Influence of light intensity on organic acids, pigments metabolism and mineral elements accumulation in vegetables

Šviesa yra vienas svarbiausių aplinkos veiksnių, reguliuojančių augalų fotosintezės sistemą, vystymąsi bei metabolizmą. Šiuo tyrimu siekta įvertinti šviesą emituojančių diodų fotonų srauto tankio poveikį organinių rūgščių, pigmentų metabolizmui ir mineralinių elementų kaupimuisi raudonlapėje sėjamojoje salotoje (Lactuca sativa L., ‘Red Cos’) ir valgomajame ridikėlyje (Raphanus sativus L., ‘Cherry Belle’). LED poveikis – raudonos (660 nm) ir mėlynos (455 nm) spektro komponenčių deriniai. Auginant ridikėlių ir salotų daigus iki 13 ir 14 augimo tarpsnio pagal BBCH skalę, apšvietimui buvo naudoti 150 ir 250 μmol m-2 s-1 fotosintetiškai aktyvios spinduliuotės (FAS) srautai. Pasiekus minėtus augimo tarpsnius, pakeistos augalų apšvietimo charakteristikos ir salotos bei ridikėliai iki 49 ir 43 BBCH skalės tarpsnio buvo auginti atitinkamai po 150; 250; 150→250; 250→150 μmol m-2 s-1 spinduliuotės srautais. Nustatyta, kad tiek apšvietimo intensyvumas, tiek augalo rūšis lemia organinių rūgščių, pigmentų metabolizmą bei mineralinių elementų kaupimą. Atlikus tyrimus nustatyti teigiami koreliaciniai ryšiai tarp chlorofilų ir ksantofilų, neigiami koreliaciniai ryšiai – tarp askorbo rūgšties, geležies ir sieros. Apšvietimo pakeitimas augalams esant daigo tarpsnio, nepriklausomai nuo apšvietimo intensyvumo derinių, didino organinių rūgščių, mineralinių elementų ir pigmentų kiekį salotose nuo ~1,5 iki ~3 kartų. Ridikėliuose, sumažinus tik apšvietimo intensyvumą jiems esant daigų tarpsnyje, organinių rūgščių, mineralinių elementų ir pigmentų kiekis padidėjo nuo ~1,2 iki ~1,9 karto, priklausomai nuo tirto metabolitoLight is one of the most important environmental factors, which regulates the photosynthesis, development and metabolism in plants. Controlling the light intensity allows to accelerate plant growth, development and regulate plant metabolism processes. The aim of this study was to evaluate the effects of different photon flux densities (PPFD) on organic acids, pigments metabolism and mineral elements accumulation in red leaf lettuce (Lactuca sativa L., ‘Red Cos‘) and radish (Raphanus sativus L., ‘Cherry Belle’). LED effects: combination of red (660 nm) and blue (455 nm) components. For radish and lettuce grow 150 μmol m-2 s-1 and 250 μmol m-2 s-1 photon flux density until the 13th and 14th growth stages according to the BBCH-scale were used. After reaching the abovementioned growth stages, the light intensity was changed, lettuce and radishes were grown up to 49 and 43 BBCH scale respectively: 150; 250; 150 to 250; 250 to 150 μmol m-2 s-1. The metabolism of organic acids, pigments and accumulation of investigated mineral elements depended on both light intensity and plant species. Results have shown positive correlation between chlorophylls and xanthophylls and negative correlation between ascorbic acid, iron and sulfur. Replacement of the PPFD at the seedling stage, irrespectively on the combination of intensity, increased the organic acids, pigments, and mineral elements content from ~1.5 to ~3 times in lettuce. In radishes, only the reduction of the irradiation intensity at the seedling stage increased the metabolism of organic acids, pigments, and mineral elements content from ~1.2 to ~1.9 times depending on the metabolite studiedAgronomijos fakultetasLietuvos agrarinių ir miškų mokslų centro filialas Sodininkystės ir daržininkystės institutasVytauto Didžiojo universiteta