نوع مقاله : علمی - پژوهشی

نویسندگان

• افسانه عباسی ¹
• ناصر عالم زاده انصاری ²
• محمد رضا فایضی زاده ³

¹ دانشجوی دکتری، گروه علوم و مهندسی باغبانی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه شهید چمران اهواز، اهواز

² دانشیار، گروه علوم و مهندسی باغبانی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه شهید چمران اهواز، اهواز

³ دانش‌آموخته دکتری، گروه علوم و مهندسی باغبانی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه شهید چمران اهواز، اهواز

چکیده

شدت نور یکی از مهم‌ترین عوامل محیطی است که رشد، ریتم درونی گیاه و سنتز متابولیت‌های ثانویه را کنترل می‌کند. این پژوهش در اتاق پرورش گروه علوم و مهندسی باغبانی دانشکده کشاورزی دانشگاه شهید چمران اهواز در بهمن ماه سال 1402 انجام شد. در این مطالعه اثرات شدت‌های مختلف نور ال ای دی قرمز+آبی دائمی شامل 8/82 میکرو مول بر مترمربع در ثانیه، 6/165 میکرو مول بر مترمربع در ثانیه، 4/248 میکرو مول بر مترمربع در ثانیه و 2/331 میکرو مول بر مترمربع در ثانیه بر عملکرد و سنتز متابولیت‌های ثانویه سه رقم (کاپور، رد روبین، وایولتا) و یک ژنوتیپ (ابلق) ریزسبزی‌ ریحان به‌صورت کرت‌های خردشده در قالب بلوک‌های کامل تصادفی با چهار تکرار مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که اثر ساده شدت نور بر تمام صفات مورد مطالعه اختلاف معنی‌داری در سطح احتمال 1 درصد داشت و همچنین اثر ساده رقم و اثر متقابل شدت نور و رقم بر تمام صفات مورد مطالعه اختلاف معنی‌داری ایجاد کردند. شدت نور 2/331 میکرومول بر مترمربع در ثانیه توانست خصوصیات بیوشیمیایی و عملکرد تمامی ارقام ریزسبزی ریحان را افزایش دهد. بیشترین عملکرد در رقم رد روبین (1/4 کیلوگرم در مترمربع) با شدت نور 2/331 میکرومول بر مترمربع در ثانیه به دست آمد و این رقم از نظر عملکرد با سایر ارقام در این شدت نور تفاوت معنی‌داری نداشت. بالاترین ظرفیت آنتی‌اکسیدانی (31/78 درصد مهارکنندگی DPPH)، آنتوسیانین (0/31 میلی‌گرم در 100 گرم وزن‌تر)، ویتامین ث (1/306 میلی‌گرم در 100 گرم وزن‌تر) و ترکیبات فنولی (6/2039 میلی‌گرم در 100 گرم وزن‌تر) در ژنوتیپ ابلق تحت شدت نور 2/331 میکرومول بر مترمربع در ثانیه اندازه‌گیری شد و این ژنوتیپ از نظر صفات مورد مطالعه با سایر ارقام در این شدت نور تفاوت معنی‌داری نداشت. بیشترین مقدار فلاونوئیدها در رقم وایولتا (42/8 میلی‌گرم در گرم وزن‌تر) تحت شدت نور 2/331 میکرومول بر مترمربع در ثانیه اندازه‌گیری شد و با سایر ارقام در این شدت نور تفاوت معنی‌داری نداشت. بیشترین میزان پرولین در رقم رد روبین (61/3 میلی‌گرم در گرم وزن‌تر) تحت شدت نور 2/331 میکرومول بر مترمربع در ثانیه اندازه‌گیری شد و با سایر ارقام در این شدت نور تفاوت معنی‌داری نداشت. عملکرد ریزسبزی ریحان با ظرفیت آنتی‌اکسیدانی (**997/0r=)، آنتوسیانین (**991/0r=)، کربوهیدرات (**889/0r=)، پرولین (**981/0r=)، ویتامین ث (**998/0r=)، ترکیبات فنولی کل (**995/0r=)، و فلاونوئیدها (**935/0r=) همبستگی مثبت و معنی‌داری در سطح احتمال 1 درصد داشت. براساس نتایج تمام ارقام ریزسبزی ریحان مورد مطالعه تحت شدت نور 2/331 میکرو مول بر مترمربع در ثانیه پتانسیل بالایی در سنتز ترکیبات آنتی‌اکسیدانی نشان دادند. به‌طورکلی ژنوتیپ ابلق تحت طیف نور ال ای دی قرمز و آبی دائم با شدت نور 2/331 میکرو مول بر مترمربع در ثانیه به دلیل خواص آنتی‌اکسیدانی بالا و ارزش غذایی بیشتر می‌تواند جهت پرورش ریزسبزی ریحان در سامانه شناور استفاده گردد.

کلیدواژه‌ها

• ترکیبات فنولی
• فلاونوئیدها
• ظرفیت آنتی‌اکسیدانی
• کارتنوئیدها
• ویتامین ث

موضوعات

• H: سبزی و صیفی

عنوان مقاله [English]

Effect of different intensities of continuous red and blue LED light on yield and secondary metabolites synthesis of basil microgreens

نویسندگان [English]

• Afsaneh Abbasi ¹
• Naser Alemzadeh Ansari ²
• Mohammadreza Fayezizadeh ³

¹ PhD student, Department of Horticultural Science and Engineering, Faculty of Agriculture, Shahid Chamran University of Ahvaz, Ahvaz

² Associate Professor, Department of Horticultural Science and Engineering, Faculty of Agriculture, Shahid Chamran University of Ahvaz, Ahvaz

³ PhD, Department of Horticultural Science and Engineering, Faculty of Agriculture, Shahid Chamran University of Ahvaz, Ahvaz

چکیده [English]

Introduction

Basil microgreen (Ocimum basilicum L.) is a valuable plant belonging to the Lamiaceae family, which is known as a superfood in the 21st century due to its high antioxidant index, including phenolic compounds, flavonoids, and carotenoids. In addition to their antioxidant and nutritional properties, microgreens are introduced as one of the strategic products that can be produced in vegetable production factories due to their short growth period, compatibility with soilless cultivation systems, ability to be cultivated in layered cultivation systems and high profitability. However, there are several challenges facing vegetable producers that hinder the development of microgreen cultivation. One of the most important production parameters is light intensity, the results of which are limited on the performance and synthesis of basil microgreen secondary metabolites in past research.

Materials and Methods

This research was conducted in the Department of Horticultural Science, Faculty of Agriculture, Shahid Chamran University of Ahvaz, in February 2024. This experiment aims to investigate the effect of different intensities of red+blue continuous LED light with a ratio (1:1) including 18 (82.8 µmol m-2 s-1), 36 (165.6 µmol m-2 s-1), 54 (248.4 µmol m-2 s-1) and 72 (331.2 µmol m-2 s-1) Wm-2s-1 on the yield and synthesis of secondary metabolites of three cultivars (Kapoor, Red Rubin, Violetta) and one genotype (Abloq) of basil microgreen were investigated using a split-plot approach based on a randomized complete block design in a floating system with four replications.

Results and Discussion

The results showed that the simple effect of light intensity on all studied traits had a significant difference at the 1% level. Also, the simple effect of cultivar and the interaction between light intensity and cultivar on all studied traits created a significant difference. The highest and lowest yield were obtained in Red Rubin cultivar (4.1 kg m-2) with light intensity of 331.2 µmol m-2 s-1 and in Violetta cultivar (0.5 kg m-2) with light intensity of 82.8 µmol m-2 s-1, respectively. The highest antioxidant capacity (78.31%), anthocyanin (31.0 mg 100 g-1 of fresh weight), vitamin C (306.1 mg 100 g-1 of fresh weight) and phenolic compounds (2039.6 mg 100 g-1 of fresh weight) were measured in Ablaq genotype under light intensity of 331.2 µmol m-2 s-1. The highest amount of proline was measured in Red Rubin cultivar (3.61 mg g-1 fresh weight) grown under a light intensity of 331.2 µmol m-2 s-1 and the lowest amount of proline was measured in Ablaq genotype (1.55 mg g-1 fresh weight) under light intensity of 82.8 µmol m-2 s-1. The highest amount of flavonoids was measured in Violetta cultivar (8.42 mg g-1 fresh weight) under light intensity of 331.2 µmol m-2 s-1 and the lowest amount of flavonoids was measured in Red Rubin cultivar (3.45 mg g-1 fresh weight) under light intensity of 82.8 µmol m-2 s-1. Basil microgreen performance with antioxidant capacity, anthocyanin, carbohydrate, proline, vitamin C, total phenolic compounds, and flavonoids had a positive and significant correlation at the 1% level.

Conclusion

The light intensity of red+blue LED lamps affected the synthesis of secondary metabolites and the yield of basil microgreens. Based on the results of the Ablaq genotype under the light intensity of 331.2 µmol m-2 s-1, it can be used as a suitable method for growing basil microgreens in the floating system.

کلیدواژه‌ها [English]

• Phenolic compounds
• flavonoids
• antioxidant capacity
• carotenoid
• vitamin C