The impact of supplemental blue and green LED and HPS lamps lighting effects on the photosynthesis parameters of sweet pepper transplants

Abstract

Darbo tikslas – ištirti mėlynų ir žalių šviesą emituojančių diodų ir aukšto slėgio natrio lempų šviesos poveikį saldžiųjų paprikų ‘Reda’ fotosintezės rodikliams auginant daigus žiemos laikotarpiu. Tyrimai atlikti 2014 m. spalio–gruodžio mėn. LAMMC filialo Sodininkystės ir daržininkystės instituto Augalų fiziologijos laboratorijos šiltnamyje. Saldžiųjų paprikų daigai auginti puodeliuose, pripildytuose paruošto durpių substrato (pH 6–6,5, su trąšomis PG MIX (NPK 14-16-18; 1,3 kg/m3). Daigai švitinti aukšto slėgio natrio lempomis (HPS) kartu su papildomais mėlynais (455, 470 nm) ir žaliais (505, 530 nm) šviesą emituojančiais diodais (LED). Daigų auginimo trukmė – 90 dienų. HPS fotosintetiškai aktyvios spinduliuotės srauto tankis (PPFD) ~100 μmol m-2s-1, LED ~ 15 μmol m-2 s-1. Kontroliniai augalai auginti po HPS šviesa, kai PPFD ~ 110 μmol m-2s-1. Buvo palaikomas 16 val. fotoperiodas, dienos/nakties temperatūra 19–23 °C/15–18 °C, santykinis oro dėgnis – 60–70 procentų. Fotosintezės rodikliai matuoti nešiojamąja fotosintezės sistema LI-6400. Pigmentų kiekiai lapuose nustatyti spektrofotometriškai. Nustatyta, kad papildoma žalia 530 nm bangos ilgio šviesa su aukšto slėgio natrio lempų šviesa skatino fotosintezės pigmentų kaupimąsi saldžiųjų paprikų daiguose. Tačiau ši šviesa turėjo neigiamą poveikį fotosintezės intensyvumui (Pn), tarpląstelinei CO2 koncentracijai (Ci), transpiracijos intensyvumui (Tn) ir žiotelių laidumui (gs). Papildoma 505 nm ir 470 nm bangos ilgio LED šviesa turėjo teigiamą poveikį fotosintezės rodikliams saldžiųjų paprikų daiguose

The objective of studies was to compare the photosynthesis parameters of sweet pepper transplants under the emission of short-wavelength single-monochromatic solid-state lamps developed for supplementation of high-pressure sodium (HPS) lamps used in winter time in greenhouses. Four types of solid-state lamps were made using advanced light-emitting diodes (LEDs) with peak emissions at blue 455, 470, cyan 505 and green 530 nm, and were installed in a greenhouse. The generated photosynthetic photon flux density (PPFD) of each type of solid-state lamps was 15 μmol m-2 s-1 and of HPS lamps PPFD it was 100 μmol m-2 s-1. The transplants of sweet pepper cultivar ‘Reda’ were grown in a greenhouse of phytotron complex under the illumination of HPS lamps and with supplementation of LED lamps. The reference transplants were grown under the illumination of HPS lamps (PPFD 110 μmol m-2 s-1). During transplant cultivation the photoperiod was maintained at 16 h, the day/night temperature was 19–23/15–18 °C. The measurements of photosynthetic pigments and photosynthesis parameters were performed at the end of the experiment. Our investigations revealed that the effect of supplemental green 530 nm LED illumination with high pressure sodium lamps increased photosynthetic pigment content of sweet pepper transplants. Meanwhile, supplemental 530 nm light had a negative effect on photosynthetic rates (Pn), intercellular CO2 concentration (Ci), transpiration rate (Tn) and stomatal conductance (gs). Supplemental cyan 505 nm and blue 470 nm LED light had great positive effect on the photosynthesis parameters of the sweet pepper transplants in winter time in greenhouses