Effets de la lumière quotidienne totale intégrale du bleu et du large

Aug 23, 2023

Rapports scientifiques volume 13, Numéro d'article : 7175 (2023) Citer cet article

487 Accès

Détails des métriques

La culture intérieure actuelle du safran (Crocus sativus L.) ne dépend que de l'expérience en matière de plantation artificielle, de sorte que le nombre de fleurs et le rendement des stigmates sont sérieusement affectés en cas de jours nuageux ou pluvieux et de changements de température. Dans cette étude, un luminaire a été utilisé à photopériode de 10 h, combinant des LED bleues de 450 nm avec des LED rouges à large bande de 660 nm, qui avaient respectivement une largeur totale à mi-hauteur (FWHM) de 15 nm et 85 nm, dans un rapport de bleu. : rouge : lumière rouge lointain = 20 % : 62 % : 18 %. L'influence de l'intégrale de lumière quotidienne totale (TDLI) a été évaluée sur les caractéristiques de floraison, la qualité du stigmate ainsi que les caractéristiques morphologiques des feuilles. Les résultats ont montré que le nombre de fleurs, la proportion de floraison quotidienne, le poids sec des stigmates et la teneur en esters de crocétine étaient significativement corrélés au TDLI (P < 0,01). L'augmentation du TDLI pourrait légèrement favoriser la largeur des feuilles et la surface des feuilles au-delà des bourgeons, mais n'a eu aucun effet significatif sur la longueur des bourgeons et des feuilles. Le nombre moyen de fleurs par bulbe et le rendement en stigmates séchés étaient les plus élevés sous le traitement de 150 mol m−2 TDLI, jusqu'à 3,63 et 24,19 mg respectivement. Le premier était 0,7 de plus que celui sous le traitement original à la lumière naturelle, tandis que le second était 50 % plus élevé. Au total, la combinaison de LED bleues avec des LED rouges à large bande de 150 mol m−2 TDLI était la condition la plus favorable pour le nombre de fleurs et la qualité des stigmates du safran dans cette étude.

Le safran (Crocus sativus L.), membre de la grande famille des Iridacées, est bien connu pour ses utilisations dans les épices, les colorants, les parfums et la phytothérapie1,2,3,4,5. Il est désormais cultivé en Italie, en Espagne, en Grèce, en Iran, en Inde, en Afghanistan, etc.5,6,7. Après avoir été introduit en Chine, le safran est principalement cultivé dans le delta du fleuve Yangtze selon une méthode de culture saisonnière particulière. En raison de la température et de l'humidité élevées en été dans cette région, le safran est cultivé en extérieur de fin novembre de la première année au début mai de la deuxième année pour la multiplication clonale et cultivé en intérieur de fin mai à début novembre pour la floraison8,9. Il y a eu un intérêt accru pour les effets biologiques et les applications médicales potentielles des longs stigmates écarlates du safran, en particulier dans les troubles menstruels, le syndrome métabolique, la dépression, le cancer et les tumeurs10,11,12.

Cependant, le rendement annuel du stigmate de safran est très faible, ce qui entraîne une pénurie et un prix élevé sur le marché6,7,13. Il y a deux raisons essentielles : (1) le safran repose uniquement sur la multiplication clonale des bulbes, et un faible taux de reproduction entraîne la difficulté d'obtenir des bulbes de haute qualité pour la propagation4,14, (2) la culture du safran en intérieur dépend principalement d'expériences artificielles et est donc incontrôlable. les conditions environnementales aggravent encore le phénomène de floraison moindre, voire inexistante, des bulbes et de mauvaise récolte des stigmates. Parmi les facteurs environnementaux, la lumière est l’une des variables les plus importantes affectant la croissance et la floraison des plantes15. Plusieurs recherches sur les effets du spectre lumineux, de l'intensité lumineuse et de la photopériode sur la reproduction du bulbe et la floraison du safran ont été menées pour résoudre les problèmes susmentionnés.

Moradi et al.16 ont étudié les effets de différents ratios de lumière rouge et bleue (y compris 100 %, 75 %, 50 %, 40 %, 25 % et 0 % de lumière bleue) sur les performances photosynthétiques, la répartition de la biomasse, ainsi que les caractéristiques morphologiques et morphologiques. caractéristiques biochimiques du safran, et a conclu que l'augmentation du rapport entre le bleu et le rouge peut améliorer la production de cormes filles de haute qualité et modifier la répartition de la biomasse vers les organes récoltables (cormes et fleurs) du safran. Zhu et al.17 ont découvert que la lumière rouge monochromatique des LED favorisait la croissance du safran, avançait la floraison et améliorait le poids sec total du stigmate et la production de crocine. Kajikawa et al.18 ont constaté qu'il n'y avait pas de différence significative dans la longueur des pousses, le diamètre maximum, le poids et le rendement des stigmates des bulbes filles lorsqu'ils étaient irradiés avec deux rapports de lumière rouge et de lumière rouge lointain (R/FR = 15,8 et R/FR = 1,8), mais il y avait une différence significative dans l'absorbance des solutions de crocétine. Il a été présumé qu’un rapport R/FR plus faible au stade de développement des bulbes filles pourrait induire une augmentation de la crocétine. Les deux études susvisées sur le safran n’ont présenté aucun résultat sur les feuilles de safran. Sous un éclairage supplémentaire, Ji et al.8 ont mesuré les courbes de réponse spectrale des feuilles de safran et ont constaté que les longueurs d'onde maximales du spectre d'éclairage supplémentaire devraient être à 480 nm et 660 nm, ce qui bénéficierait à l'analyse mécanique du spectre sur l'accumulation de biomasse. Quant aux caractéristiques photosynthétiques, Renau-Morata et al.4 ont montré que le taux de photosynthèse était systématiquement très élevé (26 μmol m−2 s−1) tout au long de l'année mais était réduit dans les plus gros bulbes. Pendant ce temps, les bulbes filles étaient principalement soutenus par la photosynthèse des feuilles, qui contribuaient à 90 % à l’accumulation de biomasse dans les organes du safran. Koocheki et al.19 ont montré que les conditions de lumière et de température avaient un effet significatif sur la durée d'émergence des parties aériennes, la matière sèche aérienne, la surface foliaire et le nombre de pousses actives sur les bulbes de safran, et que l'augmentation de la photopériode de 6,5 à 16 h augmentait tous ces facteurs. Composants. Néanmoins, seulement 33 % des bulbes ont fleuri lorsque les bulbes ont été localisés dans des conditions de lumière de 16 h/8 h (clair/obscur), contre 75 % pour les bulbes situés dans des conditions naturelles, tandis que les bulbes ont été placés dans des conditions de lumière de 6,5 h/5,5 h. (clair/foncé) n’a pas fleuri. Zhu et al.20 ont constaté que le poids sec par stigmate était le plus lourd sous un traitement de 10 h/14 h, avec une différence significative par rapport à un traitement de 14 h/10 h (P < 0,05) avec un poids de bulbe de 20 à 25 g.