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.

• Предыдущая статья

• светоимпульсная стимуляция
• импульсное облучение
• облучательное устройство
• светокультура растений