Valon intensiteetin ja valon spektrin vaikutus kokonaisfenolisaantoon parakrassin kerrosviljelyssä

Abstract

Opinnäytetyön kirjallisuusosuuden tilaajana oli HAMK Bio tutkimusyksikkö. Kasvien sisältämien bioaktiivisten yhdisteiden pitoisuuksien säätelystä tarvitaan lisää tietoa, kun halutaan kaupallistaa uusia kerrosviljelyyn soveltuvia hyötykasveja tai niistä jalostettuja tuotteita. Opinnäytetyön kokeellisen osuuden tavoitteena oli tutkia valon intensiteetin ja sinisen valon lisäyksen vaikutusta parakrassin, Acmella oleracea, kokonaisfenolipitoisuuteen, biomassantuottoon ja kokonaisfenolisaantoon.

Parakrassia altistettiin erilaisille valokäsittelyille kerrosviljelykontissa. Tulosten perusteella valon intensiteettiä nostamalla saavutettiin 46 % korkeampi parakrassin biomassantuotto, mutta kokonaisfenolipitoisuuteen valon intensiteetin nostolla ei ollut vaikutusta. Sinisen valon lisäyksellä taas ei ollut vaikutusta parakrassin biomassantuottoon, mutta sinistä valoa lisäämällä saavutettiin hetkeksi 15 % korkeampi kokonaisfenolipitoisuus. Kasvatuksen loppuvaiheessa pitkän valokäsittelyjakson jälkeen ei valokäsittelyjen välisiä eroja kokonaisfenolipitoisuudessa kuitenkaan enää havaittu.

Valokäsittelyn kestolla, LED-valojen spektrillä, valon intensiteetillä ja valokäsittelyn ajoituksella voidaan vaikuttaa siihen, tuotetaanko runsaasti kasvimassaa vai korkea tietyn bioaktiivisen yhdisteen pitoisuus. Kun valokäsittelyt optimoidaan, on hyötykasvien tuotanto kerrosviljelyssä taloudellisesti kannattavampaa ja ekologisesti kestävämpää.

The theoretical part of this thesis was commissioned by HAMK Bio Research Unit. To commercialize novel and useful plants suitable for vertical farming or products derived by them, the knowledge of increasing the content of bioactive compounds in plants is required. In the experimental part of the thesis, the aim was to study the impact of PPFD (photosynthetic photon flux density) and blue light on the biomass yield and TPC (total phenolic content) of paracress, Acmella oleracea. Experiments were conducted in a container farm, where paracress was exposed to the light treatments. According to the results, the biomass yield improved by 46% by increasing the PPFD but the increased PPFD did not have any effect on TPC. Moreover, additional blue light did not have any influence on the biomass yield, but TPC improved momentarily by 15%. However, a longer exposure to the light treatments did not result in significant differences in TPC between the light treatments when observed in the final stages of the cultivation. In conclusion, it is possible to control either high biomass yield or high content of a certain bioactive compound production by regulating the timing and the length of the light treatment and with the spectrum of the LED-light and PPFD. The optimization of the light treatments in vertical farming increases the profitability and sustainability of the production of the useful plants.