Вплив монохроматичного світла з різними довжинами хвиль на зростання акваріумних рослин
DOI:
https://doi.org/10.15587/2519-8025.2020.202116Ключові слова:
монохроматичне світло, освітлення, акваріумні рослини, морфометричні параметри, рістАнотація
Мета роботи – визначення швидкості росту акваріумних рослин за умов впливу монохроматичного світла (червоні, жовті, зелені та сині хвилі) при безперервній експозиції впродовж 60 діб при температурі 20-22 °С.
Матеріали та методи. Для дослідження були обрані водні рослини, що живуть на різних рівнях товщі води – кушир занурений (Ceratophyllum demersum L., 1753), ехінодорус чотириреберний (Echinodorus quadricostatus Fasset,1955) та – пістія тілорізовидна (Pistia stratiotes L., 1753). Акваріуми місткістю 3 літри були обгорнуті чорним папером для усунення зовнішнього освітлення. Зверху над поверхнею води були закріплені по 6 світлодіодів марки FYL-3014 SRC. Такі світлодіоди генерували хвилі з довжиною l = 660 нм (червоні), 590,2 нм (жовті), 574 нм (зелені) і 470 нм (сині). Загальну потужність хвиль різного кольору регулювали за допомогою змінних резисторів. Опромінення рослин проводили в безперервному режимі. Впродовж експерименту раз у 15 діб вимірювали масу рослин, довжину листків та коренів.
Результати. У процесі роботи було відзначено, що збільшення маси та розмірів листків і коренів Echinodorus quadricostatus і Ceratophyllum demersum було максимальним при освітленні синім світлом (середнє збільшення всіх морфометричних параметрів складало – 31 % і 37 % відповідно), при опроміненні цих рослин червоним світлом приріст рослин досягав 16 % та 33 % відповідно. Позитивний вплив жовтого та зеленого світла на ріст досліджуваних рослин був меншим (лише 5 – 6 %). Для Pistia stratiotes максимальне збільшення біомаси відзначено при освітленні червоним світлом (на 14 %), а при освітленні синім та зеленим світлом вказані параметри майже не змінювалися. Монохроматичне жовте світло призводило до пошкодження цієї рослини (зменшення маси, загнивання тканин та навіть загибелі). Оцінений усереднений ефект сумарного впливу монохроматичного світла (середній процент змін) за всіма досліджуваними параметрами на різні водні рослини показав, що синє і червоне світло збільшує ріст всіх водних рослин, при освітленні їх жовтими й зеленими хвилями приріст біомаси у водних рослин був мінімальним або відсутнім.
Висновки.
1. Водні рослини при безперервному монохроматичному освітленні, незалежно від виду та місця зростання (водна поверхня – pistia stratiotes, товща води – ceratophyllum demersum, дно водойми – echinodorus quadricostatus), виявляють інтенсивне зростання під дією синього або червоного світла: максимальний приріст маси, довжини коренів, лінійних розмірів листя за 60 діб досягає 30 – 35 % (для різних видів рослин). 2. Окремо використовувані зелені та жовті світлові хвилі у водних рослин дають або незначний позитивний ефект приросту (5 – 8 %), або навіть призводять до їх деградації й загибелі деяких видів (Pistia stratiotes). 3. Монохроматичне освітлення акваріумних систем може бути використано з метою мінімізації енергетичних витрат при спеціалізованому вирощуванні водних рослин для харчових цілей, а також для розмноження їх окремих декоративних видів. При цьому слід враховувати специфіку проникнення світлових хвиль крізь товщу води, на певну глибину водних резервуарів. 4. Вирощування акваріумних рослин можна здійснювати при їх безперервному освітленні тільки синім або червоним світлом, однак, при цьому слід враховувати специфіку проникнення хвиль різної довжини крізь товщу води, та глибину водних резервуарів. 5. Додаткове освітлення акваріумних рослин зеленим та жовтим світлом можна рекомендувати для використання в акваріумістиці у невеликих кількостях, в основному як декоративний елемент в естетичних цілях, оскільки позитивних впливів на ріст рослин не було виявлено
Посилання
- Konstantinova, A. A. (2017). Znachenie rastenii-oksigenatorov v landshaftnom dizaine. Mezhdunarodnii studencheskii nauchnii vestnik, 5. Available at: http://www.eduherald.ru/ru/article/view?id=17686
- Kurianov, S. A. (2015). Metodika rascheta energeticheskikh kharakteristik izlucheniia svetodiodov dlia dosvechivaniia rastenii. Vestnik Michurinskogo gosudarstvennogo agrarnogo universiteta, 1, 185–194.
- Dudina, P. S., Stavitskii, A. V. (2017). Vliianie spektra izlucheniia fitolampy i ee primenenie v rastenievodstve v domashnikh usloviiakh. Aktualnye voprosy nauki i khoziaistva: novye vyzovy i resheniia, 54–57.
- Kreslavskii, V. D., Khristin, M. S., Shabnova, N. I., Liubimov, V. Iu. (2012). Predobluchenie otdelennykh listev shpinata krasnym svetom povyshaet ustoichivost fotosinteticheskogo apparata k UF-radiatsii. Fiziologiia rastenii, 59 (6), 723–729.
- Petrov, A. O., Toguzov, S. A., Petrov, I. K., Vasiukov, S. V. (2016). Razrabotka intellektualnoi sistemy osveshcheniia rastenii. Informatsionnye tekhnologii v elektrotekhnike i elektroenergetike, 326–328.
- Nakonechnaia, O. V., Gafitskaia, I. V., Burkovskaia, E. V. et. al. (2019). Vliianie intensivnosti sveta na morfogenez Stevia rebaudiana v usloviiakh in vitro. Fiziologiia rastenii, 66 (4), 304–312.
- Mempel, Kh., Vittman, S. (2019). Potentsial i ispolzovanie iskusstvennogo osveshcheniia v rastenievodstve. Svetotekhnika, 1, 24–31.
- Martirosian, Iu. Ts., Dilovarova, T. A., Martirosian, V. V., Kreslavskii, V. D., Kosobriukhov, A. A. (2016). Deistvie svetodiodnogo oblucheniia raznogo spektralnogo sostava na fotosinteticheskii apparat rastenii kartofelia (Solanum tuberosum l.) v kulture in vitro. Selskokhoziaistvennaia biologiia, 51 (5), 680–687.doi: http://doi.org/10.15389/agrobiology.2016.5.680rus
- Белоус, О. Г., Маляровская, В. И., Коломиец, Т. М. (2012). Effect of spectral composition of lighton growth of chryzantemum morifolium in vitro. Nauka i Studia: Przemyśl, 10 (55), 30–35.
- Gerts, A. I. (2009). Osobennost rosta i razvitiia Brassica rapavar. astroplants v izmeniaiushchikhsia svetovykh poliakh raznoi intensivnosti i spektralnogo sostava. Kiiv, 20.
- Blaszczak, U. J., Abdel Aziz, D., Gryko, L. (2017). Influence of the spectral composition of LED lighting system on plants cultivation in a darkroom. Photonics Applications in Astronomy, Communications, Industry, and High Energy Physics Experiments 2017. doi: http://doi.org/10.1117/12.2281023
- Rubin, A. B. (2005). Biofizika fotosinteza i metody ekologicheskogo monitoringa. Tekhnologii zhivykh sistem, 2, 47–68.
- Hou, H. J., Najafpour, M., Moore, G. F., Allakhverdiev, S. I. (2017). Photosynthesis: Structures, mechanisms, and applications. Springer International Publishing, 417. doi: http://doi.org/10.1007/978-3-319-48873-8
- Darko, E., Heydarizadeh, P., Schoefs, B., Sabzalian, M. R. (2014). Photosynthesis under artificial light: the shift in primary and secondary metabolism. Philosophical Transactions of the Royal Society B: Biological Sciences, 369 (1640), 20130243. doi: http://doi.org/10.1098/rstb.2013.0243
- Maliarovskaia, V. I., Kolomiets, T. M., Sokolov, R. N., Samarina, L. S. (2013). Vliianie spektralnogo sostava sveta na rost i razvitie Lilium caucasicum v usloviiakh kultury in vitro. Nauchnii zhurnal KubGAU, 94 (10), 1–11.
- Dovlatov, I. M., Iuferev, L. Iu. (2019). Analiz spektrov pogloshcheniia elektromagnitnogo izlucheniia pigmentami rastenii. Innovatsii v selskom khoziaistve, 2 (31), 146–153.
- Hoecker, U. (2017). The activities of the E3 ubiquitin ligase COP1/SPA, a key repressor in light signaling. Current Opinion in Plant Biology, 37, 63–69. doi: http://doi.org/10.1016/j.pbi.2017.03.015
- Liu, B., Yang, Z., Gomez, A., Liu, B., Lin, C., Oka, Y. (2016). Signaling mechanisms of plant cryptochromes in Arabidopsis thaliana. Journal of Plant Research, 129 (2), 137–148. doi: http://doi.org/10.1007/s10265-015-0782-z
- Voitsekhovskaia, O. V. (2019). Fitokhromy i drugie (foto)retseptory informatsii u rastenii. Fiziologiia rastenii, 66 (3), 163–177.
- Sase, S., Ling, P. P. (1996). Quantification of lighting spectral quality effect on lettuce development using machine vision. Acta Horticulturae, 440, 434–439. doi: http://doi.org/10.17660/actahortic.1996.440.76
- Murzak, N. A., Bryl, S. V., Murzak, I. A., Kapyrina, V. N., Zaitseva, T. A. (2016). Otsenka effektivnosti svetodiodnogo osveshcheniia s pozitsii ekologii i energosberezheniia. Ekologiia i stroitelstvo, 4, 36–42.
- Berkovich, Iu. A., Buriak, A. A., Ochkov, O. A., Smolianina, S. O., Perevedentsev, O. V., Lapach, S. N. (2019). Nekotorye puti optimizatsii svetodiodnogo osveshcheniia v svetokulture rastenii. Svetotekhnika, S, 37–42.
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2020 Oleg Shugurov
![Creative Commons License](http://i.creativecommons.org/l/by/4.0/88x31.png)
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Наше видання використовує положення про авторські права Creative Commons CC BY для журналів відкритого доступу.
Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:
1. Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons CC BY, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.
2. Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.