1. На главную
  2. Электронные версии
  3. Известия РАН. Серия биологическая
  4. № 3, 2023

Известия РАН. Серия биологическая, 2023, № 3, стр. 278-286

Влияние светодиодного освещения разного спектра на развитие салата листового (Lactuca sativa)

О. В. Наконечная 1, *, А. С. Холин 2, Е. П. Субботин 2, Е. В. Бурковская 1, Ю. А. Хроленко 1, И. В. Гафицкая 1, И. Ю. Орловская 1, М. Л. Бурдуковский 1, А. В. Михеева 1, Ю. Н. Кульчин 2

1 Федеральный научный центр биоразнообразия наземной биоты Восточной Азии ДВО РАН
690022 Владивосток, просп. 100-летия Владивостока, 159, Россия

2 Институт автоматики и процессов управления Дальневосточного отделения Российской академии наук
Владивосток, Россия

* E-mail: markelova@biosoil.ru

Поступила в редакцию 12.05.2022
После доработки 13.07.2022
Принята к публикации 07.11.2022

Аннотация

Исследовано влияние 5 спектров светодиодных (СД) светильников на растения L. sativa сорта “Афицион”, выращиваемых в условиях закрытого почвогрунта. Для контроля использовали теплый белый свет WW (соотношение долей синего, зеленого и красного света – 14% : 48% : 38%). Максимальные значения размеров листьев и сырой массы надземной части выявлены у группы RGB (сине-зеленый-красный – 32% : 19% : 49%), по значениям сухой массы и золы – у группы FS (сине-зеленый-красный 27% : 11% : 62%). Плотность распределения устьиц и их размер на нижней стороне листа была максимальной у растений SB (сине-зеленый-красный 33% : 41% : 38%). Это наиболее эффективное сочетание параметров в плане архитектоники листа. Увеличение доли красного света в спектре при снижении доли зеленого света положительно влияет на развитие растений L. sativa, в то же время увеличение доли зеленого света в спектре положительно отражается на формировании устьичного аппарата.

Ключевые слова: Lactuca sativa, спектр света, устьичный аппарат, светодиоды

Список литературы

  1. Мишанов А.П., Маркова А.Е., Ракутько С.А., Бровцин В.Н., Ракутько Е.Н. Влияние соотношения долей зеленого и красного излучения на биометрические показатели салата // Сб. науч. трудов. ИАЭП. 2015. Вып. 87. С. 264–271.

  2. Мокроносов А.Т., Гавриленко В.Ф. Фотосинтез. Физиолого-экологические и биохимические аспекты. М.: МГУ, 1992. 319 с.

  3. Наконечная О.В., Холин А.С., Субботин Е.П., Грищенко О.В., Бурковская Е.В., Хроленко Ю.А., Бурдуковский М.Л., Кульчин Ю.Н., Журавлев Ю.Н. Развитие растений томатов под светом различного спектрального состава // Физиол. раст. 2022. Т. 69. № 5. С. 472–479.

  4. Протасова Н.Н. Светокультура как способ выявления потенциальной продуктивности растений // Физиол. раст. 1987. Т. 34. № 4. С. 812–822.

  5. Bantis F., Ouzounis T., Radoglou K. Artificial LED lighting enhances growth characteristics and total phenolic content of Ocimum basilicum, but variably affects transplant success // Sci. Hortic. 2016. V. 198. P. 277–283.

  6. Baslam M., Morales F., Garmendia I., Goicoechea N. Nutritional quality of outer and inner leaves of green and red pigmented lettuces (Lactuca sativa L.) consumed as salads // Sci. Hort. 2013. V. 151. P. 103–111.

  7. Caldwell C.R., Britz S.J. Effect of supplemental ultraviolet radiation on the carotenoid and chlorophyll composition of green house-grown leaf lettuce (Lactuca sativa L.) cultivars // J. Food Compos. Anal. 2006. V. 19. № 6–7. P. 637–644.

  8. Chen X.L., Yang Q.C., Song W.P., Wang L.C., Guo W.Z., Xue X.Z. Growth and nutritional properties of lettuce affected by different alternating intervals of red and blue LED irradiation // Sci. Hortic. 2017. V. 223. P. 44–52.

  9. Dougher T.A., Bugbee B. Long-term blue light effects on the histology of lettuce and soybean leaves and stems // J. Am. Soc. Hortic. Sci. 2004. V. 129. № 4. P. 467–472.

  10. Frąszczak B., Kula-Maximenko M. The preferences of different cultivars of lettuce seedlings (Lactuca sativa L.) for the spectral composition of light // Agronomy. 2021. V. 11. № 6. P. 1211.

  11. Han T., Vaganov V., Cao S., Li Q., Ling L., Cheng, X., Peng L., Zhang C., Yakovlev A.N., Zhong Y., Tu M. Improving “color rendering” of LED lighting for the growth of lettuce // Sci. Rep. 2017. V. 7. P. 45944.

  12. Hoenecke M.E., Bula R.J., Tibbitts T.W. Importance of 'blue' photon levels for lettuce seedlings grown under red-light-emitting diodes // HortScience. 1992. V. 27. № 5. P. 427–430.

  13. Hunter D.C., Burritt D.J. Light quality influences adventitious shoot production from cotyledon explants of lettuce (Lactuca sativa L.) // In Vitro Cellular and Developmental Biology-Plant. 2004. V. 40. № 2. P. 215–220.

  14. Johkan M., Shoji K., Goto F., Hahida S.N., Yoshihara T. Effect of green light wavelength and intensity on photomorphogenesis and photosynthesis in Lactuca sativa // Environ. Exp. Bot. 2012. V. 75. P. 128–133.

  15. Jones H.G., Farquar G.D., Cowan I.R. Breeding for stomatal characters // Stomatal function. Eds. Zeiger E., Farquhar G.D. Cowan I.R. Stanford (CA): Stanford University Press. 1987. P. 431–443.

  16. Kaur N., Chugh V., Gupta A.K. Essential fatty acids as functional components of foods – a review // J. Food Sci. Technol. 2014. V. 51. № 10. P. 2289–2303.

  17. Kawashima L.M., Soares L.M.V. Mineral profile of raw and cooked leafy vegetables consumed in Southern Brazil // J. Food Compos. Anal. 2003. V. 16. № 5. P. 605–611.

  18. Kim H.H., Goins G.D., Wheeler R.M., Sager J.C. A comparison of growth and photosynthetic characteristics of lettuce grown under red and blue light-emitting diodes (LEDs) with and without supplemental green LEDs // Acta Hort. 2004a. V. 659. P. 467–475.

  19. Kim H.H., Goins G.D., Wheeler R.M., Sager J.C. Green-light supplementation for enhanced lettuce growth under red- and bluelight-emitting diodes // HortScience. 2004b. V. 39. P. 1617–1622.

  20. Kim H.H., Goins G.D., Wheeler R.M., Sager J.C. Stomatal conductance of lettuce grown under or exposed to different light qualities // Ann. Bot. (Lond.) 2004c. V. 94. P. 691–697.

  21. Kim H.H., Wheeler R.M., Sager J.C., Gains G.D., Naikane J.H. Evaluation of lettuce growth using supplemental green light with red and blue light-emitting diodes in a controlled environment-a review of research at Kennedy Space Center // In V International Symposium on Artificial Lighting in Horticulture. 2005. V. 711. P. 111–120.

  22. Kim H.H., Wheeler R.M., Sager J.C., Goins G.D., Norikane J.H. Evaluation of lettuce growth using supplemental green light with red and blue light-emitting diodes in a controlled environment – A review of research at Kennedy Space Center // Acta Hort. 2006. V. 711. P. 111–119.

  23. Kim M.J., Moon Y., Tou J.C., Mou B., Waterland N.L. Nutritional value, bioactive compounds and health benefits of lettuce (Lactuca sativa L.) // J. Food Compos. Anal. 2016. V. 49. P. 19–34.

  24. Khrolenko Yu.A., Burundukova O.L., Burkovskaya E.V., Zhuravlev Yu.N. Mesophyll structure and chloroplast density in Panax ginseng leaves from the Sikhote-Alin Mts // Acta Biol. Cracov., Ser. Bot. 2012. V. 54. № 2. P. 54–60.

  25. Koudela M., Petríková K. Nutrients content and yield in selected cultivars of leaf lettuce (Lactuca sativa L. var. crispa) // Hortic.Sci. 2008. V. 35. № 3. P. 99–106.

  26. Le Guedard M., Schraauwers B., Larrieu I., Bessoule J.-J. Development of a biomarker for metal bioavailability: the lettuce fatty acid composition // Environ. Toxicol. Chem. 2008. V. 27. № 5. P. 1147–1151.

  27. Li H., Xu Z., Tang C. Effect of light-emitting diodes on growth and morphogenesis of upland cotton (Gossypium hirsutum L.) plantlets in vitro // PCTOC. 2010. V. 103. № 2. P. 155–163

  28. Ma X., Wang Y., Liu M., Xu J., Xu Z. Effects of green and red lights on the growth and morphogenesis of potato (Solanum tuberosum L.) plantlets in vitro // Sci. Hortic. 2015. V. 190. P. 104–109.

  29. Mou B. Genetic variation of beta-carotene and lutein contents in lettuce // J. Am. Soc. Hortic. Sci. 2005. V. 130. № 6. P. 870–876.

  30. Poudel P.R., Kataoka I., Mochioka R. Effect of red-and blue-light-emitting diodes on growth and morphogenesis of grapes // Plant cell, tissue and organ culture. 2008. V. 92. № 2. P. 147–153.

  31. Shimokawa A., Tonooka Y., Matsumoto M., Ara H., Suzuki H., Yamauchi N., Shigyo M. Effect of alternating red and blue light irradiation generated by light emitting diodes on the growth of leaf lettuce // bioRxiv. 2014. P. 003103.

  32. Stutte G.W., Edney S., Skerritt T. Photoregulation of bioprotectant content of red leaf lettuce with light-emitting diodes // HortScience. 2009. V. 44. № 1. P. 79–82.

  33. Wang J., Lu W., Tong Y., Yang Q. Leaf morphology, photosynthetic performance, chlorophyll fluorescence, stomatal development of lettuce (Lactuca sativa L.) exposed to different ratios of red light to blue light // Frontiers in Plant Science. 2016. V. 7. P. 64–73.

  34. Yorio N.C., Goins G.D., Kagie H.R., Wheeler R.M., Sager J.C. Improving spinach, radish, and lettuce growth under red light-emitting diodes (LEDs) with blue light supplementation // HortScience. 2001. V. 36. № 2. P. 380–383.

Дополнительные материалы отсутствуют.

Инструменты

следующая статья выпуска предыдущая статья выпуска содержание выпуска

Известия РАН. Серия биологическая

Архивы выпусков Информация о журнале Отправить рукопись в журнал