CC BY
41
XXXX ЭЛЕКТРОТЕХНОЛОГИИ И ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЕ В СЕЛЬСКОМ ХОЗЯЙСТВЕ ХХХХ
Научная статья УДК 631.544.71
DOI: 10.24412/2227-9407-2022-1-46-56
Результаты исследования фотоконверсионных пленок и покрытий, применяемых в теплицах
Александр Вячеславович Соколов1, Дмитрий Александрович Бурынин Артём Александрович Дорохов3, Юрий Хасанович Шогенов4, Александр Анатольевич Смирнов5, Юрий Алексеевич Прошкин6
12356 федеральный научный агроинженерный центр ВИМ, Москва, Российская Федерация 4Российская академия наук (Отделение сельскохозяйственных наук РАН) Москва, Российская Федерация 1 [email protected], https://orcid.org/0000-0002-1823-2585 [email protected]://orcid.org/0000-0003-3624-1474 [email protected], https://orcid.org/0000-0002-7946-5729 [email protected], https://orcid.org/0000-0002-7588-0458 [email protected], https://orcid.org/0000-0002-9236-2281 6 [email protected], https://orcid.org/0000-0003-3566-2226
Аннотация
Введение. Спектральный состав света очень важен для фотосинтеза. Интенсивность света в красном и синем диапазонах спектра имеет огромное значение для вегетации растений, влияет на морфогенез растений. Существуют фотоконверсионные пленки и покрытия, используемые для тепличного овощеводства. Такие пленки обладают возможностью «переизлучения» в необходимом диапазоне спектра, а также блокирования ультрафиолетового излучения. Они изменяют интенсивность светового потока в разных диапазонах спектра. Материалы и методы. Были использованы материалы отечественных и зарубежных авторов о применении в защищенном грунте парниковых пленок, способных изменять спектральное распределение проходящего излучения. Прибором ТКА-ВД были проведены собственные измерения солнечного спектра до и после прохождения пленки «Биосвет».
Результаты. В настоящее время полиэтиленовые пленки для защищенного грунта представлены в большом многообразии. Используя фотоконверсионные пленки и покрытия, можно изменить спектральное распределение солнечной радиации и повлиять на вегетацию растений, улучшить качество и увеличить продуктивность. Обсуждение. Фотоконверсионные пленки обладают свойствами блокирования ультрафиолетового излучения, предотвращения образования капель, устойчивы к морозам, не теряют эластичность и особо прочные. В системах солнечной энергетики уже применяются инновационные пленки, позволяющие поглощать на одной длине волны и излучать на другой. Следующим этапом применения таких пленок стали тепличные хозяйства. В начале 2000-х годов начались исследования по применению в защищенном грунте инновационных покрытий, способных изменять спектральное распределение проходящего излучения. Выявлено положительное влияние на фотоморфогенез растений. В 2010-х на рынке начинают появляться фотоконверсионные пленки, поглощающие излучение в различных диапазонах (УФ, зеленом или ИК-диапазонах) и переизлучающие в синей и красной части спектра. На российском рынке представлены такого плана пленки «Биосвет», «Синесвет», «Урожайная» и другие. В лаборатории светотехники ФГБНУ ФНАЦ ВИМ проведены замеры по изменению солнечного спектра после прохождения через пленку «Биосвет» прибором ТКА-ВД. Результаты измерений подтвердили поглощение зеленой части спектра и переизлучение в красной.
Заключение. Манипулирование качеством солнечной радиации и, следовательно, вегетативной и репродуктивной активностью растений может иметь разные цели, включая увеличение производства биомассы в овощ-
© Соколов А. В., Бурынин Д. А., Дорохов А. А., Шогенов Ю. Х., Смирнов А. А., Прошкин Ю. А., 2022
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License. The content is available under Creative Commons Attribution 4.0 License.
XXXX ЭЛЕКТРОТЕХНОЛОГИИ И ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЕ В СЕЛЬСКОМ ХОЗЯЙСТВЕ ХХХХ
ных культурах, контроль длины стебля в производстве цветов и контроль размера растений у декоративных видов. Однако окончательный результат зависит от комбинации многих факторов, таких как тип фотоконверсионной пленки, спектральных характеристик света, общего количества излучения, температуры воздуха и др.
Ключевые слова: вегетация культур, защитные покрытия для теплиц, изменение спектра солнечного света, прозрачные пленки, фотоконверсионные пленки
Для цитирования: Соколов А. В., Бурынин Д. А., Дорохов А. А., Шогенов Ю. Х., Смирнов А. А., Прош-кин Ю. А. Результаты исследования фотоконверсионных пленок и покрытий, применяемых в теплицах // Вестник НГИЭИ. 2022. № 1 (128). С. 46-56. DOI: 10.24412/2227-9407-2022-1-46-56
The results of research photoconversion films and coatings used in greenhouses
Alexander V. Sokolov1, Dmitry A. Burynin2B, Artem A. Dorokhov3, Yuriy H. Shogenov4, Alexander A. Smirnov5, Yuriy A. Proshkin6
1,2,3,5,6 Federai Scientific Agroengineering Center VIM, Moscow, Russian Federation 4 Department of Agricultural Sciences of the Russian Academy of Sciences, Moscow, Russian Federation 1 [email protected], https://orcid.org/0000-0002-1823-2585 [email protected]://orcid.org/0000-0003-3624-1474 [email protected], https://orcid.org/0000-0002-7946-5729 [email protected], https://orcid.org/0000-0002-7588-0458 [email protected], https://orcid.org/0000-0002-9236-2281 6 [email protected], https://orcid.org/0000-0003-3566-2226
Abstract
Introduction. The spectral composition of light is very important for photosynthesis. The intensity of light in the red and blue ranges of the spectrum is of great importance for the vegetation of plants, affects the morphogenesis of plants. There are photoconversion films and coatings used for greenhouse vegetable production. Such films are given the possibility of «re-radiation» in the required spectrum range, as well as blocking ultraviolet radiation. They change the intensity of the light flux in different ranges of the spectrum.
Materials and methods. Materials of domestic and foreign authors on the use of greenhouse films in protected ground, capable of changing the spectral distribution of transmitted radiation, were used. The TKA-VD device carried out its own measurements of the solar spectrum before and after the passage of the «Biosvet» film. Results. Currently, polyethylene films for protected ground are presented in a wide variety. Using photoconversion films and coatings can change the spectral distribution of solar radiation and affect the vegetation of plants, improve quality and increase productivity.
Discussion. Photoconversion films have the properties of blocking ultraviolet radiation, preventing the formation of drops, resistant to frost, do not lose elasticity and are particularly durable. Solar energy systems are already using innovative films to absorb at one wavelength and emit at another. The next stage in the use of such films was greenhouse facilities. In the early 2000s, research began on the use of innovative coatings in protected ground, capable of changing the spectral distribution of transmitted radiation. Revealed a positive effect on plant photomorphogenesis. In the 2010s, photoconversion films began to appear on the market, absorbing radiation in various ranges (UV, green or IR) and re-emitting in the blue and red parts of the spectrum. On the Russian market there are films of this type such as «Biosvet», «Sinesvet», «Urozhainaya» and others. In the laboratory of lighting technology of the Federal Scientific Agroengineering Center VIM, measurements were made to measure the change in the solar spectrum after passing through the Biosvet film by the TKA-VD device. The measurement results confirmed the absorption of the green part of the spectrum and re-emission in the red.
Conclusion. Manipulating the quality of solar radiation and hence the vegetative and reproductive activity of plants can serve different purposes, including increasing biomass production in vegetable crops, controlling stem length in flower production, and controlling plant size in ornamental species. However, the final result depends on a combination of many factors, such as the type of photoconversion film, spectral characteristics of light, total radiation, air temperature, etc.
XXXXXX ELECTROTECHNOLOGY AND ELECTRIC EQUIPMENT IN AGRICULTURE ]
Key words: changing the spectrum of sunlight, photoconversion films, protective coatings for greenhouses, transparencies, vegetation of crops
For citation: Sokolov A. V., Burynin D. A., Dorokhov A. A., Shogenov Yu. H., Smirnov A. A., Proshkin Yu. A. The results of research photoconversion films and coatings used in greenhouses // Bulletin NGIEI. 2022. № 1 (128). P. 46-56. (In Russ.). DOI: 10.24412/2227-9407-2022-1-46-56
Введение
Фотосинтез является важнейшим процессом, протекающем в растении. Растения улавливают световую энергию для последующего ее использования при синтезе углеводов с различной эффективностью на разных длинах волн электромагнитного спектра. Процесс фотосинтеза происходит за счет поглощения света специализированными пигментами фотосинтетического аппарата растения: хлорофиллом а и Ъ, каротиноидами, антоцианами, а также другими вспомогательными пигментами. Из всех фотосинтетических пигментов растения хлорофилл а и Ъ являются основными. Пик поглощения света молекулами хлорофилла находится в синем и красном диапазонах спектра. В связи с этим множество научных трудов было посвящено эффектам монохроматического красного и синего цветов, а также увеличению интенсивности красного и синего спектров электромагнитного излучения [1; 2; 3; 4; 5; 6; 7]. Было выяснено, что монохроматический красный или синий свет не подходит для нормального роста растений, а увеличение интенсивности света в красной и синей областях оказывает положительный эффект для некоторых культур по сравнению с белым светом, в частности для листовых культур [8]. При этом яркость красного света имеет наибольшее значение. Так же необходимо отметить влияние спектральных характеристик света на морфогенез растений.
В северных широтах интенсивность солнечного света недостаточна для светолюбивых культур. В связи с этим для тепличного овощеводства были созданы фотоконверсионные пленки и покрытия. Такие пленки обладают возможностью «переизлучения» в необходимом диапазоне спектра, а также блокирования ультрафиолетового излучения. Фотоконверсионные пленки позволяют поглощать излучение на одной длине волны и переизлучать на другой. Они изменяют интенсивность светового потока в разных диапазонах спектра. Первоначально такие пленки появились в системах солнечной энергетики. Следующим этапом применения фотоконверсионных пленок стали тепличные хозяйства. Предполагается, что тепличные пленки, содержащие флуо-
ресцентные пигменты, могут оказывать влияние на фотоморфогенез растений [9]. Много усилий делается для разработки новых тепличных пленок и покрытий с оптическими свойствами, адаптированными для оптимизации роста и развития растений. Новые фотоконверсионные пленки, содержащие флуоресцентные пигменты, могут смещать ультрафиолетовое излучение в синий или красный свет или зеленое излучение в красный свет [9]. Важными параметрами для этого вида пленок являются общее пропускание света, его спектральное распределение, флуоресцентный эффект и его фотостабильность [10].
Цель исследований - обзор применения фотоконверсионных пленок и покрытий в тепличном овощеводстве.
Материалы и методы
Использовали материалы отечественных и зарубежных авторов о применении в защищенном грунте парниковых пленок, способных изменять спектральное распределение проходящего излучения. Провели с помощью спектроколориметра ТКА-ВД (НТП «ТКА», г. Санкт-Петербург, РФ) собственные измерения солнечного спектра до и после прохождения пленки «Биосвет» (ООО «ТПК Аяском», г. Видное, РФ).
Результаты и обсуждение
Российскими учеными из Томского государственного педагогического университета с 1999 по 2008 год было исследовано влияние метеорологических условий на рост и развитие капусты огородной Надежда в теплице под флуоресцентной пленкой, которая превращает часть УФ-А излучения в красную область спектра с максимумом 615 нм. Объекты были покрыты пленками толщиной 120 мкм (пленки были изготовлены методом экструзии, методом выдувания в одинаковых условиях), изготовленными из полиэтилена высокого давления 15803-020 (ГОСТ 16337-77). Контрольные теплицы были покрыты обычной пленкой, а экспериментальные были покрыты флуоресцентной пленкой. Было установлено, что интенсивность УФ-излучения является определяющим фактором роста и развития растений под флуорес-
ЭЛЕКТРОТЕХНОЛОГИИ И ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЕ В СЕЛЬСКОМ ХОЗЯЙСТВЕ)
центнои пленкой при оптимальном температуре воздуха и интенсивности ФАР [11].
Фотоконверсионные пленки, содержащие флуоресцентные пигменты, могут смещать ультра-
фиолетовое излучение в синий или красный свет или зеленое излучение в красный свет, как показано на рисунке 1 [10].
600 700 800 Длина йолны (нм) Wavelength (nm)
Рис. 1 . Спектральное распределение солнечного света на открытом воздухе, под обычной пленкой, под фотоконверсионной пленкой Fig. 1. Spectral distribution of sunlight outdoors, under a conventional film, under a photoconversion film Источник: разработано авторами на основании данных [10]
Хемминг и коллеги в 2002 и 2003 годах исследовали влияние различных прототипов пленок на землянику садовую [12]. Были использованы новые материалы для тепличных покрытий, содержащие различные флуоресцентные пигменты (Синий, Красный 1, Красный 2, Красный 3) в различных концентрациях. Возбуждение всех флуоресцентных пигментов происходило около 365 нм. Синие пигменты демонстрировали флуоресценцию между 410-480 нм, Красный 1 и Красный 2 - между 610-630 нм, Красный 3 - между 600-690 нм. Синие флуоресцентные пленки привнесли положительный эффект при выращивании плодов земляники. Экспериментальных данных недостаточно, чтобы сделать вывод, такие результаты получены благодаря высокому пропусканию ФАР пленок или из-за эффекта качества света. Использование синих флуоресцентных пленок привело к увеличению производства земляники на 11 %, главным образом из-за увеличения количества плодов. На цвет плода влияли разные прототипы пленки. Плоды, выращенные под флуоресцентными пленками (Синий, Крас-ный3), были немного ярче и более насыщенными, чем плоды, выращенные под эталонной пленкой, которые были темнее, но менее насыщенные. Было
обнаружено, что плоды землянки, выращенные под синей пленкой, были более кислыми (более низкий рН), чем выращенные под контрольной пленкой, а плоды, выращенные под красной пленкой, были более сладкими. Благодаря данному эксперименту был сделан вывод, что тепличные пленки, содержащие синие флуоресцентные пигменты, имеют большой потенциал и способны оказать положительное влияние на рост и развитие земляники садовой, тогда как красные флуоресцентные пленки менее перспективны [12].
Влияние синих флуоресцентных пленок на различные кустарники, многолетники и однолетние растения было изучено в Нидерландах. Исследовались пленки двух различных производителей. Использование синих флуоресцентных пленок позволило получить готовые цветы Манжетки на 4 дня раньше, а цветы Вибурнума на 2 дня раньше. Качество цветов Манжетки улучшилось. Применение таких же пленок при выращивании Целозии сократило срок вегетации, урожай был получен на 5 дней раньше. Одновременно улучшилось и качество цветов. Синие флуоресцентные пленки обладают потенциалом для повышения урожайности и ускорения цветения многолетних растений [13].
; ELECTROTECHNOLOGY AND ELECTRIC EQUIPMENT IN AGRICULTURE ]
Гонзалез с коллегами в 2003 году оценивали эффективность флуоресцентных пластиковых пленок, которые включают в себя добавки, работающие как преобразователи зеленого света в красный. В Испании были проведены два полевых испытания. Выращивали клубнику и огурец в теплице. Используемые пленки: обычная для контроля; та же пленка, что и в контроле, но с пурпурной флуоресцентной добавкой; и такая же пленка, что и в контроле, но с оранжевой флуоресцентной добавкой. На рис. 2 показано, что преобразование
синего (нежелательный эффект) и зеленого излучения в красный флуоресцентными материалами привело к изменению распределения интенсивности излучения, которое используется растениями для фотосинтеза. Полученные результаты имели большой разброс данных, что не позволило достоверно оценить влияние конверсионных пленок на урожайность и другие морфологические параметры растений клубники и огурца. По данным эксперимента, результаты не зависели от используемой пленки [14].
600 700
Длина Волны (нм) Wavelength (nm)
Рис. 2. Спектральная интенсивность излучения пленок Fig. 2. Spectral radiation intensity of films Источник: разработано авторами на основании данных [14]
В 2008 году итальянские исследователи изучали свойства инновационных покрывающих пленок для закрытого грунта, способных изменять спектральное распределение проходящего излучения и, следовательно, вегетативную активность [9]. Были использованы три фотолюминесцентные прозрачные пленки, созданные путем добавления маточных смесей, которые способны поглощать ультрафиолетовое излучение для его повторной передачи на длине волны красного, синего и красно-синего излучений соответственно. Добавки были предоставлены VIBA Co. (Tradate, Varese, Italy). Синяя добавка поглощала излучение в УФ-диапазоне (280-380 нм) и испускала излучение в синем диапазоне (420-490 нм). Красная добавка поглощала излучение в ультрафиолетовом диапазоне (290-350 нм) и переизлучала в красном диапазоне (600-650 нм). Красно-синяя добавка поглощала в
ультрафиолетовом диапазоне (290-400 нм) и испускала в синем диапазоне (420-490 нм) и в красном диапазоне (610-620 нм) [15]. Их эксперимент показал, что можно изменить качество солнечной радиации, используя пленки, и, следовательно, влиять на фотоморфогенез растений для потенциальной экономической выгоды или для облегчения выращивания [9].
Учеными из Института ботаники Академии наук Китая в 2017 году были исследованы механизмы, лежащие в основе стимулирующего роста эффекта фотоконверсионной пленки, за счет сравнения фотосинтетических свойств Резуховидки Таля, выращенных под фотоконверсионной и бесцветной пленками. Новая пленка незначительно изменила качество падающего света, но заметно повлияла на фотосинтетические процессы, происходящие в растениях. Авторами был сделан вывод о том, что ка-
ЭЛЕКТРОТЕХНОЛОГИИ И ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЕ В СЕЛЬСКОМ ХОЗЯЙСТВЕ)
чество света может влиять на многие физиологические процессы во время роста и развития растений. В дополнение к влиянию на фотосинтез посредством регулирования путей транспорта электронов в фотосинтетическом аппарате фотоконверсионная пленка может также влиять и на другие метаболические процессы [16].
В 2019 году впервые был использован свето-преобразующий полипропиленовый спанбонд при изучении основных физиологических параметров растений. Растения выращивали в стеклянной теплице под спанбондом, который преобразует часть УФ-излучения в излучение красного света. Эксперименты показали усиление фотосинтетической активности и ускорение роста растений [17].
В 2020 году ученые из Японии и Индии разработали прозрачную полимерную пленку, содержащую диспергированные ^легированные углеродные точки, позволяющую поглощать ультрафиолетовый свет и высокоэффективно переизлучать синий свет (440 нм). Они преподложили, что интенсивное поглощение УФ-излучения и сильная люминесценция синего позволяют использовать данную пленку в качестве фотоконверсионной для теплиц, так как данная пленка способна генерировать синий свет, полезный для стимулирования роста растений, и одновременно блокировать ультрафиолетовое излучение. Также данная пленка
может использоваться для защиты от подделок (секретные чернила) [18].
Ялчин Р. и Эртюрк Х. в 2020 г. исследовали конструкцию флуоресцентных покрытий для оказания влияния на вегетацию растений на вертикальных фермах при использовании солнечного освещения [19]. Исследования проводились с использованием моделирования на основе численного анализа. Флуоресцентные отражатели были использованы как часть системы освещения для улучшения характеристик облучения на полках. Отражатели были изготовлены на основе оптического стекла, в которое встроены флуоресцентные пигменты, и использовались в системе распределения света для увеличения производства сельскохозяйственных культур за счет улучшения пространственного распределения света и изменения солнечного спектра. Было подсчитано, что введение в систему флуоресцентных отражателей может привести к увеличению урожайности, превышающему 35 % [19].
Французская компания РЬо1;оРие1 в 2013 году представила на рынок фотоконверсионные пленки1. Изменение цвета пленки происходит не из-за фильтрации света, а за счет сдвига волны для изменения спектра солнечного света для наиболее эффективного усвоения растениями. Т. е. цветная пленка будет пропускать все те же 80 % света, как и прозрачная, только частоты волн проходящего цвета будут меняться.
Рис. 3. Парниковая пленка БИОСВЕТ Fig. 3. Greenhouse film BIOSVET Источник: разработано авторами на основании данных 4
; ELECTROTECHNOLOGY AND ELECTRIC EQUIPMENT IN AGRICULTURE ]
На российском рынке представлена фото-корректирующая полиэтиленовая пленка Кемеровского завода «Полимер» под торговым названием «Урожайная», способная преобразовывать ультрафиолетовую область солнечного излучения в красную, необходимую для роста и развития растений [20] . Как утверждает производитель, применение пленки «Урожайная» позволяет ускорить рост и созревание тепличных культур на 2-3 недели и увеличить их урожайность. Эта пленка применяется для выращивания перцев, огурцов, томатов, рассады капусты [20].
Также в продаже имеются парниковые пленки БИОСВЕТ2 (рис. 3), увеличивающие интенсивность излучения в синем и красном свете, и СИНЕСВЕТ3,
преобразующие часть ультрафиолета в синий свет. Пленки содержат светорассеивающие наночастицы и светопреобразующие люминофоры.
Производители приводят сравнение спектров солнечного света после прохождения через обычную пленку и пленку Биосвет. При применении пленки с флуоресцентными добавками происходит увеличение красного за счет преобразования синего и зеленого. В лаборатории светотехники ФГБНУ ФНАЦ ВИМ проведены измерения солнечного спектра после прохождения через пленку Биосвет (рис. 4). Измерения проводились спектроколори-метром ТКА-ВД. Результаты измерений показали поглощение зеленой части спектра и переизлучение в красной.
Рис. 4. Солнечный спектр после пленки Биосвет, измеренный прибором ТКА-ВД Fig. 4. Solar spectrum after Bioslight film application, measured by the TKA-VD device Источник: разработано авторами на основании собственных исследований
Заключение
Используя фотоконверсионные пленки и покрытия, можно изменить спектральное распределение солнечной радиации и повлиять на характеристики растений для извлечения потенциальной эко-
номической выгоды. Манипулирование качеством солнечной радиации и, следовательно, вегетативной и репродуктивной активностью растений может иметь разные цели, включая увеличение производства биомассы в овощных культурах, контроль дли-
XXXX ЭЛЕКТРОТЕХНОЛОГИИ И ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЕ В СЕЛЬСКОМ ХОЗЯЙСТВЕ ХХХХ
ны стебля в производстве цветов и контроль размера растений у декоративных видов. Однако окончательный результат зависит от комбинации многих факторов, таких как тип фотоконверсионной пленки, спектральные характиристики света, общее количество излучения, температура воздуха и т. д., поэтому трудно выделить отдельные эффекты. Мо-
дифицированный спектр солнечной радиации по-разному влияет на различные виды и сорта растений, поэтому необходимо подбирать соответствующие пленки под конкретные задачи. Новые пленки и покрытия с особыми флуоресцентными свойствами могут помочь в выращивании овощных культур в теплицах.
Примечания:
1 Фототопливо: Фотолюминесцентный пластик смещает солнечный свет для повышения урожайности сельскохозяйственных культур [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://www.hortidaily.com/article/6001704/photoluminescent-plastic-shifts-sunlight-to-increase-crop-yields/ (дата обращения: 16.12.2021).
2 Парниковая пленка БИОСВЕТ фасовка 150 (6*10) [Электронный ресурс]. Режим доступа: https://ayaskom.ru/shop/pamikovye-plenki-sinesvet-biosvet-svetlitsa-fasovka/parnikovaya-plenka-biosvet-150-fasovka-6kh10/ (дата обращения: 16.12.2021).
3 Парниковая пленка СИНЕСВЕТ 150 (6*10) [Электронный ресурс]. Режим доступа: https://ayaskom.ru/shop/parnikovye-plenki-sinesvet-biosvet-svetlitsa-fasovka/parnikovaya-plenka-sinecvet-150-6kh10/ (дата обращения: 16.12.2021).
4 Парниковая пленка БИОСВЕТ [Электронный ресурс]. Режим доступа: https://ayaskom.ru/articles/parnikovaya-plenka-biosvet/ (дата обращения: 16.12.2021).
СПИСОК ИСТОЧНИКОВ
1. Paradiso R., Proietti S. Light-Quality Manipulation to Control Plant Growth and Photomorphogenesis in Greenhouse Horticulture: The State of the Art and the Opportunities of Modern LED Systems // Journal of Plant Growth Regulation. 2021. D0I:10.1007/s00344-021-10337-y
2. Yang X., Xu H., Shao Li, Li T., Wang Y.; Wang R. Response of photosynthetic capacity of tomato leaves to different LED light wavelength // Environmental and Experimental Botany. V. 150. 2018. P. 161-171.
3. Wang J., Lu W., Tong Y., Yang Q. Leaf Morphology, Photosynthetic Performance, Chlorophyll Fluorescence, Stomatal Development of Lettuce (Lactuca sativa L.) Exposed to Different Ratios of Red Light to Blue Light // Front Plant Sci. 2016. V. 7. doi:10.3389/fpls.2016.00250
4. Zheng L., Van Labeke M.-C. Long-Term Effects of Red- and Blue-Light Emitting Diodes on Leaf Anatomy and Photosynthetic Efficiency of Three Ornamental Pot Plants // Front Plant Sci. 2017. V. 8. doi: 10.3389/fpls.2017.00917
5. Ouzounis T., Heuvelink E., Ji Y,, Schouten H. J., Visser R. G. F., Marcelis L. F. M. Blue and red LED lighting effects on plant biomass, stomata! conductance, and metabolite content in nine tomato genotypes // Acta Horticulture. V. 1134. 2016. P. 251-258. DOI: 10.17660/ActaHortic.2016.1134.344.
6. Kaiser E., Ouzounis T., Giday H., Schipper R., Heuvelink Ep., Marcelis L. F. M. Adding Blue to Red Supplemental Light Increases Biomass and Yield of Greenhouse-Grown Tomatoes, but Only to an Optimum // Frontiers in Plant Science. 2019. doi:10.3389/fpls.2018.02002
7. Chen X., Li Y., Wang L., Guo W. Red and blue wavelengths affect the morphology, energy use efficiency and nutritional content of lettuce (Lactuca sativa L.) // Scientific Reports. V. 11. 8374. 2021.
8. Tang Y. K., Guo S. S., Ai W. D., Qin L. F. Effects of Red and Blue Light Emitting Diodes (LEDs) on the Growth and Development of Lettuce (var. Youmaicai) // SAE Technical Papers. V. 23. № 3. 2009. DOI: 10.4271/2009-01-2565
9. De Salvador F. R., Mugnozza G. Scarascia, Vox G., Schettini E., Mastrorilli M., Jaoude M. B. Innovative Photoselective and Photoluminescent Plastic Films for Protected Cultivation // Proceedings of the international symposium on high technology for greenhouse system management. V. 1 and 2, №. 801. 2008. P. 115-122.
10. Espi E., Salmeron A., Fontecha A., Garcia Y., Real A. I. Plastic films for agricultural applications // Journal of plastic film & Sheeting. V. 22. № 2. APR 2006. P. 85-102.
11. Minich A. S., Minich I. B., Ivanitskii A. E., Kudryashov S. V., Ivlev G. A. Effect of Weather Conditions on Growth and Development of Brassica Oleracea Grown in Greenhouses Covered with Fluorescent Films // Proceedings
XXXXXX ELECTROTECHNOLOGY AND ELECTRIC EQUIPMENT IN AGRICULTURE XXXXXX
of the advanced materials with hierarchical structure for new technologies and reliable structures. V. 2051. 2018. С. UNSP 020196.
12. Hemming S., Os van E. A., Hemming J., Dieleman J. A. The effect of new developed fluorescent greenhouse films on the growth of fragaria x ananassa 'Elsanta' // European journal of horticultural science. V. 71. № 4. AUG 2006. P. 145-154.
13. Hemming S., Os van E., Dieleman A., Hemming J., Swinkels G. J., Breuer J., Slangen J. Possibilities of increasing production and quality of strawberry fruits and several flowers by new blue fluorescent greenhouse films // Proceedings of the international conference on sustainable greenhouse systems. V. 1 and 2, V. 691. 2005. P. 225-232.
14. Gonzalez A., Rodriguez R., Banon S., Franco J. A., Fernandez J. A., Salmeron A., Espi E. Strawberry and cucumber cultivation under fluorescent photoselective plastic films cover // Proceedings of the sixth international symposium on protected cultivation in mild winter climate: product and process innovation. V. 1 and 2. № 614. 2003. P.407-413.
15. Schettini E., De Salvador F. R., Scarascia-Mugnozza G., Vox G. Radiometric properties of photoselective and photoluminescent greenhouse plastic films and their effects on peach and cherry tree growth // Journal of horticultural science & biotechnology. V. 86. № 1. JAN 2011. P. 79-83.
16. Li Y., Tu W. F., Liu C., Liu W., Hu G. J.; Liu X. T., Chen Z. D., Yang C. H. Light conversion film promotes CO2 assimilation by increasing cyclic electron flow around Photosystem I in Arabidopsis thaliana // International journal of hydrogen energy. V. 42. № 12. MAR 2017. P. 8545-8553.
17. Khramov R. N., Kreslavski V. D., Svidchenko E. A., Surin N. M., Kosobryukhov A. A. Influence of photo-luminophore-modified agro textile spunbond on growth and photosynthesis of cabbage and lettuce plants // Optics express. V. 27. № 22. OCT 2019. P. 31967-31977.
18. Barman B. K., Nagao T., Nanda K. K. Dual roles of a transparent polymer film containing dispersed N-doped carbon dots: A high-efficiency blue light converter and UV screen // Applied surface science. V. 510. APR 2020. P.145405.
19. Yalcin R. A., Erturk H. Improving crop production in solar illuminated vertical farms using fluorescence coatings // Biosystems engineering. V. 193. MAY 2020. P. 25-36.
20. Сидоренко Л. А. Тепличные пленки для профессионалов // ГАВРИШ. № 2. 2012. С. 26-28.
Статья поступила в редакцию 21.10.2021; одобрена после рецензирования 22.11.2021;
принята к публикации 24.11.2021.
Информация об авторах: А. В. Соколов - к.т.н., ведущий научный сотрудник, Spin-код: 2041-0051; Д. А. Бурынин - аспирант, специалист, Spin-код: 1787-3653; А. А. Дорохов - аспирант, младший научный сотрудник, Spin-код: 1125-7140; Ю. Х. Шогенов - д.т.н., член-корреспондент РАН, Spin-код: 7335-0970; А. А. Смирнов - к.т.н., ведущий научный сотрудник, Spin-код: 8597-2347; Ю. А. Прошкин - к.т.н., старший научный сотрудник, spin-код: 1139-0845.
Заявленный вклад авторов: Соколов А. В. - подготовка рукописи. Бурынин Д. А. - просмотр и редактирование рукописи. Дорохов А. А. - исследование и ресурсы. Шогенов Ю. Х. - администрирование. Смирнов А. А. - концептуализация и методология. Прошкин Ю. А. - надзор и визуализация.
Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.
XXXX ЭЛЕКТРОТЕХНОЛОГИИ И ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЕ В СЕЛЬСКОМ ХОЗЯЙСТВЕ ХХХХ
REFERENCES
1. Paradiso R., Proietti S. Light-Quality Manipulation to Control Plant Growth and Photomorphogenesis in Greenhouse Horticulture: The State of the Art and the Opportunities of Modern LED Systems, Journal of Plant Growth Regulation, 2021, D0I:10.1007/s00344-021-10337-y
2. Yang X., Xu H., Shao Li, Li T., Wang Y., Wang R. Wang Response of photosynthetic capacity of tomato leaves to different LED light wavelength, Environmental and Experimental Botany, Vol. 150, 2018, pp. 161-171.
3. Wang J., Lu W., Tong Y., Yang Q. Leaf Morphology, Photosynthetic Performance, Chlorophyll Fluorescence, Stomatal Development of Lettuce (Lactuca sativa L.) Exposed to Different Ratios of Red Light to Blue Light, Front Plant Sci., 2016, Vol. 7, doi:10.3389/fpls.2016.00250
4. Zheng L., Van Labeke M.-C. Long-Term Effects of Red- and Blue-Light Emitting Diodes on Leaf Anatomy and Photosynthetic Efficiency of Three Ornamental Pot Plants, Front Plant Sci., 2017, Vol. 8, doi:10.3389/fpls.2017.00917
5. Ouzounis T., Heuvelink E., Ji Y., Schouten H. J., Visser R. G. F., Marcelis L. F. M. Blue and red LED lighting effects on plant biomass, stomatal conductance, and metabolite content in nine tomato genotypes, Acta Horticul-turae, Vol. 1134, 2016, pp. 251-258, DOI: 10.17660/ActaHortic.2016.1134.344.
6. Kaiser E., Ouzounis T., Giday H., Schipper R., Heuvelink Ep, Marcelis L. F. M. Adding Blue to Red Supplemental Light Increases Biomass and Yield of Greenhouse-Grown Tomatoes, but Only to an Optimum, Frontiers in Plant Science, 2019, doi:10.3389/fpls.2018.02002
7. Chen X., Li Y., Wang L., Guo W. Red and blue wavelengths affect the morphology, energy use efficiency and nutritional content of lettuce (Lactuca sativa L.), Scientific Reports, Vol. 11, 8374, 2021.
8. Tang Y. K., Guo S. S., Ai W. D., Qin L. F. Effects of Red and Blue Light Emitting Diodes (LEDs) on the Growth and Development of Lettuce (var. Youmaicai), SAE Technical Papers, Vol. 23, No. 3, 2009, DOI: 10.4271/2009-01-2565
9. De Salvador F. R., Mugnozza G. Scarascia, Vox G., Schettini E., Mastrorilli M., Jaoude M. B. Innovative Photoselective and Photoluminescent Plastic Films for Protected Cultivation, Proceedings of the international symposium on high technology for greenhouse system management, Vols 1 and 2, No. 801, 2008, pp. 115-122.
10. Espi E., Salmeron A., Fontecha A., Garcia Y., Real A. I. Plastic films for agricultural applications, Journal of plastic film & Sheeting, Vol. 22, No. 2, APR 2006, pp. 85-102.
11. Minich A. S., Minich I. B., Ivanitskii A. E., Kudryashov S. V., Ivlev G. A. Effect of Weather Conditions on Growth and Development of Brassica Oleracea Grown in Greenhouses Covered with Fluorescent Films, Proceedings of the advanced materials with hierarchical structure for new technologies and reliable structures, Vol. 2051, 2018, С. UNSP 020196.
12. Hemming S., Os van E. A., Hemming J., Dieleman J. A. The effect of new developed fluorescent greenhouse films on the growth of fragaria x ananassa 'Elsanta', European journal of horticultural science, Vol. 71, No. 4, AUG 2006, pp. 145-154.
13. Hemming S., Os van E., Dieleman A., Hemming J., Swinkels G, J., Breuer J., Slangen J. Possibilities of increasing production and quality of strawberry fruits and several flowers by new blue fluorescent greenhouse films,
Proceedings of the international conference on sustainable greenhouse systems, Vols 1 and 2, Vol. 691, 2005, pp. 225-232.
14. Gonzalez A., Rodriguez R., Banon S., Franco J. A., Fernandez J. A., Salmeron A., Espi E. Strawberry and cucumber cultivation under fluorescent photoselective plastic films cover, Proceedings of the sixth international symposium on protected cultivation in mild winter climate: product and process innovation, Vols 1 and 2, No. 614, 2003, pp.407-413.
15. Schettini E., De Salvador F. R., Scarascia-Mugnozza G., Vox G. Radiometric properties of photoselective and photoluminescent greenhouse plastic films and their effects on peach and cherry tree growth, Journal of horticultural science & biotechnology, Vol. 86, No. 1, JAN 2011, pp. 79-83.
16. Li Y., Tu W. F., Liu C., Liu W., Hu G. J., Liu X. T., Chen Z. D., Yang C. H. Light conversion film promotes CO2 assimilation by increasing cyclic electron flow around Photosystem I in Arabidopsis thaliana, International journal of hydrogen energy, Vol. 42, No. 12, MAR 2017, pp. 8545-8553.
XXXXXX ELECTROTECHNOLOGY AND ELECTRIC EQUIPMENT IN AGRICULTURE XXXXXX
17. Khramov R. N., Kreslavski V. D., Svidchenko E. A., Surin N. M., Kosobryukhov A. A. Influence of photo-luminophore-modified agro textile spunbond on growth and photosynthesis of cabbage and lettuce plants, Optics express, Vol. 27, No. 22, OCT 2019, pp. 31967-31977.
18. Barman B. K., Nagao T., Nanda K. K. Dual roles of a transparent polymer film containing dispersed N-doped carbon dots: A high-efficiency blue light converter and UV screen, Applied surface science, Vol. 510, APR 2020,pp.145405.
19. Yalcin R. A., Erturk H. Improving crop production in solar illuminated vertical farms using fluorescence coatings, Biosystems engineering, Vol. 193, MAY 2020, pp. 25-36.
20. Sidorenko L. A. Teplichnyye plenki dlya professionalov [Greenhouse films for professionals], Gavrish, No. 2, 2012, pp. 26-28.
The article was submitted 21.10.2021; approved after reviewing 22.11.2021; accepted for publication 24.11.2021.
Information about the authors: A. V. Sokolov - Ph. D. (Engineering), Leading Researcher; Spin-code: 2041-0051; D. A. Burynin - graduate student, expert; Spin-code: 1787-3653; A. A. Dorokhov - graduate student, Junior Researcher; Spin-code: 1125-7140; Yu. H. Shogenov - Dr. Sci. (Engineering); Spin-code: 7335-0970; A. A. Smirnov - Ph. D. (Engineering), Leading Researcher; Spin-code: 8597-2347; Yu. A. Proshkin - Ph. D. (Engineering), Senior Researcher; Spin-code: 1139-0845.
Contribution of the authors: Sokolov A. V. - writing-review. Burynin D. A. - original draft preparation and editing. Dorokhov A. A. - investigation and resources. Shogenov Yu. H. - administration. Smirnov A. A. - conceptualization and methodology. Proshkin Yu. A. - supervision and visualization.
The authors declare no conflicts of interests.
