vestibИзвестия Национальной академии наук Беларуси. Серия биологических наукProceedings of the National Academy of Sciences of Belarus, Biological Series1029-89402524-230XThe Republican Unitary Enterprise Publishing House "Belaruskaya Navuka"10.29235/1029-8940-2023-68-4-282-292vestib-894Research ArticleСтатьиАктивация LED-освещением фотосинтетических и ростовых процессов растений томата в условиях опытно- производственного участкаActivation of growth and photosynthetic processes of tomato plants by LED lighting under production conditionsМолчанО. В.MolchanO. V.

Ольга Викторовна Молчан, канд. биол. наук, доцент, заведующий лабораторией

220072

ул. Академическая, 27

Минск

Olga V. Molchan, Ph. D. (Biol.), Associate Professor, Head of the Laboratory

220072

27, Akademicheskaya Str.

Minsk

olga_molchan@mail.ruОбуховскаяЛ. В.ObukhovskayaL. V.

Людмила Владимировна Обуховская, канд. биол. наук, вед. науч. сотрудник

220072

ул. Академическая, 27

Минск

Lyudmila V. Obukhovskaya, Ph. D. (Biol.), Leading Researcher

220072

27, Akademicheskaya Str.

Minsk

olv_8@mail.ruКуделинаТ. Н.KudelinaT. N.

Татьяна Николаевна Куделина, науч. сотрудник

220072

ул. Академическая, 27

Минск

Tatiana N. Kudelina, Researcher

220072

27, Akademicheskaya Str.

Minsk

10tan10@mail.ruАстасенкоН. И.AstasenkoN. I.

Николай Игнатьевич Астасенко, науч. сотрудник

220090

Логойский тракт, 20

Минск

Nikolay I. Astasenko, Researcher

220090

20, Logoiski Tract

Minsk

info@ledcenter.byБаркунМ. И.BarkunM. I.

Михаил Иосифович Баркун, вед. инженер

220090

Логойский тракт, 20

Минск

Mikhail I. Barkun, Lead Engineer

220090

20, Logoiski Tract

Minsk

m_barkun@ledcenter.byТрофимовЮ. В.TrofimovYu. V.

Юрий Васильевич Трофимов, канд. техн. наук, директор

220090

Логойский тракт, 20

Минск

Yuri V. Trofimov, Ph. D. (Tech.), director

220090

20, Logoiski Tract

Minsk

trofimo119@gmail.comИнститут экспериментальной ботаники имени В. Ф. Купревича НАН БеларусиV. F. Kuprevich Institute of Experimental Botany of the National Academy of Sciences of BelarusЦентр светодиодных и оптоэлектронных технологий НАН БеларусиCenter for LED and Optoelectronic Technologies of the National Academy of Sciences of Belarus202328102023684282292Copyright © Молчан О.В., Обуховская Л.В., Куделина Т.Н., Астасенко Н.И., Баркун М.И., Трофимов Ю.В., 20232023Молчан О.В., Обуховская Л.В., Куделина Т.Н., Астасенко Н.И., Баркун М.И., Трофимов Ю.В.Molchan O.V., Obukhovskaya L.V., Kudelina T.N., Astasenko N.I., Barkun M.I., Trofimov Y.V.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://vestibio.belnauka.by/jour/article/view/894

   Показано преимущество использования светодиодных облучательных приборов FLORA LED по сравнению с лампами ДНаТ (ДНаТ 1000) для культивирования растений высокостебельных сортов томата в условиях производства. При светодиодном освещении хорошо сбалансированного спектрального состава растения томата уже в стадии вегетативного роста (рассады) по основным физиологическим показателям (сухая масса и накопление сухого вещества вегетативных органов, содержание фотосинтетических пигментов, скорость выделения кислорода при фотосинтезе, коэффициент фотосинтетической эффективности) превосходили растения, выращенные при освещении лампами ДНаТ. Предполагается, что повышенная фотосинтетическая активность и интенсивные процессы роста и развития обеспечили растениям, выращенным при LED-освещении, более высокий адаптивный потенциал и приживаемость при пересадке, раннее плодоношение и повышение урожайности.

   The advantage of FLORA LED lighting in comparison with HPS lamps for cultivation of tall tomato varieties under production conditions is shown. Under LED illumination with well-balanced spectral composition, the main growth and physiological parameters of tomato juvenile plants (such as dry weight and accumulation of dry matter of vegetative organs, content of photosynthetic pigments, rate of oxygen release during photosynthesis, coefficient of photosynthetic efficiency, time of flowering onset) were superior to plants grown under HPS lamp illumination. It is assumed that increased photosynthetic activity, as well as more intensive growth and development processes provided a higher adaptive potential and survival during transplantation, early fruiting. and higher yields to plants grown under LED lighting.

LED-освещениеспектральный составLycopersicon esculentum MillLED lightingspectral compositionLycopersicon esculentum MillРабота выполнена в рамках проекта «Осуществить сравнительный мониторинг физиолого-биохимических процессов и продуктивности растений томата и культур для салатных линий при экспериментальной светодиодной и традиционной досветках в условиях опытно-производственного участка, разработать временные регламенты досветки томата и зеленных культур» (2016–2018 гг.), финансируемого из инновационного фонда МингорисполкомаThe work was carried out within the framework of the project “To carry out a comparative monitoring of physiological and biochemical processes and productivity of tomato plants and crops for lettuce lines under experimental LED and traditional lighting in the conditions of a pilot production site, to develop temporary regulations for the lighting of tomato and green crops” (2016–2018) and financed by the innovation fund of the Minsk City Executive CommitteeReferencesPlasticity of photosynthetic processes and the accumulation of secondary metabolites in plants in response to monochromatic light environments: A review / M. Landi [et al.] // Biochim. Biophys. Acta Bioenerg. – 2020. – Vol. 1861, N 2. – Art. 148131. doi: 10.1016/j.bbabio.2019.148131Landi M., Zivcak M., Sytar O., Brestic M., Allakhverdiev S. I. Plasticity of photosynthetic processes and the accumulation of secondary metabolites in plants in response to monochromatic light environments: A review. Biochimica et Biophysica Acta (BBA) – Bioenergetics, 2020, vol. 1861, no. 2, art. 148131. doi: 10.1016/j.bbabio.2019.148131Закурин, А. О. Светокультура растениеводства защищенного грунта: фотосинтез, фотоморфогенез и перспективы применения светодиодов / А. О. Закурин, А. В. Щенникова, А. М. Камионская // Физиология растений. – 2020. – Т. 67, № 3. – С. 246–258.Zakurin A. O., Shchennikova A. V., Kamionskaya A. M. Artificial-Light Culture in Protected Ground Plant Growing: Photosynthesis, Photomorphogenesis, and Prospects of LED Application. Russian Journal of Plant Physiology, 2020, vol. 67, no. 3, pp. 413–424. doi: 10.1134/S102144372003022XТихомиров, А. А. Светокультура растений: биофизические и биотехнологические основы : учеб. пособие для студентов высш. учеб. заведений / А. А. Тихомиров, В. П. Шарупич, Г. М. Лисовский. – Новосибирск : Изд-во Сибир. отд-ния РАН, 2000. – 213 с.Tikhomirov A. A., Sharupich V. P., Lisovskii G. M. Light culture of plants: biophysical and biotechnological foundations. Novosibirsk, Publishing house of the Siberian Branch of the Russian Academy of Sciences, 2000. 213 p. (in Russian).Сытников, В. Современные системы освещения / В. Сытников // Мир теплиц. – 2013. – № 6. – С. 24–25.Sytnikov V. Modern lighting systems. Mir teplits [World of greenhouses], 2013, no. 6, pp. 24–25 (in Russian).Light Emitting Diodes (LEDs) as agricultural lighting: impact and its potential on improving physiology, flowering, and secondary metabolites of crops / M. al Murad [et al.] // Sustainability. – 2021. – Vol. 13, N 4. – Art. 1985. doi: 10.3390/su13041985Al Murad M., Razi K., Jeong B. R., Samy P. M. A., Muneer S. Light Emitting Diodes (LEDs) as agricultural lighting: impact and its potential on improving physiology, flowering, and secondary metabolites of crops. Sustainability, 2021, vol. 13, no. 4, art. 1985. doi: 10.3390/su13041985Horticultural lighting system optimalization: A review / L. Sipos [et al.] // Scientia Horticulturae. – 2020. – Vol. 273. – Art. 109631. doi: 10.1016/j.scienta.2020.109631Sipos L., Borosb I. F., Csambalik L., Szјkelyd G., Junge A., Balazs L. Horticultural lighting system optimalization. Scientia Horticulturae, 2020, vol. 273, art. 109631. doi: 10.1016/j.scienta.2020.109631Production of tomato by countries. Food and Agriculture Organization. 2012 [Electronic resource]. – Mode of accеss: https://members.wto.org/crnattachments/2016/SPS/PHL/16_2051_00_e.pdf. – Date of accеss: 19. 09. 2022.Production of Tomato by countries. Food and Agriculture Organization. 2012. Available at: https://members.wto.org/crnattachments/2016/SPS/PHL/16_2051_00_e.pdf (accessed 19. 09. 2022).Enrichment of tomato paste with 6 % tomato peel increases lycopene and β-carotene bioavailability in men / E. Reboul [et al.] // J. Nutr. – 2005. – Vol. 135, N 4. – P. 790–794. doi: 10.1093/jn/135.4.790Reboul E., Borel P., Mikail C., Abou L., Charbonnier M., Caris-Veyrat C., Goupy P., Portugal H., Lairon D., Amiot M. Enrichment of tomato paste with 6 % tomato peel increases lycopene and β-carotene bioavailability in men. Journal of Nutrition, vol. 135, no. 4, pp. 790–794. doi: 10.1093/jn/135.4.790Philips Lumileds 2008. Light by LUXEON Newsletter [Electronic resource]. – Mode of access: https://www.ledsmagazine.com/company-newsfeed/article/16683536/philips-lumileds-luxeon-k2-named-top-product-of-the-year. – Date of access: 19. 09. 2022.Philips Lumileds 2008. Light by LUXEON Newsletter. Available at: https://www.ledsmagazine.com/company-newsfeed/article/16683536/philips-lumileds-luxeon-k2-named-top-product-of-the-year (accessed 19. 09. 2022).Gunnlaugsson, B. Interlight and plant density in year-round production of tomato at northern latitudes / B. Gunnlaugsson, S. Adalsteinsson // ActaHorticulturae. – 2006. – Vol. 711. – P. 71–76. doi: 10.17660/ActaHortic.2006.711.6Gunnlaugsson B., Adalsteinsson S. Interlight and plant density in year-round production of tomato at northern latitudes. ActaHorticulturae, 2006, vol. 711, pp. 71–76. doi: 10.17660/ActaHortic.2006.711.6The effect of LED lighting on the growth of seedlings of hybrid tomato / M. N. M. Al-Rukabi [et al.] // Fourth International conference for agricultural and sustainability sciences, October 4–5, 2021, Babil, Iraq (IOP Conference Series: Earth and Environmental Science, Volume 910). Art. 012127. doi: 10.1088/1755-1315/910/1/012127Al-Rukabi M. N. M., Leunov V. I., Tarakanov I. G., Tereshonkova T. A. The effect of LED lighting on the growth of seedlings of hybrid tomato. IOP Conference Series: Earth and Environmental Science, Volume 910, Fourth International conference for agricultural and sustainability sciences, October 4–5, 2021, Babil, Iraq. Art. 012127. doi: 10.1088/1755-1315/910/1/012127Son, K.-H. Growth and development of cherry tomato seedlings grown under various combined ratios of red to blue LED lights and fruit yield and quality after transplanting / Ki-Ho Son, Eun-Young Kim, Myung-Min Oh // Protect. Horticult. Plant Factory. – 2018. – Vol. 27, N 1. – P. 54–63. doi: 10.12791/KSBEC.2018.27.1.54Son K.-H., Kim E.-Y., Oh M.-M. Growth and development of cherry tomato seedlings grown under various combined ratios of red to blue LED lights and fruit yield and quality after transplanting. Protected Horticulture and Plant Factory, 2018, vol. 27, no. 1, pp. 54–63. doi: 10.12791/KSBEC.2018.27.1.54Wettstein, D. Formula of chlorophyll determination / D. Wettstein // Exp. Cell Res. – 1957. – Vol. 12, N 3. – P. 427–489.Wettstein D. Formula of chlorophyll determination. Experimental Cell Research, 1957, vol. 12, no. 3, pp. 427–489.Терминология количественных характеристик при изучении роста, продуктивности и фотосинтеза сельскохозяйственных растений : метод. указания / сост. : М. И. Зеленский, О. Д. Быков. – Ленинград : НИИ растениеводства им. Н. И. Вавилова, 1982. – 45 с.Zelenskii M. I., Bykov O. D. Terminology of quantitative characteristics in the study of growth, productivity and photosynthesis of agricultural plants. Leningrad, All-Russian Research Institute of Plant Growing named after. N. I. Vavilova, 1982. 45 p. (in Russian).Новые возможности в оценке состояния растений / Н. Г. Акиншина [и др.] // Сибир. экол. журн. – 2008. – Т. 15, № 2. – С. 249–254.Akinshina N. G., Azizov A. A., Karaseva T. A., Kloze E. New opportunities in assessing the condition of plants. Sibirskii ekologicheskii zhurnal [Siberian ecological journal], 2008, vol. 15, no. 2, pp. 249–254 (in Russian).

The authors declare that there are no conflicts of interest present.