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LUXEON SunPlus 系列绿黄光 LED 带来高产量高营养的绿叶蔬菜
文章来源:手机游戏排行榜2020前十名  作者:手机游戏排行榜2020前十名  发布日期:2020-03-01  浏览次数:327
LUXEON SunPlus 系列绿黄光 LED 带来高产量高营养的绿叶蔬菜

  研究显示,来自 Lumileds 的绿黄光、绿光和紫光 LED 可用以出产高产量的红叶生菜,同时可提高对人类健康有益的必须营养素的浓度。

  研究由纽约州特洛伊市伦斯勒理工学院照明驱动系统和利用中间 (LESA) 的高级研究员——Tessa Pocock 博士完成。

  LED 正敏捷成为室内园艺利用的首选光源,由于其可以或许定制光谱以知足相干植物的成长和营养需求——这是传统园艺光源没法实现的。另外,与垂直农场和莳植厂利用的荧光灯管比拟,LED 的寿命更长,能源效力更高,少少需要保护,且对发展情况披发的热量更少。

  沙拉作物因其营养和健康好处而非热量需求而被人们所食用。假如发展适当,它们可以成为营养物资的绝佳来历,如可帮忙节制体内自由基粉碎水平的抗氧化剂。在这项研究中,研究员监测并量化了叶绿素和两种主要生物活性抗氧化剂——花青素和类胡萝卜素的浓度。类胡萝卜素是一类黄色和橙色色素,包罗 β-胡萝卜素(维生素 A 的前身)和玉米黄质和叶黄素,它们是庇护视网膜免受高能辐射(如紫外线和蓝光)的黄色色素。1 花青素是红色、蓝色和紫色色素,其摄取量与人体健康呈正相干,可医治目力障碍、预防神经障碍、下降血汗管疾病的病发率、提高认知能力和加强抗氧化庇护。2 之前利用市售 LED 的研究显示,在荧光粉转换型 (PC) LED 照明下成长的很多绿叶蔬菜的叶子凡是年夜而薄,且惨白,叶绿素和花青素含量始终较低 3

  此项植物发展研究评估了 Lumileds 专为园艺设计的新型市售 PC LED(LUXEON SunPlus 系列)与 Valoya 和定制直接发射 RGB LED 比拟之下的机能表示。目标是肯定比来推出的荧光粉转换型 (PC) LED 是不是能提高红叶生菜的产量,同时使包罗花青素和类胡萝卜素在内的要害营养素程度增高。研究检测了红叶生菜的产量(地上生物量)与营养质量之间的关系或均衡。

  照明设置装备摆设和方式

  选择光谱光子散布以在作物程度上供给光合光子通量密度 (PPFD),灯具之间具有不异的红色 (600-700 nm)、蓝色 (400-500 nm) 和绿色 (500-600 nm) 波长规模(光谱比值)输出。在两个情况受控的发展箱(Adaptis 1000,Conviron)内各安装两种灯具,经由过程设定光法式和/或调剂作物距离使 PPFD 介在 217-242 μmol/m2s 之间(Figure 1)。丈量发展箱中间和发展区域某一网格内的光谱光子散布,以查抄平均性(Figure 2)。将光合有用辐射 (PAR) 的光谱比值设计为不异;20% 蓝光 (400-500 nm),20% 绿光 (500-600 nm) 和 60% 红光 (600-700 nm)。但远红光区域 (700-800 nm) 的 PPFD 存在差别。在 RGB 直接照耀光谱中不存在,但在 Valoya PC 中为 19 μmol,在 LUXEON SunPlus 绿黄光 + 紫光灯具中为 25 μmol,在 LUXEON SunPlus 紫光 + LUXEON 3535L 绿光灯具中为 28 μmol,在 LUXEON SunPlus 紫光灯具中为 32 μmol。光阐发注解,光谱和 PPFD 的平均性从发展箱一侧到另外一侧平均较差,而畴前到后则较着要好(Figure 3)。安装较年夜的光条可改良这些平均性的差别。光周期为 16小时/天,延续 14 天,日/夜温度为 23°C/18°C,相对湿度在 50% 至 70% 之间。植物采取改进的 Hoagland 溶液施肥。进行三项自力的反复操作,并肯定光实验之间的统计差别(KruskalWallis ANOVA,SigmaPlot v11)。收割具有最年夜光平均性之发展区域的样品进行丈量。按照 Pocock 中的方式用分光光度法对花青素浓度进行定量。3 按照 Lichtenthaler 中的方式对类胡萝卜素和叶绿素浓度进行定量。4

  Figure 1:Rouxai 红叶生菜在安装有 LUXEON SunPlus 绿黄光 + 紫光、LUXEON SunPlus紫光 + LUXEON 3535L 绿光、LUXEON SunPlus 紫光、Valoya 和 RGB 灯具的 Adaptis 发展箱内发展 14 天。

  Figure 2:以每种光源的光子通量密度 (PFD) 来丈量光谱光子散布。为了可以或许进行同一的比力,研究人员在各发展箱中间的作物程度上丈量 SPD。

  Figure 3: 用发展室内的JAZ光谱仪丈量的光栅. 从发展室的中间部门收获红叶生菜以确保最高的光平均性(PFD in μmol).

  产量,植物健康和抗氧化剂

  经由过程肯定在分歧光照处置下发展的红叶生菜栽培品种 Rouxai 的鲜重 (g)、花青素、类胡萝卜素和叶绿素浓度和光化性来测定产量。在 LUXEON SunPlus 系列绿黄光 + 紫光和LUXEON SunPlus 紫光 + LUXEON 3535L 绿光 LED 和 Valoya 光照前提下发展的幼苗的产量较着要高,其次是 LUXEON SunPlus 系列紫光 LED,再是 RGB(Figure 4)。与 LUXEON SunPlus 绿黄光 + 紫光和 紫光 + 绿光 LED 和 Valoya 灯具下发展的生菜比拟,后两组前提下发展的生菜的鲜重偏低,这是由于缺少远红光 (700-800 nm) 的输出。远红光对细胞耽误和叶片尺寸有着增进感化,这是公认的事实。与在 Valoya 灯具下发展的 Rouxai 生菜比拟,LUXEON SunPlus 绿黄光 + 紫光 LED、紫光 + 绿光LED 和 RBG 光谱下发展的生菜的花青素浓度较着要高(Figure 5)。类胡萝卜素的浓度不受光照处置的影响,另外,虽然其实不显著,但 LUXEON SunPlus 系列 LED 和 RGB LED 下发展的生菜的叶绿素浓度始终高在 Valoya 前提下发展的生菜(Figure 6 和Figure 7)。植物健康可以经由过程利用脉冲调幅叶绿素荧光仪的叶绿素荧光手艺来丈量 (PAM 2500, Walz, DE)5。植物健康 (FV/FM)、植物光转换 (Y(II)) 和光庇护 (NPQ) 的效力在健康规模内,这注解,在这些研究中,光合感化(Figure 8)进程没有压力。植物顺应所有光源。

  Figure 4:发展 14 天后,利用 LUXEON SunPlus 绿黄光 + 紫光、Valoya 和LUXEON SunPlus紫光 + LUXEON 3535L 绿光灯具的发展箱内的红叶生菜产量(鲜重)最高。

  Figure 5:LUXEON SunPlus 绿黄光 + 紫光和紫光 + 绿光 LED 光照前提下发展的红叶生菜的花青素浓度最高。

  Figure 6:所有 LED 光照处置均对类胡萝卜素浓度有增进感化。

  Figure 7:RGB 和 LUXEON SunPlus 系列 LED 光照前提下发展的生菜的叶绿素浓度最高。

  Figure 8:光化学成果注解,利用所有光源都可实现杰出的植物健康 (Fv/Fm)、有用的光化学感化 Y(II) 和光庇护机制 (NPQ)。

  结论

  绿叶蔬菜具有丰硕的营养价值,是平常食用的抱负作物。这项研究注解,在特定 LED 光谱前提下发展的红叶生菜 Rouxai 有着较着较高的产量和更高浓度的花青素和类胡萝卜素。

  LUXEON SunPlus 绿黄光 + 紫光 LED 在产量(鲜重)和抗氧化剂含量方面表示最好。这类光源的光谱包罗远红光 (700-800 nm) 规模波长的输出,可以提高生菜产量。Valoya PC LED 前提下发生的绿叶产量相当,但从统计上看,抗氧化剂的含量较低,注解磷光体下转换的光谱光子散布可能对作物资量有分歧影响。总之,这些数据注解,利用 LUXEON SunPlus 绿黄光 + 紫光 LED 组合中具有强皇家蓝光、绿光、深红光和远红光组件的 PC LED 可优化植物的发展和营养。

  在产量(鲜重)和营养浓度方面均表示优良的光谱为 LUXEON SunPlus 系列绿黄光 + 紫光和紫光 + 绿光 LED。要在室内情况中有用栽培 Rouxai 红叶生菜和近似作物,利用 LUXEON SunPlus 系列绿黄光 + 紫光和紫光 + 绿光LED 可带来较着优势。

  参考文献

  1. Krisky N.I.,Landrum J.T. and R.A. Bone.(2003) Biologic mechanisms of the protective role of lutein and zeaxanthin in the eye. Annual Review of Nutrition. 23:171-201.

  2. Lila MA. Anthocyanins and human health: An in vitro investigative approach. Journal of Biomedicine and Biotechnology 2004. 5: 305-313.

  3. Pocock, T. (2015) (2015) Advanced lighting technology in controlled environment agriculture. Lighting, Research and Technology. 12/2015; DOI: 10.1177/1477153515622681.

  4. Lichtenthaler, H.K. and C. Buschmann (2001) Current Protocols in Food Analytical Chemistry F4.3.1-F4.3.8.

  5. Maxwell, K and G.N. Johnson (2000) Chlorophyll fluorescence -- a practical guide. Journal of Experimental Botany. 51: 659-668.


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