השפעות תאורה משלימה עם קומפוזיציות ספקטרליות שונות על צמיחת הצמח, התפתחות הפרי ועיצוב האיכות של עגבניות המגודלות במתקנים

עגבניות זוהרות בעונות חשוכות יותר

עגבניות אוהבות שמש, אך רבות מהחממות מתמודדות עם תקופות ארוכות של מזג אוויר מעונן ועמום — במיוחד באזורים כמו מחוז גוִיז'וֹוּ בדרום‑מערב סין. המחקר הזה שואל שאלה מעשית שרלוונטית לחקלאים ולגננים ביתיים כאחד: האם ניתן באמצעות בחירה מדוקדקת של צבעי תאורת LED לשפר את צמיחת העגבניות, לזרז ההבשלה ולשפר את הטעם והערכים התזונתיים כאשר האור הטבעי חסר? באמצעות בדיקה של כמה תערובות צבעים המחקרנים מראים כיצד כוונון האור כמו מתכון יכול להגדיל את התשואה ולשפר טעם ותזונה.

מדוע תאורה משלים חשובה

חקלאות חממה מודרנית מאפשרת למגדלים לשלוט בטמפרטורה, במים ובדשן, אך קשה להבטיח אור קבוע. בגוִיז'וֹוּ שעות השמש בחורף ובאביב נמוכות בהרבה מהממוצע הארצי, מה שיוצר "רעב לאור" כרוני לגידולים שאוהבים שמש כמו עגבניות. הצוות גידל עגבניות בחממה פלסטית והשווה בין צמחים שלא קיבלו תאורה נוספת לבין צמחים שקיבלו "הארכת יום" בתאורת LED שש שעות בכל יום. כל טיפולי ה‑LED כללו תערובת בסיסית של אדום‑כחול — צבעים הידועים כמניעים זרחון — ולאחר מכן נוספה צבע נוסף: עוד אדום, כחול, ירוק, רחוק‑אדום או אולטרה‑סגול A. תצורה זו אפשרה לחוקרים לראות לא רק האם תאורה נוספת עוזרת, אלא איזו תערובת צבעים עובדת הכי טוב למטרות ייצור שונות.

כיצד נבדקו מתכוני האור

המדענים השתמשו באותה זן עגבנייה, באותם עציצים, בתערובת אדמה זהה, בדשן ובשיטות גיזום בכל הטיפולים כך שרק תנאי התאורה ישתנו. נורות ה‑LED נתלו ממש מעל קצות הצמחים והתאימו ככל שהצמחים גדלו, תוך שמירה על מרחק קבוע כדי להבטיח מינון אור עקבי. לאורך מספר שבועות מדדו גובה הצמח, עובי הגבעול, גודל העלה והירקון של העלים. כאשר הפרי נוצר ונפח, עקבו אחר קצב שינוי הצבע וההגעה להבשלה מלאה. בשלבים מפתח שקלו את הקציר, ספרו פרי לפי קטגוריות גודל וניתחו את העגבניות עבור תרכובות הקשורות לטעם ולתזונה — כגון סוכרים, חומצות, ויטמין C, חלבונים, חומצות אמינו, ליקופן (הפיגמנט האדום) ופנולים כוללים.

מה קרה לצמיחה ולתשואה

כל הצמחים שקיבלו תאורה משופרת הציגו ביצועים טובים יותר מאלו שגודלו ללא תאורה נוספת: הם גדלו בעוצמה רבה יותר, הבשילו מוקדם יותר ונתנו תשואות גבוהות יותר. אך הפרטים השתנו לפי הצבע הנוסף. כאשר הוסיפו אדום נוסף לתערובת האדום‑כחול הבסיסית, הצמחים ייצרו את המספר הגדול ביותר של פירות גדולים ואת התשואה הגבוהה ביותר לכל צמח, בעקיפין על פני הטיפול הבסיסי. הוספת אור ירוק נתנה את הפירות הכבדים בממוצע והעלתה את התשואה באופן משמעותי. אור כחול נוסף העבה את הגבעולים והעמיק את ירקון העלים, סמנים של מערכת פוטוסינתטית חזקה. אור רחוק‑אדום ואולטרה‑סגול A עודדו קפיצות צמיחה מוקדמות או שינויים מבניים, אך רווחי התשואה שלהם היו צנועים יותר מאשר אלו שנצפו עם אדום או ירוק נוספים.

כיצד צבעי האור עיצבו טעם ותזונה

הספקטרום גם שינה את התכולה בתוך הפרי. כל טיפולי האור הצבעוני האיצו את הצטברות הליקופן, מה שעשה את הפירות לאדומים ובעלי צבע חזק יותר מאשר אלו תחת אור טבעי בלבד. אור ירוק נוסף בלט בהגברת הליקופן ובהעלאת חלבונים, חומצות אמינו ונוגדי חמצון פנוליים בשלבי ההבשלה האחרונים, לצד יחס סוכר‑לחומצה גבוה שמקושר לטעם עשיר יותר. אור כחול נוסף הטיב עם ויטמין C וחלבון מסיס, בעוד שאור רחוק‑אדום חיזק את איזון הסוכרים והחומצות והעצים את הגוונים האדומים והצהובים של הקליפה. אולטרה‑סגול A האריך זמנית את גובה הצמח והעלה חלבונים מסיסים, סוכרים וחומצות אורגניות בשלב המאוחר של ההתפתחות. לעומת זאת, אור אדום‑כחול פשוט ללא תוספות ציבעוניות לעתים דיכא חומרים מזינים מסוימים בסוף ההבשלה, מה שמדגיש עד כמה עגבניות רגישות להבדלים הדקים באיכות האור.

מה משמעות הדברים עבור המגדלים

לציבור הרחב, המסקנה ברורה: כאשר השמש נדירה, תערובת ה‑LED הנכונה יכולה לעשות יותר מאשר לשמור על העגבניות בחיים — היא יכולה להכריע כמה פירות תקבלו, כמה הם גדולים, כמה מהר הם יהפכו לאדומים, ועד כמה יהיו מתוקים, חמצמצים ומזינים. אור אדום נוסף מתאים ביותר אם המטרה היא תשואה מקסימלית ויותר פירות גדולים. אור ירוק נוסף אידיאלי לפירות כבדים יותר עם צבע חזק ומאזן טעמים מתוק ועשיר. כחול, רחוק‑אדום ואולטרה‑סגול A מציעים כל אחד שיפורי איכות משלו. המחברים מציעים שמגדלי חממות יכולים להתייחס לאור כמרכיב ניתן לכוונון, לבחור תערובות צבע ספציפיות להתאמה למזג האוויר המקומי ולדרישות השוק, וקוראים למחקרים עתידיים להפריד בין תפקידי צבע האור ובהירותו ולהתאים את המתכונים האלה לזני עגבניות נוספים.

ציטוט: Sun, D., Ma, C., Liu, X. et al. Effects of supplementary lighting with different spectral compositions on plant growth, fruit development, and quality formation of facility-grown tomatoes. Sci Rep 16, 10737 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-44021-6

מילות מפתח: עגבניות בחממה, תאורת LED, ספקטרום אור, איכות פרי, חקלאות בסביבה מבוקרת