Investigation of the Growth Parameters of Red Curly Leaf Lettuce in Different LED Light Sources

Öz

In this study, the effects of light sources of different wavelengths on the growth of red curly leaf salad (Lactuva sativa var. Crispa) plants were examined and the results were discussed. The study was carried out with a total of 12 repetition, each three sowed seeds in four pots in 6 compartments (A, B, C, D, E and F). The light sources were adjusted to be 16 hours of daytime and 8 hours of night, and the ambient temperature was kept constant at 24°C. Single color LED light sources in the research; Mixed LED light sources with cool white (A), warm white (C), red (B), [33.3% red + 16.7% far red + 16.7% green + 16.7% blue + 16.6% UVA] (E) and [50% red + 50% blue] (F) 5 different LEDs and cool white fluorescent lamps (D) were used. According to the results of the experiment, the plants with the longest leaf length were obtained in the “B”, the plants with the widest leaves were obtained in the “D”, and the plants with the highest number of leaves were obtained in the “C, D, F” compartments. According to the Lab scale used to determine the color criteria, while a and b values are statistically insignificant, the groups with the highest L value is the lettuce grown in the “B, D, E” group. Lettuce grown in “F” light group gave the closest parameters to the same type of lettuce offered for sale in terms of distance between leaf nodes, number of leaves, color and visuality.

Anahtar Kelimeler

• Artificial Lighting
• LED Light Control
• Lettuce

Kırmızı Kıvırcık Yaprak Salatanın Farklı LED Işık Kaynaklarındaki Gelişim Parametrelerinin İncelenmesi

Öz

Bu çalışmada farklı dalga boylu ışık kaynaklarının kırmızı kıvırcık yaprak salata (Lactuva sativa var. Crispa) bitkisinde büyümeye olan etkileri incelenmiş ve elde edilen sonuçlar tartışılmıştır. Çalışma, 6 adet bölme (A, B, C, D, E ve F) içindeki dörder saksıda üçer adet ekili olan tohum olmak üzere toplam 12 tekerrür ile sürdürülmüştür. Işık kaynakları 16 saat gündüz, 8 saat gece olacak şekilde ayarlanmış ve ortam sıcaklığı 24°C’de sabit tutulmuştur. Araştırmada tek renk LED ışık kaynakları; soğuk beyaz (A), sıcak beyaz (C), kırmızı (B) ile karışım LED ışık kaynakları; [%33.3 kırmızı + %16.7 uzak kırmızı + %16.7 Yeşil + %16.7 mavi + %16.6 UVA] (E) ve [%50 kırmızı + %50 mavi] (F) olmak üzere 5 farklı LED ve soğuk beyaz floresan lamba (D) kullanılmıştır. Deneme sonuçlarına göre, yaprak boyu en uzun bitki, “B”, en geniş yapraklı bitkiler, “D”, yaprak sayısı en çok olan bitkiler ise “C, D, F” bölmelerindeki denemelerde elde edilmiştir. Renk kriterlerinin belirlenmesinde kullanılan Lab skalasına göre istatistiki açıdan a ve b değerleri önemsiz çıkarken L değeri en yüksek olan bölmeler “B, D, E” bölmelerinde yetişen marullardır. Yaprak boğum arası mesafe, yaprak sayısı, rengi ve görselliği açısından ticari olarak satışa sunulan aynı tür marula en yakın parametreleri veren “F” ışık bölmesinde yetişen marullar olmuştur.

Anahtar Kelimeler

• Yapay Aydınlatma
• LED Işık Kontrolü
• Marul

Kaynakça

1. Apogee inc., 2021. MQ-510 Fotosentezde Aktif Işınım (PAR: Photosynthetically Active Radiation (PAR)) ölçer teknik dokümanı. https://www.apogeeinstruments.com/content/MQ-510-manual.pdf. (Erişim Tarihi: Mayıs 2021)
2. Bayhan, Y. ve Avcı, Z. 2019. Örtü Altı Sebze Yetiştiriciliğinde LED Aydınlatma Sistemlerinin Bitki Gelişimine ve Verimine Etkisinin Belirlenmesi. Avrupa Bilim ve Teknoloji Dergisi, 17: 86-95.
3. Berkovich, Y.A., Krivobok, N.M., Smolyanina, S.O. ve Erokhin, A.N. (2005). Kosmicheskie oranzherei: nastoyashcheei budushchee (Space Greenhouses: Now and in Future), Russia.
4. Bozkurt, D. ve Kurt, O. 2007. Keten (Linum Usitatissimum l.)'in Verim ve Verim Unsurlarına Ekim Zamanı ve Toprak Sıcaklığının Etkisi. OMÜ Zir. Fak. Dergisi, 22 (1): 20-25.
5. Brazaitytė, A., R. Ulinskaitė, P. Duchovskis, G. Samuolienė, J. B. Šikšnianienė, G. Šabajevienė, K. Baranauskis, G. Stanienė, G. Tamulaitis, Z. Bliznikas, A. Žukauskas, 2006. Optimization of Lighting Spectrum For Photosynthetic System And Productivity Of Lettuce By Using Light-Emitting Diodes. Acta Hortic 711:183–188.
6. Carvalho, S. D., K. M. Folta, 2014. Environmentally Modified Organisms—Expanding Genetic Potential with Light. Crit Rev in Plant Sci 33:486–508.
7. Chen, X. L., X. Z. Xu, W. Z. Guo, L. C. Wang, X. J. Qiao, 2016. Growth And Nutritional Properties Of Lettuce Affected By Mixed Irradiation Of White And Supplemental Light Provided By Light-Emitting Diode. Sci Hort 200:111–118.
8. CREE Inc. (2021). XLamp LED teknik dokümanı. Cree inc. web sayfası: http://www.cree.com/led-components/products/xlamp-leds. Erişim tarihi: Mayıs 2021).

9. Çağlayan, N. ve Ertekin, C. 2011. Bitkisel Üretim için LED Yetiştirme Lambalarının Kullanımı. Uluslararası Katılımlı I. Ali Numan Kıraç Tarım Kongresi ve Fuar, 27-30.
10. Çağlayan, N. ve Ertekin, C. 2018. Farklı Dalga Boylu LED Işıklarının Yeşil Yapraklı Bitkilerin Gelişimi Üzerindeki Etkileri. Tarım Makinaları Bilimi Dergisi, 14 (2): 105-114.
11. Çakırer, G., Akan, S., Demir, K. ve Yanmaz, R. 2017. Bahçe Bitkilerinde Kullanılan Işık Kaynakları. Akademik Ziraat Dergisi, 6: 63-70.
12. Çakmakçı, R. 2005(a). Bitki Gelişiminde Fosfat Çözücü Bakterilerin Önemi. S. Ü. Ziraat Fakültesi Dergisi, 19 (35): 93-108.
13. Çakmakçı, R. 2005(b). Bitki Gelişimini Teşvik eden Rizobakterilerin Tarımda Kullanımı. Atatürk Üniv. Zir. Fak. Derg. 36 (1): 97-107.
14. Demotes -Mainard, S., T. Peron, A. Corot, 2016. Plant Responses To Red And Far Red Lights, Applications In Horticulture. Eviron Exp Bot 121:4–21.
15. Edison Opto inc. (2021). Edixeon Emitter High Power LED Datasheet. http://www.edison-opto.com.tw (Erişim tarihi: Mayıs 2021).
16. Johkan, M., K. Shoji, F. Goto, S. Hashida, T. Yoshihara, 2010. Blue Light-Emitting Diode Light Irradiation Of Seedlings Improves Seedling Quality And Growth After Transplanting In Red Leaf Lettuce. HortScience 45:1809–1814.
17. Karaşahin, M. ve Sade, B. 2011. Farklı Sulama Yöntemlerinin Hibrit Mısırda (Zea mays L. indentata S.) Dane Verimi ve Verim Unsurları Üzerine Etkileri. U. Ü. Ziraat Fakültesi Dergisi, 25 (2): 47-46.
18. Kırbay, E. ve Özer, H. 2015. Farklı Gölgeleme Uygulamalarının Örtüaltında Organik Olarak Yetiştirilen Hıyarın (Cucumis sativus L.) Verim ve Kalite Üzerine Etkisi. Uluslararası Tarım ve Yaban Hayatı Bilimleri Dergisi, 1 (1): 7-14.
19. Lee, M. J., S. Y. Park, M. M. Oh, 2015. Growth And Cell Division of Lettuce Plants Under Various Ratios Of Red To Far-Red Light-Emitting Didoes. Hortic. Environ Biote 56:188–194.
20. Lee, M. J., K. H. Son, M. M. Oh, 2016. Increase in biomass and bioactive compounds in lettuce under various ratios of red to far-red LED light supplemented with blue LED light. Hortic Environ Biote 57:139–147.
21. Lefsrud, M. G., D. A. Kopsell, C. E. Sams, 2008. Irradiance from distinct wavelength light-emitting diodes affect secondary metabolites in kale. HortScience 43:2243–2244
22. Li, H., Tang, C., Xu, Z., Liu, X. ve Han, X. 2012. Effects of Different Light Sources on the Growth of Non-heading Chinese Cabbage (Brassica campestris L.). Journal of Agricultural Science, 4 (4): 262-273.
23. Li, Q., C. Kubota, 2009. Effects of supplemental light quality on growth and phytochemicals of baby leaf lettuce. Environ Exp Bot 67:59–64.
24. Lin, K. H., M. Y. Huang, W. D. Huang, M. H. Hsu, Z. W. Yang, C. M. Yang, 2013. The effects of red, blue, and white light-emitting diodes on the growth, development, and edible quality of hydroponically grown lettuce (Lactuca sativa L. var. capitata). Sci Hort 150:86–91.
25. Matsuda, R., K. Ohashi-Kaneko, K. Fujiwara, K. Kurata, 2007. Analysis of the relationship between blue-light photon flux density and the photosynthetic properties of spinach (Spinacia olearacea L.) leaves with regard to the acclimation of photosynthesis to growth irradiance. Soil Sci Plant Nutr 53:459–465.
26. Mizuno, T., W. Amaki, H. Watanabe, 2011. Effects of monochromatic light irradiation by LED on the growth and anthocyanin contents in leaves of cabbage seedlings. Acta Hortic 907:179–184.
27. Naznin, M. T., M. Lefsrud, V. Gravel, X. Hao, 2016. Different ratios of red and blue LED light effects on coriander productivity and antioxidant properties. Acta Hortic 1134:223–229.
28. Odabaş, M.S. ve Gülümser, A. 2005. Farklı ışık şiddetinin baklada (Vicia faba L.) verim ve bazı bitkisel özelliklere etkisi. Tarım Bilimleri Dergisi, 11 (3): 286-291.
29. Ohashi-Kaneko, K., M. Takase, N. Kon, K. Fujiwara, K. Kurata, 2007. Effect of light quality on growth and vegetable quality in leaf lettuce, spinach and komatsuna. Environ Control Biol 45:189–198.
30. Olle, M., A. Viršilė, 2013. The effects of light-emitting diode lighting on greenhouse plant growth and quality. Agr. Food Sci 22:223–234.
31. Öz, M. 2002. Bursa Mustafakemalpaşa Ekolojik Koşullarında Farklı Bitki Populasyonları ve Azot Dozlarının Soyanın Verim ve Verim Unsurlarına Etkisi. Ulud. Üniv. Zir. Fak. Derg., 16: 165-177.
32. Öztürk, A. ve Demirsoy, L. 2004. Değişik Gölgeleme Uygulamalarının Camarosa Çilek Çeşidinde Verim ve Büyüme Üzerine Etkileri. Bahçe, 33 (1-2): 39-49.
33. Özyazıcı, M. A. ve Manga, İ. 2000. Çarsamba Ovası Sulu Kosullarında Yesil Gübre Olarak Kullanılan Bazı Baklagil Yembitkileri ile Bitki Artıklarının Kendilerini Izleyen Mısır ve Ayçiçeginin Verim ve Kalitesine Etkileri. Turk J Agric For, 24: 95-103.
34. Samuolienė, G, A. Urbonavičiūtė, P. Duchovskis, Z. Bliznikas, P. Vitta, A. Žukauskas, 2009. Decrease in nitrate concentration in leafy vegetables under a solid-state illuminator. HortScience 44:1857–1860.
35. Samuolienė, G., A. Brazaitytė, P. Duchovskis, A. Viršilė, J. Jankauskienė, R. Sirtautas, A. Novičkovas, S. Skalauskienė, J. Sakalauskaitė, 2012(a). Cultivation of vegetable transplants using solid-state lamps for the short-wavelength supplementary lighting in greenhouses. Acta Hortic 952:885–892.
36. Samuolienė, G., R. Sirtautas, A. Brazaitytė, A. Viršilė, P. Duchovskis, 2012(b). Supplementary red-LED lighting and the changes in phytochemical content of two baby leaf lettuce varieties during three seasons. J Food Agric Environ 10:7001–7706.
37. Samuolienė, G., A. Brazaitytė, R. Sirtautas, A. Viršilė, J. Sakalauskaitė, S. Sakalauskienė, P. Duchovskis, 2013. LED illumination affects bioactive compounds in romaine baby leaf lettuce. J Sci Food Agric 93:3286–3291.
38. Snowden, M. C., K. R. Cope, B. Bugbee, 2016. Sensitivity of seven diverse species to blue and green light: interactions with photon flux. PLoS ONE 11(10): e0163121.
39. Söğüt, T. 2005. Aşılama ve Azotlu Gübre Uygulamasının Bazı Soya Çeşitlerinin Verim ve Verim Özelliklerine Etkisi. Akdeniz Üniversitesi Ziraat Fakültesi Dergisi, 18 (2): 213-218.
40. Stutte, G. W., S. Edney, T. Skerritt, 2009. Photoregulation of bioprotectant content of red leaf lettuce with light-emitting diodes. HortScience 44:79–82.
41. Şahin, M. 2010. Borlu Gübrelemenin Fındık Bitkisinin Verim ve Yaprakların Bazı Bitki Besin Maddesi İçerikleri Üzerine Etkisi. Ordu Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Toprak Bilimi ve Bitki Besleme Anabilim Dalı, Yüksek Lisans Tezi. 1-3 s.
42. Şaman, O. ve Öztürk, Ö. 2012. İkinci Ürün Susamda Farklı Bitki Sıklıklarının Verim ve Verim Unsurları Üzerine Etkileri. Tarım Bilimleri Araştırma Dergisi, 5 (1): 118-123.
43. Tarakanov, I., O. Yakovleva, I. Konovalova, G. Paliutina, A. Anisimov, 2012. Light-emitting diodes: on the way to combinatorial lighting technologies for basic research and crop production. Acta Hortic 956:171–178.
44. Ünlü, H. ve Padem, H. 2009. Organik Domates Yetiştiriciliğinde Çiftlik Gübresi, Mikrobiyal Gübre ve Bitki Aktivatörü KullanımınınVerim ve Kalite Özellikleri Üzerine Etkileri. Ekoloji, 19 (73): 1-9.
45. Üren, A. 1999. Üç Boyutlu Renk Ölçme Yöntemleri. Gıda, 24 (3): 193-200.
46. Wojciechowska, R., O. Długosz-Grochowska, A. Kołton, M. Župnik, 2015. Effects of LED supplemental lighting on yield and some quality parameters of lamb’s lettuce grown in two winter cycles. Sci Hortic 187:80–86.
47. Yorio, N. C., G. D. Goins, H. R. Kagie, R. M. Wheeler, J. C. Sager, 2001. Improving spinach, radish and lettuce growth under red light emitting didoes (LEDs) with blue light supplementation. HortScience 36:380–383.
48. Žukauskas, A., Z. Bliznikas, K. Breivė, A. Novičkovas, G. Samuolienė, A. Urbonavičiūtė, A. Brazaitytė, J. Jankauskienė, P. Duchovskis, 2011. Effect of supplementary pre-harvest LED lighting on the antioxidant properties of lettuce cultivars. Acta Hortic 907:87–90.