Тип публикации: статья из журнала
Год издания: 2025
Ключевые слова: arugula, Eruca sativa, LEDs, light spectrum, photomorphogenesis, biochemical composition, hydroponics, рукола, светодиоды, спектр излучения, фотоморфогенез, биохимический состав, гидропоника
Аннотация: Цель исследования - выявить, как изменения спектрального состава светодиодного (LED) излучения влияют на рост и биохимический профиль двух сортов руколы ( Eruca sativa Mill.)«Астра» и «Гурман», культивируемых на вертикальной гидропонике. Растения выращивали при плотности потока фотонов фотосинтеза (ППФФ) 70 мкмоль м⁻² с⁻¹ и фотоперПоказать полностьюиоде 16:8 ч, используя разработанный в Сибирском федеральном университете фитосветильник c переменным спектром для красносмещённого (R = 74 % R/18 % G/8 % B) и зелёносмещённого (G = 28 % R/46 % G/26 % B) спектров и светильник LED FARM 80.0.x для тёпло-белого (WW = 50 % R/36 % G/14 % B). Оценены морфология растений, содержание хлорофиллов, каротиноидов, сахаров, аскорбиновой кислоты и нитратов; статистическая обработка осуществлена ANOVA с тестом Тьюки ( p <0,05). «Гурман» достиг максимальной надземной массы (34 ± 14 г/растение) и площади листьев под WW, тогда как под R и G эти показатели снижались на 63-72 %. У «Астры» использование красного спектра приводило к повышению концентрации витамина C до 746 ± 49 мг/кг сухой массы; применение зелёного спектра способствовало корнеобразованию и синтезу клетчатки у «Астры», но подавляло эти процессы у «Гурмана». Во всех режимах листья содержали ≥ 5,4 г/кг сырой массы нитратов; спектральные сдвиги уменьшали их содержание лишь частично. Максимум фотопигментов фиксировался при зелёном свете. Таким образом, оптимальная LED-досветка должна подбираться сорт-специфично: «Гурману» необходим широкий тёпло- белый спектр, «Астре» - красносмещённый; для доведения нитратов до нормативного уровня требуется дополнительное увеличение ППФФ. Результаты формируют научную и практическую основу динамического управления спектром в городских агросистемах, способствуя повышению урожайности и нутриционной ценности зеленных культур. The present study aimed to determine how changes in the spectral composition of light- emitting diodes (LEDs) affect the growth and biochemical profiles of two arugula ( Eruca sativa Mill.) cultivars, ‘Astra’ and ‘Gurman’, grown in a vertical hydroponic system. Plants were cultivated at a PPFD of 70 µmol m⁻² s⁻¹ under a 16:8 h photoperiod using a programmable luminaire designed at the Siberian Federal University for the red-shifted (R = 74 % R / 18 % G / 8 % B) and green-shifted (G = 28 % R / 46 % G / 26 % B) spectra and a LED FARM 80.0.x fixture for warm-white light (WW = 50 % R / 36 % G / 14 % B). Fresh shoot and root biomass, leaf morphometry, and the contents of chlorophylls, carotenoids, sugars, ascorbic acid, and nitrates were measured; data were analysed by one-way ANOVA followed by Tukey’s test ( p < 0.05). ‘Gurman’ achieved its greatest shoot mass (34 ± 14 g plant⁻¹) and leaf area under WW, whereas the R and G spectra reduced these parameters by 63-72 %. In ‘Astra’, red light increased vitamin C concentration to 746 ± 49 mg kg⁻¹ dry matter; green light enhanced root formation and fibre synthesis in ‘Astra’ but suppressed these responses in ‘Gurman’. Across all treatments, leaves contained ≥ 5.4 g kg⁻¹ fresh weight nitrates; spectral shifts lowered their content only partially. The highest photopigment content was recorded under green light. Hence, optimal LED supplementation must be cultivar-specific: broad warm-white for ‘Gurman’ and red-shifted for ‘Astra’, with additional PPFD increases required to meet regulatory nitrate thresholds. These results provide a scientific and practical foundation for dynamic spectrum management in urban agro-systems, supporting higher yields and improved nutritional quality of leafy greens.
Журнал: Журнал Сибирского федерального университета. Серия: Биология
Выпуск журнала: Т. 18, № 4
Номера страниц: 550-563
ISSN журнала: 19971389
Место издания: Красноярск
Издатель: Сибирский федеральный университет