Autor: Yamin Li i Houcheng Liu, itd., s Fakulteta hortikulture, Južnokineskog poljoprivrednog sveučilišta

Izvor članka: Vrtlarstvo u staklenicima

Vrste objekata za hortikulturu uglavnom uključuju plastične staklenike, solarne staklenike, staklenike s više raspona i tvornice biljaka. Budući da zgrade objekata do određene mjere blokiraju prirodne izvore svjetlosti, nema dovoljno unutarnjeg svjetla, što zauzvrat smanjuje prinose i kvalitetu usjeva. Stoga dodatna rasvjeta igra neizostavnu ulogu u visokokvalitetnim i visokorodnim usjevima objekta, ali je također postala glavni čimbenik u povećanju potrošnje energije i operativnih troškova u objektu.

Dugo vremena, umjetni izvori svjetlosti koji su se koristili u području hortikulture uglavnom su visokotlačne natrijeve lampe, fluorescentne lampe, metal-halogene lampe, žarulje sa žarnom niti itd. Istaknuti nedostaci su visoka proizvodnja topline, visoka potrošnja energije i visoki operativni troškovi. Razvoj svjetlećih dioda (LED) nove generacije omogućuje korištenje umjetnih izvora svjetlosti niske energije u području hortikulture. LED ima prednosti visoke učinkovitosti fotoelektrične pretvorbe, istosmjerne snage, malog volumena, dugog vijeka trajanja, niske potrošnje energije, fiksne valne duljine, niskog toplinskog zračenja i zaštite okoliša. U usporedbi s visokotlačnim natrijevim lampama i fluorescentnim lampama koje se trenutno uobičajeno koriste, LED ne samo da može prilagoditi količinu i kvalitetu svjetlosti (udio različitih svjetlosnih pojaseva) prema potrebama rasta biljaka, već može i zračiti biljke na maloj udaljenosti zbog svog hladnog svjetla. Na taj način se može poboljšati broj slojeva uzgoja i stopa iskorištenja prostora, a mogu se ostvariti funkcije uštede energije, zaštite okoliša i učinkovitog korištenja prostora koje se ne mogu zamijeniti tradicionalnim izvorima svjetlosti.

Na temelju tih prednosti, LED se uspješno koristi u hortikulturnoj rasvjeti objekata, osnovnim istraživanjima kontroliranog okruženja, kulturi biljnog tkiva, sadnicama u tvornicama biljaka i zrakoplovnom ekosustavu. Posljednjih godina performanse LED rasvjete za uzgoj se poboljšavaju, cijena pada, a postupno se razvijaju sve vrste proizvoda sa specifičnim valnim duljinama, tako da će se njegova primjena u području poljoprivrede i biologije proširiti.

Ovaj članak sažima istraživački status LED rasvjete u području hortikulture, fokusira se na primjenu LED dodatne rasvjete u svjetlosnoj biologiji, utjecaj LED rasvjete na stvaranje svjetlosti u biljkama, nutritivnu kvalitetu i učinak odgađanja starenja, konstrukciju i primjenu svjetlosne formule te analizira i analizira trenutne probleme i perspektive LED tehnologije dodatne rasvjete.

Utjecaj LED dodatne rasvjete na rast hortikulturnih kultura

Regulatorni učinci svjetlosti na rast i razvoj biljaka uključuju klijanje sjemena, izduživanje stabljike, razvoj lista i korijena, fototropizam, sintezu i razgradnju klorofila te indukciju cvjetanja. Elementi svjetlosnog okruženja u objektu uključuju intenzitet svjetlosti, svjetlosni ciklus i spektralnu raspodjelu. Elementi se mogu prilagoditi dodavanjem umjetne svjetlosti bez ograničenja vremenskih uvjeta.

Trenutno postoje najmanje tri vrste fotoreceptora u biljkama: fitokrom (apsorbira crvenu svjetlost i daleku crvenu svjetlost), kriptokrom (apsorbira plavu svjetlost i blisku ultraljubičastu svjetlost) te UV-A i UV-B. Korištenje specifičnog izvora svjetlosti valne duljine za osvjetljavanje usjeva može poboljšati fotosintetsku učinkovitost biljaka, ubrzati morfogenezu svjetlosti i potaknuti rast i razvoj biljaka. Crveno-narančasta svjetlost (610 ~ 720 nm) i plavo-ljubičasta svjetlost (400 ~ 510 nm) korištene su u fotosintezi biljaka. Korištenjem LED tehnologije, monokromatska svjetlost (poput crvene svjetlosti s vrhom od 660 nm, plave svjetlosti s vrhom od 450 nm itd.) može se zračiti u skladu s najjačim apsorpcijskim pojasom klorofila, a širina spektralne domene je samo ± 20 nm.

Trenutno se vjeruje da crveno-narančasto svjetlo značajno ubrzava razvoj biljaka, potiče nakupljanje suhe tvari, stvaranje lukovica, gomolja, lisnih lukovica i drugih biljnih organa, uzrokuje ranije cvjetanje i plodonošenje biljaka te igra vodeću ulogu u poboljšanju boje biljaka; Plavo i ljubičasto svjetlo mogu kontrolirati fototropizam lišća biljaka, potaknuti otvaranje puči i kretanje kloroplasta, spriječiti izduživanje stabljike, spriječiti izduživanje biljke, odgoditi cvjetanje biljke i potaknuti rast vegetativnih organa; kombinacija crvenih i plavih LED dioda može kompenzirati nedovoljno svjetlo jedne boje i formirati spektralni apsorpcijski vrh koji je u osnovi u skladu s fotosintezom i morfologijom usjeva. Stopa iskorištenja svjetlosne energije može doseći 80% do 90%, a učinak uštede energije je značajan.

Opremljenost vrtlarskim objektima dodatnim LED svjetlima može postići vrlo značajno povećanje proizvodnje. Studije su pokazale da su broj plodova, ukupni prinos i težina svake cherry rajčice pod dodatnim svjetlom od 300 μmol/(m²·s) LED traka i LED cijevi tijekom 12 sati (8:00-20:00) značajno povećani. Dodatno svjetlo LED trake povećalo se za 42,67%, 66,89% odnosno 16,97%, a dodatno svjetlo LED cijevi povećalo se za 48,91%, 94,86% odnosno 30,86%. Dodatno LED svjetlo LED rasvjete za uzgoj tijekom cijelog razdoblja rasta [omjer crvenog i plavog svjetla je 3:2, a intenzitet svjetla je 300 μmol/(m²·s)] može značajno povećati kvalitetu pojedinačnog ploda i prinos po jedinici površine chiehwe i patlidžana. Chikuquan se povećao za 5,3% i 15,6%, a patlidžan za 7,6% i 7,8%. Zahvaljujući kvaliteti LED svjetla, njegovom intenzitetu i trajanju cijelog razdoblja rasta, ciklus rasta biljaka može se skratiti, komercijalni prinos, nutritivna kvaliteta i morfološka vrijednost poljoprivrednih proizvoda mogu se poboljšati te se može ostvariti visokoučinkovita, energetski štedljiva i inteligentna proizvodnja vrtnih usjeva.

Primjena LED dodatne rasvjete u uzgoju sadnica povrća

Regulacija morfologije biljaka te rasta i razvoja pomoću LED izvora svjetlosti važna je tehnologija u području uzgoja u staklenicima. Više biljke mogu osjetiti i primati svjetlosne signale putem fotoreceptorskih sustava kao što su fitokrom, kriptokrom i fotoreceptor te provoditi morfološke promjene putem unutarstaničnih glasnika kako bi regulirale biljna tkiva i organe. Fotomorfogeneza znači da se biljke oslanjaju na svjetlost za kontrolu diferencijacije stanica, strukturnih i funkcionalnih promjena, kao i formiranja tkiva i organa, uključujući utjecaj na klijanje nekih sjemenki, promicanje apikalne dominacije, inhibiciju rasta bočnih pupova, izduživanje stabljike i tropizam.

Uzgoj sadnica povrća važan je dio poljoprivredne proizvodnje. Kontinuirano kišno vrijeme uzrokovat će nedovoljno svjetla u pogonu, a sadnice su sklone izduživanju, što će utjecati na rast povrća, diferencijaciju cvjetnih pupova i razvoj plodova te u konačnici utjecati na njihov prinos i kvalitetu. U proizvodnji se za regulaciju rasta sadnica koriste neki regulatori rasta biljaka, poput giberelina, auksina, paklobutrazola i klormekvata. Međutim, nerazumna upotreba regulatora rasta biljaka može lako onečistiti okoliš povrća i pogona, što može biti nepovoljno za ljudsko zdravlje.

LED dopunska rasvjeta ima mnoge jedinstvene prednosti dopunske rasvjete i izvediv je način korištenja LED dopunske rasvjete za uzgoj sadnica. U eksperimentu s LED dopunskom rasvjetom [25±5 μmol/(m²·s)] provedenom pod uvjetima slabog osvjetljenja [0~35 μmol/(m²·s)], utvrđeno je da zelena svjetlost potiče izduživanje i rast sadnica krastavca. Crvena i plava svjetlost inhibiraju rast sadnica. U usporedbi s prirodnim slabim svjetlom, indeks jakih sadnica sadnica dopunjenih crvenim i plavim svjetlom povećao se za 151,26% odnosno 237,98%. U usporedbi s kvalitetom monokromatskog svjetla, indeks jakih sadnica koje sadrže crvene i plave komponente pod tretmanom dopunske svjetlosti složenim svjetlom povećao se za 304,46%.

Dodavanje crvenog svjetla sadnicama krastavca može povećati broj pravih listova, površinu lista, visinu biljke, promjer stabljike, kvalitetu suhe i svježe tvari, snažan indeks sadnica, vitalnost korijena, aktivnost SOD-a i sadržaj topljivih proteina u sadnicama krastavca. Dodatak UV-B zračenja može povećati sadržaj klorofila a, klorofila b i karotenoida u listovima sadnica krastavca. U usporedbi s prirodnim svjetlom, dodavanje crvenog i plavog LED svjetla može značajno povećati površinu lista, kvalitetu suhe tvari i snažan indeks sadnica sadnica rajčice. Dodatak crvenog i zelenog LED svjetla značajno povećava visinu i debljinu stabljike sadnica rajčice. Dodatak svjetlosnog tretmana zelenim LED svjetlom može značajno povećati biomasu sadnica krastavca i rajčice, a svježa i suha težina sadnica povećava se s povećanjem intenziteta dodatnog svjetla zelenog svjetla, dok debela stabljika i snažan indeks sadnica sadnica rajčice slijede dodatak zelenog svjetla. Povećanje jačine se povećava. Kombinacija crvenog i plavog LED svjetla može povećati debljinu stabljike, površinu lista, suhu težinu cijele biljke, omjer korijena i izdanka te snažan indeks sadnica patlidžana. U usporedbi s bijelim svjetlom, crveno LED svjetlo može povećati biomasu sadnica kupusa i potaknuti rast izduživanja i širenje listova sadnica kupusa. Plavo LED svjetlo potiče gusti rast, nakupljanje suhe tvari i snažan indeks rasta sadnica kupusa te ih čini patuljastima. Gore navedeni rezultati pokazuju da su prednosti sadnica povrća uzgojenih tehnologijom regulacije svjetla vrlo očite.

Utjecaj LED dodatne rasvjete na nutritivnu kvalitetu voća i povrća

Proteini, šećeri, organske kiseline i vitamini sadržani u voću i povrću hranjivi su sastojci koji su korisni za ljudsko zdravlje. Kvaliteta svjetlosti može utjecati na sadržaj VC u biljkama reguliranjem aktivnosti enzima za sintezu i razgradnju VC, te može regulirati metabolizam proteina i akumulaciju ugljikohidrata u hortikulturnim biljkama. Crveno svjetlo potiče akumulaciju ugljikohidrata, tretman plavim svjetlom koristan je za stvaranje proteina, dok kombinacija crvenog i plavog svjetla može značajno poboljšati nutritivnu kvalitetu biljaka u odnosu na monokromatsko svjetlo.

Dodavanje crvenog ili plavog LED svjetla može smanjiti sadržaj nitrata u salati, dodavanje plavog ili zelenog LED svjetla može potaknuti nakupljanje topljivog šećera u salati, a dodavanje infracrvenog LED svjetla pogoduje nakupljanju VC u salati. Rezultati su pokazali da dodatak plavog svjetla može poboljšati sadržaj VC i sadržaj topljivih proteina u rajčici; crveno svjetlo i crveno-plavo kombinirano svjetlo mogu potaknuti sadržaj šećera i kiseline u plodu rajčice, a omjer šećera i kiseline bio je najveći pod crveno-plavim kombiniranim svjetlom; crveno-plavo kombinirano svjetlo može poboljšati sadržaj VC u plodu krastavca.

Fenoli, flavonoidi, antocijani i druge tvari u voću i povrću ne samo da imaju važan utjecaj na boju, okus i robnu vrijednost voća i povrća, već imaju i prirodno antioksidativno djelovanje te mogu učinkovito inhibirati ili ukloniti slobodne radikale u ljudskom tijelu.

Korištenje LED plavog svjetla kao dodatka svjetlosti može značajno povećati sadržaj antocijanina u kori patlidžana za 73,6%, dok korištenje LED crvenog svjetla i kombinacije crvenog i plavog svjetla može povećati sadržaj flavonoida i ukupnih fenola. Plavo svjetlo može potaknuti nakupljanje likopena, flavonoida i antocijanina u plodovima rajčice. Kombinacija crvenog i plavog svjetla do određene mjere potiče proizvodnju antocijanina, ali inhibira sintezu flavonoida. U usporedbi s tretmanom bijelim svjetlom, tretman crvenim svjetlom može značajno povećati sadržaj antocijanina u izdancima salate, ali tretman plavim svjetlom ima najniži sadržaj antocijanina. Ukupni sadržaj fenola u zelenoj, ljubičastoj i crvenoj salati bio je veći pod tretmanom bijelim svjetlom, kombiniranim crveno-plavim svjetlom i plavim svjetlom, ali je bio najniži pod tretmanom crvenim svjetlom. Dodatak LED ultraljubičastog svjetla ili narančastog svjetla može povećati sadržaj fenolnih spojeva u listovima salate, dok dodatak zelenog svjetla može povećati sadržaj antocijanina. Stoga je korištenje LED svjetla za uzgoj učinkovit način regulacije nutritivne kvalitete voća i povrća u hortikulturnom uzgoju.

Učinak LED dodatne rasvjete na usporavanje starenja biljaka

Degradacija klorofila, brzi gubitak proteina i hidroliza RNA tijekom starenja biljke uglavnom se manifestiraju kao starenje lista. Kloroplasti su vrlo osjetljivi na promjene u vanjskom svjetlosnom okruženju, posebno na one koje su pod utjecajem kvalitete svjetlosti. Crveno svjetlo, plavo svjetlo i kombinirano crveno-plavo svjetlo pogoduju morfogenezi kloroplasta, plavo svjetlo pogoduje nakupljanju škrobnih zrnaca u kloroplastima, a crveno svjetlo i daleko crveno svjetlo negativno utječu na razvoj kloroplasta. Kombinacija plavog svjetla i crvenog i plavog svjetla može potaknuti sintezu klorofila u listovima sadnica krastavca, a kombinacija crvenog i plavog svjetla također može odgoditi smanjenje sadržaja klorofila u listovima u kasnijoj fazi. Ovaj učinak je očitiji sa smanjenjem omjera crvenog svjetla i povećanjem omjera plavog svjetla. Sadržaj klorofila u listovima sadnica krastavca pod tretmanom kombiniranim crvenim i plavim LED svjetlom bio je značajno veći nego pod kontrolom fluorescentnog svjetla i tretmanima monokromatskim crvenim i plavim svjetlom. Plavo LED svjetlo može značajno povećati vrijednost klorofila a/b u sadnicama Wutacai i zelenog češnjaka.

Tijekom starenja dolazi do promjena u sadržaju citokinina (CTK), auksina (IAA), abscisinske kiseline (ABA) i raznih promjena u aktivnosti enzima. Sadržaj biljnih hormona lako je pod utjecajem svjetlosnog okruženja. Različite kvalitete svjetla imaju različite regulatorne učinke na biljne hormone, a početni koraci puta prijenosa svjetlosnog signala uključuju citokinine.

CTK potiče širenje stanica lista, pojačava fotosintezu lista, a istovremeno inhibira aktivnost ribonukleaze, deoksiribonukleaze i proteaze te odgađa razgradnju nukleinskih kiselina, proteina i klorofila, tako da može značajno odgoditi starenje lista. Postoji interakcija između svjetlosti i CTK-posredovane razvojne regulacije, a svjetlost može stimulirati porast razine endogenih citokinina. Kada su biljna tkiva u stanju starenja, njihov sadržaj endogenih citokinina se smanjuje.

IAA je uglavnom koncentrirana u dijelovima snažnog rasta, a vrlo malo je ima u tkivima ili organima koji stare. Ljubičasta svjetlost može povećati aktivnost indol octene kiseline oksidaze, a niske razine IAA mogu inhibirati izduživanje i rast biljaka.

ABA se uglavnom formira u starim tkivima listova, zrelim plodovima, sjemenkama, stabljikama, korijenju i drugim dijelovima. Sadržaj ABA u krastavcu i kupusu pod kombinacijom crvene i plave svjetlosti niži je nego u bijeloj i plavoj svjetlosti.

Peroksidaza (POD), superoksid dismutaza (SOD), askorbat peroksidaza (APX) i katalaza (CAT) su važniji zaštitni enzimi u biljkama povezani sa svjetlošću. Ako biljke stare, aktivnost tih enzima će se brzo smanjiti.

Različite kvalitete svjetla imaju značajan utjecaj na aktivnost biljnih antioksidativnih enzima. Nakon 9 dana tretmana crvenim svjetlom, APX aktivnost sadnica uljane repice značajno se povećala, a POD aktivnost smanjila. POD aktivnost rajčice nakon 15 dana crvenog i plavog svjetla bila je veća od bijelog svjetla za 20,9% odnosno 11,7%. Nakon 20 dana tretmana zelenim svjetlom, POD aktivnost rajčice bila je najniža, samo 55,4% bijelog svjetla. Dodavanje plavog svjetla u trajanju od 4 sata može značajno povećati sadržaj topljivih proteina, POD, SOD, APX i CAT enzimsku aktivnost u listovima krastavca u fazi sadnica. Osim toga, aktivnosti SOD i APX postupno se smanjuju s produljenjem svjetla. Aktivnost SOD i APX pod plavim i crvenim svjetlom sporo se smanjuje, ali je uvijek veća od aktivnosti bijelog svjetla. Zračenje crvenim svjetlom značajno je smanjilo aktivnost peroksidaze i IAA peroksidaze listova rajčice i IAA peroksidaze listova patlidžana, ali je uzrokovalo značajno povećanje aktivnosti peroksidaze listova patlidžana. Stoga, usvajanje razumne strategije dodatne LED rasvjete može učinkovito odgoditi starenje hortikulturnih usjeva te poboljšati prinos i kvalitetu.

Konstrukcija i primjena LED svjetlosne formule

Rast i razvoj biljaka značajno su pod utjecajem kvalitete svjetlosti i njezinih različitih omjera sastava. Formula svjetla uglavnom uključuje nekoliko elemenata kao što su omjer kvalitete svjetlosti, intenzitet svjetlosti i trajanje svjetla. Budući da različite biljke imaju različite zahtjeve za svjetlošću i različite faze rasta i razvoja, za uzgojene kulture potrebna je najbolja kombinacija kvalitete svjetlosti, intenziteta svjetlosti i vremena dodavanja svjetla.

 ◆Omjer svjetlosnog spektra

U usporedbi s bijelim svjetlom i pojedinačnim crvenim i plavim svjetlom, kombinacija LED crvenog i plavog svjetla ima sveobuhvatnu prednost u rastu i razvoju sadnica krastavca i kupusa.

Kada je omjer crvene i plave svjetlosti 8:2, debljina stabljike biljke, visina biljke, suha težina biljke, svježa težina, indeks jake sadnice itd. značajno se povećavaju, a to je također korisno za stvaranje kloroplastne matrice i bazalnih lamela te za asimilaciju.

Korištenje kombinacije crvene, zelene i plave boje za klice crvenog graha korisno je za akumulaciju suhe tvari, a zeleno svjetlo može potaknuti akumulaciju suhe tvari u klicama crvenog graha. Rast je najočitiji kada je omjer crvene, zelene i plave svjetlosti 6:2:1. Učinak izduženja hipokotila sadnica povrća klica crvenog graha bio je najbolji pod omjerom crvene i plave svjetlosti od 8:1, a izduženje hipokotila klica crvenog graha bilo je očito inhibirano pod omjerom crvene i plave svjetlosti od 6:3, ali je sadržaj topljivih proteina bio najveći.

Kada je omjer crvenog i plavog svjetla 8:1 za sadnice lufe, indeks jakih sadnica i sadržaj topljivog šećera u sadnicama lufe su najviši. Kada se koristi kvaliteta svjetla s omjerom crvenog i plavog svjetla od 6:3, sadržaj klorofila a, omjer klorofila a/b i sadržaj topljivih proteina u sadnicama lufe bili su najviši.

Kada se koristi omjer crvene i plave svjetlosti prema celeru u omjeru 3:1, može se učinkovito potaknuti povećanje visine biljke celera, duljine peteljki, broja listova, kvalitete suhe tvari, sadržaja VC-a, sadržaja topljivih proteina i sadržaja topljivih šećera. U uzgoju rajčice, povećanje udjela plave LED svjetlosti potiče stvaranje likopena, slobodnih aminokiselina i flavonoida, a povećanje udjela crvene svjetlosti potiče stvaranje titrabilnih kiselina. Kada je omjer crvene i plave svjetlosti prema listovima salate 8:1, to je korisno za nakupljanje karotenoida i učinkovito smanjuje sadržaj nitrata te povećava sadržaj VC-a.

 ◆Intenzitet svjetlosti

Biljke koje rastu pod slabim svjetlom osjetljivije su na fotoinhibiciju nego pod jakim svjetlom. Neto stopa fotosinteze sadnica rajčice povećava se s povećanjem intenziteta svjetlosti [50, 150, 200, 300, 450, 550 μmol/(m²·s)], pokazujući trend prvo povećanja, a zatim smanjenja, te pri 300 μmol/(m²·s) dostiže maksimum. Visina biljke, površina lista, sadržaj vode i sadržaj VC salate značajno su se povećali pod tretmanom intenziteta svjetlosti od 150 μmol/(m²·s). Pod tretmanom intenziteta svjetlosti od 200 μmol/(m²·s) značajno su se povećali svježa težina, ukupna težina i sadržaj slobodnih aminokiselina, a pod tretmanom intenziteta svjetlosti od 300 μmol/(m²·s) smanjena je površina lista, sadržaj vode, klorofil a, klorofil a+b i karotenoidi salate. U usporedbi s tamom, s povećanjem intenziteta LED svjetla za rast [3, 9, 15 μmol/(m²·s)], sadržaj klorofila a, klorofila b i klorofila a+b u klicama crnog graha značajno se povećao. Sadržaj VC je najveći kod 3 μmol/(m²·s), a sadržaj topljivog proteina, topljivog šećera i saharoze najveći je kod 9 μmol/(m²·s). Pod istim temperaturnim uvjetima, s povećanjem intenziteta svjetlosti [(2~2,5)lx×10³ lx, (4~4,5)lx×10³ lx, (6~6,5)lx×10³ lx], vrijeme klijanja sadnica paprike se skraćuje, sadržaj topljivog šećera se povećava, ali se sadržaj klorofila a i karotenoida postupno smanjuje.

 ◆Vrijeme svjetla

Pravilno produljenje vremena osvjetljenja može do određene mjere ublažiti stres uzrokovan slabim svjetlom uzrokovan nedovoljnim intenzitetom svjetlosti, pomoći akumulaciji fotosintetskih proizvoda hortikulturnih kultura te postići učinak povećanja prinosa i poboljšanja kvalitete. Sadržaj VC u klicama pokazao je postupno rastući trend s produljenjem vremena osvjetljenja (0, 4, 8, 12, 16, 20 sati/dan), dok je sadržaj slobodnih aminokiselina, SOD i CAT aktivnost pokazao opadajući trend. S produljenjem vremena osvjetljenja (12, 15, 18 sati), svježa težina biljaka kineskog kupusa značajno se povećala. Sadržaj VC u listovima i stabljikama kineskog kupusa bio je najveći nakon 15, odnosno 12 sati. Sadržaj topljivih proteina u listovima kineskog kupusa postupno se smanjivao, ali je u stabljikama bio najveći nakon 15 sati. Sadržaj topljivih šećera u listovima kineskog kupusa postupno se povećavao, dok je u stabljikama bio najveći nakon 12 sati. Kada je omjer crvenog i plavog svjetla 1:2, u usporedbi s 12 sati osvjetljenja, tretman svjetlom od 20 sati smanjuje relativni sadržaj ukupnih fenola i flavonoida u zelenoj salati, ali kada je omjer crvenog i plavog svjetla 2:1, tretman svjetlom od 20 sati značajno povećava relativni sadržaj ukupnih fenola i flavonoida u zelenoj salati.

Iz navedenog se može vidjeti da različite formule svjetla imaju različite učinke na fotosintezu, fotomorfogenezu te metabolizam ugljika i dušika različitih vrsta usjeva. Kako dobiti najbolju formulu svjetla, konfiguraciju izvora svjetlosti i formulirati inteligentne strategije kontrole, potrebno je kao početnu točku odabrati biljnu vrstu, a odgovarajuće prilagodbe trebale bi se napraviti prema potrebama hortikulturnih usjeva za proizvodima, ciljevima proizvodnje, faktorima proizvodnje itd. kako bi se postigao cilj inteligentne kontrole svjetlosnog okruženja i visokokvalitetnih hortikulturnih usjeva s visokim prinosom u uvjetima uštede energije.

Postojeći problemi i perspektive

Značajna prednost LED svjetla za uzgoj je u tome što može inteligentno kombinirati prilagodbe prema spektru zahtjeva fotosintetskih karakteristika, morfologiji, kvaliteti i prinosu različitih biljaka. Različite vrste usjeva i različita razdoblja rasta istog usjeva imaju različite zahtjeve za kvalitetom svjetlosti, intenzitetom svjetlosti i fotoperiodom. To zahtijeva daljnji razvoj i poboljšanje istraživanja svjetlosnih formula kako bi se formirala ogromna baza podataka o svjetlosnim formulama. U kombinaciji s istraživanjem i razvojem profesionalnih lampi, može se ostvariti maksimalna vrijednost LED dopunskih svjetala u poljoprivrednim primjenama, kako bi se bolje uštedjela energija, poboljšala učinkovitost proizvodnje i ostvarile ekonomske koristi. Primjena LED svjetla za uzgoj u hortikulturi pokazala je snažnu vitalnost, ali cijena LED rasvjetne opreme ili uređaja je relativno visoka, a jednokratna investicija je velika. Potrebe za dodatnom svjetlošću različitih usjeva u različitim uvjetima okoline nisu jasne, spektar dodatnog svjetla, nerazuman intenzitet i vrijeme svjetla za uzgoj neizbježno će uzrokovati razne probleme u primjeni industrije rasvjete za uzgoj.

Međutim, s napretkom i poboljšanjem tehnologije te smanjenjem troškova proizvodnje LED rasvjete za uzgoj, LED dodatna rasvjeta će se šire koristiti u hortikulturi objekata. Istovremeno, razvoj i napredak LED sustava dodatne rasvjete i kombinacija nove energije omogućit će brzi razvoj poljoprivrede objekata, obiteljske poljoprivrede, urbane poljoprivrede i svemirske poljoprivrede kako bi se zadovoljila potražnja ljudi za hortikulturnim usjevima u posebnim okruženjima.