Farklı Dalga Boylu Led Aydınlatma Uygulamalarının Domateste Fide Kalitesi Üzerine Etkileri

Abdullah Havan; Şebnem Köklü Ardıç; Rabia Havan; Ahmet Korkmaz

doi:10.18016/ksutarimdoga.vi.1491999

EN TR

Effects of Different Wavelength-Led Lighting Applications on Seedling Quality in Tomato

Abstract

This study was conducted to investigate the effects of lighting environments created using LED lamps with different wavelengths on the quality of tomato seedlings and to find a solution to the problems of transplant producers in case of any delays in deliveries, by ensuring control over the height and quality of the seedlings. For this purpose, seedlings of the “Ferguson F1” tomato variety were first grown for 10 days under LED lamps with different wavelengths (red, blue, green, white-daylight mix-control) with the same light intensity in a climate chamber from the transplanting stage. Subsequently, the tomato seedlings were exposed to light conditions obtained by adding blue light, which was determined to be effective in suppressing stem elongation, in different proportions (100%, 50%, 25%, and 12.5%) to the white-daylight mix lamps used as control. Finally, to demonstrate the long-term effects and persistence of different proportions of blue light, the seedlings were once again exposed to white-daylight conditions. Among the different wavelengths used during the seedling stage, blue light was determined to suppress the growth of tomato seedlings. Additionally, it was found that red light promoted plant growth and caused a significant increase in seedling height. Significant increases in plant fresh weight and plant height were also obtained in tomato seedlings grown under different blue light conditions as the proportion of blue light decreased. When the long-term effect of different proportions of blue light on seedling quality was considered, it was observed that the effect of blue light on the quality of tomato seedlings transferred to control lighting conditions after application was temporary and the growth of the seedlings continued. These results have shown that 100% blue light can be used to suppress seedling height and that the effect of blue light is not as permanent as the chemicals used in the transplant cultivation industry.

Keywords

Farklı Dalga Boylu Led Aydınlatma Uygulamalarının Domateste Fide Kalitesi Üzerine Etkileri

Öz

Bu çalışma, farklı dalga boylarına sahip led lambalar kullanılarak oluşturulan aydınlatma ortamlarının domates fidelerinin kaliteleri üzerine olan etkilerinin araştırılması ve fide üreticilerinin teslimatlarında herhangi bir sebeple meydana gelebilecek gecikmeler olması durumunda fidelerde boy ve kalite kontrolünün sağlanarak üreticilerin bu sıkıntılarına bir çözüm bulmak amacıyla yürütülmüştür. Bu amaçla öncelikle iklim odasında aynı ışık yoğunluğuna sahip farklı dalga boylarında (kırmızı, mavi, yeşil, beyaz-günışığı karışımı-kontrol) led lambalar altında dikim aşamasından itibaren “Ferguson F1” domates çeşidine ait fideler 10 gün süre ile yetiştirilmiştir. Daha sonra domates fideleri, boy uzamasını baskılamada etkili olduğu belirlenen mavi ışığın farklı oranlarda (%100, %50, %25 ve %12.5) kontrol olarak kullanılan beyaz-günışığı karışımı lambalara eklenmesiyle elde edilen ışık koşullarına maruz bırakılmıştır. Son olarak da farklı oranlarda mavi ışığın uzun dönemdeki etkilerinin kalıcılığını ortaya koyabilmek amacıyla fideler tekrar beyaz-günışığı koşullarına maruz bırakılmıştır. Fide aşamasında kullanılan farklı dalga boyları arasından domates fidelerinin gelişimini baskılayan dalga boyunun mavi ışık olduğu belirlenmiştir. Ayrıca, bitki gelişimini teşvik eden ve fide boyunda artışlara neden olan ışığın ise kırmızı ışık olduğu ortaya konmuştur. Farklı oranlarda mavi ışık koşulları altında yetiştirilen domates fidelerinde mavi ışık oranı azaldıkça bitki yaş ağırlığında ve bitki boyunda önemli seviyede artışlar elde edilmiştir. Farklı oranlardaki mavi ışığın fide kalitesi üzerine uzun süreli etkisine bakıldığında uygulama sonrası kontrol aydınlatma koşullarına alınan domates fidelerinin kalitesi üzerinde mavi ışığın etkisinin geçici olduğu ve fidelerde büyümenin devam ettiği görülmüştür. Bu sonuçlar fide boyunun baskılanmasında %100 mavi ışığın kullanılabileceğini ve mavi ışığın etkisinin hazır fide yetiştiriciliğinde kullanılan kimyasal maddeler gibi kalıcı olmadığını göstermiştir.

Anahtar Kelimeler

Supporting Institution

Kahramanmaraş Sütçü İmam Üniversitesi

Project Number

2019/4-2 YLS

Ethical Statement

Makale yazarları aralarında herhangi bir çıkar çatışması olmadığını beyan ederler.

Thanks

Bu çalışma Abdullah HAVAN’ın Yüksek Lisans Tez çalışmasının bulgularını içermektedir. Bu çalışmayı 2019/4-2 YLS numaralı projeyle destekleyen Kahramanmaraş Sütçü İmam Üniversitesi Bilimsel Araştırma Projeleri Koordinasyon Birimine teşekkür ederim. Verilerin toplanmasında bana yardımları dokunan Ziraat Yüksek Mühendisleri M. Ömür ASLAN, Ezginur SÖZERİ ve Hilal OKYAY’a teşekkür ederim.

References

Alexieva, V., Sergiev, I., Mapelli, S., & Karanov, E. (2001). The effect of drought and ultraviolet radiation on growth and stress markers in peas and wheat. Plant, Cell & Environment, 24(12), 1337-1344.
Başak, H., & Demir, K., (2022). Sebze Fidelerinde Büyüme Ve Gelişmenin Kontrolü. Sebzelerde Fide Yetiştiriciliği-2 (Pp.625-651), Ankara: Gece Kitapliği.
Bayhan, Y., & Zafer, A. V. C. I. (2019). Örtü altı sebze yetiştiriciliğinde LED aydınlatma sistemlerinin bitki gelişimine ve verimine etkisinin belirlenmesi. Avrupa Bilim ve Teknoloji Dergisi, (17), 86-95. https://doi.org/10.31590/ejosat.615444
Bohar, J., Fernandes, G. E., & Xu, J. (2017). Spectral-temporal LED lighting modules for reproducing daily and seasonal solar circadian rhythmicities. In 2017 IEEE International Conference on Smart Computing (SMARTCOMP) (pp. 1-6). IEEE.
Bula, R.J., Morrow, R.C., Tibbitts, T.W., Barta, D.J., Ignatius, R.W., & Martin, T.S. (1991). Light-emitting diodes as a radiation source for plants. HortScience, 26(2), 203-205.
Çağlayan, N., & Ertekin, C. (2018). Farklı dalga boylu LED ışıklarının yeşil yapraklı bitkilerin gelişimi üzerindeki etkileri. Tarım Makinaları Bilimi Dergisi, 14(2), 105-114.
Claypool, Nicholas & Lieth, JH. (2020). Physiological responses of pepper seedlings to various ratios of blue, green, and red light using LED lamps. Scientia Horticulturae. 268. 109371. 10.1016/j.scienta.2020.109371.
Cosgrove, D.J. (1994). Photomodulation of growth. In: Photomorphogenesis in Plants. Springer, Dordrecht. s.631- 658.

Çağlayan, N., & Ertekin, C. (2016). Sebze Üretiminde İlave LED Aydınlatma Uygulamaları. Tarım Makinaları Bilimi Dergisi, 12(1), 27-35.
Çakırer Seyrek, G. (2024). Domates (Lycopersicon esculentum L.) fidelerinin muhafazasında farklı dalga boylu led aydınlatma uygulamalarının fide kalite parametreleri üzerine etkileri (tez no 864155). [Doktora tezi. Ankara Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Bahçe Bitkileri Anabilimdalı]. Yüksek Öğretim Kurulu Tez Merkezi.
Deram, P. (2013). Light-emitting-diode (led) lighting for greenhouse tomato production. Yüksek Lisans Tezi. McGill University. Montreal, Quebec.
Di, Q., Li, J., Du, Y., Wei, M., Shi, Q., Li, Y., & Yang, F. (2021). The combination of red and blue lights improved the growth and development of eggplant (Solanum melongena L.) seedlings by regulating photosynthesis. Journal of Plant Growth Regulation, 40, 1477-1492.
Ergun, N., Çağlar, G., Özbay, N., & Ergun, M. (2007). Hıyar fide kalitesi ve bitki gelişimi üzerine prohexadıone-calcıum uygulamalarının etkileri. Bahçe, 36(1), 49-60.
Folta, K.M., Pontin, M.A., Karlin‐ Neumann, G., Bottini, R., & Spalding, E.P. (2003). Genomic and physiological studies of early cryptochrome 1 action demonstrate roles for auxin and gibberellin in the control of hypocotyl growth by blue light. The Plant Journal, 36(2), 203-214.
Geboloğlu, N., Durukan, A., Sağlam, N., Doksöz, S., Şahin, S. & Yılmaz, E. (2015). Patlıcanda fide gelişimi ve fide Kalitesi ile paclobutrazol uygulamaları arasındaki ilişkiler. Tarım Bilimleri Araştırma Dergisi, 8 (1), 62-66.
Gent, M.P.N. (1995). Canopy light interception, gas exchange, and biomass in reduced height isolines of winter wheat. Crop Science, 35, 1636–1642.
Gunes, A., Inal, A., Bagci, E.G., Coban, S., & Pilbeam, D.J. (2007). Silicon mediates changes to some physiological and enzymatic parameters symptomatic for oxidative stress in spinach (Spinacia oleracea L.) grown under B toxicity. Scientia Horticulturae, 113(2), 113-119. https://doi.org/10.1007/s11104-006-9137-9
Hernández, R., & Kubota, C. (2016). Physiological responses of cucumber seedlings under different blue and red photon flux ratios using leds. Environmental and Experimental Botany, 121, 66-74. https://doi.org/10.1016/j.envexpbot.2015.04.001
Izzo, L. G., Mele, B. H., Vitale, L., Vitale, E., & Arena, C. (2020). The role of monochromatic red and blue light in tomato early photomorphogenesis and photosynthetic traits. Environmental and Experimental Botany, 179, 104195.
Jin, D., Su, X., Li, Y., Shi, M., Yang, B., Wan, W., & Zou, J. (2023). Effect of red and blue light on cucumber seedlings grown in a plant factory. Horticulturae, 9(2), 124. https://doi.org/10.3390/horticulturae9020124
Kaya, T. (2022). Farklı Dalga Boylu led Aydınlatma Uygulamalarının Domates (Lycopersicon esculentum L) Fidelerinin gelişimi Kalite Özellikleri ve Mineral Element Içeriklerine Etkileri (Tez no 761650). [Doktora tezi. Ankara Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Bahçe Bitkileri Anabilimdalı]. Yüksek Öğretim Kurulu Tez Merkezi.
Kofidis, G., Giannakoula, A., & Ilias, I.F. (2008). Growth, anatomy and chlorophyll fluorescence of coriander plants (Coriandrum sativum L.) treated with prohexadionecalcium and daminozide. Acta Biologica Cracoviensia Series Botanica, 50(2), 55-62.
Kopsell, D.A., Sams, C.E., & Morrow, R.C. (2015). Blue wavelengths from LED lighting increase nutritionally important metabolites in specialty crops. HortScience, 50(9), 1285-1288. https://doi.org/10.21273/HORTSCI.50.9.1285
Matsuo, S., Nanya, K., Imanishi, S., Honda, I., & Goto, E. (2019). Effects of blue and red lights on gibberellin metabolism in tomato seedlings. The Horticulture Journal, 88(1), 76-82.
McCree, K.J. (1971). The action spectrum, absorptance and quantum yield of photosynthesis in crop plants. Agricultural Meteorology, 9, 191-216. https://doi.org/10.1016/0002-1571(71)90022-7
Mohamed, O. A. (2022). Tüplü domates fidesi yetiştiriciliğinde farklı bakırlı fungusit uygulamalarının boy kontrolü ve kalite üzerine etkileri (Tez no 717310). [Doktora Tezi, Bursa Uludag Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Bahçe Bitkileri Ana Bilim Dalı]. Yükseköğretim Kurulu Ulusal Tez Merkezi.
Ohashi-Kaneko, K., Takase, M., Kon, N., Fujiwara, K., & Kurata, K. (2007). Effect of light quality on growth and vegetable quality in leaf lettuce, spinach and komatsuna. Environmental Control in Biology, 45(3), 189-198. https://doi.org/10.2525/ ecb.45.189
Ouzounis, T., B. Razi Parjikolaei, X. Fretté, E. Rosenqvist, & C. O. Ottosen, (2015). Predawn and high intensity application of supplemental blue light decreases the quantum yield of PSII and enhances the amount of phenolic acids, flavonoids, and pigments in Lactuca sativa. Frontiers in Plant Science 6:19. https://doi.org/10.3389/fpls. 2015.00019
Ozbay, N., & Ergun, N. (2015). Prohexadione calcium on the growth and quality of eggplant seedlings. Pesquisa Agropecuária Brasileira, 50(10), 932-938. https://doi.org/10.1590/S0100-204X 20150010 00009
Park, Y. &, Runkle, E.S. (2019). Blue radiation attenuates the effects of the red to far-red ratio on extension growth but not on flowering. Environmental and Experimental Botany, 168, 103871. https://doi.org/10.1016/j.envexpbot.2019.103871
Quyang F, Mao JF, Wang J, Zhang S, & Li Y (2015) Transcriptome analysis reveals that red and blue light regulate growth and phytohormone metabolism in Norway spruce [Picea abies (L.) Karst.]. PLoS ONE 10(8):83–85.
Snowden, M.C., Cope, K.R., & Bugbee, B. (2016). Sensitivity of seven diverse species to blue and green light: interactions with photon flux. PLoS One, 11 (10), e0163121. https://doi.org/10.1371/ journal.pone.0163121
Son, K.H. &, Oh, M.M. (2013). Leaf shape, growth, and antioxidant phenolic compounds of two lettuce cultivars grown under various combinations of blue and red lightemitting diodes. HortScience, 48(8), 988-995. https://doi.org/10.21273/ HORTSCI. 48.8.988
Tanaka, M., Takamura, T., Watanabe, H., Endo, M., Yanagi, T., & Okamoto, K. (1998). In vitro growth of Cymbidium plantlets cultured under superbright red and blue light-emitting diodes (LEDs). The Journal of Horticultural Science and Biotechnology, 73(1), 39-44. https://doi.org/10.1080/14620316. 1998.11510941
Uslu, A. (2002). Aşılı hıyar fidesi yetiştiriciliğinde, farklı aşı yöntemlerinin karşılaştırılması üzerine bir araştırma(Tez no 128465). [Yüksek Lisans Tezi. Uludağ Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü. Bahçe Bitkileri Ana Bilim Dalı]. Yükseköğretim Kurulu Ulusal Tez Merkezi.
Wheeler, R.M., Mackowiak, C.L., Sager, J.C., Yorio, N.C., & Knott, W.M. (1994). Growth and gas exchange by lettuce stands in a closed, controlled environment. The Journal of the American Society for Horticultural Science 119, 610–615.
Wollaeger, H.M. &, Runkle, E.S. (2015). Growth and acclimation of impatiens, salvia, petunia, and tomato seedlings to blue and red light. HortScience 50 (4), 522–529. https://doi.org/10.21273/ HORTSCI.50.4.522
Yavari, N., Tripathi, R., Wu, BS, MacPherson, S., Singh, J., & Lefsrud, M. (2021). The effect of light quality on plant physiology, photosynthetic, and stress response in Arabidopsis thaliana leaves. PLoS Bir One . 16(3), e0247380. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0247380
Yetişir, H. & Ellialtıoğlu, Ş. (2022). Sebzelerde Fide Yetiştiriciliği - 2. Gece Kitaplığı, Ankara
Yu, W., Liu, Y., Song, L., Jacobs, D. F., Du, X., Ying, Y., &Wu, J. (2017). Effect of differential light quality on morphology, photosynthesis, and antioxidant enzyme activity in Camptotheca acuminata seedlings. Journal of Plant Growth Regulation, 36, 148-160. https://doi.org/ 10.1007/s00344-016-9625-y
Zhang, H.Y., Jiang, Y.N., He, Z.Y., & Ma, M. (2005). Cadmium accumulation and oxidative burst in garlic (Allium sativum). Journal of Plant Physiology, 162, 977-984. https://doi.org/10.1016/ j.jplph.2004.10.001
Zhao, X., Yu, X., Foo, E., Symons, G.M., Lopez, J., Bendehakkalu, K.T., Xiang, J., Weller, J.L., Liu, X., Reid, J.B., & Lin, C. (2007). A study of gibberellin homeostasis and cryptochrome-mediated blue light inhibition of hypocotyl elongation. Plant Physiology, 145(1), 106–118. https://doi.org/ 10.1104/pp.107.099838

Details

Primary Language

Turkish

Subjects

Vegetable Growing and Treatment

Journal Section

Research Article

Authors

Abdullah Havan ^*
0009-0008-8749-0204
Türkiye

Şebnem Köklü Ardıç
0000-0002-5769-2963
Türkiye

Rabia Havan
0009-0008-1552-1294
Türkiye

Ahmet Korkmaz
0000-0002-3886-5953
Türkiye

Early Pub Date

December 19, 2024

Publication Date

December 31, 2024

Submission Date

May 31, 2024

Acceptance Date

October 30, 2024

Published in Issue

Year 2024 Volume: 27 Number: Ek Sayı 2 (Suppl 2)

DOI

https://doi.org/10.18016/ksutarimdoga.vi.1491999

IZ

https://izlik.org/JA85JU74CK

Cite

RIS / Bibtex

APA

Havan, A., Köklü Ardıç, Ş., Havan, R., & Korkmaz, A. (2024). Farklı Dalga Boylu Led Aydınlatma Uygulamalarının Domateste Fide Kalitesi Üzerine Etkileri. Kahramanmaraş Sütçü İmam Üniversitesi Tarım Ve Doğa Dergisi, 27(Ek Sayı 2 (Suppl 2), 372-384. https://doi.org/10.18016/ksutarimdoga.vi.1491999

Cited By

Effects of LED Applications on Dahlia (Dahlia sp.) Seedling Quality

Plants

https://doi.org/10.3390/plants14152319

Effects of different LED light wavelengths on the growth and antioxidant activity of red cabbage microgreens (Brassica oleracea L. var. capitata subvar. rubra)

International Journal of Agriculture, Environment and Food Sciences

https://doi.org/10.31015/jaefs.2026.1.11