Please use this identifier to cite or link to this item:
https://olympias.lib.uoi.gr/jspui/handle/123456789/32261Full metadata record
| DC Field | Value | Language |
|---|---|---|
| dc.contributor.author | Σουκουβέλου, Αθηνά | el |
| dc.date.accessioned | 2022-12-28T10:21:17Z | - |
| dc.date.available | 2022-12-28T10:21:17Z | - |
| dc.identifier.uri | https://olympias.lib.uoi.gr/jspui/handle/123456789/32261 | - |
| dc.identifier.uri | http://dx.doi.org/10.26268/heal.uoi.12073 | - |
| dc.rights | Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 United States | * |
| dc.rights | info:eu-repo/semantics/openAccess | * |
| dc.rights.uri | http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/us/ | * |
| dc.subject | Τεχνητό φως | el |
| dc.subject | Ανάπτυξη φυτών | el |
| dc.subject | Μήκη κύματος | el |
| dc.subject | Φάσμα | el |
| dc.subject | Φωτοβιολογία | el |
| dc.subject | Είδη φωτισμού | el |
| dc.subject | Artificial light | en |
| dc.subject | Plant growth | en |
| dc.subject | Wavelengths | en |
| dc.subject | Spectrum | en |
| dc.subject | Photobiology | en |
| dc.subject | Types of lighting | en |
| dc.subject | FL | en |
| dc.subject | LED | en |
| dc.title | Η σημασία της εφαρμογής τεχνητού φωτισμού στις καλλιέργειες | el |
| dc.title | The importance of applying artificial lighting to crops | en |
| dc.type | masterThesis | - |
| dc.type | info:eu-repo/semantics/masterThesis | * |
| heal.type | masterThesis | - |
| heal.type.en | Master thesis | en |
| heal.type.el | Μεταπτυχιακή εργασία | el |
| heal.secondaryTitle | η περίπτωση των διόδων εκπομπής φωτός (LED) | el |
| heal.secondaryTitle | the case of light-emitting diodes (LEDs) | en |
| heal.classification | Ανάπτυξη φυτώv | - |
| heal.dateAvailable | 2022-12-28T10:22:17Z | - |
| heal.language | el | - |
| heal.access | free | - |
| heal.recordProvider | Πανεπιστήμιο Ιωαννίνων. Σχολή Θετικών Επιστημών. Τμήμα Χημείας | el |
| heal.publicationDate | 2022 | - |
| heal.bibliographicCitation | Βιβλιογραφία: σ. 79-92 | el |
| heal.abstract | Στόχος της παρούσας εργασίας είναι να αναδείξει την επίδραση του τεχνητού φωτισμού στην ανάπτυξη και την καλλιέργεια των φυτών. Αρχικά γίνεται λόγος για τα μήκη κύματος της ηλιακής ακτινοβολίας και τις πτυχές της Φωτοβιολογίας. Αναφέρεται η επίδραση του φωτός στη βιωσιμότητα των φυτών και παρουσιάζεται το φωτομετρικό σύστημα των φυτών με τις διάφορες εξισώσεις υπολογισμού και την καμπύλη σχετικής κβαντικής απόδοσης. Οι φυσιολογικές λειτουργίες των φυτών που επηρεάζονται από τη δέσμευση φωτός είναι η φωτοσύνθεση και η φωτομορφογένεση. Η λειτουργία της φωτοσύνθεσης πραγματοποιείται σε μήκη κύματος που κυμαίνονται μεταξύ των 400-700nm και το τμήμα αυτό αναφέρεται ως φωτοσυνθετικά ενεργή ακτινοβολία ή PAR. Με τον όρο φωτομορφογένεση εννοούμε τις βιολογικές λειτουργίες των φυτών που επηρεάζονται από το φως και σχετίζονται με την ανάπτυξη των μορφολογικών χαρακτηριστικών τους. Ακολουθεί αναφορά στα διάφορα είδη τεχνητού φωτισμού, που βρίσκουν εφαρμογή στις καλλιέργειες φυτών, όπως είναι οι λαμπτήρες πυρακτώσεως, οι λαμπτήρες εκκένωσης αερίου, οι λαμπτήρες φθορισμού κ.α. Οι λαμπτήρες πυρακτώσεως έχουν μικρή ενεργειακή απόδοση, ενώ οι λαμπτήρες εκκένωσης αερίου εκπέμπουν μεγάλη ένταση PAR. Οι λαμπτήρες εκκένωσης νατρίου υψηλής πίεσης είναι οι πιο διαδεδομένοι στην καλλιέργεια και παραγωγή κηπευτικών προϊόντων, ενώ οι λαμπτήρες φθορισμού (FL) διατίθενται στο εμπόριο σε μεγάλη ποικιλία φασματικών συνθέσεων και έχουν σχετικά μεγάλη διάρκεια ζωής. Αναδεικνύεται η περίπτωση των διόδων εκπομπής φωτός (LED), μέσα από την ανεπτυγμένη τεχνολογία τους, τον τρόπο λειτουργίας τους και τα διάφορα είδη που υπάρχουν. Παρουσιάζεται η μεγάλη ποικιλία των μηκών κύματος που διαθέτουν και η υψηλή φασματική ποιότητά τους. Τα μήκη κύματος των LED δεν παρουσιάζουν ετερογένεια ακόμη και μετά από μεγάλης διάρκειας χρήση, ενώ τα χαρακτηρίζει η εκπομπή στενής φασματικής ζώνης φωτός, γι’ αυτό και με τη χρήση τους μεγιστοποιείται η απορρόφηση των φωτοσυνθετικών χρωστικών. Η αξιολόγηση αυτών των φωτιστικών πηγών πραγματοποιείται βάση της ηλεκτρικής τους απόδοσης και της φωτοσυνθετικής τους απόδοσης. Δείκτες όπως ο «CRI» μετρούν την απόδοση των χρωμάτων των φωτιστικών. Η μεγάλη διάρκεια ζωής και η εξοικονόμηση ενέργειας είναι δύο από τα κύρια πλεονεκτήματά τους, τα οποία τα προσδιορίζουν ως σημαντικές πηγές φωτισμού στην καλλιέργεια των φυτών. Ο χρήστης που θα χρησιμοποιήσει τους λαμπτήρες LED στην καλλιέργεια των φυτών, θα πρέπει, όμως, να λάβει υπόψη του και τα μειονεκτήματά τους. Τα πιο βασικά είναι το υψηλό κόστος αγοράς και το γεγονός ότι η απόδοση τους επηρεάζεται ιδιαίτερα από τις εξωτερικές συνθήκες περιβάλλοντος. Στη συνέχεια της εργασίας γίνεται ανάλυση της επίδρασης του φωτός στην ανάπτυξη και σε μορφολογικά χαρακτηριστικά των φυτών όπως είναι το φύλλωμα, ο βλαστός και το ριζικό τους σύστημα, σε ιδιότητες των φυτών όπως είναι το ύψος και το νωπό και ξηρό βάρος των επιμέρους τμημάτων τους, στις φυσιολογικές λειτουργίες των φυτών όπως ο φθορισμός της χλωροφύλλης, η φωτοσυνθετική απόδοση, το δυναμικό ανάπτυξης των ριζών και η αντιοξειδωτική ικανότητα των φυτών και στον δευτερογενή μεταβολισμό των φυτών, δηλαδή την περιεκτικότητά τους σε φυτοχημικές ενώσεις, όπως οι ολικές και απλές φαινολικές ενώσεις, τα φλαβονοειδή και οι ανθοκυανίνες, οι χλωροφύλλες a,b και τα καροτενοειδή. Σε γενικές γραμμές, τα μέγιστα αποτελέσματα στη φωτοσύνθεση επιτυγχάνονται όταν τα φυτά αναπτύσσονται κάτω από το ηλιακό φως με συμπληρωματικό LED φως, το οποίο διαθέτει ποικίλα φάσματα φωτός. Μελέτες των τελευταίων ετών, έδειξαν πως οι περιοχές του μπλε και του κόκκινου φωτός είναι αυτές, όπου τα φυτά παρουσιάζουν τη μεγαλύτερη απόκριση, με αποτέλεσμα να προκαλούν μορφολογικές και αναπτυξιακές μεταβολές στα φυτά και να επηρεάζουν σημαντικές βιολογικές λειτουργίες τους. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι, οι τρεις κύριες ομάδες φωτοϋποδοχέων των φύλλων των φυτών απορροφούν ακτινοβολία σε αυτές τις περιοχές. Πιο συγκεκριμένα, το φυτόχρωμα αντιλαμβάνεται το ερυθρό (R) και υπέρυθρο (FR), τα κρυπτοχρώματα αντιλαμβάνονται το μπλε (B) και το υπεριώδες-Α (UV-A) και οι φωτοτροπίνες αντιλαμβάνονται το μπλε (Β) χρώμα φωτός. Τέλος, πραγματοποιείται μια ανασκόπηση πειραματικών μελετών που αφορούν την επίδραση της εκπομπής τεχνητού φωτισμού σε διάφορα είδη φυτών, όπως είναι τα δένδρα, τα αρωματικά φυτά, τα κηπευτικά προϊόντα, τα βιομηχανικά φυτά και τα καλλωπιστικά φυτά. Οι λαμπτήρες φθορισμού FL και οι δίοδοι εκπομπής φωτός (LED) είναι αυτοί που χρησιμοποιούνται περισσότερο στις έρευνες των τελευταίων ετών. Στη ροδιά, οι διάφορες μεταχειρίσεις φωτός LED έφεραν θετικά αποτελέσματα στην ανάπτυξη των φυτών και στη βελτίωση των φυσιολογικών λειτουργιών τους, ενώ οι λαμπτήρες φθορισμού είχαν μεγαλύτερη απόδοση στην περιεκτικότητα των φυτών σε χλωροφύλλες a,b και καροτενοειδή. Στην κερασιά, η επίδραση του τεχνητού φωτισμού ήταν ασήμαντη. Το ύψος και το νωπό και ξηρό βάρος της οξιάς και της δρυός αυξήθηκαν με την επίδραση του LED φωτισμού, ενώ η περιεκτικότητα των φυτών σε χλωροφύλλες a,b αυξήθηκε με τη χρήση λαμπτήρων φθορισμού. Η φωτοσυνθετική απόδοση των φυτών του μελισσόχορτου βελτιώθηκε με τον φωτισμό τους με λαμπτήρες φθορισμού που εξέπεμπαν υψηλό ποσοστό κόκκινης ακτινοβολίας, ενώ η περιεκτικότητα σε χλωροφύλλες a,b του βασιλικού αυξήθηκε με ακτινοβολία μπλε φάσματος φωτός που προέρχονταν και πάλι από λαμπτήρες φθορισμού. Οι μεταχειρίσεις φωτός LED, οι οποίες εξέπεμπαν κόκκινη ή μπλε ή συνδυασμό κόκκινης και μπλε ακτινοβολίας, έδωσαν τις υψηλότερες τιμές στην επιφάνεια του φυλλώματος, στο ριζικό σύστημα, στο ύψος, στο νωπό και ξηρό βάρος, στη φωτοσυνθετική απόδοση και στην περιεκτικότητα των φυτοχημικών ενώσεων διάφορων κηπευτικών, όπως η ντομάτα, το μαρούλι, ο αρακάς, το αγγούρι, το λάχανο και η καρπουζιά. Οι κόκκινοι και μπλε λαμπτήρες LED αυξάνουν σημαντικά το ριζικό σύστημα και την ξηρή βιομάζα των φυτών της ελαιοκράμβης. Το νωπό βάρος των χρυσάνθεμων και των τριανταφυλλιών αυξήθηκε με τη χρήση τεχνητού φωτισμού LED. Στην περίπτωση της καμπανούλας, η ελεγχόμενη αύξηση της έντασης του φωτός δίνει υψηλότερα φυτά. Η περιεκτικότητα και των τριών προαναφερθέντων καλλωπιστικών φυτών σε φλαβονοειδή και ανθοκυανίνες αυξάνεται σημαντικά με τη χρήση λαμπτήρων LED που εκπέμπουν φως μπλε χρώματος. Επομένως τα LED, σίγουρα αποτελούν μια πηγή φωτός με ιδιαίτερο ενδιαφέρον στη φυτική παραγωγή, αφού δίνουν αυξημένες τιμές στα χαρακτηριστικά των φυτών, σε σύγκριση με τα συμβατικά είδη φωτισμού. | el |
| heal.abstract | The aim of this study is to present the effect of artificial lighting on the growth and the cultivation of plants. Initially, the wavelengths of solar radiation and the aspects of Photobiology are discussed. The effect of light on plant viability is reported and the photometric system of plants is presented with the various calculation equations and the relative quantum yield curve. Physiological plant function affected by light absorption are photosynthesis and photomorphogenesis. The operation of photosynthesis takes place at wavelengths ranging between 400-700 nm and this part is referred to as photosynthetically active radiation or PAR. By the term photomorphogenesis we mean the biological functions of plants that are affected by light and are related to the development of their morphological characteristics. The following is a reference to the different types of artificial lighting, which find application in plant crops, such as incandescent lamps, gas discharge lamps, fluorescent lamps, etc. Incandescent lamps have low energy efficiency, while gas discharge lamps emit high PAR intensity. High-pressure sodium discharge lamps are the most common in horticultural cultivation and production, while fluorescent lamps (FL) are commercially available in a wide variety of spectral compositions and have relatively long lifetimes. The case of light-emitting diodes (LEDs) is highlighted, through their developed technology, how they work and the different types that exist. The wide variety of wavelengths which is available and their high spectral quality are presented. The wavelengths of LEDs do not show heterogeneity even after long-term use, while they are characterized by the emission of a narrow spectral band of light, which is why their use maximizes the absorption of photosynthetic pigments. The evaluation of these light sources is based on their electrical efficiency and their photosynthetic efficiency. Indicators such as "CRI" measure the color rendering of lamps. Long life and energy saving are two of their main advantages, which identify them as important lighting sources in plant cultivation. The user who will use LED lamps in the cultivation of plants, should, however, take into account their disadvantages. The most basic ones are the high purchase cost and the fact that their performance is highly affected by external environmental conditions. In the continuation of the work, an analysis is made of the effect of light on the growth and morphological characteristics of the plants such as the foliage, the stem and their root system, on plant properties such as the height and the fresh and dry weight of their individual parts, in the physiological functions of plants such as chlorophyll fluorescence, photosynthetic efficiency, root growth potential and plant antioxidant capacity and in the secondary metabolism of plants, which means their content of phytochemical compounds, such as total and simple phenolic compounds, flavonoids and anthocyanins, chlorophylls a, b and carotenoids. In general, maximum results in photosynthesis are achieved when plants are grown under sunlight with supplemental LED light, which has a variety of light spectrums. 6 Studies in recent years have shown that the areas of blue and red light are the ones where plants show the greatest response, causing morphological and developmental changes in plants and affecting their important biological functions. This is due to the fact that the three main photoreceptor groups of plants leaves absorb radiation in these areas. More specifically, phytochrome perceives red (R) and infrared (FR), cryptochromes perceive blue (B) and ultraviolet-A (UV-A) and phototropins perceive blue (B) color of light. Finally, a review of experimental studies concerning the effect of artificial lighting emission on various types of plants, such as trees, aromatic plants, horticultural products, industrial plants and ornamental plants, is carried out. Fluorescent lights (FL) and light emitting diodes (LED) are the most used in research in recent years. In pomegranate, the various LED light treatments had positive effects on plant growth and improvement of their physiological functions, while fluorescent lamps had a greater effect on plant chlorophyll a, b and carotenoid content. In cherry, the effect of artificial lighting was insignificant. The height and fresh and dry weight of beech and oak increased with the effect of LED lighting, while the plant chlorophyll a, b content increased with the use of fluorescent lamps. The photosynthetic performance of lemon balm plants was improved by lighting them with fluorescent lamps emitting a high proportion of red radiation, while the chlorophyll a, b content of basil was increased by blue light irradiation again from fluorescent lamps. The LED light treatments, which emitted red or blue or a combination of red and blue radiation, gave the highest values of leaf area, root system, height, fresh and dry weight, photosynthetic efficiency and content of phytochemical compounds of various horticultural crops, such as tomato, lettuce, pea, cucumber, cabbage and watermelon. Red and blue LED lamps significantly increase the root system and dry biomass of canola plants. The fresh weight of chrysanthemums and roses was increased by using artificial LED lighting. In case of harebell, a controlled increase in light intensity gives taller plants. The flavonoid and anthocyanin content of all three of abovementioned ornamental plants is significantly increased by the use of LED lamps that emit blue light. Therefore, LEDs are definitely a light source of particular interest in plant production, since they give increased values to plant characteristics, compared to conventional types of lighting. | en |
| heal.advisorName | Καριπίδης, Χαράλαμπος | el |
| heal.committeeMemberName | Καριπίδης, Χαράλαμπος | el |
| heal.committeeMemberName | Στουρνάρας, Βασίλειος | el |
| heal.committeeMemberName | Μπέζα, Παρασκευή | el |
| heal.academicPublisher | Πανεπιστήμιο Ιωαννίνων. Σχολή Θετικών Επιστημών. Τμήμα Χημείας | el |
| heal.academicPublisherID | uoi | - |
| heal.numberOfPages | 92 σ. | - |
| heal.fullTextAvailability | true | - |
| Appears in Collections: | Διατριβές Μεταπτυχιακής Έρευνας (Masters) - ΧΗΜ | |
Files in This Item:
| File | Description | Size | Format | |
|---|---|---|---|---|
| Μ.Ε. ΣΟΥΚΟΥΒΕΛΟΥ ΑΘΗΝΑ 2022.pdf | 1.38 MB | Adobe PDF | View/Open |
This item is licensed under a Creative Commons License
