Введение
С повышением уровня жизни людей здоровое питание привлекает все больше и больше внимания. Овощи богаты питательными веществами, необходимыми человеку, и требования к урожайности и качеству овощей становятся все выше. Проростки, то есть съедобные овощи, после прорастания семян [1] накапливают много биологически активных веществ, таких как витамины, полисахариды, белки и полифенолы [1] . Как высококачественный проросток, проростки гороха богаты витамином С и белком и способствуют повышению иммунитета человека [1]. Ростки также имеют преимущества короткого цикла роста, низкой себестоимости и небольшой площади земли [1]. Горох можно выращивать дома, в теплице фермерских хозяйств, в закрытых помещениях и других помещениях. Мне стало интересно, как влияет свет красных, синих и красно-синих спектров на рост и развитие разных сортов гороха в зимнее время. Горох выращиваю в качестве микрозелени.
Цель: изучить влияние красного, синего, красно-синего и естественного спектра света на рост и развитие микрозелени разных сортов гороха в зимний период.
Задачи: изучить теоретический материал по данной теме;
- провести исследование по изучению влияния красного, синего, красно-синего и естественного спектра света на рост и развитие микрозелени разных сортов гороха в зимний период;
- проанализировать полученные данные по изучению трех сортов гороха Тотем, Мадрас и Лопатка;
- сделать выводы по исследовательской работе.
Предмет исследования: красный, синий, красно-синий спектр света и естественный свет
Объекты исследования: микрозелень гороха Тотем, гороха Сахарная Лопатка, гороха Мадрас.
В зимний период растениям света не хватает, поэтому для выращивания гороха в зимний период надо дополнительно включать свет.
Гипотеза: при досвечивании красно-синего, синего, красного спектра света в зимний период на микрозелень гороха Тотем, Мадрас и Лопатка растения будут лучше расти и развиваться, чем при естественном освещении.
Условия, которые не менялись: температура 25С, субстрат – кокос, полив отстоянной водой, по необходимости опрыскивали.
Время нахождения растений под светодиодными лампами: 9 ч в день.
Методы: наблюдение, анализ, эксперимент.
Этапы работы: изучение литературы, постановка цели и задач, проведение эксперимента с 9 января по 13 февраля 2023 года, описание работы, результаты и выводы.
Влияние света на растения
Свет — это не только энергия для фотосинтеза, но и сигнал для морфогенеза растений [1]. Морфогенез - это процесс появления органов, роста и развития растения. Качество света и фотопериод оказывают большое влияние на рост и развитие растений, а также на урожайность и качество. Фотопериод — это относительное количество света и темноты в суточном цикле. Фотопериод может регулировать прорастание, рост и цветение растений [1]. Исследования ученых показали, что свет и фотопериод могут влиять на цветение культур, влиять на высоту растений, увеличивать площадь листьев, сокращать время роста, снижать урожайность, привести к хлорозу. Красный и синий свет являются основными длинами волн поглощения растений [1], и эффективны для фотосинтеза. Исследования показали, что красный (625 – 730 нм, приложение рис. 1) спектр может способствовать прорастанию семян и удлинению растений [1], образованию корневой системы, а синий (400-500 нм, рис. 1) спектр влияет на содержание фитохрома и проводимость устьиц [1], тормозит растяжение клеток, но в то же время активирует их деление: это позволяет стебелькам рассады утолщаться, не крениться в сторону источника освещения. Синий свет играет огромную роль в фотосинтезе, его активно поглощают хлорофилл альфа и бета, а также каротиноиды в листьях растений [2]. Оптимальное соотношение красного и синего света различается у разных видов растений, даже у разных сортов одного и того же вида растений.
Свет и пигменты
Солнечный свет состоит из волн разной длины и цвета. Каждая из них усваивается определенными пигментами, выполняющими разные функции. Больше всего растениям необходимы красный и синий спектры. Именно они обеспечивают фотосинтез и фотоморфогенез: биологические механизмы роста, цветения и плодоношения. Причем на разных этапах жизни растения важен свой цвет, какого-то одного спектра для полноценного развития рассады недостаточно [2]. Хлорофилл, зелёный пигмент растений, с помощью которого они улавливают энергию солнечного света и осуществляют фотосинтез. Локализован в особых клеточных структурах — хлоропластах. Основу структуры молекулы хлорофилла, составляет магниевый комплекс. [13] (приложение рис. 2) Высшие растения содержат хлорофилл а и b. Впервые хлорофилл а и b разделил в начале 20 в. русский учёный М.С. Цвет с помощью разработанного им хроматографического метода. Феофитин (сокращенно Pheo) - это химическое соединение, которое служит первым промежуточным соединением переносчика электронов в растениях, феофитин - это молекула хлорофилла, лишенная центрального иона Mg. Хлорофилл - зеленый цвет (поглощает синий и красный спектр, рис. 3). Каротины - желтый, оранжевый, красный цвета (поглощает синий спектр, рис.3). При этом разные пигменты поглощают по разному, а что они не поглощают, они отражают, получается – не поглощают зеленый свет, и именно этим обуславливается цвет самого растения.[3] Учёными доказано, что источником энергии для фотосинтеза служат преимущественно красные лучи спектра, на что указывает спектр активности фотобиологических процессов, где наиболее интенсивная полоса поглощения наблюдается в красной, и менее интенсивная – в сине-фиолетовой части. Это свойство объясняется присутствием в зеленом листе пигмента хлорофилла. Поглощает хлорофилл свет (а значит и энергию) из красной (660 нм) и синей (445 нм) областей спектра дневного света. [3] Желто-зеленая составляющая дневного света, практически, бесполезна, на графике там провал (приложение рис. 3), для роста и жизни растения нужен красный и синий свет.[3] Фотоморфогенез – это процессы, происходящие в растении под влиянием света различного спектрального состава и интенсивности, регулирующее процессы роста и развития семени. Оказывается, кроме хлорофилла, в любом растении есть еще один замечательный пигмент – фитохром. Пигмент – это белок, имеющий избирательную чувствительность к определенному участку спектра белого света. Фитохром, в отличие от хлорофилла, есть не только в листьях, но и в семени. [3] К.А. Тимирязев, исследуя роль и значение хлорофилла, его физические и химические свойства, обратил внимание на связанные с ним желтые пигменты — каротиноиды. Желтые пигменты — обязательные спутники зеленых пигментов, там, где обнаруживается хлорофилл, всегда имеются каротиноиды. Каротин и ксантофилл — это два класса каротиноидов, служащие в качестве вспомогательных пигментов при фотосинтезе. Они отвечают за придание красно-оранжевого или желтого цвета, например, фруктам и овощам. Каротин дает оранжевый цвет, тогда как ксантофилл дает желтый цвет.
Всхожесть и энергия прорастания
В работе я провел оценку и учет проросших семян при определении энергии прорастания и всхожести гороха, по ГОСТУ для гороха сроки энергии прорастания 4 дня, всхожесть 8 дней. При этом день закладки семян на проращивание и день подсчета энергии прорастания или всхожести считают за одни сутки. К всхожим относят нормально проросшие семена. При учете энергии прорастания подсчитывают только нормально проросшие и явно загнившие семена, а при учете всхожести отдельно подсчитывают нормально проросшие, набухшие, твердые, загнившие и ненормально проросшие семена. К числу нормально проросших семян относят семена, имеющие: хорошо развитые корешки (или главный зародышевый корешок), имеющие здоровый вид; хорошо развитые две семядоли и сформировавшийся росток. [5]
Сорта гороха
Горох тотем (PisumsativumL.), двудольное растение. Сорт раннеспелый. Стебель средней длины. Листья обычного типа, листочки среднего размера, зелёные. Прилистники среднего размера, с восковым налётом и пятнистостью низкой плотности. Цветки кремовые, среднего размера. Селекционная фирма Гавриш. Зелёный горошек с хорошими вкусовыми качествами. Семена среднего размера, морщинистые, семядоли зелёные. Горох овощной Сахарная лопатка (Pisumsativum L.) от АгроФирмы Аэлита двудольное растение. Раннеспелый, сахарный сорт. Растения высотой 55-75 см. Стебли прочные, относительно устойчивые к полеганию. Лопатки длинные, широкие, без пергаментного слоя. Бобы отличного вкуса, сладкие и сочные. [6] Горох Мадрас Pisumsativum L. Происхождение: Akwa х Pinochio (Дания). Безлисточковый. Высота растений - 44-82 см. Прилистники хорошо развиты, плотность пятнистости очень низкая. Максимальное число цветков на узел - два. Окраска цветка от белой до кремовой. Количество бобов на одном растении — высокое, число семян в бобе — среднее. Бобы очень слабоизогнутые, с тупой верхушкой. Семена яйцевидные. Семядоли зелёные. Рубчик светлый. сорт усатой формы. Устойчив к полеганию и растрескиванию бобов, засухоустойчив. [18]
Освещенность
Для повседневной жизни лампу выбирают по мощности - ваттам. Если же выбирается лампа для рассады, то нужно обращать внимание на световой поток (или мощность), измеряемый в Лм - Люменах. Количество света, доходящее до поверхности, именуется люксами (Лк, 1Лк = 1Лм). Освещенность рассады также зависит от того, насколько далеко источник света находится от поверхности. Чем дальше - тем меньше света попадает на зеленые листики. Так же играет роль угол наклона лампы - в идеале он должна быть перпендикулярен земле, как полуденное солнце. [15]. Освещенность измеряют в люксах, источник света мощностью 1 люмен, освещающий поверхность площадью 1 кв. метр создает на ней освещенность в один люкс. Величина освещенности обратно пропорциональна величине квадрата расстояния от источника света до поверхности. То есть приподняв лампу всего на 50 см выше ее предыдущего уровня, например, полметра над растениями, мы увеличиваем площадь освещения, но снижаем уровень освещенности в 4 раза. [15] Исследователи установили, что минимальная фотосинтетическая активность начинается уже при освещенности 100 лк. Для развития должно быть не менее 1000 лк, а лучше – еще больше. Но перебарщивать также нельзя, так как избыток света для некоторых растений вреден. От этого их листья могут сморщиться, покрыться пятнами от ожогов. [15] Нормы освещенности (приложение таблица 1)
Приблизительные нормы освещенности для активного развития и цветения [17]
Исследование
Исследование было проведено в школьной лаборатории (приложение: фотографии исследования). Изучали три сорта гороха при различных спектрах красного, синего, красно-синего сочетания света при девятичасовом фотопериоде и естественном освещении в зимнее время. В зимнее время длительность светового дня примерно 7-8 часов, большая часть дней пасмурная, зимой 2022-2023 года за декабрь и январь солнце светило всего 72 часа. В помещении где проводили исследование было темно, даже в дневное время. Растения в контейнерах были поставлены в темный шкаф, где только горели лампы определенного спектра света. Исследование проводили с 9 января по 13 февраля (36 дней, 5 недель). Красно-синий, синий, красный спектр света включали на 9 часов, с 8 утра до 17 ч. А при естественном освещении растения росли около окна, их не подсвечивал. При необходимости растения поливал из пульверизатора отстоянной водой. Влажность грунта отслеживал визуально. Для исследования я выбрал три сорта гороха Тотем (раннеспелый), Лопатка (раннеспелый), Мадрас (среднеспелый), потому что в магазинах нашего города эти сорта гороха встречаются больше всего, значит их больше всего покупают и выращивают. Для своей работы я выбрал светодиодные экологически безопасные лампы. Светодиоды имеют несколько плюсов: у них есть разные спектры света, к тому же они потребляют значительно меньше электроэнергии, дольше служат и не содержат ртути, не нагреваются. [2] Для исследования я использовал фитолампу, которая имеет 9 уровней интенсивности и 3 спектральных режима (красный, синий, а также их смешанная комбинация – красно-синий спектр), очень удобно, т.к. можно регулировать самостоятельно интенсивность света и режим. Всего 4 светильника, на каждом находится по 20 светодиодов, из них на одной лампе 13 красных и 7 синих, всего получается красных 13*4 = 52 шт, синих 7*4 = 28 шт. В фитолампу встроен таймер, который я настраивал на определенный интервал времени 9 ч, высота от растений была 40 см. Производитель фирмы Liulz. Максимальная мощность лампы 40 Вт. Для определения интенсивности света я воспользовался приложением Photone (таблица 2), которое установил на телефон. Когда включал красно-синий спектр, то количество синих светодиодов было 28 шт, красных 52 шт. Надо обращать внимание на значение PPFD - фотосинтетический поток фотонов, измеряемое в μmol/m²/s чем оно выше, тем полезнее будет светильник для растений, тем больше они получат полезного излучения за единицу времени. [16]Для гороха рекомендуемые величины PPFD 150-300 μmol/m²/s, DLI 9-12 mol/m²/d [24]. DLI –интеграл дневного света это количество фотосинтетической активной радиации (ФАР), которое будет поглощаться растениями в течение всего дня. DLI объединяет интенсивность света (PPFD) с продолжительностью освещения (фотопериод) в течение 24-часового окна и измеряется в моль/м²/день, т. е. количество света на площадь в день. Приложение на телефоне Photone (приложение таблица 2)
Изучение гороха при естественном и красно-синем, синем и красном свете
Семена замачивали в чистой воде на 12 ч и затем высевали в лотки. 4 раза сажали растения по 95 семян гороха Тотем, Лопатка и Мадрас. В качестве грунта взяли кокос, перед началом посева его замочили на 30 минут, потом распределили по лоткам. Лотки с горохом накрывали, и ставили под разный спектр света. Один лоток с горохом Тотем, второй лоток с горохом Лопатка, третий лоток с горохом Мадрас, и один лоток в качестве контроля поставили близко к окну. Горох выращивали при температуре 25 С. Расстояние между нижней частью проростков до световых панель составляло 40 см и регулировалось в ходе эксперимента для поддержания стабильного света на верхушке проростков.
Определение энергии прорастания и всхожести семян.
Энергия прорастания и всхожести семян – показатели, характеризующие качество семян. Первый подсчет проводят через 24-30 часов после закладки опыта, это и будет показатель энергии прорастания. Второй проводят через 100-120 часов, это будет показатель всхожести семян. [7] Расчеты производили следующим образом, например, было взято 20 семян, через 24 часа проросло 5 семян, а через 100 часов еще 11 семян. Энергия прорастания равна: (5*100%)/20= 25%; всхожесть семян равна (5+11) * 100%)/ 20 = 80%. Я 4 раза сажал растения по 95 семян (Тотем, Лопатка и Мадрас), затем считал всхожесть и энергию прорастания (приложение таблица 3; диаграмма 1). Измерение характеристик роста корня, измерения проводил днем, считал среднее значение, выбрал по 6 растений (приложение таб. 4, диаграмма 2)
Измерение характеристик роста ростка
После 5, 9, 12 дней обработки естественным светом и красно-синим, синим, красным спектром света 6 растений каждого сорта в каждом лотке были отобраны для измерения характеристик роста. Высоту 6 растений измеряли с помощью линейки. Высота стебля растений, среднее значение. Измерение характеристик роста. (приложение таб.5, диаграмма 3)
После 9, 12 дней обработки светодиодным светом растения каждого сорта в каждом проростке были отобраны для измерения характеристик веса, количества первых листьев (приложение таб. 6, диаграмма 4). Количество листьев считали сверху, брали 6 растений, считали среднее значение. (Приложение диаграмма 4. Количество листьев)
Сырой и сухой вес (приложение таб. 7 и 8, диаграмма 5) измеряли с помощью аналитических весов. На свежем воздухе высушить листья просто, но процесс занимает немало времени. Гораздо быстрее нужного результата можно добиться путем сушки в микроволновке. Листья раскладывают на тарелке (предназначенной для микроволновой печи) и отправляют в печку. Сушка выполняется при 200 вт в течение 3–5 минут. Листья нужно просушивать понемногу, оценивая их готовность, чтобы не рассыпались в труху. При использовании такой методики утрачивается часть полезных свойств, в этом заключается ее минус. [8] Я ставил сушить на 3 минуты. После просушки 3 растений измерял сухой вес. Приложение диаграмма 5. Сырой и сухой вес. Размер площади листьев: взяли по 6 растений, и с помощью линейки измерили площадь листа, среднее значение. (Приложение диаграмма 6. Площадь листа)
Полученные результаты
Влияние красного, синего, красно-синего спектра на ростовые характеристики проростков (высота стебля и корня), на урожайность (сырой и сухой вес), количество листьев, площадь листовой пластинки гороха Тотем, Лопатка и Мадрас. Как показано на диаграммах № 2-3 характеристики роста трех сортов ростков гороха различаются. Высота растений проростков гороха Мадрас была значительно выше, чем у гороха Лопатки. Обработка светодиодным светом оказала влияние на высоту растения и значение площади верхнего третьего листа (приложение таблица 9) показано на диаграмме № 3, 6. По сравнению с естественным светом высота растений проростков гороха Мадрас значительно увеличилась при красно-синем спектр. Для проростков гороха Мадрас высота растений при красном и синем спектре была немного выше, чем при естественном свете диаграмма № 3. На диаграмме №2 показан рост корня, можно увидеть, что при красном, синем, красно-синем и естественном спектре света лучше всего выросла корневая система и корень у Мадраса, а меньше всего у Лопатки и Тотема. Влияние различных комбинаций качества света на урожайность (сырой и сухой вес). Как показано на диаграмме №5 сырой вес, сухой вес в проростках Тотем были выше при красном спектре, чем в проростках Мадраса и Лопатки. При Синем и красном свете сырой вес был больше у Мадраса, чем у Лопатки и Тотем. А при естественном свете сырой вес был больше у Лопатки. При красно-синем и синем спектре сухой вес был больше у Лопатки, чем у Мадраса и Тотема, а при естественном свете был больше у Лопатки, чем у Мадраса и Тотема. Сухой вес при естественном свете была больше у Мадраса, меньше у Лопатки и Тотема. Площадь листовой пластинки. Как показано на диаграммах № 6 три сорта гороха различаются по площади листовой пластинки. При красном спектре больше всего площадь листа у Лопатки, меньше у Мадраса и Тотема. При красно-синем и синем спектре света больше всего у Тотема, меньше у Мадраса и Лопатки. При естественном свете больше всего площадь листа у Мадраса, чем у Лопатки и Тотема. Количество листьев. На 12 день исследования как показано на диаграмме №4 больше всего листьев выросло при красном, красно-синем и естественном свете у гороха Тотем, а меньше всего Мадраса и Лопатки. А при синем свете больше всего листьев выросло у Лопатки, а меньше у Мадраса.
Разделение фотосинтетических пигментов методом бумажной хроматографии
Хроматографический метод разделения пигментов, впервые предложенный русским ученым М.С. Цветом, заключается в пропускании раствора, содержащего смесь пигментов через слой адсорбента. Различные пигменты, обладая неодинаковой растворимостью в данном растворителе и разной адсорбируемостью, передвигаются по мере движения растворителя с различной скоростью и располагаются на адсорбенте в разных местах. Чем выше растворимость пигмента в растворителе, тем быстрее он будет передвигаться, и тем дальше от старта будет располагаться зона этого пигмента.
Методика проведения опыта
Не менее 5 раз по каплям наносим пипеткой с тонко оттянутым концом полоску спиртовой вытяжки листьев гороха Тотем, Лопатка и Мадрас на фильтровальную бумажку. Это линия старта (фронт - 1 см выше нижнего края бумажки). Каждую следующую линию капель наносим только после высыхания предыдущей до образования на линии старта пятна интенсивного зеленого цвета. На дно хроматографической камеры (цилиндр) наливаем чистый бензин. На 30 минут подвешиваем на верёвочке сгиб бумажки с нанесённым фронтом вытяжки так, чтобы нижний край бумажки был слегка погружён в бензин. После завершения разделения вынимаем бумажку и обводим линию финиша и границы получившихся полос с оттенками зелёного, жёлтого цветов.
В парах бензина начинается разделение пигментов на отдельные слои (полосы –пятна). Через несколько минут на бумаге появилась зеленая полоска хлорофилла, а выше нее — оранжеватые полосы каротина и светло-желтые ксантофилла. В зеленой зоне можно различить две полосы: сине-зеленую (хлорофилл а) и зеленую (хлорофилл b). Медленнее всех поднимается зеленый хлорофилл b, быстрее – ксантофилл и еще быстрее сине-зеленый хлорофилл а. С фронтом растворителя поднимается желтый или оранжеватый каротин. Каротин и ксантофилл передвигаются по бумаге дальше хлорофилла. Спиртовая вытяжка листа содержит хлорофилл и два желтых пигмента – каротин и ксантофилл. Разделение пигментов объясняется их различной растворимостью в растворителе (этиловом спирте, бензине) и различным поглощением их фильтровальной бумагой (адсорбцией). Хлорофилл является важным пигментом для фотосинтеза зеленых растений, поэтому его содержание в значительной степени связано с ростом растений. К сожалению, для сравнения результатов, не нашел шкалы хроматограммы по пигментам. Но я все равно измерил расстояние до пигментов и сравнил результаты. Результаты показали (приложение таблица 10-14, диаграммы 9-12), что при естественном свете больше всего расстояние хлорофилла а и b, каротина и ксантофилла у Лопатки, а меньше всего у Мадраса. При синем спектре света больше всего расстояние хлорофилла а и b, каротина и ксантофилла у Мадраса, у Тотема и Лопатки хлорофилла а и b почти одинаковое количество. У Тотема меньше каротина, зато ксантофилла больше, чем у Лопатки. При красном спектре расстояние хлорофилла а и b почти одинаковое количество у Лопатки и Мадраса, а вот у Тотема меньше всего. Каротина больше у Мадраса, а меньше всего у Тотема. Ксантофилла больше у Лопатки, меньше всего у Тотема. При красно-синем спектре хлорофилла а и b больше у Мадраса, меньше всего у Лопатки, ксантофилла ни у одного сорта не оказалось, а вот каротина больше всего было у Тотема, а у Мадраса и Лопатки почти одинаковое расстояние.
Вкусовые качества, запах, текстура оценивали по 10-ти бальной шкале, где 0 нет запаха, вкуса и текстура не приятная, а 10 баллов наоборот. В оценивании участвовало 10 человек. Считали средний результат.
Запах при синем спектре: Лопатка, запах приятный, 7 б; Мадрас запах приятный, 6 б; Тотем - запах травы, 4 б; Запах при синем спектре: Лопатка, запах приятный, 7 б; Мадрас запах приятный, 6 б; Тотем - запах травы, 4 б; Запах при КСС: Лопатка, запах хороший, пахнет настоящим горохом, 8 б; Тотем - запах травы, горохом почти не пахнет, 3 б; Мадрас- запах травы, горохом почти не пахнет, 3б; Запах при естественном свете: Мадрас - запах отчетливый, пахнет горохом, 8 б; Тотем- запах приторно-сладкий, 2б; Лопатка - запах приторно-сладкий, 2б. Текстура при синем спектре: Лопатка, текстура приятная, мягкая, 7 б; Мадрас текстура приятная, мягкая, 7 б; Тотем - текстура приятная, но больше чувствуется клетчатки, 6 б; Текстура при синем спектре: Лопатка, текстура приятная, мягкая, 7 б; Мадрас текстура приятная, мягкая, 7 б; Тотем - текстура приятная, но больше чувствуется клетчатки, 6 б; Текстура при КСС: Лопатка, текстура приятная, мягкая, 8 б; Тотем - текстура приятная, мягкая 3 б; Мадрас- текстура приятная, но больше чувствуется клетчатки, 3 б; Текстура при естественном светеМадрас - текстура приятная, мягкая 6 б; Тотем- текстура приятная, мягкая 7 б; Лопатка - текстура приятная, но больше чувствуется клетчатки 2б. По вкусу более сладкий при красном, синем, красно-синем м естественном свете оказался сорт Мадрас, ему поставил 8 б. Лопатке и Тотему поставили по 7 баллов.
Вывод
1. Провел работу по исследованию влияния красного, синего, красно-синего и естественного спектра света на рост и развитие микрозелени разных сортов гороха в зимний период.
2. Проанализировал полученные результаты по росту и развитию гороха Тотем, Лопатки и Мадраса. Сравнил рост и вес растений, измерил площадь листьев, сделал хроматографию и сравнил данные.
3. По результатам работы для лучшего роста и развития растений можно рекомендовать следующее: Лопатку выращивать при естественном освещении и подсвечивать синим спектром света. Мадрас можно подсвечивать синим, красным и красно-синим светом. Тотем можно подсвечивать синим и красно-синим светом.
4. В дальнейшем планирую вырастить разные сорта гороха до процессов цветения и плодоношения.
Литература и источники
[1] Чжан, Го, Ли, Чжан, Ян, Чжэн, Сюэ Влияние спектральных комбинаций светодиодов на рост и качество проростков гороха при длительном фотопериоде; URL: https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fpls.2022.978462/full (дата обращения 10.12.2022)
[2] Смирнов П. Какие лампы выбрать для рассады и как правильно досвечивать растения; URL: https://1rassada.ru/svet/podsvetka-dlya-rassady
[3] Спектры света для роста растений: сайт фирмы led-com.ru; URL:https://led-com.ru/articles/osveshchenie-rasteniy-fitosvet4007/spektry-sveta-dlya-rosta-rasteniy/
[4] Каспер ван Гельдерен , Чиакай Кан , Рональд Пьерик Световая сигнализация, развитие корней и пластичность, Журнал Физиология растений;URL:https://academic.oup.com/plphys/article/176/2/1049/6117077?login=true
[5] ГОСТ 12038-84. Семена сельскохозяйственных культур. Методы определения всхожести; URL:https://archive-szfn.rk.gov.ru/file/Nadzor_kontrol_v_oblasti_semenovodstva_dok11.pdf
[6] Сайт Агофирмы Аэлита; URL:https://www.ailita.ru/catalog/gorokh/156625/
[7] Определение энергии прорастания и всхожести семян: сайт экологическая литература, URL: https://portaleco.ru/fiziologija-rastenij/opredelenie-energii-prorastanija-i-vshozhesti-semjan.html
[8] Сайт Засушим URL:https://zasushim.ru/yagody/kak-sushit-listya-maliny
10. ГОСТ 12038-84. Семена сельскохозяйственных культур. Методы определения всхожести Сайт Консорциум кодекс, URL:https://docs.cntd.ru/document/1200023365
[11]Сайт agromage.com; URL:https://agromage.com/stat_id.php?id=1268
[12] В чем разница между Каротином и Ксантофиллом: сайт raznisa.ru;URL:https://raznisa.ru/v-chem-raznica-mezhdu-karotinom-i-ksantofillom/
[13] А. А. Красновский Хлорофилл: сайт booksite.ru URL:https://www.booksite.ru/fulltext/1/001/008/119/312.htm
[14] Сайт agromage.comURL:https://agromage.com/stat_id.php?id=1267
[15]Освещение для растений- фитосвет:сайт pikabu.ru
URL:https://pikabu.ru/story/osveshchenie_dlya_rasteniy_fitosvet_chast2
16. Как выбрать фитосветильники для растений и рассады: сайт агрофирма партнер URL:https://semena-partner.ru/infokanal/statii/poleznye-sovety/fitosvetilniki-dlya-rasteniy-rassady
17. Правильное освещение для растений и как его обеспечить: сайт кварта-рад URL: https://www.quarta-rad.ru/useful/vse-o-lampax-i-drugix-istochnikax-sveta/oscveschenie-rasteniy/
18. Сайт Эконива URL: https://ekonivasemena.ru/katalog/goroh/madras/
19.Сайт приложение Photone URL: https://growlightmeter.com/how-much-light-does-my-plant-need/
Приложение
Рис. 1 Длина волны
Рис. 2 Молекула хлорофилла а
Рис. 3 График синтеза хлорофилла, фотосинтез, фотоморфогенез
Яркое |
Умеренное |
Слабое |
5000-10000 лк |
3000-5000 лк |
1000-3000 лк |
Таблица 1
Освещение |
Световая температура Кельвин |
Люкс |
PPFD - фотосинтетический поток фотонов μmol/m²/s |
DLI mol/m²/ d |
Естественное, днем 12 ч |
9200 |
240 |
4,5 |
0,15 |
Красно-синее |
3850 |
990 |
44 |
1,41 |
Синее |
3800 |
550 |
13 |
0,43 |
Красное |
1750 |
590 |
29 |
0,85 |
Естественное, утро 8 ч |
6050 |
0 |
0 |
0 |
Таблица 2
Показатель |
Горох Тотем, КСС свет |
Горох Тотем, ЕС |
Горох Тотем синий |
Горох Тотем красный |
Горох Лопатка синий |
Горох Лопатка Красный |
Горох Лопатка КСС свет |
Горох Лопатка ЕС |
Горох Мадрас КСС |
Горох Мадрас ЕС |
Горох Мадрас Синий |
Горох Мадрас красный |
Энергия прорастания, % |
15,4% |
46,6% |
26% |
32% |
28% |
30% |
3% |
23,3% |
46% |
36% |
39% |
41% |
Всхожесть, % |
90,7% |
96,6% |
94% |
91% |
75% |
70% |
50,7% |
50% |
91% |
94% |
94% |
97% |
Таблица 3. Всхожесть семян и энергия прорастания
Диаграмма 1. Всхожесть семян и энергия прорастания. КСС – красно-синий свет ЕС – естественный свет
День |
Горох Тотем, КСС свет |
Горох Тотем, ЕС |
Горох Тотем, синий |
Горох Тотем, красный |
Горох Лопатка КСС свет |
Горох Лопатка ЕС |
Горох Лопатка синий |
Горох Лопатка красный |
Горох Мадрас КСС |
Горох Мадрас ЕС |
Горох Мадрас синий |
Горох Мадрас красный |
2 |
0 |
0,4 см |
0,6 см |
0,6 см |
0 |
0,2 см |
0,1 см |
0,8 см |
0,2 |
0,7 см |
0 см |
0,8 см |
3 |
0,3 |
0,7см |
0,8см |
2,1 см |
0,2 |
0,4см |
0,3см |
1,9 см см |
0,5 |
1,5 см |
0,5 см |
2,1 см |
4 |
0,9 |
0,9см |
1,0см |
3 см |
1,2 |
0,5см |
0,5см |
3 см |
1,1 |
2,3 см |
1,1 см |
3 см |
5 |
1,4 |
1 см |
1,3 см |
4,2 см |
1,9 |
0,7 см |
0,7 см |
4,1 см |
2,2 |
3,2 см |
1,8 см |
4,2 см |
6 |
1,7 |
1,2 см |
1,4 см |
5,2 см |
1,8 |
0,9 см |
0,9 см |
5 см |
3,6 |
4,1 см |
2,4 см |
5,3 см |
7 |
3.2 |
1,3см |
1,5см |
6,3 см |
3.7 |
1,3см |
1,0см |
6, 3 см |
4.6 |
5,3 см |
3,2 см |
6см |
8 |
4.3 |
2,4 см |
1,8 см |
7,6 см |
5.3 |
2,4 см |
2,1 см |
7,1 см |
5.8 |
6,2 см |
4 см |
7,1 см |
9 |
5,4 |
3,8 см |
3 см |
8,9 см |
6,6 |
3,6 см |
3,4 см |
8,2 см |
7,1 |
7 см |
4,7 см |
8,4 см |
10 |
6,2 |
5,2см |
4,3 см |
9,6 см |
7,6 |
4,5см |
4,3см |
9 см |
8,4 |
7,6 см |
5 см |
9,3 см |
12 |
8 см |
7,8 см |
5,2 см |
10,5 см |
9 см |
5,6 см |
5, 3 см |
10,3 см |
10 см |
8,3 |
6 см |
10,9 см |
Таблица 4. Рост корня
Диаграмма 2. Рост корня
День |
Горох Тотем, КСС свет |
Горох Тотем, ЕС |
Горох Тотем синий |
Горох Тотем красный |
Горох Лопатка КСС свет |
Горох Лопатка ЕС |
Горох Лопатка синий |
Горох Лопатка красный |
Мадрас КСС |
Мадрас ЕС |
Мадрас синий |
Мадрас красный |
5 день |
2 |
2,1 см |
3,8 см |
4 см |
2.1 |
2 см |
2,4 см |
2,5 см |
5,4 |
5,3 см |
3,5 см |
5 см |
9 день |
5,5 |
4 см |
6,3 см |
5,9 см |
6,7 |
4,3 см |
4,85 см |
4,9 см |
12 |
8,3 см |
6,2 см |
7,1 см |
12 день |
10 |
7,3 см |
8,3 см |
7 см |
11,5 |
8,2 см |
9, 6 |
7,9 см |
23 |
16,5 см |
12,5 см |
13 см |
Таблица 5. Рост проростка
Диаграмма 3. Высота стебля проростка
День |
Горох Тотем, КСС свет |
Горох Тотем, ЕС |
Горох Тотем синий |
Горох Тотем красный |
Горох Лопатка КСС |
Горох Лопатка ЕС |
Горох Лопатка синий |
Горох Лопатка красный |
Горох Мадрас КСС |
Горох Мадрас ЕС |
Мадрас синий |
Мадрас красный |
9 день |
3 |
2 |
5 |
6 |
3 |
2 |
3 |
4 |
4 |
1 |
0 |
0 |
12 день |
8 |
9 |
9 |
11 |
7 |
8 |
11 |
10 |
10 |
8 |
5 |
4 |
Таблица 6. Количество листьев
Диаграмма 4. Количество листьев
Сырой вес измеряли с помощью весов, брали по 3 растения
День |
Горох Тотем, КСС свет |
Горох Тотем, ЕС |
Горох Тотем синий |
Горох Тотем красный |
Горох Лопатка КСС свет |
Горох Лопатка ЕС |
Горох Лопатка синий |
Горох Лопатка красный |
Мадрас КСС |
Мадрас ЕС |
Мадрас КСС синий |
Мадрас красный |
12 день |
1,071 г |
1,158 г |
1,242 г |
1,336 г |
1,25 г |
1,556г |
0,77г |
1,129 г |
1,373 г |
1,068 г |
2,115г |
1,045 г |
Таблица 7. Сырой вес
Сухой вес
День |
Горох Тотем, КСС свет |
Горох Тотем, ЕС |
Горох Тотем синий |
Горох Тотем красный |
Горох Лопатка КСС свет |
Горох Лопатка ЕС |
Горох Лопатка синий |
Горох Лопатка красный |
Мадрас , КСС |
Мадрас, ЕС |
Мадрас синий |
Мадрас красный |
12 день |
0,108 г |
0,119 г |
0,091 г |
0,154 г |
0,133 г |
0,192 г |
0,098 г |
0,114 г |
0,123 г |
0,241 г |
0,079г |
0,134 г |
Таблица 8. Сухой вес
Диаграмма 5. Сырой и сухой вес
Размер листьев
Взяли по 6 растений, и с помощью линейки измерили площадь листа, среднее значение
День |
Горох Тотем, КСС |
Горох Тотем, ЕС |
Горох Тотем синий |
Горох Тотем красный |
Горох Лопатка КСС |
Горох Лопатка ЕС |
Горох Лопатка синий |
Горох Лопатка красный |
Мадрас КСС |
Мадрас ЕС |
Мадрас синий |
Мадрас красный |
12 день |
1,52 см2 |
1,21 см2 |
1 см2 |
1,31 см2 |
1 см2 |
0,88 см2 |
0,48 см2 |
1,44 см2 |
0,9 см2 |
2см2 |
0,5 см2 |
1 см2 |
Таблица 9. Площадь листа
Диаграмма 6. Площадь листа
Хлорофилловая вытяжка:
Естественный спектр
Лопатка |
Тотем |
Мадрас |
|
Каротин |
9,6 см |
9,46 см |
8,1 см |
Ксантофилл |
6,63 см |
5,95 см |
5,1 см |
Хлорофиллa |
4,26 см |
3,93 см |
3 см |
Хлорофиллb |
3,26 см |
3 см |
2,4 см |
Феофетин |
2,13 см |
2,66 см |
2,5 см |
Таблица 10
Диаграмма 9
Синий спектр
Лопатка |
Тотем |
Мадрас |
|
Каротин |
10,2 см |
9,3 см |
12,6 см |
Ксантофилл |
5,4 см |
5,9 см |
6,5 см |
Хлорофиллa |
4,3 см |
4,53 см |
6,2 см |
Хлорофиллb |
3,7 см |
3,56 см |
5 см |
Феофетин |
3,1 см |
2,23 см |
3,2 см |
Таблица 11
Диаграмма 10
Красно-синий спектр
Лопатка |
Тотем |
Мадрас |
|
Каротин |
9,3 см |
9,8 см |
9,1 см |
Ксантофилл |
0 см |
0 см |
0 см |
Хлорофиллa |
2,6 см |
3,1 см |
8,1 см |
Хлорофилл b |
0,5 см |
3,5 см |
1,5 см |
Феофетин |
0 см |
0 см |
0 см |
Таблица 12
Диаграмма 11
Красный спектр
Лопатка |
Тотем |
Мадрас |
|
Каротин |
11,7 см |
11 см |
13 см |
Ксантофилл |
9,1 см |
7,8 см |
8,3 см |
Хлорофиллa |
9,3 см |
5 см |
9 см |
Хлорофилл b |
8,2 см |
4 см |
8,3 см |
Феофетин |
3 см |
2,2 см |
2,2 см |
Таблица 13
Диаграмма 12
Фотографии исследования
При естественном освещении
Красно-синее освещение
Измерение ростков гороха Тотем
горох Тотем при красно-синем освещении
горох Тотем в красно-синем освещении
горох Тотем при синем освещении
горох Лопатка (повтор 2) при синем освещении
гороха Лопатка (повтор 1) при красно-синем освещении
гороха Тотем при синем освещении
гороха Тотем при синем освещении
Микрозелень горохаМадрас
Хлорофилловая вытяжка Лопатка
Тотем
Мадрас
Лопатка
Микрозелень выращенная при
красном спектре света
Тотем Мадрас Лопатка
Шкаф, в котором проводили исследование
Шкаф, в котором проводили исследование
Шкаф, в котором проводили исследование