Höfundur: Yamin Li og Houcheng Liu o.fl. frá garðyrkjuháskólanum við Suður-Kína landbúnaðarháskólann

Heimild greinar: Gróðurhúsarækt

Tegundir garðyrkjuaðstöðu eru aðallega plastgróðurhús, sólargróðurhús, fjölþætt gróðurhús og verksmiðjur. Þar sem byggingar aðstaða loka að vissu marki fyrir náttúruleg ljósgjafa er nægilegt ljós innandyra, sem aftur dregur úr uppskeru og gæðum uppskeru. Þess vegna gegnir viðbótarljós ómissandi hlutverki í hágæða og afkastamikilli uppskeru aðstöðunnar, en það hefur einnig orðið mikilvægur þáttur í aukinni orkunotkun og rekstrarkostnaði í aðstöðunni.

Lengi vel hafa gerviljósgjafar sem notaðir hafa verið í garðyrkju aðallega verið háþrýstinatríumlampar, flúrperur, málmhalógenlampar og glóperur. Helstu ókostir eru mikil varmaframleiðsla, mikil orkunotkun og mikill rekstrarkostnaður. Þróun nýrrar kynslóðar ljósdíóða (LED) gerir það mögulegt að nota orkusparandi gerviljósgjafa í garðyrkju. LED hefur kosti eins og mikla ljósvirkni, jafnstraumsnýtingu, lítið rúmmál, langan líftíma, litla orkunotkun, fasta bylgjulengd, litla varmageislun og umhverfisvernd. Í samanburði við háþrýstinatríumlampa og flúrperur sem almennt eru notaðar í dag, getur LED ekki aðeins aðlagað ljósmagn og gæði (hlutfall mismunandi ljósrönda) í samræmi við þarfir plantnavaxtar, heldur getur það einnig geislað plöntur úr nálægð vegna köldu ljósi. Þannig er hægt að bæta fjölda ræktunarlaga og nýtingu rýmis og ná fram orkusparnaði, umhverfisvernd og nýtingu rýmis sem hefðbundnar ljósgjafar geta ekki skipt út.

Vegna þessara kosta hefur LED verið notað með góðum árangri í garðyrkjulýsingu, grunnrannsóknum á stýranlegu umhverfi, plöntuvefjaræktun, plöntuplöntum og vistkerfi geimferða. Á undanförnum árum hefur afköst LED ræktunarlýsingar batnað, verðið lækkað og alls kyns vörur með ákveðnum bylgjulengdum eru smám saman þróaðar, þannig að notkun þeirra á sviði landbúnaðar og líffræði verður víðtækari.

Þessi grein dregur saman rannsóknarstöðu LED á sviði garðyrkju, leggur áherslu á notkun LED viðbótarljóss í ljósfræði, LED ræktunarljós á ljósmyndun plantna, næringargæði og áhrif þess að seinka öldrun, smíði og notkun ljósformúlu og greinir og horfur á núverandi vandamál og horfur LED viðbótarljósatækni.

Áhrif LED viðbótarljóss á vöxt garðyrkjuplantna

Áhrif ljóss á vöxt og þroska plantna eru meðal annars spírun fræja, lenging stilka, þroski blaða og róta, ljósvirkni, myndun og niðurbrot blaðgrænu og blómaframleiðsla. Lýsingarumhverfið í aðstöðunni felur í sér ljósstyrk, ljóshringrás og litrófsdreifingu. Hægt er að stilla þessi atriði með gerviljósi án þess að veðurskilyrði takmarki þau.

Eins og er eru að minnsta kosti þrjár gerðir ljósnema í plöntum: plöntukrómur (sem gleypa rautt ljós og fjarrautt ljós), dulritunarkrómur (sem gleypa blátt ljós og nærútfjólublátt ljós) og UV-A og UV-B. Notkun sértækra bylgjulengdarljósgjafa til að geisla uppskeru getur bætt ljóstillífunarvirkni plantna, flýtt fyrir ljósmyndun og stuðlað að vexti og þroska plantna. Rautt appelsínugult ljós (610 ~ 720 nm) og blátt fjólublátt ljós (400 ~ 510 nm) voru notuð í ljóstillífun plantna. Með LED-tækni er hægt að geisla einlita ljósi (eins og rautt ljós með 660 nm hámarki, blátt ljós með 450 nm hámarki o.s.frv.) í samræmi við sterkasta gleypnisvið blaðgrænu og breidd litrófslénsins er aðeins ± 20 nm.

Nú er talið að rauð-appelsínugult ljós muni flýta verulega fyrir þroska plantna, stuðla að uppsöfnun þurrefnis, myndun lauk, hnýðis, lauflauka og annarra plantnalíffæra, valda því að plöntur blómstra og bera ávöxt fyrr og gegna leiðandi hlutverki í litaaukningu plantna; Blátt og fjólublátt ljós getur stjórnað ljósvirkni laufblaða plantna, stuðlað að opnun loftauga og hreyfingu grænukorna, hamlað lengingu stilka, komið í veg fyrir lengingu plantna, seinkað blómgun plantna og stuðlað að vexti gróðurlíffæra; samsetning rauðra og blára LED-ljósa getur bætt upp fyrir ófullnægjandi ljós í einum lit af báðum og myndað litrófsgleypni sem er í grundvallaratriðum í samræmi við ljóstillífun og formgerð uppskeru. Nýtingarhlutfall ljósorku getur náð 80% til 90% og orkusparandi áhrifin eru veruleg.

Með því að útbúa LED viðbótarljós í garðyrkju er hægt að ná mjög verulegri framleiðsluaukningu. Rannsóknir hafa sýnt að fjöldi ávaxta, heildarframleiðsla og þyngd hvers kirsuberjatómats undir viðbótarljósi frá 300 míkrómól/(m²·s) LED ræmum og LED rörum í 12 klst. (8:00-20:00) eykst verulega. Viðbótarljós LED ræmunnar hefur aukist um 42,67%, 66,89% og 16,97%, og viðbótarljós LED rörsins hefur aukist um 48,91%, 94,86% og 30,86%, talið í sömu röð. LED viðbótarljós LED ræktunarlýsingar á öllu vaxtartímabilinu [hlutfall rauðs og blás ljóss er 3:2 og ljósstyrkurinn er 300 míkrómól/(m²·s)] getur aukið gæði einstakra ávaxta og uppskeru á flatarmálseiningu chiehwa og eggaldins verulega. Chikuquan jókst um 5,3% og 15,6% og eggaldin jókst um 7,6% og 7,8%. Með LED ljósgæðum og styrkleika þess og lengd alls vaxtartímabilsins er hægt að stytta vaxtarferil plantna, bæta uppskeru, næringargæði og formfræðilegt gildi landbúnaðarafurða og ná fram skilvirkri, orkusparandi og snjallri framleiðslu á garðyrkjuplöntum.

Notkun LED viðbótarljóss í ræktun grænmetisplöntur

Að stjórna formgerð, vexti og þroska plantna með LED ljósgjafa er mikilvæg tækni á sviði gróðurhúsaræktunar. Háplöntur geta skynjað og tekið á móti ljósmerkjum í gegnum ljósnemakerfi eins og plöntukróma, dulritunarkróma og ljósnema og framkvæmt formgerðarbreytingar í gegnum innanfrumuboðefni til að stjórna vefjum og líffærum plantna. Ljósmyndun þýðir að plöntur reiða sig á ljós til að stjórna frumusérhæfingu, byggingar- og virknibreytingum, sem og myndun vefja og líffæra, þar á meðal áhrifum á spírun sumra fræja, eflingu toppstönguls, hömlun á vexti hliðarknappa, lengingu stilka og hitabeltismyndun.

Ræktun grænmetisfræja er mikilvægur þáttur í landbúnaði á aðstöðu. Stöðug rigning veldur ófullnægjandi birtu í aðstöðunni og fræplöntur eru tilhneigðar til að lengjast, sem hefur áhrif á vöxt grænmetis, blómknappa og þroska ávaxta og að lokum hefur það áhrif á uppskeru og gæði þeirra. Í framleiðslu eru sum vaxtarstýriefni eins og gibberellín, auxín, paklóbútrasól og klórmekvat notuð til að stjórna vexti fræja. Hins vegar getur óeðlileg notkun vaxtarstýriefna auðveldlega mengað umhverfi grænmetis og aðstöðu, sem er óhagstæð fyrir heilsu manna.

LED viðbótarljós hefur marga einstaka kosti og er möguleg leið til að nota LED viðbótarljós til að rækta plöntur. Í tilraun með LED viðbótarljósi [25±5 μmol/(m²·s)] sem gerð var við lágt ljós [0~35 μmol/(m²·s)] kom í ljós að grænt ljós stuðlar að lengingu og vexti gúrkuplöntu. Rautt ljós og blátt ljós hamla vexti plöntu. Í samanburði við náttúrulegt veikt ljós jókst sterk plöntuvísitala plöntu sem fengu rauð og blá ljós um 151,26% og 237,98%, talið í sömu röð. Í samanburði við einlita ljósgæði jókst vísitala sterkra plöntu sem innihalda rauð og blá efni við meðferð með viðbótarljósi um 304,46%.

Með því að bæta rauðu ljósi við gúrkuplöntur getur fjöldi raunverulegra laufblaða aukið, blaðflatarmál, hæð plantna, þvermál stilka, þurr- og ferskleikagæði, sterkan spíruvísitölu, rótarlífsþrótt, SOD-virkni og leysanlegt próteininnihald gúrkuplöntu. Viðbót með UV-B geislun getur aukið innihald blaðgrænu a, blaðgrænu b og karótínóíða í laufum gúrkuplöntu. Í samanburði við náttúrulegt ljós getur viðbót með rauðu og bláu LED-ljósi aukið blaðflatarmál, þurrefnisgæði og sterkan spíruvísitölu tómatplöntunnar verulega. Viðbót með rauðu og grænu LED-ljósi eykur hæð og þykkt stilka tómatplöntunnar verulega. Meðferð með LED-grænu ljósi getur aukið lífmassa gúrku- og tómatplöntunnar verulega og fersk- og þurrþyngd spírplantnanna eykst með aukinni ljósstyrk græna ljóssins, en þykkur stilkur og sterkur spíruvísitölu tómatplöntunnar fylgir græna ljósinu. Aukningin í styrk eykst. Samsetning rauðs og blás LED-ljóss getur aukið stilkþykkt, blaðflatarmál, þurrþyngd allrar plöntunnar, hlutfall rótar og sprota og sterkan spíruvísitölu eggaldins. Í samanburði við hvítt ljós getur LED rautt ljós aukið lífmassa kálplöntur og stuðlað að lengingu og laufþenslu kálplöntunnar. Blátt LED ljós stuðlar að þykkum vexti, þurrefnissöfnun og sterkri plöntuvísitölu kálplöntunnar og gerir kálplönturnar dverga. Ofangreindar niðurstöður sýna að kostir grænmetisplöntur sem ræktaðar eru með ljósstýringartækni eru mjög augljósir.

Áhrif LED viðbótarljóss á næringargæði ávaxta og grænmetis

Prótein, sykur, lífrænar sýrur og vítamín í ávöxtum og grænmeti eru næringarefni sem eru gagnleg heilsu manna. Ljósgæði geta haft áhrif á innihald VC í plöntum með því að stjórna virkni VC-myndunar og niðurbrotsensíma og þau geta stjórnað próteinefnaskiptum og kolvetnisuppsöfnun í garðyrkjuplöntum. Rautt ljós stuðlar að kolvetnisuppsöfnun, blátt ljós er gagnlegt fyrir próteinmyndun, en samsetning rauðs og blás ljóss getur bætt næringargæði plantna verulega meira en einlita ljós.

Með því að bæta við rauðu eða bláu LED-ljósi getur það dregið úr nítratinnihaldi í salati, með því að bæta við bláu eða grænu LED-ljósi getur það stuðlað að uppsöfnun leysanlegs sykurs í salati, og með því að bæta við innrauðu LED-ljósi er hægt að auka uppsöfnun vitra kolvetna í salati. Niðurstöðurnar sýndu að viðbót blás ljóss gæti bætt vitratinnihald og leysanlegt próteininnihald í tómötum; rautt ljós og rautt blátt ljós í bland gætu stuðlað að sykur- og sýruinnihaldi í tómötum, og hlutfall sykurs og sýru var hæst undir samsetningu rauðs og blás ljóss; rautt blátt ljós í bland gæti bætt vitratinnihald í gúrkum.

Fenól, flavonoid, anthocyanin og önnur efni í ávöxtum og grænmeti hafa ekki aðeins mikilvæg áhrif á lit, bragð og verðmæti ávaxta og grænmetis, heldur hafa þau einnig náttúrulega andoxunarvirkni og geta á áhrifaríkan hátt hamlað eða fjarlægt sindurefni í líkamanum.

Notkun blás LED-ljóss sem viðbótarljós getur aukið antósýaníninnihald eggaldinhýðis verulega um 73,6%, en notkun rauðs LED-ljóss og samsetningar rauðs og blás ljóss getur aukið innihald flavonoida og heildarfenóla. Blátt ljós getur stuðlað að uppsöfnun lýkópens, flavonoida og antósýanína í tómötum. Samsetning rauðs og blás ljóss stuðlar að vissu marki að framleiðslu antósýanína, en hamlar myndun flavonoida. Í samanburði við meðferð með hvítu ljósi getur meðferð með rauðu ljósi aukið antósýaníninnihald salatsprota verulega, en meðferð með bláu ljósi hefur lægsta antósýaníninnihaldið. Heildarfenólinnihald grænna laufblaða, fjólubláa laufblaða og rauðra laufblaða var hærra við meðferð með hvítu ljósi, rauðu og bláu ljósi og bláu ljósi, en það var lægst við meðferð með rauðu ljósi. Viðbót með útfjólubláu LED-ljósi eða appelsínugulu ljósi getur aukið innihald fenólsambanda í salatblöðum, en viðbót með grænu ljósi getur aukið innihald antósýanína. Þess vegna er notkun LED vaxtarljósa áhrifarík leið til að stjórna næringargæðum ávaxta og grænmetis í garðyrkju.

Áhrif LED viðbótarljóss á öldrunarvarna plantna

Niðurbrot blaðgrænu, hraður próteintap og RNA vatnsrof við öldrun plantna birtast aðallega sem öldrun laufblaða. Blaðgrænuplöntur eru mjög viðkvæmar fyrir breytingum á ytra ljósumhverfi, sérstaklega fyrir áhrifum ljósgæða. Rautt ljós, blátt ljós og blandað rauðblátt ljós stuðla að myndun blaðgrænuplöntunnar, blátt ljós stuðlar að uppsöfnun sterkjukorna í blaðgrænuplöntunum og rautt ljós og langt rautt ljós hafa neikvæð áhrif á þroska blaðgrænuplöntunnar. Samsetning blás ljóss og rauðs og blás ljóss getur stuðlað að myndun blaðgrænu í laufum gúrkuplöntunnar og samsetning rauðs og blás ljóss getur einnig seinkað minnkun blaðgrænuinnihalds blaðanna á síðari stigum. Þessi áhrif eru augljósari með minnkandi hlutfalli rauðs ljóss og aukningu hlutfalls blás ljóss. Blaðgrænuinnihald laufblaða gúrkuplöntunnar undir LED rauðri og blári samsetningu ljóss var marktækt hærra en undir flúrljósstýringu og einlita rauðri og blári ljósmeðferð. LED blátt ljós getur aukið verulega blaðgrænu a/b gildi Wutacai og grænna hvítlauksplöntu.

Við öldrun verða breytingar á cýtókínínum (CTK), áxíni (IAA), innihaldi abscisínsýru (ABA) og ýmsum breytingum á ensímvirkni. Ljósumhverfið hefur auðveldlega áhrif á innihald plöntuhormóna. Mismunandi ljóseiginleikar hafa mismunandi stjórnunaráhrif á plöntuhormón og fyrstu skrefin í ljósboðsleiðinni fela í sér cýtókínín.

CTK stuðlar að vexti lauffrumna, eykur ljóstillífun laufblaða, en hindrar virkni ríbónúkleasa, deoxýríbónúkleasa og próteasa, og seinkar niðurbroti kjarnsýra, próteina og blaðgrænu, þannig að það getur seinkað öldrun laufblaða verulega. Það er víxlverkun milli ljóss og CTK-miðlaðrar þroskastjórnunar, og ljós getur örvað aukningu á innrænu cýtókínínmagni. Þegar plöntuvefir eru í öldrunarástandi minnkar innrænt cýtókínínmagn þeirra.

Indólediksýruoxídasa (IAA) er aðallega einbeitt í kröftugum vaxtarsvæðum og mjög lítið magn er í öldrandi vefjum eða líffærum. Fjólublátt ljós getur aukið virkni indólediksýruoxídasa og lágt IAA gildi getur hamlað lengingu og vexti plantna.

ABA myndast aðallega í öldruðum laufvef, þroskuðum ávöxtum, fræjum, stilkum, rótum og öðrum hlutum. ABA-innihald gúrku og hvítkáls við samsetningu rauðs og blás ljóss er lægra en í hvítu ljósi og bláu ljósi.

Peroxídasi (POD), superoxíð dismútasi (SOD), askorbat peroxídasi (APX) og katalasi (CAT) eru mikilvægari og ljóstengd verndarensím í plöntum. Ef plöntur eldast mun virkni þessara ensíma hratt minnka.

Mismunandi ljóseiginleikar hafa marktæk áhrif á virkni andoxunarensíma plantna. Eftir 9 daga meðhöndlun með rauðu ljósi jókst APX-virkni repjuplöntunnar verulega og POD-virkni minnkaði. POD-virkni tómata eftir 15 daga með rauðu ljósi og bláu ljósi var hærri en hvítt ljós, um 20,9% og 11,7%, talið í sömu röð. Eftir 20 daga meðhöndlun með grænu ljósi var POD-virkni tómata lægst, aðeins 55,4% af hvítu ljósi. Viðbót við blátt ljós í 4 klst. getur aukið innihald leysanlegs próteins, POD-, SOD-, APX- og CAT-ensímavirkni verulega í laufum gúrku á plöntustigi. Að auki minnkar virkni SOD og APX smám saman með lengdri ljóstíma. Virkni SOD og APX undir bláu og rauðu ljósi minnkar hægt en er alltaf hærri en hvítt ljós. Geislun með rauðu ljósi minnkaði verulega peroxidasa- og IAA-peroxidasa-virkni tómatalaufa og IAA-peroxidasa í eggaldinlaufum, en olli því að peroxidasa-virkni eggaldinlaufa jókst verulega. Þess vegna getur skynsamleg LED viðbótarlýsingaráætlun á áhrifaríkan hátt seinkað öldrun garðyrkjuræktunar á aðstöðu og bætt uppskeru og gæði.

Smíði og notkun LED ljósformúlu

Vöxtur og þroski plantna er mjög háður ljósgæðum og mismunandi hlutföllum í samsetningu þeirra. Ljósformúlan inniheldur aðallega nokkra þætti eins og ljósgæðahlutfall, ljósstyrk og ljóstíma. Þar sem mismunandi plöntur hafa mismunandi kröfur um ljós og mismunandi vaxtar- og þroskastig, þarf bestu samsetningu ljósgæða, ljósstyrks og ljósbætitíma fyrir ræktaðar plöntur.

 ◆Ljósrófshlutfall

Í samanburði við hvítt ljós og eitt rautt og blátt ljós hefur samsetning rauðs og blás LED ljóss víðtækan kost á vöxt og þroska gúrku- og hvítkálsplöntu.

Þegar hlutfall rauðs og blás ljóss er 8:2 eykst verulega þykkt plöntustöngulsins, hæð plöntunnar, þurrþyngd plöntunnar, ferskþyngd, sterkur spíruvísitala o.s.frv., og það er einnig gagnlegt fyrir myndun grænukorns og grunnflögu og framleiðslu aðlögunarmála.

Notkun blöndu af rauðum, grænum og bláum litum fyrir rauðar baunaspírur er gagnleg fyrir þurrefnissöfnun þeirra, og grænt ljós getur stuðlað að þurrefnissöfnun rauðra baunaspíra. Vöxturinn er augljósastur þegar hlutfall rauðs, græns og blás ljóss er 6:2:1. Áhrif lengingar á kímblöðum rauðra baunaspíra í grænmeti voru mest við hlutfall rauðs og blás ljóss upp á 8:1, og lenging kímblöða rauðra baunaspíra var greinilega hindruð við hlutfall rauðs og blás ljóss upp á 6:3, en innihald leysanlegs próteins var hæst.

Þegar hlutfall rauðs og blás ljóss er 8:1 fyrir loofah-plöntur, er sterkur plöntuvísitala og leysanlegt sykurinnihald loofah-plöntunnar hæst. Þegar ljósgæði með hlutfalli rauðs og blás ljóss upp á 6:3 voru blaðgrænu-a-innihald, blaðgrænu-a/b-hlutfall og leysanlegt próteininnihald loofah-plöntunnar hæst.

Þegar hlutfall rauðs og blás ljóss á móti sellerí er notað, getur það á áhrifaríkan hátt stuðlað að aukningu á hæð selleríplöntunnar, lengd blaðblaða, fjölda laufblaða, gæðum þurrefnis, innihaldi VC, innihaldi leysanlegs próteins og innihaldi leysanlegs sykurs. Í tómataræktun stuðlar aukning á hlutfalli blás LED-ljóss að myndun lýkópens, frírra amínósýra og flavonoíða, og aukning á hlutfalli rauðs ljóss stuðlar að myndun títranlegra sýra. Þegar hlutfall rauðs og blás ljóss á móti salatblöðum er 8:1, er það gagnlegt fyrir uppsöfnun karótínóíða og dregur á áhrifaríkan hátt úr nítratinnihaldi og eykur innihald VC.

 ◆Ljósstyrkur

Plöntur sem vaxa í veiku ljósi eru viðkvæmari fyrir ljóshömlun en í sterku ljósi. Nettó ljóstillífunarhraði tómatplöntum eykst með aukinni ljósstyrk [50, 150, 200, 300, 450, 550 μmól/(m²·s)], sem sýnir fyrst aukningu og síðan minnkun, og við 300 μmól/(m²·s) til að ná hámarki. Hæð plantna, blaðflatarmál, vatnsinnihald og VC-innihald salats jukust verulega við 150 μmól/(m²·s) ljósstyrksmeðferð. Við 200 μmól/(m²·s) ljósstyrksmeðferð jókst ferskþyngd, heildarþyngd og innihald frírra amínósýra verulega, og við 300 μmól/(m²·s) ljósstyrksmeðferð minnkaði blaðflatarmál, vatnsinnihald, blaðgrænu a, blaðgrænu a+b og karótínóíðar í salati. Í samanburði við myrkur, með aukinni styrk LED vaxtarljóss [3, 9, 15 μmol/(m²·s)], jókst innihald blaðgrænu a, blaðgrænu b og blaðgrænu a+b í svörtum baunaspírum verulega. VC-innihaldið er hæst, 3μmol/(m²·s), og innihald leysanlegs próteins, leysanlegs sykurs og súkrósa er hæst, 9μmol/(m²·s). Við sömu hitastigsskilyrði, með aukinni ljósstyrk [(2~2,5)lx×103 lx, (4~4,5)lx×103 lx, (6~6,5)lx×103 lx], styttist sáningartími paprikuplöntunnar, innihald leysanlegs sykurs eykst, en innihald blaðgrænu a og karótínóíða minnkar smám saman.

 ◆Ljóstími

Með því að lengja ljóstímann á réttan hátt er hægt að draga úr lágu ljósálagi sem orsakast af ófullnægjandi ljósstyrk, stuðla að uppsöfnun ljóstillífunarafurða garðyrkju og ná fram áhrifum sem auka uppskeru og bæta gæði. Innihald VC í spírunum sýndi smám saman aukningu með lengdum ljóstíma (0, 4, 8, 12, 16, 20 klst./dag), en innihald frírra amínósýra, SOD og CAT virkni sýndu öll minnkandi tilhneigingu. Með lengdum ljóstíma (12, 15, 18 klst.) jókst ferskþyngd kínakálsplantna verulega. Innihald VC í laufum og stilkum kínakáls var hæst eftir 15 og 12 klst., talið í sömu röð. Leysanlegt próteininnihald laufanna á kínakáli minnkaði smám saman, en stilkarnir voru hæstir eftir 15 klst. Leysanlegt sykurinnihald í laufum kínakáls jókst smám saman, en stilkarnir voru hæstir eftir 12 klst. Þegar hlutfall rauðs og blás ljóss er 1:2, samanborið við 12 klst. ljóstíma, dregur 20 klst. ljósmeðferð úr hlutfallslegu innihaldi heildarfenóla og flavonoíða í grænu salati, en þegar hlutfall rauðs og blás ljóss er 2:1, jók 20 klst. ljósmeðferð verulega hlutfallslegt innihald heildarfenóla og flavonoíða í grænu salati.

Af ofangreindu má sjá að mismunandi ljósformúlur hafa mismunandi áhrif á ljóstillífun, ljósmyndun og kolefnis- og köfnunarefnisumbrot mismunandi nytjaplantna. Hvernig á að fá bestu ljósformúluna, uppsetningu ljósgjafa og mótun snjallra stjórnunaraðferða krefst þess að plöntutegundir séu upphafspunktar og viðeigandi aðlögun ætti að vera gerð í samræmi við þarfir garðyrkjuræktunar, framleiðslumarkmið, framleiðsluþætti o.s.frv., til að ná markmiðinu um snjalla stjórnun á ljósumhverfinu og hágæða og afkastamikla garðyrkjuræktun við orkusparandi aðstæður.

Núverandi vandamál og horfur

Mikilvægur kostur LED vaxtarljóss er að það getur gert snjallar samsetningarstillingar í samræmi við eftirspurnarsvið ljóstillífunar, formgerðar, gæða og uppskeru mismunandi plantna. Mismunandi gerðir ræktunar og mismunandi vaxtartímabil sömu ræktunar hafa allar mismunandi kröfur um ljósgæði, ljósstyrk og ljóstímabil. Þetta krefst frekari þróunar og umbóta á rannsóknum á ljósformúlum til að mynda risastóran gagnagrunn um ljósformúlur. Í samvinnu við rannsóknir og þróun á faglegum lampum er hægt að ná hámarksgildi LED viðbótarljósa í landbúnaði, til að spara orku betur, bæta framleiðsluhagkvæmni og efnahagslegan ávinning. Notkun LED vaxtarljósa í garðyrkju hefur sýnt mikla orku, en verð á LED lýsingarbúnaði eða tækjum er tiltölulega hátt og einskiptis fjárfestingin er mikil. Þörfin fyrir viðbótarljós fyrir ýmsar ræktanir við mismunandi umhverfisaðstæður er ekki skýr, viðbótarljóssviðið, óeðlilegur styrkleiki og tími vaxtarljóss mun óhjákvæmilega valda ýmsum vandamálum í notkun ræktunarlýsingariðnaðarins.

Hins vegar, með framförum og framförum í tækni og lækkun framleiðslukostnaðar LED ræktunarljósa, mun LED viðbótarlýsing verða víðar notuð í garðyrkju á aðstöðu. Á sama tíma mun þróun og framfarir LED viðbótarlýsingartæknikerfisins og samsetning nýrrar orku gera kleift að þróa aðstöðulandbúnað, fjölskyldulandbúnað, þéttbýlislandbúnað og geimlandbúnað hraðar til að mæta eftirspurn fólks eftir garðyrkjurækt í sérstöku umhverfi.