Palielināta CO2 satura iespējamās ietekmes pārbaude Brassicaceae mikrozaļumu audzēšanā

Abstract

Mikrozaļumi ir bagāti ar antioksidantiem, vitamīniem, minerālvielām, karotenoīdiem un fenolu savienojumiem, kas ir labvēlīgi cilvēka veselībai. Nesenie pētījumi ir vērsti uz vitamīnu, kopējo fenolu un antociānu satura palielināšanu mikrozaļumos, mainot gaismas un temperatūras apstākļus, taču paaugstinātas CO2 koncentrācijas ietekme ir maz pētīta. Darba mērķis bija pārbaudīt, vai paaugstināta CO2 koncentrācija palielina biomasu, kopējo fenolu un antociānu saturu Brassicaceae dzimtas mikrozaļumos. Lai sasniegtu darba mērķi, astoņus Brassicaceae dzimtas mikrozaļumus audzēja normālā un paaugstinātā CO2 vidē. Noteica svaigo un sauso masu, kopējo fenolu un antociānu saturu. Papildus noteica minerālmēslojuma un paaugstinātas CO2 koncentrācijas apvienoto ietekmi uz sarkanās mizunas (Brassica rapa subsp. nipposinica “Red”) mikrozaļumu biomasu. Mikrozaļumus diedzēja un audzēja divās klimata kamerās 22 °C temperatūrā ar relatīvo gaisa mitrumu 60%. Abas klimata kameras bija aprīkotas ar LED moduļiem, kuri izstaroja balto gaismu ar fotonu plūsmas blīvumu 124 µmol m–2 s–1 un ar fotoperiodu 16 h diena un 8 h nakts. Vienā klimata kamerā vidējā CO2 koncentrācija bija 400 ppm un otrā 1200 ppm. Mikrozaļumus appludināja vienu reizi dienā ar krāna ūdeni vai minerālmēslojumu. Paaugstināta CO2 koncentrācija nepalielināja biomasu, kopējo fenolu un antociānu koncentrāciju astoņās dažādās Brassicaceae dzimtas mikrozaļumos. Sarkanās mizunas mikrozaļumi, kas audzēti ar pievienotu minerālmēslojumu, uzrādīja būtisku biomasas pieaugumu salīdzinājumā ar tiem, kurus laistīja ar krāna ūdeni, taču paaugstinātai CO2 koncentrācijai nebija būtiskas ietekmes uz biomasu. Iegūtie rezultāti neatbilst citiem literatūrā atrodamajiem pētījumiem un apšauba pieņēmumu, ka paaugstināta CO2 koncentrācija palielina augu biomasu. No pētījumā iegūtajiem rezultātiem izvirza hipotēzi, ka augiem ir nepieciešama augstāka gaismas intensitāte, lai efektīvi izmantotu papildu CO2 fotosintēzes procesā.

Microgreens are rich in vitamins, minerals, carotenoids and phenolic compounds, which are beneficial to human health. While recent studies have aimed to increase vitamin, total phenol and anthocyanin content in microgreens by altering light and temperature, the effects of elevated CO2 concentration remains understudied. The aim of this study was to test whether elevated CO2 concentration would increase the biomass, total phenol, and anthocyanin content in Brassicaceae family microgreens. To achieve this aim, eight different Brassicaceae family microgreens were grown in normal and elevated CO2 environments. Fresh and dry mass, total phenol and anthocyanin content were measured. Additionally, the combined effects of fertilizer and elevated CO2 concentration on red mizuna (Brassica rapa subsp. nipposinica “Red”) microgreen biomass were determined. Microgreens were germinated and grown in two climate chambers at a temperature of 22 °C and relative air humidity 60%. Both climate chambers were equipped with LED modules emitting white light with photon flux density of 124 µmol m–2 s–1 and a photoperiod of 16 h of day and 8 h of night. One climate chamber had average CO2 concentration of 400 ppm and other 1200 ppm. Microgreens were irrigated with tap water or fertilizer once per day. The results showed that elevated CO2 concentration did not increase biomass, total phenol and anthocyanin content in the eight different Brassicaceae family microgreens. Red mizuna microgreens grown with added fertilized showed a significant increase in biomass compared to those irrigated with tap water, but elevated CO2 concentration had no significant effect on biomass. Acquired data from this study does not align with other studies in the literature and challenge the assumption that CO2 increases plant biomass. It is hypothesized that higher light intensity may be required for plants to utilize additional CO2 in photosynthesis effectively.