The influence of LEDs with different blue peak emission wavelengths on the biomass, morphology, and nutrient content of kale cultivars
The influence of LEDs with different blue peak emission wavelengths on the biomass, morphology, and nutrient content of kale cultivars
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不同蓝色峰值发射波长的LED对羽衣甘蓝品种生物量、形态和养分含量的影响
DOI：
10.1016/j.scienta.2023.111992
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发表时间：
2023
影响因子：
4.3
通讯作者：
Mattson, Neil S.
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Ashenafi, Eyosias L.;Nyman, Marianne C.;Holley, Jake M.;Mattson, Neil S.
发光二极管（LED）通过调节光合速率和植物化学来提高垂直农场的植物产量。通过微调光谱组成和辐照度，可以使用LED制定特定的光配方以获得高输出。本研究以3个羽衣甘蓝品种（Toscano、Redbor3和Winterbor3）为试材，研究了不同蓝光发射波长（λpeak）对羽衣甘蓝生长发育和营养品质的影响。在16小时的光周期内，光合光子通量密度（PPFD）保持在200 ± 10% μmolm−2s− 1。LED光处理具有以400、420和450 nm波长为中心的蓝色λ峰，在可见光区域全部具有20%蓝色、20%绿色、60%红色的光谱比率，并且在远红色区域具有总PPFD的15%。对照光为冷白色荧光（CWF）光，其具有在436 nm处的蓝色λ峰值和在蓝色区域中稍高量的PPFD（23%）。不同蓝波长光处理对生物产量和叶片物理特性影响不大。然而，羽衣甘蓝叶片中类胡萝卜素和叶绿素的浓度受生长过程中蓝光的类型和数量的影响。未来的研究应该调查收获前和收获后LED处理（连续或脉冲）中不同蓝光百分比对高价值营养作物的影响。
Light-emitting diodes (LEDs) enhance plant production in vertical farms by regulating photosynthetic rate and phytochemistry. Specific light recipes can be formulated using LEDs for high output by fine-tuning spectral composition and irradiance. In this study, the growth, development, and nutritional quality of three kale cultivars (‘Toscano’, ‘Redbor’, and ‘Winterbor’) were examined under different blue peak emission wavelengths (λpeak). Photosynthetic photon flux density (PPFD) was maintained at 200 ± 10% μmolm−2s−1over a 16-hr photoperiod. The LED light treatments had blue λpeakcentered at 400, 420, and 450 nm wavelengths, all with spectral ratios of 20% blue, 20% green, 60% red in the visible light region, and 15% of total PPFD in the far-red region. The control light was cool-white fluorescent (CWF) light with blue λpeakat 436 nm and a slightly higher amount of PPFD in the blue region (23%). The biomass yield and leaf physical characteristics were largely unaffected by the light treatments with different blue λpeak. However, the concentration of carotenoids and chlorophylls in kale leaves was influenced by the type and amount of blue light during growth. Future research should investigate the effect of different blue light percentages in pre- and post-harvest LED treatments (continuous or pulsed) on high-value, nutritious crops.
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