بحث جلينور في الطبيعة: ضوء LED، ثورة في جودة الطماطم

يتناول هذا المقال تأثير مصابيح LED بين النباتات مقارنة بمصابيح LED من الأعلى على نمو ونوعية الطماطم في البيوت البلاستيكية ذات الإضاءة الطبيعية المنخفضة. الهدف الرئيسي من هذا البحث هو تحسين جودة وأداء الطماطم في ظروف الإضاءة غير المواتية. وتزداد أهمية هذه الدراسة خاصة في المناطق ذات الظروف المناخية الغائمة والإضاءة المنخفضة مثل خطوط العرض المرتفعة، لأن هذه المناطق تواجه قلة الضوء في فصلي الخريف والشتاء مما يقلل بشكل كبير من إنتاج الطماطم وحساسية الألوان. 

مصدر المقال عن الطبيعة

كانت طريقة البحث بحيث تم إجراء البحث في دفيئة تقع في شمال إيران وتم استخدام الصنف الهولندي من الطماطم "Sakhiya RZ F1". تم استخدام ثلاثة أنواع من الإضاءة، بما في ذلك الضوء من الأعلى، والضوء بين النباتات، ومزيج من كلا الطريقتين لمقارنة التأثيرات المختلفة للإضاءة على المحصول والنمو والجودة الغذائية للطماطم في ظل ظروف الإضاءة المحدودة. تمت دراسة عوامل مختلفة مثل عدد ووزن الثمار، ومحتوى فيتامين C والليكوبين، وكذلك التعبير عن الجينات المسؤولة عن إنتاج هذه المركبات. 

أظهرت نتائج الأداء أن الإضاءة بين النباتات أدت إلى زيادة إنتاجية الطماطم بمعدل 28.46%، وهو ما كان أكبر بكثير من الزيادة البالغة 12.12% من الإضاءة العلوية. كما أن الجمع بين الإضاءة من أعلى وبين النباتات قدم أفضل نتيجة في تحسين المحصول الإجمالي للمحصول (38%) وأدى إلى أقصى زيادة في الوزن الإجمالي للثمار في الدفيئة. == في التأثير على العناصر الغذائية، تسببت الإضاءة بين النباتات في زيادة كبيرة في محتوى الليكوبين وفيتامين C في الطماطم؛ أدت هذه الطريقة إلى زيادة بنسبة 31.3% في محتوى اللايكوبين وزيادة بنسبة 123.4% في محتوى فيتامين سي. أظهر الجمع بين الإضاءة العلوية والإضاءة البينية التأثير الأكبر في تحسين محتوى فيتامين C، بينما كان للإضاءة البينية وحدها أفضل النتائج في زيادة اللايكوبين. تشير هذه النتائج إلى أن موضع الضوء في النبات يمكن أن يكون له تأثير كبير على التركيب الغذائي للطماطم. 

أظهر التحليل الجيني أيضًا أن الإضاءة بين النباتات زادت من التعبير عن الجينات الرئيسية المرتبطة باستقلاب اللايكوبين والفيتوين وفيتامين C، مثل جينات Psy1 وLCY-β وVTC2؛ ارتبطت هذه الزيادة في التعبير الجيني بزيادة إنتاج الطماطم وتشير إلى التأثير الإيجابي لإضاءة النباتات الداخلية على عمليات التمثيل الغذائي للنبات. في الواقع، لم تساعد الإضاءة البينية على زراعة المزيد من الفاكهة فحسب، بل حسنت أيضًا الخصائص الغذائية والمضادة للأكسدة للطماطم.

مقارنة بدراسات أخرى، تشير النتائج إلى أن الإضاءة البينية تتمتع بمزايا أكثر من طرق الإضاءة الأخرى، بما في ذلك الإضاءة العلوية؛ خاصة في الحالات التي يمنع فيها تظليل الأوراق العلوية عملية التمثيل الضوئي الفعالة للأوراق السفلية. وتتفق هذه النتائج بشكل كبير مع الدراسات السابقة التي أظهرت أن الإضاءة بين النباتات يمكن أن تساعد في تحسين أداء النباتات في ظروف الإضاءة المنخفضة وتؤدي إلى زيادة عملية التمثيل الضوئي والحفاظ على الجودة الغذائية للمنتج.

ومن الجدير بالذكر أيضًا المزايا والتحديات؛ تساعد الإضاءة البينية على توزيع الضوء بشكل أفضل في جميع أنحاء النبات وتحسين عملية التمثيل الضوئي، كما يمكنها الحفاظ على كفاءة التمثيل الضوئي والهرموني للأوراق السفلية ومنع تدهورها المبكر. ومع ذلك، هناك أيضًا تحديات مثل الحاجة إلى ضبط موضع الأضواء أثناء نمو النبات. ومع ذلك، تظهر النتائج أن هذه الطريقة يمكن أن تحسن بشكل كبير أداء وجودة منتجات الدفيئة.

في الختام، أظهر هذا البحث أن استخدام ضوء LED بين النباتات يمكن أن يحسن بشكل فعال إنتاجية وجودة الطماطم في ظروف الإضاءة المنخفضة. هذه الطريقة فعالة بشكل خاص في البيوت البلاستيكية الصناعية وفي المناطق ذات الطقس الغائم ويمكن أن تساعد في زيادة الإنتاج وتحسين الجودة الغذائية للمنتجات. يُقترح استخدام الإضاءة بين النباتات كاستراتيجية مستدامة لتحسين إنتاج البيوت المحمية بسبب التوزيع الموحد للضوء في جميع أنحاء المصنع. يوضح هذا البحث أهمية استخدام ضوء LED في تحسين جودة وأداء منتجات البيوت المحمية، خاصة في ظروف الإضاءة المنخفضة، ويمكن استخدامه كحل فعال للتعامل مع تحديات عدم كفاية الضوء في الإنتاج الزراعي.