Влияние дополнительного ультрафиолетового облучения различных спектральных диапазонов на рост, поглощение элементов питания и вторичный метаболизм стевии (Stevia rebaudiana Bertoni)
Журнал: Овощи России @vegetables
Рубрика: Агрохимия, агропочвоведение, защита и карантин растений
Статья в выпуске: 4 (90), 2026 года.
Бесплатный доступ
Актуальность. Стевия медовая (Stevia rebaudiana Bertoni) – одна из популярнейших культур, используемых в диетическом питании в качестве сахарозаменителя. Оптимизация выращивания стевии ставит перед собой задачу стимуляции быстрого начального роста и выработки продуктов вторичного метаболизма перед сбором урожая, что гораздо проще осуществить в контролируемых условиях с использованием искусственного освещения. Данное исследование посвящено изучению влияния добавления дополнительного ультрафиолетового (УФ) излучения различных диапазонов к основному освещению на рост, поглощение калия, кальция и магния, а также накопление некоторых вторичных метаболитов стевии. Материал и методы. Клоны стевии (2 узла) были помещены в фитокамеру под различные виды УФ облучения: УФ-А (315-400 нм) с интенсивностью 1,5 Вт м-2; УФ-B (280-315 нм) с интенсивностью 0,015 Вт м-2 УФ-C (100–280 нм) с интенсивностью 0,010 Вт м-2 и их выращивали до стадии бутонизации/цветения в течение 130 дней. Спектр основного освещения состоял из синего, зеленого, красного и дальнего красного диапазонов облучения с плотностью потока фотонов 160 мкмоль м−2 с−1 с долей диапазонов 20:44:86:10 соответственно. Фотопериод во время активной вегетации поддерживали в соотношении 16/8 (свет/темнота), для перехода к стации бутонизации – меняли до 12/12. Температуру поддерживали 24/20±1.0°С (день/ночь), влажность воздуха 70%. Растения высаживалли по одному в пластиковые литровые контейнеры, наполненные торфяным субстратом c добавлением песка в соотношении 2:1. На 130-й день проводили измерения высоты растений, сырой и сухой массы, площади листьев, концентрации фотосинтетических пигментов, содержания Ca, K и Mg, флавоноидов, антиоксидантов, стевиоловых гликозидов. Все эксперименты проводили в трехкратной повторности с последующей статистической обработкой результатов. Результаты. При дополнительном облучении УФ-А и УФ-В диапазонов сырая масса листьев и площадь листовой поверхности были выше, чем в контрольном варианте, соответственно на 23 и 21%, при этом снижалось содержание фотосинтетических пигментов в среднем на 17%. Элементный анализ показал общее угнетение поглощения питательных элементов при дополнительном УФ-облучении: общее поглощение калия гораздо выше (до 2 раз), чем при обычном грунтовом выращивании, кальция – в разы меньше, магния – в десятки раз. Результаты указывают на необходимость корректировки состава питательных растворов. Растения, подвергавшиеся дополнительному облучению УФ-В и УФ-С, испытывали наибольший стресс, наблюдалось снижение антиоксидантной способности на 30% по сравнению с УФ-А облучением и контрольным вариантом. Общее содержание флавоноидов было значительно выше (на 74%) при применении УФ-B. Самая высокая концентрация стевиоловых гликозидов наблюдалась во время бутонизации и цветения при облучении УФ-B и УФ-C (на 13 и 11% соответственно). Дополнительное облучение УФ-В можно считать оптимальным по ряду показателей.
Короткий адрес: https://sciup.org/140316816
IDS: 140316816 | УДК: 633.34:581.1:581.19 | DOI: 10.18619/2072-9146-2026-4-131-138
The effect of additional ultraviolet irradiation of different spectral ranges on the growth, nutrient absorption and secondary metabolism of stevia (Stevia rebaudiana Bertoni)
Relevance. Stevia rebaudiana Bertoni is one of the most popular crops used in dietary nutrition as a sweetener. Optimizing stevia cultivation involves stimulating rapid initial growth and the production of secondary metabolites before harvest, which is much easier to achieve under controlled conditions using artificial lighting. This study examines the effects of supplemental ultraviolet (UV) radiation of various wavelengths on the growth and accumulation of certain secondary metabolites in stevia. Materials and Methods. Stevia clones (2 nodes) were placed in a phytochamber under different types of UV irradiation: UV-A (315-400 nm) with an intensity of 1.5 W m-2; UV-B (280-315 nm) with an intensity of 0.015 W m-2; UV-C (100-280 nm) with an intensity of 0.010 W m-2 and grown to the budding/flowering stage for 130 days. The spectrum of the main illumination consisted of blue, green, red and far-red irradiation ranges with a photon flux density of 160 μmol m-2 s-1 with a range share of 20:44:86:10, respectively. The photoperiod was maintained at a 16:8 light/dark ratio during active growth, and changed to 12:12 for the transition to the budding stage. The temperature was maintained at 24/20±1.0°C (day/night), and the air humidity was 70±2%. Plants were planted individually in plastic 1-liter containers filled with a mixture of peat and sand added in a 2:1 ratio. On the 130th day, plant height, fresh and dry weight, leaf surface area, photosynthetic pigment concentration, Ca, K, and Mg content, flavonoids, antioxidants, and steviol glycosides were measured. All experiments were performed in triplicate, with subsequent statistical processing of the results. Results. With additional UV-A and UV-B irradiation, the fresh weight of leaves and the leaf surface area were higher than in the control variant by 23 and 21%, respectively, while the content of photosynthetic pigments decreased by an average of 17%. Elemental analysis showed a general inhibition of nutrient absorption under additional UV irradiation: the total absorption of potassium was much higher (up to 2 times) than with conventional soil cultivation, calcium was several times lower, and magnesium was tens of times lower. The results indicate the need to adjust the composition of nutrient solutions. Plants exposed to additional UVB and UVC (100-280 nm) irradiation experienced the greatest stress, with a 30% decrease in antioxidant capacity compared to UVA irradiation and the control variant. The total flavonoid content was significantly higher (by 74%) with the use of UVB. The highest concentration of steviol glycosides was observed during budding and flowering under UV-B and UV-C irradiation (13% and 11%, respectively). Additional UV-B irradiation can be considered optimal for a number of parameters.
