Оценка комплексного воздей-ствия различного спектрального состава света и микроорганизмов на рост и развитие сортов Ocimum basiliicum

В настоящее время выращивание микрозелени — одно из ключевых направлений для закрытого грунта (1). Этот сегмент рынка представляет одну из наиболее прибыльных и быстрорастущих отраслей в секторе оптовой торговли продуктами, где прогнозируемая глобальная рыночная стоимость, согласно прогнозам рынка, должна достигнуть 2,61 млрд долларов к 2029 году (2). Салатно-зеленные культуры входят в тройку наиболее распространенных овощных растений в теплицах России (3). Несмотря на это, потребительский спрос на богатую витаминами зеленную продукцию в холодное время года удовлетворяется не более чем на 20-30 % (4).

Базилик душистый ( Ocimum basilicum L.) относится к наиболее востребованным эфиромасличным зеленным культурам (5-7). Ускорение процессов, связанных с ростом биомассы и получения качественной продукции, становится необходимым условием повышения рентабельности производства (2, 8-10). В последнее время все шире используются системы интенсивного культивирования — так называемые фабрики растений (1, 2, 11), в которых применяются установки вертикального многоярусного выращивания салатно-зеленных растений (12-15), а в качестве источников света используются более экономичные, чем обычные лампы, светодиоды (1, 16-18). В связи с этим особый интерес представляет внедрение технологий, позволяющих проводить контролируемую точную регулировку факторов, влияющих на рост и развитие растений.

Анализ научной литературы показывает, что изменения спектрального состава света неодинаково влияют на рост и развитие, а также фотосинтетические процессы и продуктивность различных видов растений в условиях in vivo и in vitro (18-21). Адаптация к световому режиму затрагивает различные уровни организации автотрофов, что в итоге приводит к оптимизации функционирования взаимодействующих между собой систем растений. Ориентированные на практическое применение инновационные подходы воздействия на растения различными режимами освещения позволят эффективно регулировать производство такой продукции (14, 22).

Результаты опытов по воздействию различного спектрального состава света на растения O. basilicum широко представлены как в отечественных, так и зарубежных журналах (16, 23-26). При этом практически не рассматривается влияние на рост и развитие растений штаммов бактерий родов Azospirillum (27), Azotobacter (28), Bacillus (29, 30), Bradyrhizobium (31), Burkholderia (32), Pseudomonas (30, 33), Rhizobium (34), Streptomyces (35, 36) и др. (37) (бактеризация) и грибов Pisolithus tinctorius (38), Scleroderma polyrhizum (38) , Trichoderma asperellum (39) , Trichoderma viride (40) и др. (микоризация) в сочетании со светом различного спектрального состава. В литературе отмечен явный положительный эффект от действия симбиотических микроорганизмов на O. basilicum (8). Поэтому подбор оптимального состава спектров света и ростостимулирующих бактерий должен повысить количество и качество выращиваемой продукции с одновременным снижением затрат на использование электроэнергии, особенно в масштабах крупных тепличных хозяйств.

Одной из ключевых проблем, связанных с оценкой совместного действия света и микроорганизмов на растения, остается точная фиксация происходящих в них изменений. При этом процессы, сопутствующие про- ведению измерений, способны нарушать микроклиматические условия эксперимента, а механические воздействия на растения вызывают кратковременный стресс. Кроме того, возникает вероятность ошибок, обусловленных как человеческим фактором, так и большим объемом обрабатываемых данных. В этой связи использование современных инструментальных неинвазивных методов и подходов к анализу фенотипа растений в регулируемых условиях среды служит важной основой быстрого получения больших объемов экспериментальных данных. Их применение дает возможность не только значительно увеличить число экспериментальных образцов и частоту проводимых измерений, но и кардинально повысить качество получаемых данных.

В настоящей работе впервые выявлен характер влияния комбинаций ростостимулирующих симбиотических микроорганизмов и спектров света на рост и развитие у сортов базилика душистого. Полученные результаты позволяют создать оптимальные условия выращивания изученных растений для увеличения их биомассы и содержания пигментов в условиях закрытого грунта.

Целью исследования была комплексная оценка влияния света различного спектрального состава и процессов биотизации на морфофизиологические параметры роста сортов Ocimum basilicum при культивировании на светодиодных фитостеллажах.

Ìåòîäèêà. Работу проводили с использованием приборной базы УНУ Ботанический сад НИУ БелГУ в период с 19 марта по 29 апреля 2025 года. Объектами исследования были растения O. basilicum четырех сортов, относящихся к двум группам, которые различались по окраске листьев: пурпурные (Пурпурные звезды — производитель семян ООО «Центр-огородник», Россия; Русский гигант — производитель семян ООО «Группа компаний «Гавриш», Россия) и зеленые (Бутербродный лист — производитель семян ООО «Группа компаний «Гавриш», Россия; Тонус — производитель семян Агрохолдинг «Поиск», Россия).

Семена высевали в пластиковые вегетационные сосуды P9 объемом 0,5 л. Субстратом служил нейтральный минерализованный верховой сфагновый торф марки Агробалт-С (ООО «Завод Флора», Россия) со следующими характеристиками: N = 150 мг/л, Р 2 О 5 = 150 мг/л, К 2 О = 250 мг/л, Мg = 30 мг/л, Са = 120 мг/л, рН 5,5-6,6.

Чтобы оценить действие микроорганизмов, использовали препараты БСка-3 (ООО «Биотехагро», Россия), в состав которого входили Tricho-derma viride 256 (ВКПМ F-294), Pseudomonas koreensis Ap33 (ВКПМ В-3481) — 2,5½10⁸ КОЕ/см³, Bacillus subtilis 17 ( Bacillus acidocaldarius ) (ВКПМ В-5250) — 2,5½10⁸ КОЕ/см³, Bradyrhizobium japonicum ( Rhizobium japonicum ) 614a (ВКПМ В-1978) — 2,5½10⁸ КОЕ/см³, и БиоАзФК (ООО «НВП «Ба-шИнком», Россия), в состав которого входили Bacillus megaterium и Bacillus mucilaginosus (титр не менее 1½10⁸ КОЕ/мл), Azotobacter chroo-coccum (титр не менее 1½10⁷ КОЕ/мл). Комплексы микроорганизмов включали фосфор-и калиймобилизующие, а также азотфиксирующие бактерии. Их вносили в грунт после высева семян с нормой расхода, рекомендованной производителем для микробиологических удобрений — 2,0-3,0 л/га.

Растения культивировали на фитостеллажах X-bright Fito Spectr V1.0 (ООО «Электронные системы БелГУ», Россия), оборудованных светодиодными источниками освещения с возможностью регулировки спектрального состава и интенсивности излучения. Спектральный состав света оценивали с помощью спектрометра UPRtek MK 350D («UPRtek», Тайвань). В эксперименте рассматривали отклик растений на воздействие комбинаций освещения в трех спектральных диапазонах области фотосинтетически активной радиации (ФАР) (синем, зеленом, красном) и совместное действие микробиологических препаратов и режимов освещения.

Температура воздуха поддерживалась в пределах 24±2 ° С, влажность — 50 %. Продолжительность светового периода составляла 16 ч. Опрыскивание растений осуществляли ежедневно, полив объемом воды не более 50 мл на каждую емкость — один раз в двое суток.

Для оценки морфофизиологических характеристик растений использовали 3D мультиспектральный лазерный сканер PlantEye F500 («Pheno-spex», Нидерланды). Измерения начали проводить на 10-е сут после высева семян и продолжали в течение 40 сут. Начало проведения измерений было связано с тем, что именно к 10-м сут формировались растения, которые можно было исследовать с применением технологии машинного зрения. Растения измеряли ежесуточно (за исключением выходных дней). Общая тенденция их роста и развития оставалась одинаковой, поэтому для визуализации и представления данных был выбран 4-суточный диапазон, который достаточно информативно отражал изменения, происходящие в течение всего эксперимента. В сумме время развития растений составило 50 сут, что соответствует сроку выращивания базилика в тепличных хозяйствах.

Оценивали влияние действующих факторов на следующие показатели: цифровая биомасса, оттенок листьев, нормализованный индекс хлорофиллов, индекс старения листьев.

Цифровая биомасса (digital biomass, см3) — наиболее информативная характеристика морфологического состояния растений, поскольку рассчитывается как произведение высоты и площади 3D листа, при этом значительно коррелирует с указанными характеристиками (41).

Оттенок листьев (Hue, диапазон значений от 0 до 360 ° цветового круга) вычисляли, оценивая облако точек сканирования листьев, с учетом трех измеренных цветов (красного, зеленого и голубого), что позволяет получить точную оценку цветности (42).

Нормализованный индекс хлорофиллов (normalized pigment chlorophyll ratio index, NPCI, диапазон значений от - 1 до 1) — показатель, который измеряется при длине флуоресцентной волны, возбужденной в синем свете (UV-лучах). Он сравнивается с длиной флуоресцентной волны, возбужденной в красном свете. Разница в возбуждении при разных максимумах позволяет вычислить цифровые значения, коррелирующие с содержанием хлорофилла, по формуле (R 680 - R 430 )/(R 680 + R 430 ) (43).

Индекс старения листьев (plant senescence reflectance index, PSRI, диапазон значений от - 1 до 1) предназначен для оценки соотношения каротиноидов (например, а -каротина и p -каротина) к хлорофиллу. Показатель рассчитывали по разнице возбуждения в разных максимумах по формуле (R 680 - R 480 )/R 750 . Чем выше значение PSRI, тем активнее процессы разрушения хлорофилла (старения листьев) (44).

Для объективной оценки влияния спектрального состава света и действия микроорганизмов на растения использовали расчет темпов прироста NPCI и PSRI по базисному методу: ТР = (Пк - Пн)/Пн х 100 %, где Пк — конечные значения показателя, Пн — начальные значения показателя.

Статистическую обработку данных проводили по 10 растениям каждого сорта в каждом варианте опыта. Рассчитывали средние арифметические значения (M) и доверительные интервалы (±CI) при доверительном уровне р = 0,05. Влияние света и процессов биотизации на растения оценивали на основе двухфакторного дисперсионного анализа. Отдельно для каждого сорта рассчитывали сумму квадратов (SS), степени свободы (df), средние квадраты (MS), а также значение критерия Фишера (F) в программе Microsoft Excel.

Результаты. Спектральный состава света в разных вариантах эксперимента представлен в таблице 1.

1. Спектральный состав света в опытах по выращиванию Ocimum basilicum на светодиодных фитостеллажах (УНУ НОЦ Ботанический сад НИУ БелГУ, 19 марта-29 апреля 2025 года)

Показатели освещения	Вариант освещения и процентные отношения спектров света белый             синий           красный
PPFD мкмоль/(м2 с) PPFD-B мкмоль/(м2 с) PPFD-G мкмоль/(м2 с) PPFD-R мкмоль/(м2 с)	400,1±5                402,7±5                405,2±5 94,1       23,5 %        382,2      94,9 %         2,5        0,6 % 202,1       50,5 %        12,3        3,1 %         2,3        0,6 % 103,9       26,0 %         8,2        2,0 %        400,4      98,8 %

При оценке влияния спектрального состава света на растения в опытах без применения удобрений было установлено, что три используемые комбинации освещения по-разному влияли на динамику изменения цифровой биомассы у сортов O. basiliicum (рис. 1).

Рис. 1. Цифровая биомасса растений Ocimum basilicum разных сортов, выращиваемых на светодиодных фитостеллажах, под воздействием света разного спектрального состава, в зависимости от времени выращивания: 1 — белый, 2 — красный, 3 — синий; А — Пурпурные звезды, Б — Русский гигант, В — Бутербродный лист, Г — Тонус ( n = 10, M ±CI, УНУ НОЦ Ботанический сад НИУ БелГУ, 19 марта-29 апреля 2025 года). Спектральный состав света см. в таблице 1.

Красный и белый свет оказались наиболее эффективными для роста сортов Тонус и Русский гигант. Их цифровая биомасса к концу эксперимента варьировала соответственно в пределах 303,2-317,0 и 307,0-341,8 см3. Красный свет положительно влиял на рост и развитие у сорта Бутербродный лист: среднее значение цифровой биомассы растений достигало 246,9 см3. Синий свет оказывал наибольшее позитивное влияние на успешное формирование цифровой биомассы растений сорта Пурпурные звезды (211,2 см3). Сорта, которые одновременно положительно отзывались на воздействие двух разных комбинаций (красного и белого) характеризовались существенно большим объемом цифровой биомассы.

Важное значение для оценки состояния растений представляет анализ влияния света различного спектрального состава на накопление пигментов. Значимым показателем при этом служит содержание суммы хло- рофиллов и каротиноидов, которое оценивалось по темпам прироста индексов NPCI и PSRI (табл. 2).

2. Прирост (%) индексов NPCI и PSRI у растений Ocimum basilicum разных сортов, выращиваемых на светодиодных фитостеллажах, под воздействием света разного спектрального состава ( УНУ НОЦ Ботанический сад НИУ БелГУ, 19 марта-29 апреля 2025 года)

Сорт	Спектральный состав света белый                красный              синий индексы оценки состояния растений NPCI      PSRI      NPCI      PSRI      NPCI    PSRI
Пурпурные звезды Русский гигант Бутербродный лист Тонус	189,1           112,4           158,3           140,0          200,0        150,0 180,0           150,0            37,5            - 28,6            55,6           0,0 97,3           107,6            63,4           113,6            48,7         85,8 312,5          433,3          146,7          200,0          160,0        200,0

Примечание. Спектральный состав света см. в таблице 1. NPCI — нормализованный индекс хлорофиллов, PSRI — индекс старения листьев.

Из представленных данных следует, что наибольшие темпы прироста NPCI и PSRI были отмечены для сорта Тонус (соответственно 312,5 и 433,3 %). Высокие темпы прироста индексов NPCI по сравнению с другими сортами отмечены у сорта Пурпурные звезды при использовании света красного и синего спектрального состава (158,3 и 200,0 %). Варьирование темпов прироста у сортов распределилось следующим образом: Тонус (NPCI: белый — 312,5 %, красный — 146,7 %; PSRI: белый — 433,3 %, красный и синий — 200,0 %); Бутербродный лист (NPCI: белый — 97,3 %, синий — 48,7 %; PSRI: белый — 107,6 %, синий — 85,8 %); Русский гигант (NPCI: белый — 180,0 %, красный — 37,5 %; PSRI: белый — 150,0 %, красный — 28,6 %).

Синий свет оказался наиболее эффективным в случае культивирования сорта Пурпурные звезды как для формирования цифровой биомассы, так и накопления пигментов, участвующих в фотосинтезе. Это было обусловлено высоким накоплением антоцианов, что подтвердилось при анализе растений с помощью лазерного сканера посредством оценки показателя оттенка листьев (Hue) (табл. 3).

3. Интенсивность изменения оттенков листьев у растений Ocimum basilicum разных сортов, выращиваемых на светодиодных фитостеллажах, под воздействием света разного спектрального состава (УНУ НОЦ Ботанический сад НИУ БелГУ, 19 марта-29 апреля 2025 года)

Сорт	Оттенок листьев (Hue), ° белый        красный          синий
Пурпурные звезды (темно-фиолетовый) Русский гигант (темно-фиолетовый) Бутербродный лист (зеленый) Тонус (зеленый) Шкала оттенков Hue	24,6-101,9           10,8-183,5              18,9-101,9 46,0-206,0           2,73-350,2              47,5-269,0 91,0-103,6           88,2-97,0               87,5-100,2 93,0-110,8           89,7-103,4              94,4-110,1 О   60  120  180  240  300  360

Примечание. Спектральный состав света см. в таблице 1.

У сортов с зеленой окраской листьев (Бутербродный лист и Тонус) оттенок менялся незначительно. Разница между максимальными и минимальными значениями составляла от 8,8° до 17,8° при воздействии света различного спектрального состава. У сортов, накапливающих в листьях антоцианы (Пурпурные звезды и Русский гигант), значения оттенков варьировали в большем диапазоне. Разница между максимальными и минимальными значениями этого параметра заметно зависела от используемого спектрального состава света и составляла от 77,3° до 347,5°. Широкий диапазон изменения оттенка листьев у краснолистных сортов в сравнении с зеленолистными был обусловлен большим разнообразием накапливаемых пигментов. Накопление антоцианов определяется, с одной стороны, генетическими особенностями сортов, с другой — влиянием внешних факторов среды.

В условиях закрытого грунта воздействие на растения различных спектров света в значительной степени влияет на оттенок листьев краснолистных сортов базиликов, что обусловлено изменением накопления антоцианов и физиологической стадией роста (45-48). Так, максимальные значение оттенка для сорта Пурпурные звезды при использовании белого и синего света составляло 101,9 ° , что соответствует зеленой части шкалы оттенка цветности. При этом белый свет содержал 26 %, а синий — 2 % от общего спектра красного света. Наибольшее накопление пигментов, определяющееся цветностью листьев и коррелирующее с накоплением антоцианов (42), у краснолистных сортов происходило при использовании красного света. Максимальное значение оттенка листьев у сорта Пурпурные звезды составило 183,5 ° , что соответствует сине-голубой части шкалы оттенка цветности, а у сорта Русский гигант — 350,2 ° ( красная часть шкалы). Значительное варьирование оттенка листьев у краснолистных сортов может быть связано с образованием в процессе роста и развития растений различных комбинаций и соотношений пигментов (45). Оценка накопления пигментов, а также цветности традиционно проводится методами, связанными с травмированием растений и возможным вмешательством в стандартные условия эксперимента. Использование 3D мультиспектрального лазерного сканера позволяет оперативно получать большие объемы точных данных о состоянии растений и реагировать на происходящие изменения. Все манипуляции при выполнении таких измерениях проводятся неинвазивным способом.

Обработка почвы микроорганизмами способствует адаптации растений к различным условиям освещения. Во многих случаях это позволяет снизить стресс и повысить приспособительный потенциал в новых условиях культивирования (8, 30, 31). Одним из недостатков применения микробиологических препаратов считается низкий ответный отклик. Использование точных методов оценки морфофизиологических изменений позволяет выявить реакцию растений на внешнее воздействие. Именно поэтому применение машинных методов зрения перспективно при изучении действия микроорганизмов на рост и развитие растений.

В проведенном нами эксперименте по совместному влиянию микроорганизмов и спектров света различного состава использовались конгломераты микроорганизмов, зарекомендовавших себя в качестве перспективных стимуляторов роста, которые повышают адаптационный потенциал растений (49-51).

При совместном действии трех различных источников света и обработке почвы биопрепаратом БСка-3 влияние белого света оказалось наиболее благоприятным для формирования цифровой биомассы у сортов Пурпурные звезды (162,9 см3), Русский гигант (345,8 см3) и Тонус (210,5 см3). Растения сорта Бутербродный лист лучше набирали цифровую биомассу при использовании красного света (327,8 см3) (рис. 2). Необходимо отметить, что действие консорциума микроорганизмов в значительной степени увеличивало прирост цифровой биомассы, который без его применения составлял 246,9 см3 (см. рис. 1, В).

Рис. 2. Цифровая биомасса растений Ocimum basilicum разных сортов, выращиваемых на светодиодных фитостеллажах, под воздействием света разного спектрального состава и биопрепарата БСка-3 в зависимости от времени выращивания: 1 — белый, 2 — красный, 3 — синий; А — Пурпурные звезды, Б — Русский гигант, В — Бутербродный лист, Г — Тонус ( n = 10, M ±CI, УНУ НОЦ Ботанический сад НИУ БелГУ, 19 марта-29 апреля 2025 года). Спектральный состав света см. в таблице 1.

Рис. 3. Цифровая биомасса растений Ocimum basilicum разных сортов, выращиваемых на светодиодных фитостеллажах, под воздействием света разного спектрального состава и биопрепарата БиоАзФК в зависимости от времени выращивания: 1 — белый, 2 — красный, 3 — синий; А — Пурпурные звезды, Б — Русский гигант, В — Бутербродный лист, Г — Тонус ( n = 10, M ±CI, УНУ НОЦ Ботанический сад НИУ БелГУ, 19 марта-29 апреля 2025 года). Спектральный состав света см. в таблице 1.

Обработка препаратом БиоАзФК при одновременном воздействии на растения сорта Пурпурные звезды света различного спектрального состава не повлияла на формирование цифровой биомассы, значения которой варьировали от 160,0 до 169,0 см3 (рис. 3). Для сортов с зеленой окраской листьев (Бутербродный лист и Тонус) наилучший эффект имело воздействие белого спектра (358,8 см3 и 277,6 см3). Сорт Русский гигант при обработке микроорганизмами оказался наиболее отзывчивым на воздействие красного спектра (506,7 см3).

Поскольку исследуемые биологические объекты подвергались од- новременному влиянию двух факторов — обработке микробиологическими комбинациями (фактор А) и воздействию света различного спектрального состава (фактор В), была проведена оценка достоверности различий между наборами значений наблюдаемых случайных величин методом дисперсионного анализа (табл. 4).

4. Результаты дисперсионного анализа для оценки влияния света различного спектрального состава и обработки биопрепаратами БСка-3 и БиоАзФК на растения Ocimum basilicum разных сортов, выращиваемых на светодиодных фитостеллажах (УНУ НОЦ Ботанический сад НИУ БелГУ, 19 марта-29 апреля 2025 года)

Источник разброса	SS         \	df 1	MS     1	F
Бутерб	родный лист
Фактор А — обработка микроорганизмами	60440,75	2	30220,38	3,65
Фактор B — спектральный состав света	83840,37	2	41920,18	5,06
Взаимодействие факторов	124287,41	4	31071,85	3,75
Ошибка модели	223776,98 Тонус	27	8288,04
Фактор А — обработка микроорганизмами	30112,56	2	15056,28	2,83
Фактор B — спектральный состав света	45839,84	2	22919,92	4,31
Взаимодействие факторов	48282,94	4	12070,73	2,27
Ошибка модели	143696,26	27	5322,08
Пурпу	рные звезды
Фактор А — обработка микроорганизмами	9108,15	2	4554,08	1,77
Фактор B — спектральный состав света	12224,57	2	6112,28	2,37
Взаимодействие факторов	34325,90	4	8581,48	3,33
Ошибка модели	69562,49	27	2576,39
Русс	кий гигант
Фактор А — обработка микроорганизмами	52600,07	2	26300,03	1,00
Фактор B — спектральный состав света	278971,14	2	139485,57	5,33
Взаимодействие факторов	98412,28	4	24603,07	0,94
Ошибка модели	706763,85	27	26176,44
Примечание. SS — сумма квадратов, df —	степени свободы, MS — средние квадраты, F —			значение
критерия Фишера. Фактор А — обработка микроорганизмами. Фактор B			спектральный состав света.
Состав биопрепаратов см. в разделе «Методика»	. Спектральный состав света		см. в таблице 1.

Из полученных данных дисперсионного анализа следует, что при уровне значимости α = 0,05 действие изученных факторов на цифровую биомассу различалось и было связано с сортовыми свойствами вне зависимости от принадлежности растений к группе пурпурно- или зеленолистных культиваров. Так, для сорта Бутербродный лист факторы А и В оказывали друг на друга значительное влияние. Сорт Тонус оказался менее отзывчивым на влияние фактора А. При этом влияние фактора В и различия средних значений выборок не могло быть объяснено лишь случайностью, а взаимосвязь между факторами не прослеживалась. Одновременное действие двух факторов на сорт Пурпурные звезды оказывало согласованное воздействие. Влияние этих же факторов на изменение цифровой биомассы у сорта Русский гигант отсутствовало или было незначительным.

Сравнительный анализ комплексного воздействия микроорганизмов и спектров света на сорта базилика свидетельствует о том, что успешно подобранная комбинация этих факторов способна эффективно регулировать рост и развитие растений. Установлено, что использование одной и той же части спектра при воздействии на растения разных микроорганизмов по-разному влияет на развитие сортов Ocimum basilicum .

При совместном действии биопрепаратов, а также белого и красного света у сорта Тонус были отмечены наиболее высокие темпы пророста значений содержания хлорофилла и каротиноидов по сравнению с другими исследуемыми комбинациями (белый: NPCI — 275,0 и 300,0 %, PSRI — 400,0 и 400 %; красный: NPCI — 236,4 и 236,4 %, PSRI — 375,0 и 375,0 %). Синяя часть спектра замедляла образование пигментов (NPCI — 127,3 % и 125,0 %, PSRI — 60,0% и 100,0%). Обработка субстрата, в кото-164

рый высевали сорт Пурпурные звезды, биопрепаратом БСка-3 способствовала наибольшим темпам прироста (NPCI — 285,7 %, PSRI — 266,7 %) при воздействии белого света и максимальными темпам прироста относительно других сортов при воздействии синего света (NPCI — 212,5 %, PSRI — 233, 3%) (табл. 5).

5. Прирост (%) индексов NPCI и PSRI у растений Ocimum basilicum разных сортов, выращиваемых на светодиодных фитостеллажах, под воздействием света разного спектрального состава и биопрепаратов БСка-3 и БиоАзФК ( n = 10, УНУ НОЦ Ботанический сад НИУ БелГУ, 19 марта-29 апреля 2025 года)

	Спектральный состав света
	белый            красный           синий
	индексы оценки состояния растений
	NPCI 1 PSRI 1 NPCI 1 PSRI 1 NPCI PSRI

Пурпурные звезды (БСка-3)	285,7	266,7	255,6	200,0	212,5	233,3
Пурпурные звезды (БиоАзФК)	176,8	117,2	100,0	47,3	108,3	120,0
Русский гигант (БСка-3)	66,7	25,0	100,0	14,3	214,3	166,7
Русский гигант (БиоАзФК)	72,5	53,0	144,4	50,0	100,0	25,0
Бутербродный лист (БСка-3)	73,7	88,9	76,2	130,0	88,2	150,0
Бутербродный лист (БиоАзФК)	74,8	113,7	60,9	145,4	48,6	64,4
Тонус (БСка-3)	275,0	400,0	236,4	375,0	127,3	60,0
Тонус (БиоАзФК)	300,0	400,0	236,4	375,0	125,0	100,0

Примечание. Состав биопрепаратов см. в разделе «Методика». Спектральный состав света см. в таблице 1. NPCI — нормализованный индекс хлорофиллов, PSRI — индекс старения листьев.

При сравнительном анализе влияния процессов обработки субстрата и спектрального состава света на растения у краснолистных сортов Пурпурные звезды и Русский гигант максимальные темпы прироста по индексам NPCI и PSRI были отмечены при обработке биопрепаратом БСка-3 в синем спектре.

Растущая коммерческая доступность светодиодов в агропромышленном производстве открывает дополнительные возможности для контроля и точного регламентирования режимов и условий выращивания растений. Важными параметрами, определяющими характер развития растений и физиологию синтеза различных метаболитов, служат характеристики спектров света, которые используются при культивировании (52-56). Несмотря на наличие ряда публикаций по влиянию условий освещения на базилик (57-59), в большинстве исследований приведены данные о реакции растений без указания сортовой принадлежности. Специфичность исследований, связанных с влиянием спектров света, связана с тем, что каждый автор использует выбранные показатели PPF или PPFD и режим освещения (60-62), что не позволяет проводить сравнительный анализ полученных данных, но в то же время расширяет представления о степени влияния света на растения и задает вектор направления исследований. Без регламентированных алгоритмов оценки влияния света на рост и развитие растений каждый исследователь самостоятельно формирует комплекс тестируемых признаков, то есть отсутствует унификация. Спектры, подобранные для одного вида или сорта оказываются неэффективными для других видов и сортов, что наглядно представлено в полученных данных при сравнении краснолистных и зеленолистных сортов базилика: реакция растений на спектры света была сортоспецифична.

Изменение в реакциях растений на свет может быть достигнуто посредством использования ростостимулирующих микроорганизмов. Свет на определенной длине волны воспринимается растениями и микроорганизмами в качестве сигнала, активирующего специфические светоиндуцированные реакции. Их запуск приводит к изменению содержания гормонов, 165

вторичных метаболитов, выделению летучих соединений, влияющих на взаимодействие в системе растение-—микроорганизм. В свою очередь, микроорганизмы способствуют биологической доступности некоторых необходимых для растения элементов питания (N, P и K) и синтезируют регуляторы роста, которые благоприятствуют росту и развитию. То есть свет прямо или косвенно влияет на взаимодействие растений и микроорганизмов (63-65). Именно поэтому исследования совместного действия различных спектров света и микроорганизмов представляют несомненный интерес. Он обусловлен возможностью решения фундаментальных и практических задач при анализе симбиотических взаимоотношений растений и микроорганизмов. Полученные результаты позволяют массово производить качественный посадочный материал в регулируемых условиях среды и значительно повысить биологическую ценность растений без снижения биомассы.

Таким образом, воздействие излучений в трех спектральных диапазонах области ФАР и обработка биопрепаратами позволяют увеличить прирост вегетативной массы и синтез пигментов у растений Ocimum basilicum . Это, по-видимому, обусловлено лучшим усвоением азота и, как следствие, активным синтезом хлорофиллов. Воздействие на сорта базилика микроорганизмов и различных спектров света в ряде случаев приводило к синергетическому эффекту. Так, влияние красной части спектра на сорт Бутербродный лист способствовало увеличению цифровой биомассы (246,9 см³). Дополнительное использование микроорганизмов Trichoderma viride 256, Pseudomonas koreensis Ap33, Bacillus subtilis 17 ( Bacillus acidocaldarius ), Bradyrhiz-obium japonicum ( Rhizobium japonicum ) 614a в составе биопрепаратов приводило к еще большим значениям цифровой биомассы растений (327,8 см³). Для сортов с пурпурной окраской (Пурпурные звезды и Русский гигант) оптимальным оказалось воздействие света с преобладанием синей части спектра. Зеленолистные сорта базилика лучше реагировали на освещение с доминированием красной и белой частей спектра. Использование волн синей части спектра приводило к замедлению развития цифровой биомассы и к снижению фотосинтетической активности растений даже при обработке субстрата микроорганизмами. Результаты дисперсионного анализа указывают на существенные различия в реакциях сортов базилика на условия освещения и воздействие комплексов микроорганизмов, то есть на сортоспецифичность. В связи с этим для разработки режимов управления ростом и развитием растений необходимо создание специальных протоколов, характеризующих оптимальные условия роста и развития конкретного сорта. Применение комплексов микроорганизмов при обработке субстратов позволяет полнее раскрыть потенциал сортов в контролируемых условиях закрытого грунта. Полученные в наших экспериментах данные могут применяться при производстве микрозелени O. basiliicum в закрытом грунте, при контролируемых условиях среды и регулируемых параметрах освещения. Использование технологий машинного зрения с применением 3D мультиспектрального лазерного сканера для оценки влияния света различного спектрального состава и процессов биотизации на морфофизиологические параметры роста у сортов O. basiliicum расширяет возможности изучения ответных микрореакций растений и позволяет ускорить оценку, получая при этом более информативные и объективные результаты.

Авторы благодарят анонимных рецензентов за ценные замечания к первым вариантам статьи, что позволило существенно улучшить качество представленных в 166

ней данных.

1Научно-образователъный центр Ботанический сад