The influence of the spectral composition of artificial lighting on the biochemical composition of tomato fruits Solanum lycopersicum L

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

Light is an important environmental factor that regulates the accumulation of micro- and macroelements and organic acids in tomato fruits. The use of LEDs for lighting during the growth and development of tomatoes is an effective method for improving the quality of tomato fruits. In this study, LED light sources with a combined spectral composition and high-pressure discharge lamps were used to grow tomatoes in a climate chamber. Using capillary electrophoresis, the mass fractions of cations (ammonium, potassium, sodium, magnesium and calcium ions), anions (chloride, nitrate, sulfate and phosphate ions) and organic acids were determined. It has been established that the type of light sources and the spectral composition of optical radiation are one of the key factors in improving the quality of tomatoes. When grown under LEDs, the concentration of malic acid in tomato fruits increased by 60%, succinic acid by 2 times, and magnesium by 14% and calcium by 57% compared to the fruits of tomato plants grown under gas-discharge lamps. Thus, by selecting the spectral composition of optical radiation, it is potentially possible to increase the content of target components and improve the taste of tomatoes.

About the authors

I. V Knyazeva

Federal Scientific Agroengineering Center VIM

Email: knyazewa.inna@yandex.ru
Candidate of Sciences in Biology, Senior Researcher Moscow, Russia

A. A Smirnov

Federal Scientific Agroengineering Center VIM

Email: alexander8484@inbox.ru
Candidate of Sciences in Technique, Senior Researcher Moscow, Russia

References

  1. Бутов И.С. Объем рынка и потребление томатов в России // Картофель и овощи. 2024. № 1. С. 12-16.
  2. Ilahy R., Tlili I., Siddiqui M.W., Hdider C., Lenucci M.S. Inside and beyond color: Comparative overview of functional quality of tomato and watermelon fruits // Frontiers in Plant Science. 2019. Vol. 10. 769.
  3. Zhang J., Liu S., Zhu X., Chang Y., Wang C., Ma N., Wang J., Zhang X., Lyu J., Xie J. A Comprehensive Evaluation of Tomato Fruit Quality and Identification of Volatile Compounds // Plants. 2023. Vol. 12. 2947.
  4. Knyazeva I.V., Dorokhov A.S., Vershinina O.V., Myachikova N.I., Grishin A.А., Gudimo V.В., Georgescu C. The effect of amber acid on the productivity and chemical composition of tomatoes grown in a climatic chamber // Scientific Study, Research Chemistry, Chemical Engineering, Biotechnology, Food Industry. 2021. Vol. 22 (3). P. 311-319.
  5. Palmieri F., Estoppey A., House G.L., Lohberger A., Bindschedler S., Chain P.S., Junier P. Oxalic acid, a molecule at the crossroads of bacterial-fungal interactions // Advances in Applied Microbiology. 2019. Vol. 106. P. 49-77.
  6. Agbede T., Adekiya A., Ale M., Eifediyi E.K., Olatuni C.A. Soil properties, growth, fruit yield, mineral, lycopene and vitamin C contents of tomato (Lycopersicon esculentum Mill) grown with green manures and NPK fertilizer // Agriculturae Conspectus Scientificus. 2018. Vol. 83. P. 291-297.
  7. Бурынин Д.А., Смирнов А.А. Обзор источников освещения для тепличных хозяйств и фабрик растений // Электротехнологии и электрооборудование в АПК. 2021. Т. 68, № 1 (42). С. 105-113.
  8. Холманский А.С., Смирнов А.А., Зайцева Н.В. Зависимость экстракции микро- и макроэле-ментов культурными растениями от спектра излучения фитооблучателя // Агрофизика. 2019. № 1. С. 52-59.
  9. Neaţă D.S., Popescu G., Popa P., Drăghici E.E., Dobrinoiu M., Nicolae R., Vișan I. Biochemical changes, induced by led light, in tomato plants, grown in the integrated management system (SMI) of agroecosystem resistance // Scientific Papers. Series A. Agronomy. Vol. 64, No. 1. 2021.
  10. Kim H., Yang T., Choi S., Wang Y., Lin M., Liceaga A.M. Supplemental intracanopy far-red radiation to red LED light improves fruit quality attributes of greenhouse tomatoes // Scientia Horticulturae. 2019. Vol. 261. 108985.
  11. Ракутько С.А., Ракутько Е.Н., Медведев Г.В. Разработка экспериментального фитотрона и его применение в исследованиях по энергоэкологии светокультуры // Сельскохозяйственные машины и технологии. 2023. Т. 17, № 2. С. 40-48. https://doi.org/10.22314/2073-7599-2023-17-2-40-48.
  12. Ших Е.В., Елизарова Е.В., Махова А.А., Брагина Т.В. Роль томатов и продуктов из них в здоровом питании человека // Вопросы питания. 2021. Т. 90, № 4. С. 129-137.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2025 Russian Academy of Sciences

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».