A Magyar Agrár- és Élettudományi Egyetem (MATE) Növénytermesztési-tudományok Intézetében a LED-fényreceptek hatásait vizsgáltuk paradicsom- és salátanövényeken.

Szerzők: Venczel Lilla, Harsányi Ádám, Balogh János, Fóti Szilvia

A növények a 400-700 nanométeres hullámhossz-tartományban hasznosítják a fényt, ez a fotoszintetikusan aktív sugárzás (PAR). Ezen kívül esik a távoli vörös sugárzás, viszont számos kutatásban tapasztalták kedvező hatásait a növénytermesztésben, ezért érdemes ezt is bevonni a vizsgálatokba.

A fény mennyisége, iránya, spektrális összetétele azonban jelként is szolgál. E jelek továbbítását különböző fotoreceptorok végzik, amelyek fényérzékeny csoportokkal kapcsolt fehérjék. Ilyen fotoreceptorok például a fitokrómok, amelyek a vörös, távoli vörös fényt érzékelik és számos reakcióért felelősek (táblázat). A kriptokróm fotoreceptorok pedig a kék és a zöld fényre adott válaszokat közvetítik, ezzel hatást gyakorolva a morfogenezisre (táblázat), a gázcserére, a fény felé növekedésre és mozgásra.

Az alap a kék és a vörös

A növények számára elérhető fényt mesterséges megvilágítással szabályozni tudjuk. Erre a legalkalmasabbak a LED-ek, hiszen ezeknek a fényforrásoknak számos paramétere programozható. Egyik legfontosabb ezek közül a LED-ek hullámhossz-specifikussága, ami lehetővé teszi, hogy olyan paneleket, szalagokat készítsenek, amelyek kibocsátott fénye a növények igényeihez igazodik. Növénynevelésben a legáltalánosabban használt spektrumok a vörös és a kék, mivel a fotoszintézisben részt vevő pigmentek ebben a tartományban nyelik el a fényt. Jellemzően a vörös fény van túlsúlyban a kékkel szemben a fényreceptekben, mivel ez felelős a hatékonyabb vegetatív fejlődésért. A növények egészséges fejlődéséhez azonban a kék fény is nélkülözhetetlen, ugyanakkor költséghatékonyság szempontjából fontos figyelembe venni azt, hogy a kék LED-ek gyártása és üzemeltetése is drágább, mint a vörösöké. Kultúrafüggő, de egyes esetekben már az 1/19-es kék-vörös arány megfelelő.

A fény intenzitását hajtatásban árnyékolóhálókkal befolyásolják. Ahol mesterséges megvilágítást alkalmaznak, ott a LED-ek programozásával szabályozható a fotonok mennyisége. Fontos tulajdonságuk még a LED-es világítótesteknek, hogy egyenletes a fénykibocsátásuk, így a sorok szélén is megfelelően fejlődnek a növények.

Ahhoz, hogy a növények optimálisan növekedjenek és fejlődjenek, a megfelelő fényrecept összeállítása során a LED-ek előbb felsorolt összes tulajdonságát figyelembe kell venni. Kutatásainkban különböző fényreceptek hatásait szeretnénk megismerni a növények élettani és beltartalmi mutatóinak elemzése alapján.