Anotacija: Daržovių daigai yra pirmasis daržovių auginimo žingsnis, o sodinukų kokybė labai svarbi daržovių derliui ir kokybei po pasodinimo. Nuolat tobulinant darbo pasidalijimą daržovių pramonėje, daržovių daigai pamažu suformavo nepriklausomą pramonės grandinę ir aptarnauja daržovių gamybą. Dėl blogų oro sąlygų tradiciniai sodinukų sodinimo būdai neišvengiamai susiduria su daugybe iššūkių, tokių kaip lėtas sodinukų augimas, kojų augimas, kenkėjai ir ligos. Daugelyje komercinių kultivatorių naudojami augimo reguliatoriai, norint susidoroti su kojomis sodinukais. Tačiau naudojant augimo reguliatorius kyla sėjinukų standumo, maisto saugos ir aplinkos užteršimo pavojus. Be cheminių kontrolės metodų, nors mechaninis stimuliavimas, temperatūros ir vandens kontrolė taip pat gali padėti užkirsti kelią sodinukų kojoms augimui, jie yra šiek tiek mažiau patogūs ir veiksmingi. Pasaulinės naujosios Covid-19 epidemijos įtakoje išryškėjo gamybos valdymo sunkumų, kuriuos sukelia darbo jėgos trūkumas ir augančios darbo jėgos sąnaudos sodinukų pramonėje, problemos.

Tobulėjant apšvietimo technologijoms, dirbtinės šviesos panaudojimas daržovių daigų auginimui turi didelį daigų efektyvumą, mažiau kenkėjų ir ligų, lengvą standartizavimą. Palyginti su tradiciniais šviesos šaltiniais, naujos kartos LED šviesos šaltiniai pasižymi energijos taupymo, didelio efektyvumo, ilgaamžiškumo, aplinkos apsaugos ir ilgaamžiškumo, mažo dydžio, mažos šiluminės spinduliuotės ir mažos bangos ilgio amplitudės savybėmis. Jis gali suformuluoti tinkamą spektrą pagal sodinukų augimo ir vystymosi poreikius augalų fabrikų aplinkoje ir tiksliai kontroliuoti sodinukų fiziologinį ir medžiagų apykaitos procesą, tuo pačiu prisidedant prie neterštos, standartizuotos ir greitos daržovių sodinukų auginimo. , ir sutrumpina sodinukų ciklą. Pietų Kinijoje paprikos ir pomidorų daigus (3-4 tikruosius lapelius) išauginti plastikiniuose šiltnamiuose užtrunka apie 60 dienų, o agurkų daigams (3-5 tikrieji lapai) – apie 35 dienas. Augalų gamyklos sąlygomis pomidorų daigų auginimas užtrunka tik 17 dienų, o pipirų daigus – 25 dienas, esant 20 valandų fotoperiodui ir 200–300 μmol/(m2•s) PPF. Lyginant su įprastiniu sodinukų auginimo šiltnamyje būdu, LED augalų gamyklos sodinukų auginimo metodo naudojimas žymiai sutrumpino agurkų augimo ciklą 15-30 dienų, o moteriškų žiedų ir vaisių skaičius vienam augalui padidėjo 33,8% ir 37,3%. , atitinkamai, o didžiausias derlius padidintas 71,44 proc.

Energijos panaudojimo efektyvumo požiūriu augalų gamyklų energijos panaudojimo efektyvumas yra didesnis nei toje pačioje platumoje esančių Venlo tipo šiltnamių. Pavyzdžiui, Švedijos augalų gamykloje 1 kg salotų sausųjų medžiagų pagaminti reikia 1411 MJ, o šiltnamyje – 1699 MJ. Tačiau skaičiuojant vienam salotų sausosios medžiagos kilogramui reikalingą elektros energiją, gamyklai 1 kg sausos masės salotų pagaminti reikia 247 kW·h, o Švedijos, Nyderlandų ir Jungtinių Arabų Emyratų šiltnamiuose – 182 kW·. h, atitinkamai 70 kW·h ir 111 kW·h.

Tuo pačiu metu gamykloje naudojant kompiuterius, automatinę įrangą, dirbtinį intelektą ir kitas technologijas galima tiksliai valdyti sodinukų auginimui tinkamas aplinkos sąlygas, atsikratyti natūralios aplinkos sąlygų apribojimų ir realizuoti protingą, mechanizuota ir kasmetinė stabili sodinukų produkcijos gamyba. Pastaraisiais metais Japonijoje, Pietų Korėjoje, Europoje ir JAV bei kitose šalyse augalų fabrikų sodinukai buvo naudojami komercinei lapinių daržovių, vaisinių daržovių ir kitų ūkinių kultūrų gamybai. Didelės pradinės investicijos į augalų gamyklas, didelės veiklos sąnaudos ir didžiulis sistemos energijos suvartojimas vis dar yra kliūtis, ribojanti sodinukų auginimo technologijų skatinimą Kinijos augalų gamyklose. Todėl, siekiant pagerinti ekonominę naudą, būtina atsižvelgti į didelio derlingumo ir energijos taupymo reikalavimus šviesos valdymo strategijų, daržovių auginimo modelių kūrimo, automatizavimo įrangos atžvilgiu.

Šiame straipsnyje apžvelgiama LED šviesos aplinkos įtaka daržovių sodinukų augimui ir vystymuisi augalų fabrikuose pastaraisiais metais, žvelgiant į daržovių sodinukų šviesos reguliavimo augalų fabrikuose tyrimo kryptį.

1. Šviesos aplinkos poveikis daržovių sodinukų augimui ir vystymuisi

Kaip vienas iš esminių augalų augimo ir vystymosi aplinkos veiksnių, šviesa yra ne tik energijos šaltinis augalams fotosintezei vykdyti, bet ir pagrindinis signalas, turintis įtakos augalų fotomorfogenezei. Augalai per šviesos signalų sistemą jaučia signalo kryptį, energiją ir šviesos kokybę, reguliuoja savo augimą ir vystymąsi, reaguoja į šviesos buvimą ar nebuvimą, bangos ilgį, intensyvumą ir trukmę. Šiuo metu žinomi augalų fotoreceptoriai apima mažiausiai tris klases: fitochromus (PHYA ~ PHYE), kurie jaučia raudoną ir toli raudoną šviesą (FR), kriptochromus (CRY1 ir CRY2), kurie jaučia mėlyną ir ultravioletinį A, ir elementus (Phot1 ir Phot2), UV-B receptorius UVR8, kuris jaučia UV-B. Šie fotoreceptoriai dalyvauja ir reguliuoja susijusių genų ekspresiją, o tada reguliuoja gyvybės veiklą, pvz., augalų sėklų daigumą, fotomorfogenezę, žydėjimo laiką, antrinių metabolitų sintezę ir kaupimąsi bei toleranciją biotiniam ir abiotiniam stresui.

2. LED šviesos aplinkos įtaka daržovių sodinukų fotomorfologiniam įsitvirtėjimui

2.1 Skirtingos šviesos kokybės poveikis daržovių sodinukų fotomorfogenezei

Raudonos ir mėlynos spektro sritys turi didelį augalų lapų fotosintezės kvantinį efektyvumą. Tačiau ilgalaikis agurkų lapų poveikis grynai raudonai šviesai pakenks fotosistemai, sukeldamas „raudonosios šviesos sindromo“ reiškinį, pvz., sulėtėjusią stomatologinę reakciją, sumažėjusį fotosintezės pajėgumą ir azoto naudojimo efektyvumą bei augimo sulėtėjimą. Esant mažam šviesos intensyvumui (100±5 μmol/(m2•s)), gryna raudona šviesa gali pažeisti tiek jaunų, tiek subrendusių agurkų lapų chloroplastus, tačiau pažeisti chloroplastai buvo atstatyti pakeitus grynai raudoną šviesą. iki raudonos ir mėlynos šviesos (R:B= 7:3). Priešingai, agurkų augalams perėjus iš raudonai mėlynos šviesos aplinkos į grynai raudonos šviesos aplinką, fotosintezės efektyvumas reikšmingai nesumažėjo, o tai rodo gebėjimą prisitaikyti prie raudonos šviesos aplinkos. Elektroniniu mikroskopu analizuodami agurkų daigų, turinčių „raudonos šviesos sindromą“, lapų struktūrą, eksperimentatoriai nustatė, kad chloroplastų skaičius, krakmolo granulių dydis ir granulių storis lapuose, esant grynai raudonai šviesai, buvo žymiai mažesni nei sėjinukų. gydymas balta šviesa. Mėlynos šviesos įsikišimas pagerina agurkų chloroplastų ultrastruktūrą ir fotosintezės savybes bei pašalina pernelyg didelį maistinių medžiagų kaupimąsi. Lyginant su balta šviesa ir raudona bei mėlyna šviesa, gryna raudona šviesa skatino pomidorų daigų hiposkilčių pailgėjimą ir skilčialapių išsiplėtimą, žymiai padidino augalų aukštį ir lapų plotą, tačiau žymiai sumažino fotosintezės pajėgumą, sumažino Rubisco kiekį ir fotocheminį efektyvumą bei žymiai padidino šilumos išsklaidymą. Galima pastebėti, kad skirtingų tipų augalai skirtingai reaguoja į tą pačią šviesos kokybę, tačiau, palyginti su monochromatine šviesa, augalai turi didesnį fotosintezės efektyvumą ir intensyvesnį augimą mišrios šviesos aplinkoje.

Mokslininkai atliko daug tyrimų optimizuodami daržovių sodinukų šviesos kokybės derinį. Esant vienodam šviesos intensyvumui, padidėjus raudonos šviesos santykiui, ženkliai pagerėjo pomidorų ir agurkų daigų augalo aukštis ir šviežias svoris, o apdorojimas raudonos ir mėlynos spalvos santykiu 3:1 davė geriausią efektą; priešingai, didelis mėlynos šviesos santykis Jis stabdė pomidorų ir agurkų daigų augimą, kurie buvo trumpi ir kompaktiški, tačiau padidino sausųjų medžiagų ir chlorofilo kiekį daigų ūgliuose. Panašūs modeliai pastebimi ir kitose kultūrose, pavyzdžiui, paprikose ir arbūzuose. Be to, palyginti su balta šviesa, raudona ir mėlyna šviesa (R:B=3:1) ne tik žymiai pagerino pomidorų sodinukų lapų storį, chlorofilo kiekį, fotosintezės efektyvumą ir elektronų perdavimo efektyvumą, bet ir susijusių fermentų ekspresijos lygį. Kalvino ciklo metu taip pat žymiai pagerėjo vegetariškas augimas ir angliavandenių kaupimasis. Lyginant du raudonos ir mėlynos šviesos santykius (R:B=2:1, 4:1), didesnis mėlynos šviesos santykis buvo palankesnis agurkų daigų moteriškųjų žiedų formavimuisi ir paspartino moteriškų gėlių žydėjimo laiką. . Nors skirtingi raudonos ir mėlynos šviesos santykiai neturėjo reikšmingos įtakos lapinių kopūstų, rukolų ir garstyčių daigų šviežio svorio derliui, didelis mėlynos šviesos santykis (30 % mėlynos šviesos) reikšmingai sumažino kopūstų hipokotilų ilgį ir sėklaskilčių plotą. ir garstyčių daigai, o skilčialapių spalva pagilėjo. Todėl daigų gamyboje tinkamas mėlynos šviesos dalies padidinimas gali žymiai sutrumpinti daržovių daigų atstumą tarp mazgų ir lapų plotą, paskatinti sodinukų ištįsimą į šoną ir pagerinti sėjinukų stiprumo indeksą, kuris yra palankus sodinukų augimui. auginant tvirtus sodinukus. Jei šviesos intensyvumas nepasikeitė, padidinus žalią šviesą raudonoje ir mėlynoje šviesoje, žymiai pagerėjo saldžiosios paprikos daigų šviežias svoris, lapų plotas ir augalo aukštis. Lyginant su tradicine balta fluorescencine lempa, esant raudonai-žalia-mėlynai (R3:G2:B5) apšvietimo sąlygoms, 'Okagi Nr. 1 pomidorų' sodinukų Y[II], qP ir ETR buvo žymiai patobulinti. UV šviesos (100 μmol/(m2•s) mėlynos šviesos + 7 % UV-A) papildymas iki grynos mėlynos šviesos žymiai sumažino rukolos ir garstyčių stiebo pailgėjimo greitį, o FR papildymas buvo priešingas. Tai taip pat rodo, kad, be raudonos ir mėlynos šviesos, augalų augimo ir vystymosi procese svarbų vaidmenį atlieka ir kitos šviesos savybės. Nors nei ultravioletinė šviesa, nei FR nėra fotosintezės energijos šaltinis, jie abu dalyvauja augalų fotomorfogenezėje. Didelio intensyvumo UV šviesa kenkia augalų DNR ir baltymams ir tt Tačiau UV šviesa suaktyvina ląstelių stresines reakcijas, sukeldama augalų augimo, morfologijos ir vystymosi pokyčius, kad jie prisitaikytų prie aplinkos pokyčių. Tyrimai parodė, kad mažesnis R/FR sukelia augalų šešėlių vengimo reakcijas, dėl kurių atsiranda morfologinių augalų pokyčių, tokių kaip stiebo pailgėjimas, lapų retinimas ir sausųjų medžiagų derliaus sumažėjimas. Plonas stiebas nėra geras augimo bruožas stipriems daigams auginti. Bendrų lapinių ir vaisinių daržovių daigams tvirti, kompaktiški ir elastingi daigai nekyla problemų transportuojant ir sodinant.

UV-A gali padaryti agurkų sodinukus trumpesnius ir kompaktiškesnius, o derlius po persodinimo labai nesiskiria nuo kontrolinio; tuo tarpu UV-B turi didesnį slopinamąjį poveikį, o derlių mažinantis poveikis po persodinimo nėra reikšmingas. Ankstesni tyrimai parodė, kad UV-A slopina augalų augimą ir daro augalus nykštukinius. Tačiau daugėja įrodymų, kad UV-A buvimas, užuot slopinantis pasėlių biomasę, iš tikrųjų jį skatina. Palyginti su pagrindine raudona ir balta šviesa (R:W=2:3, PPFD yra 250 μmol/(m2·s)), papildomas raudonos ir baltos šviesos intensyvumas yra 10 W/m2 (apie 10 μmol/(m2·s) s)) Kopūstų UV-A reikšmingai padidino lapinių kopūstų daigų biomasę, tarpmazgių ilgį, stiebo skersmenį ir augalų lajos plotį, tačiau skatinimo efektas susilpnėjo, kai UV intensyvumas viršijo 10 W/m2. Kasdienis 2 valandų UV-A papildymas (0,45 J/(m2•s)) gali žymiai padidinti „Oxheart“ pomidorų daigų augalo aukštį, sėklaskilčių plotą ir šviežią svorį, tuo pačiu sumažinant H2O2 kiekį pomidorų daiguose. Galima pastebėti, kad skirtingi augalai skirtingai reaguoja į UV šviesą, o tai gali būti susiję su pasėlių jautrumu UV šviesai.

Kultivuojant skiepytus sodinukus, reikia atitinkamai padidinti stiebo ilgį, kad būtų lengviau įskiepyti poskiepius. Skirtingas FR intensyvumas turėjo skirtingą poveikį pomidorų, pipirų, agurkų, moliūgų ir arbūzų daigų augimui. 18,9 μmol/(m2•s) FR papildymas šaltoje baltoje šviesoje žymiai padidino pomidorų ir paprikų daigų hipokotilo ilgį ir stiebo skersmenį; 34,1 μmol/(m2•s) FR turėjo geriausią poveikį skatinant agurkų, moliūgų ir arbūzų sodinukų hipokotilo ilgį ir stiebo skersmenį; didelio intensyvumo FR (53,4 μmol/(m2•s)) geriausiai paveikė šias penkias daržoves. Daigų hipokotilo ilgis ir stiebo skersmuo ženkliai nebedidėjo ir pradėjo mažėti. Šviežias paprikos daigų svoris gerokai sumažėjo, o tai rodo, kad visų penkių daržovių daigų FR prisotinimo reikšmės buvo mažesnės nei 53,4 μmol/(m2•s), o FR vertė buvo žymiai mažesnė nei FR. Skiriasi ir poveikis skirtingų daržovių daigų augimui.

2.2 Skirtingų dienos šviesos integralų poveikis daržovių sodinukų fotomorfogenezei

Dienos šviesos integralas (DLI) parodo bendrą fotosintetinių fotonų kiekį, kurį augalo paviršius gauna per dieną, o tai yra susiję su šviesos intensyvumu ir šviesos laiku. Skaičiavimo formulė yra DLI (mol/m2/day) = šviesos intensyvumas [μmol/(m2•s)] × Dienos šviesos laikas (h) × 3600 × 10-6. Aplinkoje, kurioje šviesos intensyvumas yra mažas, augalai reaguoja į silpno apšvietimo aplinką pailgindami stiebo ir mazgų ilgį, padidindami augalo aukštį, lapkočių ilgį ir lapų plotą, mažindami lapų storį ir bendrą fotosintezės greitį. Didėjant šviesos intensyvumui, išskyrus garstyčias, ženkliai sumažėjo rukolos, kopūstų ir lapinių kopūstų daigų hipokotilo ilgis ir stiebo pailgėjimas esant tokiai pačiai šviesos kokybei. Galima pastebėti, kad šviesos poveikis augalų augimui ir morfogenezei yra susijęs su šviesos intensyvumu ir augalų rūšimis. Padidėjus DLI (8,64~28,8 mol/m2/d.), augalinio tipo agurkų daigai tapo trumpi, tvirti ir kompaktiški, palaipsniui mažėjo savitasis lapų svoris ir chlorofilo kiekis. Praėjus 6–16 dienų po agurkų daigų sėjos, lapai ir šaknys išdžiūvo. Svoris palaipsniui didėjo, o augimo greitis pamažu spartėjo, tačiau praėjus 16–21 dienai po sėjos, agurkų daigų lapų ir šaknų augimo greitis gerokai sumažėjo. Patobulintas DLI skatino grynąjį agurkų sodinukų fotosintezės greitį, tačiau po tam tikros vertės grynasis fotosintezės greitis pradėjo mažėti. Todėl pasirinkus tinkamą DLI ir taikant skirtingas papildomas šviesos strategijas skirtinguose sodinukų augimo etapuose, galima sumažinti energijos suvartojimą. Tirpiojo cukraus ir SOD fermento kiekis agurkų ir pomidorų daiguose didėjo didėjant DLI intensyvumui. DLI intensyvumui padidėjus nuo 7,47 mol/m2/d iki 11,26 mol/m2/d, tirpaus cukraus ir SOD fermento kiekis agurkų daiguose padidėjo atitinkamai 81,03%, o 55,5%. Esant tokioms pačioms DLI sąlygoms, didėjant šviesos intensyvumui ir trumpėjant šviesos laikui, buvo slopinamas pomidorų ir agurkų daigų PSII aktyvumas, o papildomos mažo šviesos intensyvumo ir ilgos trukmės šviesos strategijos pasirinkimas buvo palankesnis aukštiems daigams auginti. agurkų ir pomidorų daigų indeksą ir fotocheminį efektyvumą.

Gaminant skiepytus sodinukus dėl prasto apšvietimo aplinkos gali pablogėti skiepytų daigų kokybė ir pailgėti gijimo laikas. Tinkamas šviesos intensyvumas gali ne tik sustiprinti skiepytos gijimo vietos rišamumą ir pagerinti stiprių daigų indeksą, bet ir sumažinti moteriškų žiedų mazgų padėtį bei padidinti moteriškų žiedų skaičių. Augalų fabrikuose 2,5-7,5 mol/m2/d DLI pakako pomidorų skiepytų daigų gijimo poreikiams patenkinti. Skiepytų pomidorų daigų kompaktiškumas ir lapų storis žymiai padidėjo didėjant DLI intensyvumui. Tai rodo, kad skiepytiems daigams prigyti nereikia didelio šviesos intensyvumo. Todėl, atsižvelgiant į energijos suvartojimą ir sodinimo aplinką, tinkamo apšvietimo intensyvumo pasirinkimas padės padidinti ekonominę naudą.

3. LED šviesos aplinkos poveikis daržovių sodinukų atsparumui įtempiams

Augalai per fotoreceptorius gauna išorinius šviesos signalus, sukeldami signalų molekulių sintezę ir kaupimąsi augale, taip pakeisdami augalų organų augimą ir funkcijas, o galiausiai pagerindami augalo atsparumą stresui. Skirtinga šviesos kokybė turi tam tikrą skatinamąjį poveikį sodinukų tolerancijai šalčiui ir druskai. Pavyzdžiui, kai pomidorų daigai buvo papildyti šviesa 4 valandas naktį, palyginti su apdorojimu be papildomos šviesos, balta šviesa, raudona šviesa, mėlyna šviesa ir raudona bei mėlyna šviesa gali sumažinti pomidorų sodinukų elektrolitų pralaidumą ir MDA kiekį, ir pagerinti atsparumą šalčiui. SOD, POD ir CAT aktyvumas pomidorų sodinukuose, apdorotuose 8:2 raudonos ir mėlynos spalvos santykiu, buvo žymiai didesnis nei kitų gydymo būdų, be to, jie turėjo didesnį antioksidacinį pajėgumą ir atsparumą šalčiui.

UV-B poveikis sojos pupelių šaknų augimui daugiausia pagerina augalų atsparumą stresui, padidindamas šaknų NO ir ROS kiekį, įskaitant hormonų signalines molekules, tokias kaip ABA, SA ir JA, ir slopina šaknų vystymąsi, sumažindamas IAA kiekį. , CTK ir GA. UV-B fotoreceptorius UVR8 ne tik dalyvauja reguliuojant fotomorfogenezę, bet ir atlieka pagrindinį vaidmenį esant UV-B stresui. Pomidorų daiguose UVR8 tarpininkauja antocianinų sintezei ir kaupimuisi, o UV aklimatizuoti laukinių pomidorų daigai pagerina jų gebėjimą susidoroti su didelio intensyvumo UV-B stresu. Tačiau UV-B prisitaikymas prie Arabidopsis sukelto sausros streso nepriklauso nuo UVR8 kelio, o tai rodo, kad UV-B veikia kaip signalo sukeltas kryžminis augalų apsaugos mechanizmų atsakas, todėl įvairūs hormonai yra kartu. dalyvauja atsispiriant sausros stresui, didinant ROS pašalinimo gebėjimą.

Tiek augalo hipokotilo ar stiebo pailgėjimą, kurį sukelia FR, tiek augalų prisitaikymą prie šalčio streso reguliuoja augalų hormonai. Todėl FR sukeliamas „šešėlio vengimo efektas“ yra susijęs su augalų prisitaikymu prie šalčio. Eksperimentuotojai papildė miežių daigus praėjus 18 dienų po daiginimo 15 °C temperatūroje 10 dienų, aušinant iki 5 °C + papildant FR 7 dienas, ir nustatė, kad, palyginti su apdorojimu balta šviesa, FR padidino miežių sodinukų atsparumą šalčiui. Šį procesą lydi padidėjęs ABA ir IAA kiekis miežių sodinukuose. Vėlesnis 15°C FR apdorotų miežių daigų perkėlimas į 5°C ir tęsiamas FR papildymas 7 dienas davė panašius rezultatus kaip ir pirmiau minėtų dviejų gydymo būdų, tačiau ABA atsakas sumažėjo. Augalai, turintys skirtingas R:FR vertes, kontroliuoja fitohormonų (GA, IAA, CTK ir ABA), kurie taip pat yra susiję su augalų druskų tolerancija, biosintezę. Esant druskos stresui, mažo santykio R:FR šviesos aplinka gali pagerinti pomidorų daigų antioksidacinį ir fotosintezės pajėgumą, sumažinti ROS ir MDA gamybą daiguose ir pagerinti druskos toleranciją. Tiek druskingumo įtampa, tiek maža R:FR vertė (R:FR=0,8) slopino chlorofilo biosintezę, kuri gali būti susijusi su blokuotu PBG pavertimu UroIII chlorofilo sintezės kelyje, o žema R:FR aplinka gali veiksmingai palengvinti. druskingumas Streso sukeltas chlorofilo sintezės sutrikimas. Šie rezultatai rodo reikšmingą ryšį tarp fitochromų ir druskos tolerancijos.

Daržovių sodinukų augimui ir kokybei įtakos turi ne tik šviesi aplinka, bet ir kiti aplinkos veiksniai. Pavyzdžiui, padidinus CO2 koncentraciją, padidės didžiausia šviesos soties vertė Pn (Pnmax), sumažės šviesos kompensavimo taškas ir pagerės šviesos panaudojimo efektyvumas. Šviesos intensyvumo ir CO2 koncentracijos didinimas padeda pagerinti fotosintetinių pigmentų kiekį, vandens naudojimo efektyvumą bei su Kalvino ciklu susijusių fermentų veiklą, galiausiai pasiekti didesnį pomidorų daigų fotosintezės efektyvumą ir biomasės kaupimąsi. Pomidorų ir pipirų daigų sausumas ir kompaktiškumas teigiamai koreliavo su DLI, o temperatūros pokytis taip pat paveikė augimą tuo pačiu DLI apdorojimu. 23–25 ℃ aplinka buvo tinkamesnė pomidorų daigams auginti. Atsižvelgdami į temperatūros ir šviesos sąlygas, mokslininkai sukūrė santykinio pipirų augimo greičio prognozavimo metodą, pagrįstą batų pasiskirstymo modeliu, kuris gali pateikti mokslines gaires, kaip aplinkosaugos reguliuoti pipirų skiepytų sodinukų auginimą.

Todėl, kuriant šviesos reguliavimo schemą gamyboje, reikia atsižvelgti ne tik į šviesos aplinkos veiksnius ir augalų rūšis, bet ir į auginimo bei valdymo veiksnius, tokius kaip sodinukų mityba ir vandens tvarkymas, dujų aplinka, temperatūra ir sodinukų augimo tarpsnis.

4. Problemos ir perspektyvos

Pirma, daržovių sodinukų šviesos reguliavimas yra sudėtingas procesas, todėl reikia išsamiai išanalizuoti skirtingų apšvietimo sąlygų poveikį įvairių tipų daržovių sodinukams gamyklos aplinkoje. Tai reiškia, kad norint pasiekti aukšto efektyvumo ir kokybiškos sodinukų auginimo tikslą, reikia nuolat tyrinėti brandžią techninę sistemą.

Antra, nors LED šviesos šaltinio energijos panaudojimas yra gana didelis, energijos suvartojimas augalų apšvietimui yra pagrindinis energijos suvartojimas auginant sodinukus naudojant dirbtinę šviesą. Didelis augalų fabrikų energijos suvartojimas vis dar yra kliūtis, ribojanti augalų gamyklų plėtrą.

Galiausiai, plačiai pritaikius augalų apšvietimą žemės ūkyje, tikimasi, kad ateityje LED augalų šviestuvų kaina labai sumažės; priešingai, darbo sąnaudų didėjimas, ypač poepideminiu laikotarpiu, darbo jėgos trūkumas būtinai skatina gamybos mechanizavimo ir automatizavimo procesą. Ateityje dirbtiniu intelektu pagrįsti valdymo modeliai ir išmani gamybos įranga taps viena iš pagrindinių daržovių daigų auginimo technologijų ir toliau skatins augalų gamyklų sodinukų technologijos plėtrą.

Autoriai: Jiehui Tan, Houcheng Liu
Straipsnio šaltinis: „Wechat“ žemės ūkio inžinerijos technologijos (šiltnamių sodininkystė) paskyra