Ультрафиолетовое излучение и рост саженцев томатов.

Влияние светодиодов разного спектра на проростки огурца.   Краткий обзор вышедшего в апреле 2021г. исследования калифорнийских ученых на тему влияния монохроматических светодиодов разного спектра свечения на саженцы огурцов.Ссылка на оригинальную статью: https:/...
18.04.2024
Большую часть года, света для растений очень мало. И те, кто выращивают их круглогодично в закрытых помещениях, а не по сезонно на улице, сталкиваются из-за этого с большими проблемами.Единственный выход их решить — это использовать искусственные источники света. Какие из них луч...
18.04.2024
Ультрафиолетовое излучение и рост саженцев томатов.

  Ультрафиолет-А (УФ-А) является основным компонентом УФ-излучения в природе. Однако его роль в росте растений в значительной степени остается неизвестной. 

   На рост и развитие растений в значительной степени влияют спектральные свойства света, опосредующие фотосинтез и фотоморфогенез. УФ-излучение критически влияет на наземные растения, и в настоящее время доступно множество исследований, посвященных влиянию УФ-B (280–315 нм) на рост растений. В природе растения растут под солнечным светом, где фотонов УФ-А (315–400 нм) присутствует в 10–100 раз больше, чем УФ-В. Однако по сравнению с УФ-В количество исследований воздействия УФ-А очень ограничено. В последнее время быстрое развитие фабрик по производству растений с искусственным освещением (в основном светодиодным) привело к возможности выращивания растений в различных световых спектрах. Однако подавляющее большинство исследований освещения на заводах-изготовителях проводилось только с синим и красным светом. Как следствие, до сих пор неизвестно, принесет ли дополнительное УФ-А излучение пользу выращиванию комнатных растений.

   Растения корректируют свои морфологические и физиологические процессы в ответ на изменение условий освещения, которые могут стимулировать или подавлять рост растений. Ряд исследований показал, что УФ-А излучение ускоряет рост и изменяет морфологию растений. Напротив, в некоторых исследованиях не сообщалось о каких-либо существенных ответных реакциях или отрицательных эффектах (например, о подавлении накопления биомассы и разрастания листьев) при дополнительном облучении УФ-А. В этом контексте направление роста растений в ответ на УФ-А излучение может быть различным. Кроме того, имеющиеся данные не позволяют определить влияние дозы УФ-А из-за недостаточной информации о плотности потока используемого УФ-А излучения. Таким образом, до сих пор неясно, проявляет ли рост растений дозовую реакцию при УФ-А-излучении.

   Это исследование было направлено на изучение того, как рост растений реагирует на дополнительное УФ-А-излучение в контролируемой среде и проявляет ли рост растений дозовую реакцию при УФ-А-излучении. В этом исследовании был протестирован помидор, самый культивируемый овощ в мире. Изучены морфологические и ростовые характеристики растений, фотосинтетические свойства.

 

  В этом исследовании китайских ученых сеянцы томатов ( Solanum lycopersicum 'Beijing Cherry Tomato') выращивали в контролируемой среде, в которой УФ-А излучение обеспечивали люминесцентными лампами УФ-А (λ max = 369 нм) с плотностью потока энергии 2,28 Вт · м −2 . Фотопериод УФ-А излучения составлял 0, 4, 8 и 16 часов, что соответствует контрольной обработке, УФ-А4, УФ-А8 и УФ-А16 соответственно. Плотность фотосинтетического потока фотонов ( PPFD ) составляла 220 мкмоль · м −2 · с −1., который был обеспечен светодиодами (СИД) с соотношением синего / красного света 1: 9, фотопериод PPFD составлял 16 часов. 

  Суточную дозу УФ-А оценивали с помощью функции биологического спектрального взвешивания согласно Флинту и Колдуэллу  . Наибольший уровень УФ-излучения составлял 0,15 МДж · м −2 · сут −1 (т.е. обработка УФ-A16), что составляло ≈31% от среднего УФ-излучения в Китае [0,49 МДж · м −2 · сутки −1 .

  Был проведен анализ роста с замером площади листа, высоты растений и количества сухой массы.

  Были произведены измерения газообмена и флуоресценции хлорофилла.

  Устьичная проводимость измерялась во время работы УФ.

  Также была измерена концентрация хлорофилла и плотность устьиц.

 

  Результаты исследований

  Рост проростков томатов показал положительный ответ на дополнительное УФ-А излучение ( рис.1 ). В частности, добавление 8 и 16 часов УФ-А к видимому излучению стимулировало производство биомассы растений на 29% и 33% соответственно по сравнению с контролем. Такой стимулирующий эффект не наблюдался при обработке добавлением УФ-А в течение 4 часов ( рис.1А ). Аналогичный эффект наблюдался для площади листьев растений, которая была на 22% и 31% больше при обработке УФ-А8 и УФ-А16, соответственно, по сравнению с контролем ( рис.1В ). Длина стебля также стимулировалась дополнительным УФ-излучением, хотя самые высокие растения наблюдались при обработке УФ-А8 ( рис.1С ).

 

Влияние различных обработок ультрафиолетом (УФ) -A на ( A ) сухой вес растения, ( B ) площадь листа и ( C ) длину стебля. Разные буквы указывают на статистически значимые различия между видами лечения ( P <0,05). 

Растения, выращенные при различных дозах УФ-А, показали существенные различия в g S ( рис. 2 ), которые были наибольшими при обработке УФ-А16, затем УФ-А8, и были сходными между обработкой УФ-А4 и контролем.

 

Влияние различных обработок ультрафиолетом (УФ) -A на устьичную проводимость ( г · S ). Измерения проводились в середине дня, когда ультрафиолетовые лампы А были включены во всех сеансах лечения. Разные буквы указывают на статистически значимые различия между видами лечения ( P <0,05). Планки погрешностей показывают ± se (n = 4, каждая повторность представляет собой среднее значение четырех различных позиций измерения в одной и той же листовке).

   Спектры поглощения листьев всех обработок были сходными в большей части видимого диапазона волн (400–700 нм), за исключением зеленой области (530–580 нм). В зеленом спектре листья, обработанные УФ-А16, имели наибольшее поглощение, за которыми следовали обработки УФ-А8 и УФ-А4. Поглощение было наименьшим в контроле ( рис. 3 ).

 

Влияние различных обработок ультрафиолетом (УФ) -A на поглощающую способность листьев в диапазоне видимого спектра (400–700 нм; n = 4). Измерения проводились на четырех листочках четырех разных растений, и на каждом листе измерялись три разных положения.

  Обсуждение

Добавление УФ-А к видимому излучению в контролируемой среде значительно ускоряет рост проростков томатов, о чем свидетельствует увеличение общей биомассы растений на 29-33% в сследовании ( рис. 1А ), что противоречит эффекту УФ-излучения-B, который часто подавляет рост растений. Это согласуется с предыдущими исследованиями, проведенными либо в теплице, либо в условиях открытого поля с фильтрами отсечки или дополнительным УФ-А излучением. Однако некоторые исследования показали, что биомасса растений снижается под действием УФ-А излучения . Такое несоответствие в росте растений в ответ на УФ-А излучение остается неоднозначным, поскольку информация о влиянии УФ-А на производство растительной биомассы ограничена.

  Процессы роста растений часто демонстрируют реакцию насыщения на ростовое излучение . В текущем исследовании, хотя уровень излучения УФ-А при обработке УФ-А8 был вдвое ниже, чем при обработке УФ-А16, общая площадь листьев и производство биомассы при обработке УФ-А8 были такими же, как и при обработке УФ-А8. Обработка УФ-A16 ( рис. 1 ), которая указывает на то, что рост растений может показывать реакцию насыщения на уровень УФ-А излучения. Более того, по сравнению с 8 и 16 часами дополнительного УФ-А, 4 часа дополнительного УФ-А практически не повлияли на рост растений и разрастание листьев ( рис. 1). Вероятно, это результат того факта, что 4 часов дополнительного УФ-излучения было недостаточно для стимуляции роста растений, так как уровень УФ-излучения при обработке УФ-А4 составлял всего ≈8% от среднего УФ-излучения. в природе. Таким образом, результаты показывают, что УФ-А излучение может качественно влиять на рост растений, но необходимы подробные исследования, чтобы выяснить его механизмы.

  Ученые пришли к выводу, что УФ-А-излучение стимулирует рост рассады томатов при выращивании в помещении, на что указывает большее производство биомассы, что в основном является результатом большего увеличения площади листьев, что способствовало захвату света. Этот стимулирующий эффект проявлял реакцию насыщения на дозу УФ-А.

Ссылка на оригинальную статью: https://journals.ashs.org/hortsci/view/journals/hortsci/53/10/article-p1429.xml

Обратный звонок