Фотосинтез и продуктивность у растений базилика ( Ocimum basilicum L.) при облучении различными источниками света
Автор: Полякова М.Н., Мартиросян Ю.Ц., Диловарова Т.А., Кособрюхов А.А.
Журнал: Сельскохозяйственная биология @agrobiology
Рубрика: Светокультура: основы технологий
Статья в выпуске: 1 т.50, 2015 года.
Бесплатный доступ
Повышение эффективности выращивания растений в светокультуре во многом связано с внедрением прогрессивных технологий, в том числе предусматривающих оптимизацию светового режима. Применение современных источников света - светодиодных облучателей (СД) или индукционных ламп позволяет резко сократить энергозатраты на выращивание растений за счет высокой светоотдачи, длительного рабочего ресурса и возможности регулировать спектр облучения. Мы провели сравнительное изучение ростовых процессов и активности фотосинтетического аппарата у растений базилика ( Ocimum basilicum L.) сорта Арарат при использовании светодиодного облучателя и индукционной лампы с энергетической мощностью соответственно 64 и 150 Вт. Интенсивность света под СД белого света составляла 80-85 мкмоль фотонов•м -2•с -1, при облучении индукционной лампой - 240-260 мкмоль фотонов•м -2•с -1. Исследовали СО 2 газообмен, содержание пигментов и ростовые процессы у растений, выращиваемых в условиях гидропоники. Скорость фотосинтеза под индукционной лампой была более чем в 2 раза выше по сравнению с СД (соответственно 2,6±0,4 и 1,2±0,3 мкмоль СО 2•м -2•с -1), хотя наблюдалось некоторое снижение содержания суммы хлорофиллов а + b (0,71±0,01 по сравнению с 0,83±0,03 мг/г сухой массы при СД облучении). Более чем 2-кратное увеличение скорости фотосинтеза не реализовалось в таком же повышении накопления биомассы растениями, что может быть связано с различным световым насыщением ростовых процессов и фотосинтеза. Эффективность накопления биомассы в расчете на 1 Вт энергетической мощности за 40 сут при облучении СД была в 1,7 раза выше, чем при облучении индукционной лампой. Достоверных различий в фотосинтетической эффективности не обнаружено. При повышенной концентрации СО 2 в воздухе скорости фотосинтеза были сопоставимы за счет более высоких значений квантового выхода фотосинтеза, активности рибулозо-1,5-бисфосфаткарбоксилазы/оксигеназы и эффективности карбоксилирования у СД растений. Таким образом, исследование структурно-функциональных показателей фотосинтетического аппарата и ростовых процессов показало сложный характер изменения части из них при длительном воздействии света различной интенсивности и спектрального состава.
Базилик, фотосинтез, рост, светодиодные облучатели, индукционные лампы
Короткий адрес: https://sciup.org/142133563
IDR: 142133563 | DOI: 10.15389/agrobiology.2015.1.124rus
Список литературы Фотосинтез и продуктивность у растений базилика ( Ocimum basilicum L.) при облучении различными источниками света
- Gülçin I., Elmastaş M., Aboul-Enein H.Y. Determination of antioxidant and radical scavenging activity of Basil (Ocimum basilicum L. Family Lamiaceae) assayed by different methodologies. Phytother. Res., 2007, 21: 354-361 ( ) DOI: 10.1002/ptr.2069
- Буткин А.В., Григорай Е.Е., Головко Т.К., Табаленкова Г.Н., Далькэ И.В. Культивирование салата в условиях защищенного грунта на Севере. Аграрная наука, 2011, 8: 24-26.
- Далькэ И.В., Табаленкова Г.Н., Малышев Р.В., Буткин А.В., Григорай Е.Е. Продуктивность и компонентный состав биомассы листового салата при разной интенсивности освещения в условиях защищенного грунта. Гавриш, 1013, 4: 13-16.
- Мартиросян Ю.Ц., Кособрюхов А.А., Креславский В.Д., Мелик-Саркисов О.С. Фотосинтез и продуктивность растений картофеля при дополнительном облучении низкоэнергетическим светом 625 нм. В сб.: Картофелеводство. Минск, 2007, т. 13: 65-73.
- Yorio N.C., Goins G.D., Kagie H.K., Wheeler R.M., Sager J.C. Improving spinach, radish, and lettuce growth under red light-emitting diodes (LEDs) with blue light supplementation. Hort. Sci., 2001, 36: 380-383.
- Аверчева О.В., Беркович Ю.А., Ерохин А.Н., Жигалова Т.В., Погосян С.И., Смолянина С.О. Особенности роста и фотосинтеза растений китайской капусты при выращивании под светодиодными светильниками. Физиология растений, 2009, 56: 17-26.
- Olle M., Viršile A. The effects of light-emitting diode lighting on greenhouse plant growth and quality. Agricultural and Food Science, 2013, 22(2): 223-234.
- Яковлева О.С., Яковцева М.Н., Тараканов И.Г. Морфологические реакции растений земляники садовой Fragaria ananassa Duch. на действие узкополосного спектра фотосинтетически активной радиации. Доклады ТСХА, 2012, 284(1): 139-141.
- Мартиросян Ю.Ц., Полякова М.Н., Диловарова Т.А., Кособрюхов А.А. Фотосинтез и продуктивность растений картофеля в условиях различного спектрального облучения. Сельскохозяйственная биология, 2013, 1: 107-112 ( , 10.15389/agrobiology.2013.1.107eng) DOI: 10.15389/agrobiology.2013.1.107rus
- Johkan M., Shoji K., Goto F., Hahida S., Yoshihara T. Effect of green light wavelength and intensity on photomorphogenesis and photosynthesis in Lactuca sativa. Environmental and Experimental Botany, 2012, 75: 128-133 ( ) DOI: 10.1016/j.envexpbot.2011.08.010
- Fan X.X., Xu Z.G., Liu X.Y., Tang C.M., Wang L.W., Han X.L. Effects of light intensity on the growth and leaf development of young tomato plants grown under a combination of red and blue light. Scientia Horticulturae, 2013, 153: 50-55 ( ) DOI: 10.1016/j.scienta.2013.01.017
- Lin K.H., Huang M.Y., Huang W.D., Hsu M.H., Yang Z.W., Yang C.M. The effects of red, blue, and white light-emitting diodes on the growth, development, and edible quality of hydroponically grown lettuce (Lactuca sativa L. var. capitata). Scientia Horticulturae, 2013, 150: 86-91 ( ) DOI: 10.1016/j.scienta.2012.10.002
- Реуцкий В.Г., Мороз Д.С., Трофимов Ю.И., Рахманов С.К., Астасенко Н.И. Перспективы использования светодиодных излучателей при выращивании растений в условиях закрытого грунта. В сб.: Ботаника (исследования). Минск, 2011, вып. 40: 505-525.
- Farquhar G.D., von Caemmerer S., Berry J.A. A biochemical model of photosynthetic CO2 assimilation in leaves of C3 plants. Planta, 1980, 149(1): 78-90 ( ) DOI: 10.1007/BF00386231
- Harley P.C., Sharkey T.D. An improved model of C3 photosynthesis at high CO2: Reserved O2 sensitivity explained by lack of glycerate re-entry into the chloroplast. Photosynthesis Research, 1991, 27: 169-178.
- Harley P.C., Thomas R.B., Reynolds J.F., Strain B.R. Modelling photosynthesis of cotton grown in elevated CO2. Plant Cell and Environment, 1992, 15: 271-282 ( ) DOI: 10.1111/j.1365-3040.1992.tb00974.x
- Von Caemmerer S., Farquhar G.D. Some relationships between the biochemistry of photosynthesis and the gas exchange rates of leaves. Planta, 1981, 153: 376-387.
- Priol J.L., Chartier P. Partitioning of transfer and carboxilation components of intracellular resistance to photosynthetic CO2 fixation: A critical analysis of the methods used. Ann. Bot., 1977, 41: 789-800.
- Lichtenthaler H.K. Chlorophylls and carotenoids: Pigments of photosynthetic biomembranes. Methods Enzymol., 1987, 148: 350-382 ( ) DOI: 10.1016/0076-6879(87)48036-1
- Протасова Н.Н., Кефели В.И. Фотосинтез и рост высших растений, их взаимосвязи и корреляция. Физиология фотосинтеза. М., 1982.
- Тооминг X.Г. Экологические принципы максимальной продуктивности посевов. Л., 1984.