Вы держите в руках очередной специальный выпуск нашего журнала, посвященный Международной научнотехническая конференция по применению светодиодных фитооблучателей. В специальный выпуск вошли тщательно отобранные доклады конференции, вызвавшие наибольший интерес и дискуссии при обсуждении. Специальные выпуски являются сегодня важной тенденцией всех научнотехнических журналов. С их помощью читатель получает возможность подробно познакомиться с самым современным научным направлением, а для авторов открывается путь быстрой публикации, поскольку рецензирование берет на себя оргкомитет конференции при подготовке конференции.

9–10 сентября в Москве состоялась Международная научно-техническая конференция по применению светодиодных фитооблучателей, организованная ВНИСИ им. С.И. Вавилова при финансовой поддержке Министерства науки и высшего образования России 1. Ряд авторитетных международных и российских организаций выступили в качестве партнёров конференции и оказали помощь в её проведении. Среди них – Международная комиссия по освещению (МКО – CIE), Международная электротехническая комиссия (МЭК – IEC), МГУ им. М.В. Ломоносова, Ассоциация «Теплицы России», РГАУ-МСХА им. К.А. Тимирязева, Мессе Франкфурт Рус и другие.

Применительно к обсуждаемой проблеме большая часть последнего десятилетия рассматривается как подготовительный период к массовому внедрению светодиодного освещения в отечественные теплицы и другие сооружения защищённого грунта. В статье содержится маркетинговый анализ рынка светодиодного фитоосвещения, приводятся глобальные оценки перспектив его развития на ближайший период, а также данные по динамике вхождения в отечественный рынок светодиодных фитооблучателей в количественном и стоимостном выражениях.
Показано, что светодиодные облучатели не только привели к трансформации основных представлений о возможностях искусственного освещения растений, сделали необходимым проведение существенных технологических и организационных преобразований, но и привели к созданию принципиально новых систем автоматизированного выращивания растений.

1. Прикупец Л.Б. Светодиодные облучатели и их перспективы применения в теплицах // Теплицы России.– 2010.– № 1. – С. 52–55.
2. Прокофьев А.Ю., Туркин А.Н., Яковлев А.А. Перспективы применения светодиодов в растениеводстве // Полупроводниковая светотехника.– 2010.– № 5. – С. 60–61.
3. Прикупец Л.Б., Емелин А.А. Использование облучателей на основе светодиодов для светокультуры салата: экономический аспект // Теплицы России.– 2013.– № 3. – С. 66–68.
4. Пчелин В.М., Макарова И.Е. Оценка состояния и перспектив развития систем освещения в современных тепличных комплексах // Светотехника.– 2018.– № 1. – С. 23–27.
5. Philip Smallwood. Tracking the Horticultural SSL Market and Technology // Horticultural Lighting Conference. – USA.– 2017.
6. Терехов В.Г. Система освещения для автоматизированной многоярусной фитоустановки типа Сity Farm // Светотехника.– 2019. –№ 5. – С. 59–63.
7. Справочная книга по светотехнике / Под ред. Ю.Б. Айзенберга, Г.В. Бооса. 4-е изд.,– 2019.– 892 с. – Раздел № 10 Облучательные установки.
8. Прикупец Л.Б., Боос Г.В., Терехов В.Г., Тараканов И.Г. Исследование влияния излучения в различных диапазонах области ФАР на продуктивность и биохимический состав биомассы салатно-зеленных культур // Светотехника.– 2018.– № 5. – С. 6–12.
9. Прикупец Л.Б., Боос Г.В., Терехов В.Г., Тараканов И.Г. Оптимизация светотехнических параметров облучения при светокультуре салатно-зеленных растений с использованием светодиодных излучателей // Светотехника.– 2019.– № 4. – С. 6–13.
10. ГОСТ Р 5767–2017. Приборы облучательные со светодиодными источниками света для теплиц. Общие технические условия.
11. ПНСТ 211–2017. Облучение растений светодиодными источниками света. Методы измерений.
12. ANSI/ASABE S640 «Quantities and Units of Electromagnetic Radiation for Plants (Photosynthetic Organisms).– 2017.
13. Прикупец Л.Б. Технологическое освещение в агропромышленном комплексе России // Светотехника.– 2017.– № 6. – С. 6–14.

Обзор посвящён спектральным свойствам и физиологическим функциям пигментов растений. Хлорофиллы и каротиноиды обеспечивают эффективность фотосинтеза. Однако в растениях они связаны с белками, что изменяет спектральные свойства. Это означает, что для эффективного возбуждения хлорофилла спектр фитосветильника должен содержать достаточно широкий набор длин волн. Роль каротиноидов в фотосинтезе не столь однозначна: они выполняют в том числе фотопротекторные функции, рассеивая часть энергии в виде тепла. Антоцианы не участвуют в фотосинтезе, но могут поглощать свет в зелёной части спектра, что приводит к усилению нагрева листа, изменению микротемпературных условий. Антоцианы также могут экранировать хлорофилл от избыточного освещения. Фоторецепторы (фитохромы, криптохромы и др.) регулируют рост и развитие растений, что важно для итоговой продукции биомассы. Фоторецепция выходит за диапазон ФАР в дальнюю красную (инфракрасную) и ультрафиолетовую области. Все эти процессы предъявляют определённые требования к современным фитосветильникам, что также необходимо учитывать при разработке стандартов для оценки параметров освещения в светокультуре растений.

1. Беляева О.Б. Светозависимый биосинтез хлорофилла. 2-е изд. // М.: БИНОМ. Лаборатория знаний.– 2013.– 232 с.
2. Аверчева О.В., Беркович Ю.А., Ерохин А.Н., Жигалова Т.В., Погосян С.И., Смолянина С.О. Особенности роста и фотосинтеза растений китайской капусты при выращивании под светодиодными светильниками // Физиология растений.– 2009. – Т. 56.– № 1. – С. 17–26.
3. Castañeda-Ovando A., Pacheco-Hernández M.D., Páez-Hernández M.E., Rodríguez J.A., Galán-Vida C.A. Chemical studies of anthocyanins: A review // Food Chemistry.– 2009.– 113.– № 4. – С. 859–871.
4. Wurtzel E.T. Changing Form and Function through Carotenoids and Synthetic Biology // Plant Physiology.– 2019.– 179, № 3. – С. 830–843.
5. Mawphlang O.I.L. and Kharshiing E.V. Photoreceptor Mediated Plant Growth Responses: Implications for Photoreceptor Engineering toward Improved Performance in Crops // Front. Plant Sci.– 2017.– 8:1181.
6. Brotosudarmo T.H.P., Limantara L., Chandra R.D.and Heriyanto. Chapter 3. Chloroplast Pigments: Structure, Function, Assembly and Characterization. In: Plant Growth and Regulation // Rijeka: IntechOpen.– 2018.– 59 с.
7. Emerson R. Dependence of yield of photosynthesis in long wave red on wavelength and intensity of supplementary light // Science.– 1957. – Т. 125.– № 3251. – С. 746–752.
8. Emerson R. Yield of photosynthesis from simultaneous illumination with pairs of wavelengths // Science.– 1958. – Т. 127.– № 3305. – С. 1059–1060.
9. French C.S., Brown J.S. and Lawrence M.C. Four Universal Forms of Chlorophyll a // Plant Physiology.– 1972. – Т. 49.– № 3. – С. 421–429.
10. Mazor Y., Borovikova A., Nelson N. The structure of plant photosystem I super-complex at 2.8 ˚A resolution // eLife.– 2015.
11. Прикупец Л.Б., Боос Г.В., Терехов В.Г., Тараканов И.Г. Исследование влияния излучения в различных диапазонах области ФАР на продуктивность и биохимический состав биомассы салатно-зеленных культур // Светотехника.– 2018. –№ 5. – С. 6–12.
12. Прикупец Л.Б., Боос Г.В., Терехов В.Г., Тараканов И.Г. Оптимизация светотехнических параметров облучения при светокультуре салатно-зеленных растений с использованием светодиодных излучателей // Светотехника.– 2019.– № 4. – С. 6–13.
13. Uragami C., Saito K., Yoshizawa M., Molnár P., Hashimoto H. Unified analysis of optical absorption spectra of carotenoids based on a stochastic model // Arch. Biochem. Biophys.– 2018.– № 650. – С. 49–58.
14. Чуб В.В. Каротиноиды: приключения молекул в пищевых цепях. Часть 2. Каротиноиды для фотосинтеза // Потенциал. Химия. Биология. Медицина.– 2015.– № 7. – С. 26–30.
15. Ruban A.V., Pascali A.A., Robert B., and Horton P. Configuration and Dynamics of Xanthophylls in Light-harvesting Antennae of Higher Plants. Spectroscopic analysis of isolated light-harvesting complex of photosystem II and thylakoid membranes // The Journal of Biological Chemistry – 2001.– 276.– № 27. – С. 24862–24870.
16. Kuczynska P., Jemiola-Rzeminska M. and Strzalka K. Chapter 1. Characterisation of Carotenoids Involved in the Xanthophyll Cycle. In: Carotenoids // Rijeka: IntechOpen.– 2017.– 16 с.
17. Magney T.S., Logan B.A., Reblin J.S., Boelman N.T., Eitel J.U. H., Greaves H.E., Griffin K.L., Prager C.M., and Vierlin L.A. Xanthophyll cycle activity in two prominent arctic shrub species // Arctic, Antarctic, and Alpine Research.– 2017.– 49.– № 2. – С. 277–289.
18. Trouillas P., Sancho-García J.C., De Freitas V., Gierschner J., Otyepka M., and Dangles O. Stabilizing and Modulating Color by Copigmentation: Insights from Theory and Experiment // Chem. Rev.– 2016.– № 116. – С. 4937–4982.
19. Favaro L.I.L., Balcão V.M., Rocha L.K.H., Silva E.C., Oliveira J.M. Jr., Vila M.D.C., and Tubino M. Physicochemical Characterization of a Crude Anthocyanin Extract from the Fruits of Jussara (Euterpe edulis Martius): Potential for Food and Pharmaceutical Applications // J. Braz. Chem. Soc.– 2018.– 29.– № 10. – С. 2072–2088.
20. Landi M., Tattini M., Gould K.S. Multiple functional roles of anthocyanins in plant-environment interactions // Environmental and Experimental Botany – 2015.– № 119. – С. 4–17.
21. Taiz L. and Zeiger E. Plant Physiology.– 5th Edition. // Sunderland: Sinauer Associates Inc.– 2010.– 782 с.
22. Kumar P. Chapter 1. Phytochrome Signaling. In: Fundamentals and Practice. Life Sciences II. – Sixth Edition // India: Pathfinder Publication.– 2017. – С. 1–5.
23. Seaton D.D., Toledo-Ortiz G., Ganpudi A., Kubota A., Imaizumi T., and Halliday K.J. Dawn and photoperiod sensing by phytochrome A. // PNASю – 2018. – Т. 115.– № 41. – С. 10523–10528.
24. Kendrick R.E., Russell J.H. Photomanipulation of phytochrome in lettuce seeds.// Plant Physiol.– 1975.– № 56. – С. 332–334.
25. Qiu Y., Li M., Kim R.J., Moore C.M., and Chen M. Daytime temperature is sensed by phytochrome B in Arabidopsis through a transcriptional activator HEMERA. // Nature communications.– 2019.– 10.– № 1. – С. 140.
26. Liscum E., Askinosie S.K., Leuchtman D.L., Morrow J., Willenburg K.T., and Coats D.R. Phototropism: growing towards an understanding of plant movement. // The Plant Cell.– 2014.– 26.– № 1. – С. 38–55.
27. Rechner O., Neugart S., Schreiner M., Wu S., Poehling H.-M. Can narrow-bandwidth light from UV-A to green alter secondary plant metabolism and increase Brassica plant defenses against aphids? // PLoS ONE.– 2017. – Т. 12.– № 11.
28. Stukenberg N., Gebauer K., Poehling H.M. Light emitting diode(LED)‐based trapping of the greenhouse whitefly (Trialeurodes vaporariorum) // Journ. Of Applied Enthomol.– 2015. – Т. 139.– № 4. – С. 268–279.

На основе собственных и литературных данных представлен обзор существующих подходов по обоснованию концептуальных подходов в выборе современных источников света для выращивания растений в тепличных условиях. Представлены сравнительные экспериментальные данные по продуктивности растений салата, сформировавшихся при излучении светодиодных облучателей с фитоспектром и «белым» светом. В качестве контрольного источника использовалась натриевая лампа высокого давления. Выявлено отсутствие достоверных различий этих данных. Обсуждаются данные литературы, где при использовании источников света различных поколений (металлогалогенные лампы, ксеноновые лампы) установлено влияние тепловой радиации на продуктивность растений, что является дополнительным фактором, способным помимо спектра видимого излучения, воздействовать на фотобиологическую эффективность ламп. На основе данных литературы обсуждается роль фонового воздействия природного солнечного света в теплицах, способного исказить спектральную эффективность искусственных источников света при использовании их в качестве досветки растений. Рассмотрен и научно обоснован комплекс факторов методологического и методического характера, влияющих на спектральную эффективность излучения в продуктивности растений и особенности практического выбора ламп для выращивания растений в тепличных условиях для различных географических широт. Показана неоднозначность в выборе спектрального состава ФАР источников света для выращивания растений. В качестве наиболее объективной для практического использования предложена концепция выбора источника света для выращивания растений, основанная на наличии видовой реакции групп растений к спектральному составу ФАР.

1. Рождественский В.И., Клешнин А.Ф. Управляемое культивирование растений в искусственной среде. – М.. Наука. 1980. 199 с.
2. ОСТ 46.140–83 Минсельхоз СССР. Излучение оптическое. Оценка фотосинтезной эффективности. Термины и определения. М.: МСХ СССР, 1983.
3. Прикупец Л.Б. Технологическое освещение в агропромышленном комплексе России // Светотехника.– 2017.– № 6. – С. 6–14.
4. Тихомиров А.А. Фитоценоз как биологический приёмник оптического излучения // Светотехника.– 1998.– № 4. – С. 22–24.
5. Тихомиров А.А., Золотухин И.Г., Лисовский Г.М., Сидько Ф.Я. Специфика реакций растений разных видов на спектральных состав ФАР при искусственном освещении // Физиология растений.– 1987. – Т. 34. – С. 774–785.
6. Тихомиров А.А., Ушакова С.А., Шихов В.Н. Особенности выбора источников света для биолого-технических систем жизнеобеспечения космического назначения. Светотехника.– 2018.– № 4. – С. 43–46.
7. Прикупец Л.Б., Боос Г.В., Терехов В.Г., Тараканов И.Г. Исследование влияния излучения в различных диапазонах области ФАР на продуктивность и биохимический состав биомассы салатно-зеленных культур // Светотехника.– 2018.– № 5. – С. 6–12.
8. Lina K.-H., Huang M.-Y., Huangc W.- D., Hsuc M.-H., Yang Z.-W., Yang C.- M. The effects of red, blue, and white light-emitting diodes on the growth, development, and edible quality of hydroponically grown lettuce (Lactuca sativa L. var. Capitata. // Scientia Horticulturae.– 2013. – Vol. 150. – P. 86–91.
9. Тихомиров А.А., Лисовский Г.М., Сидько Ф.Я. Спектральный состав света и продуктивность растений. – Новосибирск: Наука. Сиб. отд-ние, 1991.– 168 с.
10 . Прикупец Л.Б. , Тихомиров А.А. Оптимизация спектра излучения при выращивании овощей в условиях интенсивной светокультуры // Светотехника.– 1992.– № 3. – С. 5–7.
11. Smith H. Phytochrome-mediated Responses Implications for Controlled Environment Research Facilities // Proceedings International Lighting in Controlled Environments Workshop / Ed. Tibbitts T.W. Ames.: NASA Ames Research Center.– 1994. – P. 57–67.
12. Bergstranda K.-J., Mortense L.M., Suthaparan A., Gisler H.R. Acclimatisation of greenhouse crops to differing light quality // Scientia Horticulturae.– 2016. – Vol. 204. – P. 1–7.
13. Xua Y., Changa Y., Chena G., Lina H. The research on LED supplementary lighting system for plants // Optik.– 2016. – Vol. 1277. – P. 193–7201.
14. Wojciechowskaa R., Długosz-Grochowskaa O., Kołtona A., Zupnikba M. Effects of LED supplemental lighting on yield and some quality parameters of lamb’s lettuce grown in two winter cycles // Scientia Horticulturae.– 2015. – Vol. 187. – P. 80–86.
15. Дейнего В.Н., Капцов В.А., Балашевич Л.И., Светлова О.В., Макаров Ф.Н., Гусева М.Г., Кошиц И.Н. Профилактика глазных заболеваний: Светобиологическая безопасность и гигиена энергосберегающих источников света. Аналитический обзор // Глаз.– 2016. – Т. 107, № 1. – С. 18–33.
16. Dong, C., Fu Y., Liu G., and Liu H. Growth photosynthetic characteristics, antioxidant capacity and biomass yield and quality of wheat (Triticum aestivum L.) exposed to LED light sources with different spectra combinations. // J. Agronomy and Crop Sci.– 2014. –Vol. 200. – P. 219–230.
17. Лисовский Г.М., Сидько Ф.Я., Полонский В.И., Тихомиров А.А., Золотухин И.Г. Интенсивность и качество света как факторы, определяющие формирование ценоза и урожай растений в светокультуре // Физиология растений.– 1987. – Т. 34, № 4. – С. 636–643.

Использование дополнительного освещения в растениеводстве постоянно увеличивается. По сравнению со светильниками с НЛВД, светодиодные светильники имеют значительные преимущества, такие как возможность целенаправленной компиляции спектра, использование диммируемых и динамически адаптируемых светильников, нечувствительность к частоте переключения, меньшее тепловое излучение и высокая энергетическая эффективность. Эксперименты с монохроматическим излучением показывают возможности воздействия на различные качественные факторы специализированными спектрами света для достижения необходимого качества растения. Однако многие вопросы всё ещё остаются открытыми, что приводит к довольно низкой скорости передачи конкретных приёмов освещения в прикладном растениеводстве. Благоприятное влияние просвечивания было показано в парниковых экспериментах и обсуждались его возможности. В будущем более высокие требования к качеству растений и фруктов и устойчивое использование ресурсов приведут к повышению важности специализированных приёмов освещения и передовых технологических решений.

1. https://www.umweltbundesamt.de/daten/flaeche-boden-land-oekosysteme/flaeche/struktur-der-flaechennutzung
2. Dirksmeyer W., Fluck K. Wirtschaftliche Bedeutung des Gartenbausektors in Deutschland, 2 // Johann-Heinrich-von-Thünen-Inst. – Braunschweig.– 2013. – Т. 2.
3. https://www.ble.de/SharedDocs/Downloads/DE/BZL/Informationsgrafiken/Selbstversorgungsgrad.pdf
4. Statistisches Bundesamt (Destatis) Gemüseerhebung. Fachserie 3, Reihe 3.1.3.– 2019.
5. Heuvelink E., Bakker M.J., Hogendonk L. et al. Horticultural lighting in the Netherlands: new developments // Acta Horticulturae.– 2006.– № 711. – С. 25–34.
6. Morrow R. C. LED lighting in horticulture // HortScience.– 2008. – Т. 43.– № 7. – С. 1947–1950.
7. Terashima I., Fujita T., Inoue T. et al. Green light drives leaf photosynthesis more efficiently than red light in strong white light: revisiting the enigmatic question of why leaves are green // Plant and cell physiology.– 2009. – Т. 50.– № 4. – С. 684–697.
8. Kim H.-H., Goins G.D., Wheeler R.M. et al. Green-light supplementation for enhanced lettuce growth under red-and blue-light-emitting diodes // HortScience.– 2004. – Т. 39.– № 7. – С. 1617–1622.
9. Smith H. L., McAusland L., Murchie E.H. Don’t ignore the green light: exploring diverse roles in plant processes // Journal of experimental botany.– 2017. – Т. 68.– № 9. – С. 2099–2110.
10. Folta K. M., Maruhnich S.A. Green light: a signal to slow down or stop // Journal of experimental botany.– 2007. – Т. 58.– № 12. – С. 3099–3111.
11. Johkan M., Shoji K., Goto F. et al. Effect of green light wavelength and intensity on photomorphogenesis and photosynthesis in Lactuca sativa // Environmental and Experimental Botany.– 2012. – Т. 75. – С. 128–133.
12. Heo J.-W., Kang D.-H., Bang H.-S. et al. Early growth, pigmentation, protein content, and phenylalanine ammonia-lyase activity of red curled lettuces grown under different lighting conditions // Korean Journal of Horticultural Science and Technology.– 2012. – Т. 30.– № 1. – С. 6–12.
13. Son K.-H., Oh M.-M. Growth, photosynthetic and antioxidant parameters of two lettuce cultivars as affected by red, green, and blue light-emitting diodes // Horticulture, Environment, and Biotechnology.– 2015. – Т. 56.– № 5. – С. 639–653.
14. Ohashi-Kaneko K., Takase M., Kon N. et al. Effect of light quality on growth and vegetable quality in leaf lettuce, spinach and komatsuna // Environmental Control in Biology.– 2007. – Т. 45.– № 3. – С. 189–198.
15. Koester R. P., Skoneczka J.A., Cary T.R. et al. Historical gains in soybean (Glycine max Merr.) seed yield are driven by linear increases in light interception, energy conversion, and partitioning efficiencies // Journal of experimental botany. – Т. 65.– № 12. – С. 3311–3321.
16. Lin K.-H., Huang M.-Y., Huang W.-D. et al. The effects of red, blue, and white light-emitting diodes on the growth, development, and edible quality of hydroponically grown lettuce (Lactuca sativa L. var. capitata) // Scientia Horticulturae.– 2013. – Т. 150. – С. 86–91.
17. Guan C., Wu B., Yu T. et al. Spatial Auxin Signaling Controls Leaf Flattening in Arabidopsis // Current biology: CB. – Т. 27.– № 19. – С. 2940–2950.
18. Golovatskaya I. F., Karnachuk R.A. Role of green light in physiological activity of plants // Russian Journal of Plant Physiology.– 2015. – Т. 62.– № 6. – С. 727–740.
19. Chadwick M., Gawthrop F., Michelmore R.W. et al. Perception of bitterness, sweetness and liking of different genotypes of lettuce // Food chemistry.– 2016. – Т. 197. – С. 66–74.
20. Bian Z. H., Yang Q.C., Liu W.K. Effects of light quality on the accumulation of phytochemicals in vegetables produced in controlled environments: a review // Journal of the Science of Food and Agriculture.– 2015. – Т. 95.– № 5. – С. 869–877.
21. Murchie E. H., Hubbart S., Chen Y. et al. Acclimation of rice photosynthesis to irradiance under field conditions // Plant Physiology.– 2002. – Т. 130.– № 4. – С. 1999–2010.
22. Berendschot T. T., Plat J. Plant stanol and sterol esters and macular pigment optical density. Handbook of nutrition, diet and the eye // Elsevier.– 2014. – С. 441–449.
23. Eggersdorfer M., Wyss A. Carotenoids in human nutrition and health // Archives of biochemistry and biophysics.– 2018. – Т. 652. – С. 18–26.
24. Schwend T., Prucker D., Peisl S. et al. The rosmarinic acid content of basil and borage correlates with the ratio of red and far-red light // Eur. J. Hortic. Sci.– 2016. – Т. 81.– № 5. – С. 243–247.
25. Chen X.-L., Xue X.-Z., Guo W.-Z. et al. Growth and nutritional properties of lettuce affected by mixed irradiation of white and supplemental light provided by light-emitting diode // Scientia Horticulturae.– 2016. – Т. 200. – С. 111–118.
26. Mizuno T., Amaki W., Watanabe H. Effects of monochromatic light irradiation by LED on the growth and anthocyanin contents in leaves of cabbage seedlings // VI International Symposium on Light in Horticulture.– 2009.– № 907. – С. 179–184.
27. Gómez C., Morrow R.C., Bourget C.M. et al. Comparison of intracanopy light-emitting diode towers and overhead high-pressure sodium lamps for supplemental lighting of greenhouse-grown tomatoes // HortTechnology.– 2013. – Т. 23.– № 1. – С. 93–98.
28. Hovi-Pekkanen T., Tahvonen R. Effects of interlighting on yield and external fruit quality in year-round cultivated cucumber // Scientia Horticulturae.– 2008. – Т. 116.– № 2. – С. 152–161.
29. Guo X., Hao X., Khosla S. et al. Effect of LED interlighting combined with overhead HPS light on fruit yield and quality of yearround sweet pepper in commercial greenhouse // VIII International Symposium on Light in Horticulture.– 2016.– № 1134. – С. 71–78.
30. Acock B., Charles-Edwards D. A., Fitter D.J. et al. The contribution of leaves from different levels within a tomato crop to canopy net photosynthesis: an experimental examination of two canopy models // Journal of experimental botany.– 1978. – Т. 29.– № 4. – С. 815–827.
31. Tewolde F. T., Shiina K., Maruo T. et al. Supplemental LED inter-lighting compensates for a shortage of light for plant growth and yield under the lack of sunshine // PloS one.– 2018. – Т. 13.– № 11.
32. Frantz J. M., Joly R.J., Mitchell C.A. Intracanopy lighting influences radiation capture, productivity, and leaf senescence in cowpea canopies // Journal of the American Society for Horticultural Science.– 2000. – Т. 125.– № 6. – С. 694–701.
33. Zhang G., Shen S., Takagaki M. et al. Supplemental upward lighting from underneath to obtain higher marketable lettuce (Lactuca sativa) leaf fresh weight by retarding senescence of outer leaves // Frontiers in Plant Science.– 2015. – Т. 6. – С. 1110.
34. Lu N., Maruo T., Johkan M. et al. Effects of supplemental lighting within the canopy at different developing stages on tomato yield and quality of single-truss tomato plants grown at high density // Environmental Control in Biology.– 2012. – Т. 50.– № 1. – С. 1–11.
35. Gómez C., Izzo L.G. Increasing efficiency of crop production with LEDs // Agriculture and Food.– 2018. – Т. 3.– № 2. – С. 135–153.

В последнее время СД всё чаще рассматриваются в качестве источников света для дополнительного освещения (ДО) в теплицах. В настоящей статье приведены некоторые из наших лабораторных экспериментальных исследований влияния светодиодного освещения на физиологические аспекты фотосинтеза в отношении внутриканального освещения и ночного ДО. Во-первых, упоминается влияние ДО зрелых листьев на фотосинтез как зрелых, так и молодых листьев. Далее описывается влияние спектрального распределения ночного ДО на повреждение листа в результате непрерывного воздействия света. Кроме того, отмечается возможное влияние спектрального распределения на рост и измерения фотосинтеза.

1. Lu N., Mitchell C.A. Supplemental lighting for greenhouse-grown fruiting vegetables // LED Lighting for Urban Agriculture, Springer Science+Business Media, Singapore, 2016. pp.219–232.
2. Heuvelink E., Bakker M.J., Hogendonk L., Janse J., Kaarsemaker R., Maaswinkel R. Horticultural lighting in the Netherlands: new developments // Acta Horticulturae.– 2006. – Т. 711. – С. 23–33.
3. Prikuperts L.B. Technological lighting for agro-industrial installations in Russia // Light & Engineering.– 2017. – Т. 26.– #1. – С .7–17.
4. Massa G.D., Kim H.H., Wheeler R.M., Mitchell C.A. Plant productivity in response to LD lighting. HortScience.– 2008. – Т. 43.– № 7. – С .1951–1956.
5. Morrow R.C. LED lighting in horticulture // HortScience.– 2008. – Т. 43.– № 7. – С. 1947–1950.
6. Nelson J.A., Bugbee B. Economic analysis of greenhouse lighting: light emitting diodes vs. high intensity discharge fixtures // PLoS One.– 2014. – Т. 9.– № 6.
7. Fujiwara K. Basics of LEDs for plant cultivation // LED Lighting for Urban Agriculture // Springer Science+Business Media. – Singapore.– 2016. – С. 377–393.
8. Goto E. Measurement of photonmetric and radiometric characteristics of LEDs for plant cultivation // LED Lighting for Urban Agriculture, Springer Science+Business Media. – Singapore.– 2016. – С. 395–402.
9. Fujiwara K. Light sources. Plant Factory: An Indoor Vertical Farming System for Efficient Quality Food Production // Academic Press. – London.– 2015. – С. 118–218.
10. Trouwborst G., Oosterkamp J., Hogewoning S.W., Harbinson J., van Ieperen W. The responses of light interception, photosynthesis and fruit yield of cucumber to LED-lighting within the canopy // Physiologia Plantarum.– 2010. – Т. 138. – С. 289–300.
11. Monsi M., Saeki T. On the factor light in plant communities and its importance for matter production // Annals of Botany.– 2005. – Т. 95.– № 3. – С. 549–567.
12. Hikosaka K. Effects of leaf age, nitrogen nutrition and photon flux density on the organization of the photosynthetic apparatus in leaves of a vine (Ipomoea tricolor Cav.) grown horizontally to avoid mutual shading of leaves // Planta.– 1996. – Т. 198. – С. 144–150.
13. Trouwborst G., Hogewoning S.W., Harbinson J., van Ieperen W. The influence of light intensity and leaf age on the photosynthetic capacity of leaves within a tomato canopy // The Journal of Horticultural Science and Biotechnology.– 2011. – Т. 86.– № 4. – С. 403–407.
14. Dueck T.A., Janse J., Eveleens B.A., Kempkes F.L.K., Marcelis L.F.M. Growth of tomatoes under hybrid LED and HPS lighting // Acta Horticulturae.– 2012. – Т. 952. – С. 335–342.
15. Lu N., Maruo T., Johkan M., Hohjo M., Tsukagoshi S., Ito Y., Ichimura T., Shinohara Y. Effects of supplemental lighting with light-emitting diodes (LEDs) on tomato yield and quality of single-truss tomato plants grown at high planting density // Environment Control in Biology.– 2012. – Т. 50.– № 1. – С. 63–74.
16. Deram P., Lefsrud M.G., Orsat V. Supplemental lighting orientation and red-to-blue ratio of light-emitting diodes for greenhouse tomato production // HortScience.– 2014. – Т. 49.– № 4. – С. 448–452.
17. Dzakovich M.P., Gómez C., Mitchell C.A. Tomatoes grown with light-emitting diodes or high-pressure sodium supplemental lights have similar fruit-quality attributes // HortScience.– 2015. – Т. 50.– № 10. – С. 1498–1502.
18. Gómez C., Mitchell C.A. In search of an optimized supplemental lighting spectrum for greenhouse tomato production with intracanopy lighting // Acta Horticulturae.– 2016. – Т. 1134. – С. 57–62.
19. Tewolde F.T., Lu N., Shiina K., Maruo T., Takagaki M., Kozai T., Yamori W. Nighttime supplemental LED inter-lighting improves growth and yield of single-truss tomatoes by enhancing photosynthesis in both winter and summer // Frontiers in Plant Science.– 2016. – Т. 7.
20. Gómez C., Mitchell C.A. Physiological and productivity responses of high-wire tomato as affected by supplemental light source and distribution within the canopy // Journal of the American Society for Horticultural Science.– 2016. – Т. 141.– № 2. – С. 196–208.
21. Tewolde F.T., Shiina K., Maruo T., Takagaki M., Kozai T., Yamori W. Supplemental LED inter-lighting compensates for a shortage of light for plant growth and yield under the lack of sunshine // PLoS One.– 2018. – Т. 13.– № 11.
22. Kaiser E., Ouzounis T., Giday H., Schipper R., Heuvelink E., Marcelis L.F.M. Adding blue to red supplemental light increases biomass and yield of greenhouse-grown tomatoes, but only to an optimum // Frontiers in Plant Science.– 2019. – Т. 9.– 2002.
23. Hao X., Zheng J.M., Little C., Khosla S. LED inter-lighting in year-round greenhouse mini-cucumber production // Acta Horticulturae.– 2012. – Т. 956. – С. 335–340.
24. Särkka L.E., Jokinen K., Ottosen C.O., Kaukoranta T. Effects of HPS and LED lighting on cucumber leaf photosynthesis, light quality penetration and temperature in the canopy, plant morphology and yield // Agricultural and Food Science.– 2017. – Т. 26. – С. 102–110.
25. Jokinen K., Särkkä L.E., Näkkilä J. Improving sweet pepper productivity by LED interlighting // Acta Horticulturae.– 2012. – Т. 956. – С. 59–66.
26. Joshi N.C., Ratner K., Eidelman O., Bednarczyk D., Zur N., Many Y., Shahak Y., Aviv-Sharon E., Achiam M., Gilad Z., Charuvi D. Effects of daytime intra-canopy LED illumination on photosynthesis and productivity of bell pepper grown in protected cultivation // Scientia Horticulturae.– 2019. – Т. 250. – С. 81–88.
27. Matsuda R., Ohashi-Kaneko K., Fujiwara K., Goto E., Kurata K. Photosynthetic characteristics of rice leaves grown under red light with or without supplemental blue light // Plant and Cell Physiology.– 2004. – Т. 45.– № 12. – С. 1870–1874.
28. Hogewoning S.W., Trouwborst G., Maljaars H., Poorter H., van Ieperen W., Harbinson J. Blue light dose-responses of leaf photosynthesis, morphology, and chemical composition of Cucumis sativus grown under different combinations of red and blue light // Journal of Experimental Botany.– 2010. – Т. 61.– № 11. – С. 3107–3117.
29. Murakami K., Matsuda R., Fujiwara K. Effects of supplemental lighting to a lower leaf using light-emitting diodes with different spectra on the leaf photosynthetic rate in sweet pepper // Journal of Agricultural Meteorology.– 2013. – Т. 69.– № 2. – С. 55–63.
30. McCree K.J. The action spectrum, absorptance and quantum yield of photosynthesis in crop plants // Agricultural Meteorology.– 1972. – Т. 9. – С. 191–216.
31. Matsuda R., Murakami K. Supplemental Light- and CO2-dependent systemic regulation of photosynthesis. In: U. Lüttge et al. (eds.) Progress in Botany 77 // Springer International Publishing. – Switzerland.– 2016. – С. 151–166.
32. Schoch P.G., Zinsou C., Sibi M. Dependence of the stomatal index on environmental factors during stomatal differentiation in leaves of Vigna sinensis L. 1. Effect of light intensity // Journal of Experimental Botany.– 1980. – Т. 31.– № 124. – С. 1211–1216.
33. Lake J.A., Quick W.P., Beerling D.J., Woodward F.I. Plant development: signals from mature to new leaves // Nature.– 2001. – Т. 411. – С. 154.
34. Coupe S.A., Palmer B.G., Lake J.A., Overy S.A., Oxborough K., Woodward F.I., Gray J.E., Quick W.P. Systemic signalling of environmental cues in Arabidopsis leaves // Journal of Experimental Botany.– 2006. – Т. 57.– № 2. – С. 329–341.
35. Thomas P.W., Woodward F.I., Quick W.P. Systemic irradiance signalling in tobacco // New Phytologist.– 2003. – Т. 161. – С. 193–198.
36. Jiang C.D., Wang X., Gao H.Y., Shi L., Chow W.S. Systemic regulation of leaf anatomical structure, photosynthetic performance, and high-light tolerance in sorghum // Plant Physiology.– 2011. – Т. 155. – С. 1416–1424.
37. Yano S., Terashima I. Separate localization of light signal perception for sun or shade type chloroplast and palisade tissue differentiation in Chenopodium album // Plant and Cell Physiology.– 2001. – Т. 42.– № 12. – С. 1303–1310.
38. Araya T., Noguchi K., Terashima I. Manipulation of light and CO2 environments of the primary leaves of bean (Phaseolus vulgaris L.) affects photosynthesis in both the primary and the first trifoliate leaves: involvement of systemic regulation // Plant Cell, and Environment.– 2008. – Т. 31. – С. 50–61.
39. Murakami K., Matsuda R., Fujiwara K. Light-induced systemic regulation of photosynthesis in primary and trifoliate leaves of Phaseolus vulgaris: effects of photosynthetic photon flux density (PPFD) versus spectrum // Plant Biology.– 2014. – Т. 16. – С. 16–21.
40. Hillman W.S. Injury of tomato plants by continuous light and unfavorable photoperiodic cycles // American Journal of Botany.– 1956. – Т. 43.– № 2. – С. 89–96.
41. Velez-Ramirez A.I., van Ieperen W., Vreugdenhil D., van Poppel P.M.J.A., Heuvelink E., Millenaar F.F. A single locus confers tolerance to continuous light and allows substantial yield increase in tomato // Nature Communications.– 2014. – Т. 5. – С. 45–49.
42. Velez-Ramirez A.I., van Ieperen W., Vreugdenhil D., Millenaar F.F. Plants under continuous light // Trends in Plant Science.– 2011. – Т. 16.– № 6. – С. 310–318.
43. Globig S., Rosen I., Janes H.W. Continuous light effects on photosynthesis and carbon metabolism in tomato // Acta Horticulturae.– 1997. – Т. 418. – С. 141–152.
44. Murage E.N., Watashiro N., Masuda M. Influence of light quality, PPFD and temperature on leaf chlorosis of eggplants grown under continuous illumination // Scientia Horticulturae.– 1997. – Т. 68. – С. 73–82.
45. Demers D.A., Gosselin A. Growing greenhouse tomato and sweet pepper under supplemental lighting: optimal photoperiod, negative effects of long photoperiod and their causes // Acta Horticulturae.– 2002. – Т. 580. – С. 83–88.
46. Matsuda R., Yamano T., Murakami K., Fujiwara K. Effects of spectral distribution and photosynthetic photon flux density for overnight LED light irradiation on tomato seedling growth and leaf injury // Scientia Horticulturae.– 2016. – Т. 198. – С. 363–369.
47. Velez-Ramirez A.I., Dünner-Planella G., Vreugdenhil D., Millenaar F.F., van Ieperen W. On the induction of injury in tomato under continuous light: circadian asynchrony as the main triggering factor // Functional Plant Biology.– 2017. – Т. 44. – С. 597–611.
48. Pham M.D., Hwang H., Park S.W., Cui M., Lee H., Chun C. Leaf chlorosis, epinasty, carbohydrate contents and growth of tomato show different responses to the red/blue wavelength ratio under continuous light // Plant Physiology and Biochemistry.– 2019. – Т. 141. – С. 477–486.
49. Hakala M., Tuominen I., Keränen M., Tyystjärvi T., Tyystjärvi E. Evidence for the role of the oxygen-evolving manganese complex in photoinhibition of Photosystem II // Biochimica et Biophysica Acta.– 2005. – Т. 1706.– № 1–2. – С .68–80.
50. Murakami K., Matsuda R., Fujiwara K. Interaction between the spectral photon flux density distributions of light during growth and for measurements in net photosynthetic rates of cucumber leaves // Physiologia Plantarum.– 2016. – Т. 158. – С. 213–224.
51. Fujiwara K., Sawada T. Design and development of an LED-artificial sunlight source system prototype capable of controlling relative spectral power distribution // Journal of Light and Visual Environment.– 2006. – С. 30. – С. 170–176.
52. Fujiwara K., Yano A., Eijima K. Design and development of a plant-response experimental light-source system with LEDs of five peak wavelengths // Journal of Light and Visual Environment.– 2011. – Т. 35. – С. 117–122.
53. Fujiwara K., Yano A., Eijima K. Second-generation LED-artificial sunlight source system available for light effects research in biological and agricultural sciences // Proceedings of the 7th LuxPacifica2013. – Bangkok. – Thailand.– 2013. – С. 140–145.
54. Murakami K., Matsuda R., Fujiwara K. A basis for selecting light spectral distribution for evaluating leaf photosynthetic rates of plants grown under different light spectral distributions // Environmental Control in Biology.– 2017. – Т. 55.– № 1. – С. 1–6.

Системы освещения, выполненные на основе светоизлучающих диодов (СД), в настоящее время считаются перспективными источниками основного и дополнительного освещения растений в сооружениях защищённого грунта (СЗГ): в производственных теплицах, фабриках растений, городских фермах. Вместе с тем применение СД-облучателей всё ещё ограничено недостатком информации относительно наиболее эффективных способов организации освещения посевов и выбора методов оптимизации режимов освещения посевов внутри СЗГ. В работе кратко описаны реакции растений на различные режимы светодиодного освещения, приведены примеры применения систем светодиодных облучателей растений в СЗГ, а также представлены некоторые подходы к оптимизации режима дополнительного светодиодного освещения и модели продукционного процесса посевов. Показано, что проведение многофакторных вегетационных экспериментов с последующим регрессионным анализом полученных данных может быть полезным методом при оптимизировании светодиодного освещения в условиях светокультуры. Описана адаптивная поисковая система управления светодиодным облучателем с красно-белым излучением для фитотрона с посевом китайской капусты. Приведены данные о возрастном дрейфе характеристик фотосинтетической продуктивности посева китайской капусты и показана траектория оптимума выбранного критерия оптимизации в процессе вегетации в системе адаптивной оптимизации светодиодного освещения.

1. Mitchell C.A. и др. Light-emitting diodes in horticulture // Hortic. Rev. – Т. 43. –2015. – С. 1–88.
2. D’Souza C. и др. Application of light emitting diodes in food production, postharvest preservation, and microbiological food safety // Comprehensive Reviews in Food Science and Food Safety.– 2015. – Т. 14.– № . 6. – С. 719–740.
3. Kozai T., Niu G., Takagaki M. Plant factory: an indoor vertical farming system for efficient quality food production // Academic press.– 2015.
4. Olle M., Viršile M. The effects of light-emitting diode lighting on greenhouse plant growth and quality // Agricultural and food science.– 2013. – Т. 22.– № . 2. – С. 223–234.
5. Singh D. и др. LEDs for energy efficient greenhouse lighting // Renewable and Sustainable Energy Reviews.– 2015. – Т. 49. – С. 139–147.
6. Gupta S.D., Dutta A.A. Light Emitting Diodes for Agriculture // Springer: Singapore, 2017.– 334 с.
7. Беркович Ю.А. и др. Космические оранжереи: настоящее и будущее // М.: Слово.– 2005.– 368 с. 8. Kozai T. Smart Plant Factory // Springer, 2019.– 456 с.
9. Weaver G.M., van Iersel M.W., Velni J.M. A photochemistry-based method for optimising greenhouse supplemental light intensity // Biosystems Engineering.– 2019. – Т. 182. – С. 123–137.
10. Kjaer K.H., Ottosen C.O., Jørgensen B.N. Cost-efficient light control for production of two campanula species // Scientia horticulturae.– 2011. – Т. 129.– № . 4. – С. 825–831.
11. Seginer I., Albright L.D., Ioslovich I. Improved strategy for a constant daily light integral in greenhouses // Biosystems engineering.– 2006. – Т. 93.– № . 1. – С. 69–80.
12. Albright L.D., Both J., Chiu A.J. Controlling greenhouse light to a consistent daily integral // Transactions of the ASAE.– 2000. – Т. 43.– № . 2. – С. 421.
13. Kang M., Wang F.Y. From parallel plants to smart plants: intelligent control and management for plant growth // IEEE/CAA Journal of Automatica Sinica.– 2017. – Т. 4.– № . 2. – С. 161–166.
14. Evers J.B. и др. Simulation of wheat growth and development based on organ-level photosynthesis and assimilate allocation // Journal of Experimental Botany.– 2010. – Т. 61.– № . 8. – С. 2203–2216.
15. Ma Y. и др. Parameter optimization and field validation of the functional–structural model GREENLAB for maize at different population densities // Annals of botany.– 2007. – Т. 101.– № . 8. – С. 1185–1194.
16. Fan X.R. и др. A knowledge-and-data-driven modeling approach for simulating plant growth: A case study on tomato growth // Ecological Modelling.– 2015. – Т. 312. – С. 363–373.
17. Silver D. и др. Mastering the game of Go with deep neural networks and tree search // Nature.– 2016. – Т. 529.– № . 7587. – С. 484.
18. Wang F.Y. и др. PDP: parallel dynamic programming // IEEE/CAA Journal of Automatica Sinica.– 2017. – Т. 4.– № . 1. – С. 1–5.
19. Wang F.Y. The emergence of intelligent enterprises: From CPS to CPSS // IEEE Intelligent Systems.– 2010. – Т. 25.– № . 4. – С. 85–88.
20. Shadrin D. и др. Pervasive agriculture: Measuring and predicting plant growth using statistics and 2D/3D imaging // 2018 IEEE International Instrumentation and Measurement Technology Conference (I2MTC). – IEEE, 2018. – С. 1–6.

В статье рассмотрены подходы к использованию светодиодных источников света в многоярусных гидропонных установках при выращивании зеленных культур на примере листовой салатной горчицы (горчицы сарептской) Brassica juncea и салата «корн» Valerianella locusta; статья обобщает результаты опытов, проведённых на кафедре физиологии растений РГАУ – МСХА имени К.А. Тимирязева. Представлены данные по реакции растений на уровень плотности потока фотонов (продуктивность, формирование листового аппарата, накопление в биомассе нитратов), проведена сравнительная оценка эффективности использования электроэнергии в расчёте на единицу биомассы растений.

1. Прикупец Л.Б. Технологическое освещение в тепличном комплексе России // Светотехника.– 2017.– № 6 – С. 6–14.
2. Прикупец Л.Б., Боос Г.В., Терехов В.Г., Тараканов И.Г. Оптимизация светотехнических параметров облучения при светокультуре салатно-зеленных растений с использованием светодиодных излучателей // Светотехника.– 2019.– № 4. – С. 6–13.
3. Терехов В.Г. Система облучения для автоматизированной многоярусной фитоустановки типа «City farm» // Светотехника.– 2019.– № 5 – С. 59–63.
4. Kozai T. Benefits, problems and challenges of plant factories with artificial lighting (PFALs): a short review // Acta Horticulturae.– 2018. – Vol. 1227. – P. 25–30.
5. Marcelis L.F.M., Kaizer E., van Westreen A., Heuvelink E. Sustainable crop production in greenhouses based on understanding crop physiology // Acta Horticulturae.– 2018. – Vol. 1227. –P. 1–12.
6. Wright M. LED lighting advances in horticultural applications boosts productivity // LEDs Magazine.– 2014. – July. – P. 10–11.
7. Tarakanov I., Yakovleva O., Konovalova I., Paliutina G., Anisimov A. Light-emitting diodes: on the way to combinatorial lighting technologies for basic research and crop production // Acta Horticulturae.– 2012. – Vol. 956. – P. 171–178.
8. Лишик С. И., Поседько В.С., Трофимов Ю.В., Цвирко В.И. Современное состояние, тенденции и перспективы развития светодиодов для освещения // Светотехника.– 2017.– № 1- С. 9–17.
9. Cataldo D.A., Harron M., Schrader L.E., Young V.L. Rapid colorimetric determination of nitrate in plant tissue by nitration of salicylic acid // Soil Sci. Plant Anal.– 1975. – Vol. 6. – P. 71–80.
10. ГОСТ 34313–2017. Зелёные культуры овощные свежие. Технические условия.
11. ГОСТ 33985–2016. Салат-латук, эндивий кудрявый, эндивий эскариол свежие. Технические условия.
12. ГОСТ 32883–2014. Зелёные культуры овощные свежие для промышленной переработки. Технические условия.
13. Brian Z., Jiang N., Grundy S., Lu C. Uncovering LED light effects on plant growth: new angles and perspectives – LED light for improving plant growth, nutrition and energy-use efficiency // Acta Horticulturae.– 2018. – Vol. 1227. – P. 491–498.
14. Bugbee B. Toward an optimal spectral quality for plant growth and development: The importance of radiation capture // Plant, Soils and Climate Faculty Publications.– 2016. Paper 763.

Целью данной работы был выбор параметров режима круглосуточного светодиодного освещения листовых овощей (на примере китайской капусты), оптимизирующего урожайность и содержание аскорбиновой кислоты в полученном урожае в сооружениях защищённого грунта, частным случаем которых является космическая витаминная оранжерея. Результаты экспериментов продемонстрировали, что светодиодные светильники, в отличие от светильников с лампами ДНаТ, позволяют, варьируя спектральным составом света и/или используя импульсное излучение, повышать урожайность и/или качество выращенной продукции без дополнительных энергетических затрат на освещение посевов. Показано, что при определённых сочетаниях параметров импульсного излучения и спектрального состава света концентрация аскорбиновой кислоты в листьях может быть повышена почти в два раза по сравнению с аналогичным показателем растений, освещаемых натриевой лампой, при том же уровне усреднённой по времени ППФ. Концентрация аскорбиновой кислоты в наших опытах в большей мере зависела от доли красной составляющей в спектре и импульсного характера излучения, чем от плотности потока фотонов. Для адекватной оценки режимов светодиодного освещения растений был разработан критерий оптимальности в виде максимума произведения выхода целевого компонента (аскорбиновой кислоты) в урожае на коэффициент использования света посевом растений.

1. Cheeseman K.H. An introduction to free radical biochemistry / K.H. Cheeseman, T.F. Slater // British medical bulletin.– 1993. – V. 49.– № 3. – P. 481–493.
2. Rock C.L. Update on the biological characteristics of the antioxidant micronutrients: vitamin C, vitamin E, and the carotenoids / C.L. Rock, R.A. Jacob, P.E. Bowen // Journal of the American Dietetic Association.– 1996. – V. 96.– № 7. – P. 693–702.
3. Halliwell B. How to characterize an antioxidant: an update / B. Halliwell // Biochemical Society Symposia. – Portland Press Limited, 1995. – V. 61. – P. 73–101.
4. Lobo V. Free radicals, antioxidants and functional foods: Impact on human health / V. Lobo [et al.] // Pharmacognosy reviews – 2010. – V. 4.– № 8. – P. 118–126.
5. Labile iron potentiates ascorbate-dependent reduction and mobilization of ferritin iron / Badu-Boateng C. [et al.] // Free Radical Biology and Medicine.– 2017. – V. 108. – P. 94–109.
6. Lane D.J.R. The active role of vitamin C in mammalian iron metabolism: much more than just enhanced iron absorption! / D.J.R. Lane, D.R. Richardson // Free radical biology and medicine.– 2014. – V. 75. – P. 69–83.
7. Monfort A. Breathing‐in epigenetic change with vitamin C / A. Monfort, A. Wutz // EMBO reports.– 2013. – V. 14.– № . 4. – P. 337–346.
8. Smirnoff N. Ascorbic acid metabolism and functions: a comparison of plants and mammals / N. Smirnoff // Free Radical Biology and Medicine.– 2018. – V. 122. – P. 116–129.
9. Arrigoni O. Ascorbic acid: much more than just an antioxidant / O. Arrigoni, M.C. De Tullio // Biochimica et Biophysica Acta -General Subjects.– 2002. – V. 1569.– № . 1–3. – P. 1–9.
10. Cope K. Spectral effects of three types of white light-emitting diodes on plant growth and development: absolute versus relative amounts of blue light / K. Cope, B. Bugbee // Hortscience.– 2013. – Vol. 48, № 4. – P. 504–509.
11. The effects of red, blue, and white light-emitting diodes on the growth, development, and edible quality of hydroponically grown lettuce (Lactuca sativa L. var. capitata) / K.H. Lin [et al.] // Scientia Horticulturae.– 2013. – V. 150. – P. 86–91.
12. Yoneda K, Mori Ya. Method of cultivating plant and illumination for cultivating plant. – Patent EP 1 374 665 A1.– 2004.
13. Effect of supplementary pre-harvest led lighting on the antioxidant and nutritional properties of green vegetables / Z. Bliznikas [et al.] // Acta Horticulture.– 2012. – V. 939. – P. 85–91.
14. LED lighting and seasonality effects antioxidant properties of baby leaf lettuce / G. Samuolienė [et al.] // Food chemistry.– 2012. – V. 134.– № . 3. – P. 1494–1499.
15. Li Q. Effects of supplemental light quality on growth and phytochemicals of baby leaf lettuce / Q. Li, C. Kubota // Environmental and Experimental Botany.– 2009. – V. 67. – P. 59–64.
16. Effect of light quality on growth and vegetable quality in leaf lettuce, spinach and komatsuna / K. Ohashi-Kaneko [et al.] // Environment Control in Biology/ – 2007. – V. 45. – P. 189–198.
17. Космические оранжереи: настоящее и будущее /Ю.А. Беркович [и др.]. –М.: Слово.– 2005.– 368 с.
18. Радченко С.Г. Методология регрессионного анализа. / С.Г. Радченко. – Киев: Корнейчук.– 2011.– 376 с.
19. LED lighting optimization as applied to a vitamin space plant growth facility / Yu.A. Berkovich [et al.] // Life Sciences in Space Research.– 2019. – V. 20. – P. 93–100.
20. Оптимизация светодиодной системы освещения витаминной космической оранжереи / Коновалова И.О. [и др.] // Авиакосмическая и экологическая медицина.– 2016. – Т. 50.– № 3. – С. 17–22.
21. Обоснование оптимальных режимов освещения растений для космической оранжереи «Витацикл-Т» / Коновалова И.О. [и др.] // Авиакосмическая и экологическая медицина.– 2016. – Т. 50.– № . 4. – С. 35–41.
22. Особенности роста и фотосинтеза растений китайской капусты при выращивании под светодиодными светильниками / О.В. Аверчева [и др.] // Физиология растений.– 2009. – Т. 56.– № 1. – С. 17–26.
23. Лапач С.Н. Планирование, регрессия и анализ моделей PRIAM (ПРИАМ) / С.Н. Лапач, С.Г. Радченко, П.Н. Бабич // Каталог программных продуктов Украины.– 1993. – С. 24–27
24. Коновалова И.О. Определение оптимальных параметров светодиодного освещения листовых овощных культур применительно к витаминной космической оранжерее: дис. на соискание учёной степени канд. биол. наук. – М., 2016.
25. Green-light supplementation for enhanced lettuce growth under red-and blue-lightemitting diodes / H.H. Kim [et al.] // HortScience.– 2004. – V. 39.– № . 7. – P. 1617–1622.
26. The impact of supplementary shortterm red LED lighting on the antioxidant properties of microgreens / G. Samuolienė [et al.] // Acta Horticulturae.– 2012.– № . 956. – P. 649–656.
27. Li Q. Effects of supplemental light quality on growth and phytochemicals of baby leaf lettuce / Q. Li, C. Kubota // Environmental and Experimental Botany.– 2009. – V. 67.– № . 1. – P. 59–64.
28. Zhang T. Green light induces shade avoidance symptoms / T. Zhang, S.A. Maruhnich, K.M. Folta // Plant physiology.– 2011. – V. 157.– № . 3. – P. 1528–1536.
29. Smirnoff N. Ascorbic acid in plants: biosynthesis and function / N. Smirnoff, G.L. Wheeler // Critical reviews in plant sciences.– 2000. – V. 19.– № . 4. – P. 267–290.
30. Low-intensity light cycles improve the quality of lamb’s lettuce (Valerianella olitoria [L.] Pollich) during storage at low temperature / E. Braidot [et al.] //Postharvest biology and technology.– 2014. – V. 90. – P. 15–23.
31. Effect of flashing amber light on the nutritional quality of green sprouts / A. Urbonavičiūtė [et al.] // Agronomy Research.– 2009. – V. 7.– № . 2. – P. 761–767.

Обсуждаются проблемы разработки спектрорадиометра в составе системы автоматического управления приборами для облучения растений, выращиваемых в условиях закрытого грунта. Сформулированы основные принципы построения автоматизированной системы досветки исходя из критериев качественной и количественной оценки влияния излучения на растения. Рассмотрена схема комплекса автоматизированного облучения растений с управляемыми облучательными установками. Представлена новая отечественная разработка – спектрорадиометр, обеспечивающий измерения оптического излучения и являющийся блоком системы спектрального и энергетического управления светодиодными облучательными установками. Обращено внимание на отсутствие метрологического обеспечения контроля фотометрических характеристик энергосберегающей светотехники на основе светодиодов.

1. Сарычев Г., Гаврилкина Г., Туркин А. Светодиоды и интенсивная светокультура растений // Полупроводниковая светотехника.– 2014.– № 1 – С. 70–71.
2. Добровольский М.Ф. К созданию приборов измерения света // «Мир теплиц» – 2016 -№ 6.
3. Кузьмин В.Н, Николаев С.Е., Томский К.А., Баев С.С. Измерение энергоэффективного излучения в условиях светокультуры // Мир теплиц.– 2016.– № 4.
4. Ракутько Е.Н., Ракутько С.А. Сравнительная оценка эффективности источников излучения по энергоёмкости фотосинтеза // Инновации в сельском хозяйстве.– 2015.– № 2 (12). – С. 50–54.
5. Прикупец Л.Б. Проблемы измерения излучения URL: http://hortilight.vnisi.ru/articles/hortilight/problemy-izmereniyaizlucheniya/
6. Yelton, M., Ohzourk, N. Optimizing Lettuce Quality, Taste and Morphology with LED Lighting URL: https://lumigrow.com/wp-content/uploads/2017/04/research-optimize_lettuce_quality_morphology-lumigrow-led.pdf
7. IEC62471:2006 Standard. Photobiological safety of lamps and lamp systems
8. Baev S.S., Konyakhin I.A., Korotaev V.V., Kuzmin V.N., Tomskiy K.A. Choice of optimal resolution and array for integrated photosynthetically active radiation spectroradiometer // Proceedings of SPIE – 2019, Vol. 11053, pp. 110533R
9. Sharakshane A. Whole high-quality light environment for humans and plants // Life Sciences in Space Research.– 2015. – Vol. 15. – P. 18–22.
10. Aphalo, P. J.; Albert, A.; Björn, L. O.; McLeod, A.; Robson, T. M.; Rosenqvist, E. (eds.) Beyond the visible: A handbook of best practice in plant UV photobiology. COST Action FA0906 UV4growth. Helsinki: University of Helsinki, Division of Plant Biology. ISBN978–952–10–8362–4.– 2012
11. Ouzounis, T., Rosenqvist, E., Ottosen, C.O. Spectral Effects of Artificial Light on Plant Physiology and Secondary Metabolism: A Review // HortScience.– 2015, Vol. 50(8), P. 1128–1135
12. Прикупец Л.Б. Облучательные установки фотобиологического действия // Научно-технический совет «Светотехника». Доклады, 2017

Разработана компьютерная программа Horti-Light для проектирования установок искусственного облучения растений в производственных помещениях теплиц. Программа позволяет рассчитать параметры облучения растений для установок трёх типов: установок для облучения растений верхним светом; многоярусных установок для облучения растений стеллажного типа; установок для дополнительного (междурядного) облучения растений в объёме ценоза шпалерного типа.
В программе предусмотрено два режима расчёта: расчёт распределения облучённости по расчётной поверхности при заданном количестве и расположении выбранных облучателей и расчёт количества таких облучателей и их оптимальное расположение в теплице, при которых обеспечивается заданный уровень средней облучённости на расчётной поверхности. Для реализации второго режима разработан алгоритм оптимального количества и расположения облучателей с учётом модульности теплицы, соотношения сторон освещаемой расчётной поверхности, схемы размещения рядов облучателей (прямоугольная или шахматная) и характера светораспределения облучателя в продольном и поперечном направлениях. Для обоих режимов предусмотрена возможность учёта составляющей облучённости за счёт многократных отражений от ограждающих поверхностей (потолка, стен и грунта) теплицы.
Для установок стеллажного и шпалерного типа разработан алгоритм автоматической замены протяжённого линейного облучателя эквивалентным количеством коротких облучателей с аналогичным светораспределением, длина которых удовлетворяет критерию «точечности», принятому в расчётах осветительных установок.
Учитывая специфику тепличного освещения в программе предусмотрена возможность использования всех трёх систем величин, применяемых в тепличном растениеводстве: световых, энергетических и фотонных.

В работе представлены результаты исследований влияния импульсного облучения на рост и развитие растений в закрытом грунте. Подобраны энергосберегающие облучатели, спроектированы и испытаны облучательные установки светоимпульсного облучения растений с использованием светодиодных источников света. Экспериментальные исследования проводились с использованием мини-теплиц типа «Флора». В качестве объектов были использованы отборные семена перца однолетнего (Capsicum annиum L.) сорта Claudiо. Рост растений происходил как при постоянном облучении, так и при дополнительном импульсном. Для постоянного облучения использовались энергосберегающие компактные люминесцентные лампы типа Оsram Duluxstar 18W/840. Для импульсного облучения использовали две светодиодные матрицы в размере 0,3 м? 0,3 м. Первая состояла из пяти светодиодов синего, а вторая – из пяти светодиодов красного цвета свечения, размещённых по углам и в центре матрицы, каждый мощностью 10 Вт.
Проанализированы морфометрические параметры растений, а именно: накопление сырой и сухой биомассы побегами растений, оценена площадь листовой поверхности, пигментный состав растений, выращиваемых при 16-ти часовом световом режиме и постоянной температуре среды (22–24 °C). В работе приведены их сравнительные характеристики при различных условиях облучения.
Для оценки состояния фотосинтетического аппарата (ФСА) растений использовали метод индукции флуоресценции хлорофилла (ИФХ). Показано, что действие импульсного облучения на фоне потока фотонов компактных люминесцентных ламп влияет на функциональное состояние ФСА. Растения, выращенные в условиях доминирования красной составляющей спектра ФАР в импульсном потоке света, характеризуются высокой эффективностью работы ФСА. В частности, улучшается эффективность электронного транспорта открытыми реакционными центрами ФСІІ и квантовая эффективность ФСІІ (ФPSII). Продемонстрировано, при каких условиях дополнительное импульсное облучение способно улучшить морфометрические показатели растений и повысить содержание хлорофиллов a, b и каротиноидов в тканях листовой пластинки.

1. Harbinson J., Rosenqvist E. Chapter 1, An introduction to chlorophyll fluorescence. In: DeEll J.R. and P.M.A. Toivonen (Eds.), Practical Applications of Chlorophyll Fluorescence in Plant Biology // Kluwer Academic Publishers, Dordrecht. – The Netherlands.– 2003.
2. Ouzounis T., Rosenqvist E., Ottosen C.-O. Spectral effects of artifi-cial light on plant physiology and secondary metabolism // HortScience.– 2015–. Т. 50.– № 8. – С. 1128–1135.
3. Olvera-Gonzalez E., Alaniz-Lumbreras D. Chlorophyll fluorescence emission of tomato plants as a response to pulsed light based LEDs // Plant Growth Regul.– 2013.– № 69. – С. 117–123.
4. Son K.-H., Jeon Y.-M. Oh Application of Supplementary White and Pulsed Light-emiting Diodes to Lettuce Grown in a Plant Factory with Artificial Lighting Hortic // Environ. Biotechnol.– 2016. – Т. 57.– № 6. С. 560–572.
5. Govorov P. P., Velyt I.A., Shchyrenko V.V., Pylypchuk, R.V. Dzherela svitla dlja vyroshhuvannja ovochiv v umovah zakrytogo g’runtu [Lamp surfaces for vegetables in conditions of suspended soil] // Dzhura, Ternopil’.– 2011 (укр.).
6. Kanechi M., Maekawa A., Nishida Y., Miyashita E. Effects of pulsed lighting based light-emitting diodes on the growth and photosynthesis of lettuce leaves // VIII International Symposium on Light in Horticulture, East Lansing, Michigan, USA.– 2016.
7. Takahide Y., Hisayuki A., Saori Sh., Ryo I., Akira M., Yutaka O. Effects of light conditions on the growth of commercial seaweed Undaria pinnatifida // African Journal of Plant Science.– 2017. –Т. 11.– № 6. – С. 190–196.
8. Kotyk M., Andriychuk V., Herts A. Lighting installations for plants lightculture with additional impulsive radiation // Вісник Тернопільського національного технічного університету.– 2019. – С. 91–97.
9. Межунц Б.Х. Применение диметилсульфоксида в качестве растворителя фотосинтетических пигментов в полевых исследованиях // Известия государственного аграрного университета Армении.– 2009.– № 3. – С. 40–43.
10. Шлык А.А. Определение хлорофиллов и каротиноидов в екстрактах зелених листьев. В кн.: «Биохимические методы в физиологии растений» // М.: Наука.– 1971. – С. 154–157.
11. Genty B., Briantais J-M., Baker R.N. The relationship between the quantum yield of photosynthetic electron transport and quenching of chlorophyll fluorescence // Biochim. Biophys. Acta, Gen. Subj.– 1989. – Т. 990.– № 1. – С. 87–92.
12. Kramer D., Johnson G., Kiirats O., Edwards G.E. New fluorescence parameters for the determination of QA redox state and excitation energy fluxes // Photosynthesis Res.– 2004. – Т. 79.– № 2. – С. 209–218.
13. Sun X., Zhong Y., Huang Z., Yung Y. Selenium accumulation in unicellular green algae Chlorella vulgaris and its effects on antioxidant enzymes and content of photosynthetic pigments // PLoS ONE.– 2014. – Т. 29.– № 11. – С. 1–8.
14. Kuhlgert S., Austic G., Zegarac R., Osei-Bonsu I., Hoh D., Chilvers M.I., Roth M.G., Bi K., TerAvest D., Weebadde P., Kramer D.M.. Multispe Q Beta: a tool for large-scale plant phenotyping connected to the open Photosyn Q network // R. Soc. Open Sci.– 2016. – Т. 3.– № 10.