman dan ekosistem ruang angkasa.Dalam beberapa tahun terakhir, kinerja lampu tumbuh LED meningkat, harganya menurun, dan semua jenis produk dengan panjang gelombang tertentu dikembangkan secara bertahap, sehingga penerapannya di bidang pertanian dan biologi akan lebih luas.

Artikel ini merangkum status penelitian LED di bidang hortikultura fasilitas, berfokus pada penerapan lampu tambahan LED pada fondasi biologi cahaya, lampu tumbuh LED pada pembentukan cahaya tanaman, kualitas nutrisi dan efek penundaan penuaan, konstruksi dan aplikasinya formula cahaya, dan analisis dan prospek masalah saat ini dan prospek teknologi lampu tambahan LED.

Pengaruh cahaya tambahan LED pada pertumbuhan tanaman hortikultura

Efek pengaturan cahaya pada pertumbuhan dan perkembangan tanaman meliputi perkecambahan biji, pemanjangan batang, perkembangan daun dan akar, fototropisme, sintesis dan dekomposisi klorofil, dan induksi bunga.Elemen lingkungan pencahayaan dalam fasilitas meliputi intensitas cahaya, siklus cahaya, dan distribusi spektral.Elemen dapat disesuaikan dengan suplemen cahaya buatan tanpa batasan kondisi cuaca.

Saat ini, setidaknya ada tiga jenis fotoreseptor pada tumbuhan: fitokrom (menyerap cahaya merah dan cahaya merah jauh), cryptochrome (menyerap cahaya biru dan sinar ultraviolet dekat) dan UV-A dan UV-B.Penggunaan sumber cahaya dengan panjang gelombang tertentu untuk menyinari tanaman dapat meningkatkan efisiensi fotosintesis tanaman, mempercepat morfogenesis cahaya, dan mendorong pertumbuhan dan perkembangan tanaman.Cahaya oranye merah (610 ~ 720 nm) dan cahaya ungu biru (400 ~ 510 nm) digunakan dalam fotosintesis tanaman.Menggunakan teknologi LED, cahaya monokromatik (seperti lampu merah dengan puncak 660nm, cahaya biru dengan puncak 450nm, dll.) dapat dipancarkan sejalan dengan pita serapan klorofil terkuat, dan lebar domain spektral hanya ± 20 nm.

Saat ini diyakini bahwa cahaya merah-oranye secara signifikan akan mempercepat perkembangan tanaman, mendorong akumulasi bahan kering, pembentukan umbi, umbi, umbi daun dan organ tanaman lainnya, menyebabkan tanaman berbunga dan berbuah lebih awal, dan bermain peran utama dalam peningkatan warna tanaman;Cahaya biru dan ungu dapat mengontrol fototropisme daun tanaman, mendorong pembukaan stomata dan pergerakan kloroplas, menghambat pemanjangan batang, mencegah pemanjangan tanaman, menunda pembungaan tanaman, dan mendorong pertumbuhan organ vegetatif;kombinasi LED merah dan biru dapat mengkompensasi cahaya yang tidak mencukupi dari satu warna dari keduanya dan membentuk puncak serapan spektral yang pada dasarnya konsisten dengan fotosintesis dan morfologi tanaman.Tingkat pemanfaatan energi cahaya dapat mencapai 80% hingga 90%, dan efek penghematan energinya signifikan.

Dilengkapi dengan lampu pelengkap LED pada fasilitas hortikultura dapat mencapai peningkatan produksi yang sangat signifikan.Penelitian telah menunjukkan bahwa jumlah buah, hasil total dan berat setiap tomat ceri di bawah cahaya tambahan 300 μmol/(m²·s) strip LED dan tabung LED selama 12 jam (8:00-20:00) secara signifikan ditingkatkan.Lampu tambahan strip LED telah meningkat masing-masing sebesar 42,67%, 66,89% dan 16,97%, dan lampu tambahan tabung LED telah meningkat masing-masing sebesar 48,91%, 94,86% dan 30,86%.Lampu pelengkap LED dari perlengkapan pencahayaan tumbuh LED selama seluruh periode pertumbuhan [rasio cahaya merah dan biru adalah 3:2, dan intensitas cahaya adalah 300 μmol/(m²·s)] dapat secara signifikan meningkatkan kualitas dan hasil buah tunggal per satuan luas chiehwa dan terong.Chikuquan meningkat 5,3% dan 15,6%, dan terong meningkat 7,6% dan 7,8%.Melalui kualitas lampu LED dan intensitas serta durasi seluruh periode pertumbuhan, siklus pertumbuhan tanaman dapat dipersingkat, hasil komersial, kualitas nutrisi dan nilai morfologi produk pertanian dapat ditingkatkan, dan efisiensi tinggi, hemat energi dan produksi cerdas tanaman hortikultura fasilitas dapat direalisasikan.

Aplikasi lampu supplemen LED pada budidaya bibit sayuran

Mengatur morfologi dan pertumbuhan tanaman dengan sumber cahaya LED merupakan teknologi penting dalam bidang budidaya rumah kaca.Tumbuhan tingkat tinggi dapat merasakan dan menerima sinyal cahaya melalui sistem fotoreseptor seperti fitokrom, kriptokrom, dan fotoreseptor, serta melakukan perubahan morfologis melalui pembawa pesan intraseluler untuk mengatur jaringan dan organ tumbuhan.Fotomorfogenesis berarti tanaman bergantung pada cahaya untuk mengontrol diferensiasi sel, perubahan struktural dan fungsional, serta pembentukan jaringan dan organ, termasuk pengaruh pada perkecambahan beberapa biji, promosi dominasi apikal, penghambatan pertumbuhan tunas lateral, pemanjangan batang. , dan tropisme.

Budidaya bibit sayuran merupakan bagian penting dari fasilitasi pertanian.Cuaca hujan yang terus menerus akan menyebabkan kurangnya cahaya di dalam fasilitas, dan bibit cenderung memanjang, yang akan mempengaruhi pertumbuhan sayuran, diferensiasi kuncup bunga dan perkembangan buah, dan pada akhirnya mempengaruhi hasil dan kualitasnya.Dalam produksi, beberapa zat pengatur tumbuh, seperti giberelin, auksin, paclobutrazol dan chlormequat, digunakan untuk mengatur pertumbuhan bibit.Namun, penggunaan zat pengatur tumbuh yang tidak masuk akal dapat dengan mudah mencemari lingkungan sayuran dan fasilitas, kesehatan manusia menjadi tidak baik.

Lampu tambahan LED memiliki banyak keunggulan unik dari lampu tambahan, dan merupakan cara yang layak untuk menggunakan lampu tambahan LED untuk membesarkan bibit.Dalam percobaan lampu tambahan LED [25±5 μmol/(m²·s)] yang dilakukan di bawah kondisi cahaya redup [0~35 μmol/(m²·s)], ditemukan bahwa lampu hijau mendorong pemanjangan dan pertumbuhan bibit timun.Lampu merah dan lampu biru menghambat pertumbuhan bibit.Dibandingkan dengan cahaya lemah alami, indeks kecambah yang kuat dari semai yang dilengkapi dengan cahaya merah dan biru masing-masing meningkat sebesar 151,26% dan 237,98%.Dibandingkan dengan kualitas cahaya monokromatik, indeks bibit kuat yang mengandung komponen merah dan biru di bawah perlakuan cahaya suplemen cahaya majemuk meningkat sebesar 304,46%.

Penambahan lampu merah pada bibit mentimun dapat meningkatkan jumlah daun sejati, luas daun, tinggi tanaman, diameter batang, mutu kering dan segar, indeks semai kuat, vitalitas akar, aktivitas SOD dan kandungan protein larut bibit mentimun.Penambahan UV-B dapat meningkatkan kandungan klorofil a, klorofil b dan karotenoid pada daun semai mentimun.Dibandingkan dengan cahaya alami, melengkapi lampu LED merah dan biru dapat secara signifikan meningkatkan luas daun, kualitas bahan kering, dan indeks kecambah yang kuat dari bibit tomat.Melengkapi lampu merah LED dan lampu hijau secara signifikan meningkatkan tinggi dan ketebalan batang bibit tomat.Perawatan lampu suplemen lampu hijau LED dapat secara signifikan meningkatkan biomassa bibit mentimun dan tomat, dan berat segar dan kering bibit meningkat dengan peningkatan intensitas cahaya suplemen lampu hijau, sementara batang tebal dan indeks semai yang kuat dari tomat bibit semua mengikuti cahaya suplemen lampu hijau.Peningkatan kekuatan meningkat.Kombinasi lampu LED merah dan biru dapat meningkatkan ketebalan batang, luas daun, berat kering seluruh tanaman, rasio akar terhadap pucuk, dan indeks semai yang kuat pada tanaman terung.Dibandingkan dengan cahaya putih, lampu merah LED dapat meningkatkan biomassa bibit kubis dan mendorong pertumbuhan pemanjangan dan perluasan daun bibit kubis.Lampu biru LED mendorong pertumbuhan yang tebal, akumulasi bahan kering dan indeks pembibitan yang kuat dari bibit kubis, dan membuat bibit kubis menjadi kerdil.Hasil di atas menunjukkan bahwa keunggulan pembibitan sayuran yang dibudidayakan dengan teknologi pengaturan cahaya sangat nyata.

Efek lampu tambahan LED pada kualitas nutrisi buah dan sayuran

Protein, gula, asam organik dan vitamin yang terkandung dalam buah dan sayur merupakan bahan gizi yang bermanfaat bagi kesehatan manusia.Kualitas cahaya dapat mempengaruhi kandungan VC pada tanaman dengan mengatur aktivitas sintesis VC dan enzim pengurai, serta dapat mengatur metabolisme protein dan akumulasi karbohidrat pada tanaman hortikultura.Lampu merah mendorong akumulasi karbohidrat, perawatan cahaya biru bermanfaat untuk pembentukan protein, sedangkan kombinasi cahaya merah dan biru dapat meningkatkan kualitas nutrisi tanaman secara signifikan lebih tinggi daripada cahaya monokromatik.

Menambahkan lampu LED merah atau biru dapat mengurangi kandungan nitrat dalam selada, menambahkan lampu LED biru atau hijau dapat meningkatkan akumulasi gula larut dalam selada, dan menambahkan lampu LED inframerah kondusif untuk akumulasi VC dalam selada.Hasil penelitian menunjukkan bahwa suplemen blue light dapat meningkatkan kandungan VC dan kandungan protein terlarut tomat;lampu merah dan lampu kombinasi merah biru dapat meningkatkan kandungan gula dan asam buah tomat, dan rasio gula terhadap asam adalah yang tertinggi di bawah lampu kombinasi merah biru;cahaya kombinasi merah biru dapat meningkatkan kandungan VC buah mentimun.

Fenol, flavonoid, anthocyanin dan zat lain dalam buah dan sayuran tidak hanya memiliki pengaruh penting pada warna, rasa dan nilai komoditas buah dan sayuran, tetapi juga memiliki aktivitas antioksidan alami, dan secara efektif dapat menghambat atau menghilangkan radikal bebas dalam tubuh manusia.

Penggunaan lampu LED biru untuk melengkapi cahaya dapat meningkatkan kandungan antosianin kulit terong secara signifikan sebesar 73,6%, sedangkan penggunaan lampu merah LED dan kombinasi lampu merah dan biru dapat meningkatkan kandungan flavonoid dan fenol total.Cahaya biru dapat meningkatkan akumulasi likopen, flavonoid, dan antosianin dalam buah tomat.Kombinasi cahaya merah dan biru mendorong produksi antosianin sampai batas tertentu, tetapi menghambat sintesis flavonoid.Dibandingkan dengan perlakuan cahaya putih, perlakuan cahaya merah dapat meningkatkan kandungan antosianin pucuk selada secara signifikan, namun perlakuan cahaya biru memiliki kandungan antosianin paling rendah.Kandungan fenol total daun selada hijau, daun ungu dan selada merah lebih tinggi pada perlakuan cahaya putih, kombinasi cahaya merah-biru dan cahaya biru, namun paling rendah pada perlakuan cahaya merah.Melengkapi sinar ultraviolet LED atau lampu jingga dapat meningkatkan kandungan senyawa fenolik pada daun selada, sedangkan melengkapi lampu hijau dapat meningkatkan kandungan antosianin.Oleh karena itu, penggunaan lampu tumbuh LED merupakan cara yang efektif untuk mengatur kualitas nutrisi buah dan sayuran dalam fasilitas budidaya hortikultura.

Efek lampu tambahan LED pada anti-penuaan tanaman

Degradasi klorofil, kehilangan protein cepat dan hidrolisis RNA selama penuaan tanaman terutama dimanifestasikan sebagai penuaan daun.Kloroplas sangat sensitif terhadap perubahan lingkungan cahaya eksternal, terutama dipengaruhi oleh kualitas cahaya.Cahaya merah, cahaya biru dan cahaya gabungan merah-biru kondusif untuk morfogenesis kloroplas, cahaya biru kondusif untuk akumulasi butir pati dalam kloroplas, dan, cahaya merah dan cahaya merah jauh memiliki efek negatif pada perkembangan kloroplas.Kombinasi cahaya biru dan cahaya merah dan biru dapat mendorong sintesis klorofil pada daun semai mentimun, dan kombinasi cahaya merah dan biru juga dapat menunda pelemahan kandungan klorofil daun pada tahap selanjutnya.Efek ini semakin jelas dengan penurunan rasio lampu merah dan peningkatan rasio lampu biru.Kandungan klorofil daun ketimun di bawah perlakuan cahaya kombinasi LED merah dan biru secara signifikan lebih tinggi daripada di bawah kontrol lampu neon dan perlakuan cahaya monokromatik merah dan biru.Cahaya biru LED dapat meningkatkan nilai klorofil a/b bibit Wutacai dan bawang putih hijau secara signifikan.

Selama penuaan terjadi sitokinin (CTK), auksin (IAA), perubahan kandungan asam absisat (ABA) dan berbagai perubahan aktivitas enzim.Kandungan hormon tanaman mudah dipengaruhi oleh cahaya lingkungan.Kualitas cahaya yang berbeda memiliki efek pengaturan yang berbeda pada hormon tumbuhan, dan langkah awal dari jalur transduksi sinyal cahaya melibatkan sitokinin.

CTK mempromosikan perluasan sel daun, meningkatkan fotosintesis daun, sambil menghambat aktivitas ribonuklease, deoksiribonuklease dan protease, dan menunda degradasi asam nukleat, protein dan klorofil, sehingga dapat menunda penuaan daun secara signifikan.Ada interaksi antara regulasi perkembangan yang dimediasi cahaya dan CTK, dan cahaya dapat merangsang peningkatan kadar sitokinin endogen.Ketika jaringan tanaman dalam keadaan penuaan, kandungan sitokinin endogennya menurun.

IAA terutama terkonsentrasi di bagian pertumbuhan yang kuat, dan kandungannya sangat sedikit di jaringan atau organ yang menua.Cahaya ungu dapat meningkatkan aktivitas oksidase asam asetat indole, dan kadar IAA yang rendah dapat menghambat pemanjangan dan pertumbuhan tanaman.

ABA terutama terbentuk di jaringan daun tua, buah matang, biji, batang, akar dan bagian lainnya.Kandungan ABA mentimun dan kubis di bawah kombinasi cahaya merah dan biru lebih rendah daripada cahaya putih dan cahaya biru.

Peroksidase (POD), superoksida dismutase (SOD), askorbat peroksidase (APX), katalase (CAT) lebih penting dan enzim pelindung terkait cahaya pada tanaman.Jika tanaman menua, aktivitas enzim ini akan menurun dengan cepat.

Kualitas cahaya yang berbeda memiliki efek signifikan pada aktivitas enzim antioksidan tanaman.Setelah 9 hari perlakuan lampu merah, aktivitas APX bibit perkosaan meningkat secara signifikan, dan aktivitas POD menurun.Aktivitas POD tomat setelah 15 hari lampu merah dan lampu biru lebih tinggi dari pada lampu putih masing-masing sebesar 20,9% dan 11,7%.Setelah 20 hari perlakuan lampu hijau, aktivitas POD tomat paling rendah hanya 55,4% dari lampu putih.Melengkapi cahaya biru 4 jam dapat secara signifikan meningkatkan kandungan protein terlarut, aktivitas enzim POD, SOD, APX, dan CAT pada daun ketimun pada tahap pembibitan.Selain itu, aktivitas SOD dan APX secara bertahap menurun seiring dengan perpanjangan cahaya.Aktivitas SOD dan APX di bawah cahaya biru dan cahaya merah menurun secara perlahan tetapi selalu lebih tinggi daripada cahaya putih.Penyinaran lampu merah secara signifikan menurunkan aktivitas peroksidase dan IAA peroksidase daun tomat dan IAA peroksidase daun terung, tetapi menyebabkan aktivitas peroksidase daun terung meningkat secara signifikan.Oleh karena itu, mengadopsi strategi lampu tambahan LED yang masuk akal dapat secara efektif menunda penuaan fasilitas tanaman hortikultura dan meningkatkan hasil dan kualitas.

Konstruksi dan penerapan formula lampu LED

Pertumbuhan dan perkembangan tanaman sangat dipengaruhi oleh kualitas cahaya dan rasio komposisi yang berbeda.Formula cahaya terutama mencakup beberapa elemen seperti rasio kualitas cahaya, intensitas cahaya, dan waktu cahaya.Karena tanaman yang berbeda memiliki persyaratan cahaya yang berbeda dan tahap pertumbuhan dan perkembangan yang berbeda, kombinasi terbaik dari kualitas cahaya, intensitas cahaya dan waktu suplemen cahaya diperlukan untuk tanaman yang dibudidayakan.

 ◆Rasio spektrum cahaya

Dibandingkan dengan cahaya putih dan cahaya merah dan biru tunggal, kombinasi cahaya merah dan biru LED memiliki keunggulan komprehensif pada pertumbuhan dan perkembangan bibit mentimun dan kubis.

Ketika rasio cahaya merah dan biru adalah 8:2, ketebalan batang tanaman, tinggi tanaman, berat kering tanaman, berat segar, indeks semai yang kuat, dll, meningkat secara signifikan, dan juga bermanfaat untuk pembentukan matriks kloroplas dan lamella basal dan hasil asimilasi penting.

Penggunaan kombinasi kualitas merah, hijau dan biru untuk tauge merah bermanfaat untuk akumulasi bahan keringnya, dan lampu hijau dapat meningkatkan akumulasi bahan kering tauge merah.Pertumbuhan yang paling jelas bila rasio cahaya merah, hijau dan biru adalah 6:2:1.Efek pemanjangan hipokotil sayuran kecambah kacang merah adalah yang terbaik di bawah rasio cahaya merah dan biru 8: 1, dan pemanjangan hipokotil kecambah kacang merah jelas terhambat di bawah rasio cahaya merah dan biru 6: 3, tetapi protein larut konten adalah yang tertinggi.

Ketika rasio cahaya merah dan biru adalah 8:1 untuk bibit loofah, indeks semai yang kuat dan kandungan gula larut bibit loofah adalah yang tertinggi.Bila menggunakan kualitas cahaya dengan rasio cahaya merah dan biru 6:3, kandungan klorofil a, rasio klorofil a/b, dan kandungan protein larut bibit loofah paling tinggi.

Ketika menggunakan rasio 3:1 antara cahaya merah dan biru dengan seledri, secara efektif dapat mendorong peningkatan tinggi tanaman seledri, panjang tangkai daun, jumlah daun, kualitas bahan kering, kandungan VC, kandungan protein larut dan kandungan gula larut.Dalam penanaman tomat, meningkatkan proporsi cahaya biru LED mendorong pembentukan likopen, asam amino bebas dan flavonoid, dan meningkatkan proporsi lampu merah mendorong pembentukan asam yang dapat dititrasi.Bila cahaya dengan rasio cahaya merah dan biru terhadap daun selada adalah 8:1, ini bermanfaat untuk akumulasi karotenoid, dan secara efektif mengurangi kandungan nitrat dan meningkatkan kandungan VC.

 ◆Intensitas cahaya

Tanaman yang tumbuh di bawah cahaya lemah lebih rentan terhadap fotoinhibisi daripada di bawah cahaya kuat.Laju fotosintesis bersih bibit tomat meningkat dengan meningkatnya intensitas cahaya [50, 150, 200, 300, 450, 550μmol/(m²·s)], menunjukkan kecenderungan peningkatan pertama dan kemudian menurun, dan pada 300μmol/(m² · s) untuk mencapai maksimum.Tinggi tanaman, luas daun, kadar air dan kandungan VC selada meningkat secara signifikan di bawah perlakuan intensitas cahaya 150μmol/(m²·s).Di bawah perlakuan intensitas cahaya 200μmol/(m²·s), berat segar, berat total dan kandungan asam amino bebas meningkat secara signifikan, dan di bawah perlakuan intensitas cahaya 300μmol/(m²·s), luas daun, kadar air , klorofil a, klorofil a+b dan karotenoid selada semuanya menurun.Dibandingkan dengan kegelapan, dengan peningkatan intensitas cahaya tumbuh LED [3, 9, 15 μmol/(m²·s)], kandungan klorofil a, klorofil b, dan klorofil a+b tauge hitam meningkat secara signifikan.Kandungan VC paling tinggi pada 3μmol/(m²·s), dan kandungan protein larut, gula larut dan sukrosa paling tinggi pada 9μmol/(m²·s).Pada kondisi suhu yang sama, dengan peningkatan intensitas cahaya [(2~2.5)lx×103 lx, (4~4.5)lx×103 lx, (6~6.5)lx×103 lx], waktu pembibitan bibit lada dipersingkat, kandungan gula larut meningkat, tetapi kandungan klorofil a dan karotenoid berangsur-angsur menurun.

 ◆Waktu terang

Memperpanjang waktu cahaya dengan benar dapat mengurangi tekanan cahaya redup yang disebabkan oleh intensitas cahaya yang tidak mencukupi sampai batas tertentu, membantu akumulasi produk fotosintesis tanaman hortikultura, dan mencapai efek peningkatan hasil dan peningkatan kualitas.Kandungan VC dari kecambah menunjukkan kecenderungan meningkat secara bertahap dengan perpanjangan waktu cahaya (0, 4, 8, 12, 16, 20h/hari), sedangkan kandungan asam amino bebas, aktivitas SOD dan CAT semuanya menunjukkan kecenderungan menurun.Dengan perpanjangan waktu pencahayaan (12, 15, 18 jam), bobot segar tanaman sawi putih meningkat secara signifikan.Kandungan VC pada daun dan batang kubis Cina tertinggi pada 15 dan 12 jam.Kandungan protein larut daun kubis Cina menurun secara bertahap, tetapi batangnya paling tinggi setelah 15 jam.Kandungan gula larut daun kubis Cina berangsur-angsur meningkat, sedangkan batangnya paling tinggi pada jam ke-12.Bila rasio cahaya merah dan biru adalah 1:2, dibandingkan dengan waktu pencahayaan 12 jam, perlakuan cahaya 20 jam mengurangi kandungan relatif total fenol dan flavonoid dalam daun selada hijau, namun bila rasio cahaya merah dan biru adalah 2:1, perlakuan cahaya 20 jam secara signifikan meningkatkan kandungan relatif total fenol dan flavonoid dalam daun selada hijau.

Dari penjelasan di atas, dapat dilihat bahwa formula cahaya yang berbeda memiliki efek berbeda pada fotosintesis, fotomorfogenesis, dan metabolisme karbon dan nitrogen dari berbagai jenis tanaman.Cara mendapatkan formula cahaya terbaik, konfigurasi sumber cahaya, dan perumusan strategi kontrol cerdas membutuhkan spesies tanaman sebagai titik awal, dan penyesuaian yang tepat harus dilakukan sesuai dengan kebutuhan komoditas tanaman hortikultura, tujuan produksi, faktor produksi, dll., untuk mencapai tujuan kontrol cerdas dari lingkungan cahaya dan tanaman hortikultura berkualitas tinggi dan hasil tinggi dalam kondisi hemat energi.

Masalah dan prospek yang ada

Keuntungan signifikan dari lampu tumbuh LED adalah dapat membuat penyesuaian kombinasi cerdas sesuai dengan spektrum permintaan karakteristik fotosintesis, morfologi, kualitas, dan hasil tanaman yang berbeda.Jenis tanaman yang berbeda dan periode pertumbuhan yang berbeda dari tanaman yang sama semuanya memiliki persyaratan yang berbeda untuk kualitas cahaya, intensitas cahaya, dan penyinaran.Ini membutuhkan pengembangan lebih lanjut dan peningkatan penelitian formula ringan untuk membentuk basis data formula ringan yang sangat besar.Dikombinasikan dengan penelitian dan pengembangan lampu profesional, nilai maksimum lampu tambahan LED dalam aplikasi pertanian dapat direalisasikan, sehingga dapat menghemat energi dengan lebih baik, meningkatkan efisiensi produksi, dan manfaat ekonomi.Penerapan lampu tumbuh LED dalam hortikultura fasilitas telah menunjukkan vitalitas yang kuat, tetapi harga peralatan atau perangkat penerangan LED relatif tinggi, dan investasi satu kali besar.Persyaratan cahaya tambahan dari berbagai tanaman di bawah kondisi lingkungan yang berbeda tidak jelas, spektrum cahaya tambahan, Intensitas dan waktu cahaya tumbuh yang tidak masuk akal pasti akan menyebabkan berbagai masalah dalam penerapan industri pencahayaan tumbuh.

Namun, dengan kemajuan dan peningkatan teknologi serta pengurangan biaya produksi lampu tumbuh LED, lampu tambahan LED akan lebih banyak digunakan di fasilitas hortikultura.Pada saat yang sama, pengembangan dan kemajuan sistem teknologi lampu tambahan LED dan kombinasi energi baru akan memungkinkan perkembangan pesat pertanian fasilitas, pertanian keluarga, pertanian perkotaan, dan pertanian luar angkasa untuk memenuhi permintaan masyarakat akan tanaman hortikultura di lingkungan khusus.