Аннотация: Жашылча көчөттөрү жашылчаларды өстүрүүдө биринчи кадам болуп саналат жана көчөттөрдүн сапаты отургузулгандан кийинки жашылчалардын түшүмдүүлүгү жана сапаты үчүн абдан маанилүү. Жашылча тармагында эмгекти бөлүштүрүүнү тынымсыз тактоо менен жашылча көчөттөрү акырындык менен өз алдынча өнөр жай чынжырын түзүп, жашылча өндүрүүнү тейлеген. Жаман аба ырайынын таасири астында көчөттөрдү отургузуунун салттуу ыкмалары сөзсүз түрдө көчөттөрдүн жай өсүшү, буттуу өсүшү, зыянкечтер жана илдеттер сыяктуу көптөгөн кыйынчылыктарга дуушар болот. Буттуу көчөттөр менен күрөшүү үчүн көптөгөн коммерциялык культиваторлор өсүштү жөнгө салгычтарды колдонушат. Бирок, өсүү жөнгө салгычтарды колдонуу менен көчөттөрдүн катуулугу, азык-түлүк коопсуздугу жана айлана-чөйрөнү булгануу коркунучу бар. Химиялык башкаруу ыкмаларынан тышкары, механикалык стимулдаштыруу, температураны жана сууну көзөмөлдөө да көчөттөрдүн буттуу өсүшүн алдын алууда роль ойносо да, алар бир аз ыңгайлуу жана эффективдүү эмес. Дүйнөлүк жаңы COVID-19 эпидемиясынын таасири астында жумушчу күчүнүн жетишсиздигинен жана көчөт өстүрүү тармагында эмгектин кымбатташынан улам келип чыккан өндүрүштү башкаруудагы кыйынчылыктар өзгөчө күчөдү.

Жарыктандыруу технологиясын өнүктүрүү менен, жашылча көчөттөрүн өстүрүү үчүн жасалма жарыкты колдонуу көчөттөрдүн жогорку натыйжалуулугун, зыянкечтердин жана илдеттердин азыраак жана жеңил стандартташтыруунун артыкчылыктарына ээ. Салттуу жарык булактары менен салыштырганда, жаңы муундагы LED жарык булактары энергияны үнөмдөө, жогорку натыйжалуулук, узак өмүр, айлана-чөйрөнү коргоо жана туруктуулук, кичинекей өлчөмү, аз жылуулук нурлануу жана кичинекей толкун узундуктагы амплитудалык мүнөздөмөлөргө ээ. Ал өсүмдүк фабрикаларынын чөйрөсүндө көчөттөрдүн өсүү жана өнүгүү муктаждыктарына ылайык тиешелүү спектрди түзө алат жана көчөттөрдүн физиологиялык жана метаболикалык процессин так көзөмөлдөп, ошол эле учурда жашылча көчөттөрүн булганбаган, стандартташтырылган жана тез өндүрүүгө салым кошо алат. , жана көчөттөрдүн циклин кыскартат. Түштүк Кытайда калемпир менен помидордун көчөттөрүн (3-4 чыныгы жалбырак) пластик күнөсканаларда өстүрүү үчүн 60 күн, бадыраң көчөттөрүн (3-5 чыныгы жалбырак) өстүрүү үчүн 35 күнгө жакын убакыт керектелет. Заводдун шартында помидордун көчөттөрүн культивациялоого болгону 17 күн, калемпирдин көчөттөрүн өстүрүү 20 сааттык фотопериоддун жана PPF 200-300 мкмоль/(м2•с) шартында 25 күн талап кылынат. Күнөсканада көчөттөрдү өстүрүүнүн кадимки ыкмасы менен салыштырганда, LED заводдук көчөттөрдү өстүрүү ыкмасын колдонуу бадыраңдын өсүү циклин 15-30 күнгө бир кыйла кыскартып, ар бир өсүмдүктөгү ургаачы гүлдөрдүн жана мөмөлөрдүн саны 33,8% жана 37,3% көбөйгөн. , тиешелүүлүгүнө жараша жана эң жогорку түшүмдүүлүк 71,44% га көбөйгөн.

Энергияны пайдалануунун эффективдүүлүгү боюнча завод фабрикаларынын энергияны пайдалануу эффективдүүлүгү ошол эле кеңдиктеги Венло тибиндеги күнөсканаларга караганда жогору. Мисалы, Швециядагы заводдо 1 кг салат жалбырактарын өндүрүү үчүн 1411 МДж, ал эми күнөсканада 1699 МДж керектелет. Бирок, эгер салаттын бир килограмм кургак затына керектелүүчү электр энергиясы эсептелсе, заводдун фабрикасына 1 кг кургак салатты өндүрүү үчүн 247 кВт·саат керектелет, ал эми Швеция, Нидерландия жана Бириккен Араб Эмираттарындагы күнөсканаларга 182 кВт·саат керектелет. ч, 70 кВт·саат жана 111 кВт·саат.

Ошол эле учурда, завод фабрикасында компьютерлерди, автоматтык жабдууларды, жасалма интеллектти жана башка технологияларды колдонуу көчөттөрдү өстүрүү үчүн ылайыктуу экологиялык шарттарды так башкара алат, табигый чөйрө шарттарынын чектөөлөрүнөн арылууга жана акылдуу, ме-ханизациялаштырылган жана жылдык стабилдуу есумдуктерду ондуруу. Акыркы жылдарда өсүмдүк фабрикасынын көчөттөрү Японияда, Түштүк Кореяда, Европада жана АКШда жана башка өлкөлөрдө жалбырактуу жашылчаларды, мөмө-жемиштерди жана башка экономикалык өсүмдүктөрдү коммерциялык өндүрүштө колдонулууда. Өсүмдүк фабрикаларынын жогорку баштапкы инвестициялары, жогорку эксплуатациялык чыгымдар жана системанын энергиянын чоң керектөөлөрү дагы деле Кытайдын заводдорунда көчөттөрдү өстүрүү технологиясын жайылтууну чектеген тоскоолдуктар болуп саналат. Ошондуктан, экономикалык пайданы жакшыртуу үчүн жеңил башкаруу стратегиялары, жашылчаларды өстүрүүнүн моделдерин түзүү, автоматташтыруу жабдуулары жагынан жогорку түшүм жана энергияны үнөмдөө талаптарын эске алуу зарыл.

Бул макалада акыркы жылдарда өсүмдүк фабрикаларында жашылча көчөттөрүнүн өсүшүнө жана өнүгүшүнө LED жарык чөйрөсүнүн таасири каралып, өсүмдүк фабрикаларында жашылча көчөттөрүн жарыкты жөнгө салуу боюнча изилдөө багыты каралат.

1. Жарык чөйрөнүн жашылча көчөттөрүнүн өсүшүнө жана өнүгүшүнө тийгизген таасири

Өсүмдүктөрдүн өсүшү жана өнүгүшү үчүн маанилүү экологиялык факторлордун бири катары жарык өсүмдүктөр үчүн фотосинтезди жүргүзүү үчүн энергия булагы гана эмес, ошондой эле өсүмдүктөрдүн фотоморфогенезине таасир этүүчү негизги сигнал болуп саналат. Өсүмдүктөр жарык сигнал системасы аркылуу сигналдын багытын, энергиясын жана жарыктын сапатын сезишет, өздөрүнүн өсүшүн жана өнүгүшүн жөнгө салышат жана жарыктын бар же жок болушуна, толкун узундугуна, интенсивдүүлүгүнө жана узактыгына жооп беришет. Учурда белгилүү болгон өсүмдүктөрдүн фоторецепторлору жок дегенде үч классты камтыйт: кызыл жана алыскы кызыл жарыкты (FR) сезүүчү фитохромдор (PHYA~PHYE), көк жана ультра кызгылт көк Аны сезүүчү криптохромдор (CRY1 жана CRY2) жана элементтер (Phot1 жана Photo2), UV-B кабылдагычы UV-B сезүүчү UVR8. Бул фоторецепторлор тиешелүү гендердин экспрессиясына катышып, жөнгө салышат, андан кийин өсүмдүк уругунун өнүп чыгышы, фотоморфогенез, гүлдөө убактысы, экинчилик метаболиттердин синтези жана топтолушу, биотикалык жана абиотикалык стресстерге чыдамдуулук сыяктуу жашоо иш-аракеттерин жөнгө салышат.

2. Жашылча көчөттөрүнүн фотоморфологиялык түзүлүшүнө LED жарык чөйрөсүнүн таасири

2.1 Ар кандай жарыктын сапатынын жашылча көчөттөрүнүн фотоморфогенезине тийгизген таасири

Спектрдин кызыл жана көк аймактары өсүмдүк жалбырактарынын фотосинтези үчүн жогорку кванттык эффективдүүлүккө ээ. Бирок, бадыраң жалбырактарын таза кызыл жарыктын узак мөөнөттүү таасири фотосистемага зыян келтирет, натыйжада стоматалдык реакциянын артта калышы, фотосинтетикалык кубаттуулуктун жана азоттун натыйжалуулугунун төмөндөшү жана өсүүнүн артта калышы сыяктуу «кызыл жарык синдрому» көрүнүшү пайда болот. Жарыктын интенсивдүүлүгү төмөн болгон шартта (100±5 мкмоль/(м2•с)) таза кызыл жарык бадыраңдын жаш жана жетилген жалбырактарынын хлоропласттарына зыян келтириши мүмкүн, бирок бузулган хлоропласттар таза кызыл жарыктан өзгөргөндөн кийин калыбына келтирилди. кызыл жана көк жарыкка (R:B= 7:3). Тескерисинче, бадыраң өсүмдүктөрү кызыл-көк жарык чөйрөсүнөн таза кызыл жарык чөйрөсүнө өткөндө фотосинтездик эффективдүүлүктү кескин түрдө төмөндөтпөй, кызыл жарык чөйрөсүнө ыңгайлашуусун көрсөттү. "Кызыл жарык синдрому" бар бадыраң көчөттөрүнүн жалбырактарынын түзүлүшүн электрондук микроскоп менен талдоо аркылуу экспериментаторлор хлоропласттардын саны, крахмал гранулаларынын өлчөмү жана жалбырактардагы грананын калыңдыгы таза кызыл жарыктын астында калгандарга караганда бир кыйла төмөн экенин аныкташкан. ак жарык дарылоо. Көк жарыктын кийлигишүүсү бадыраңдын хлоропласттарынын ультраструктурасын жана фотосинтездик мүнөздөмөлөрүн жакшыртат жана аш болумдуу заттардын ашыкча топтолушун жок кылат. ак жарык жана кызыл жана көк жарык менен салыштырганда, таза кызыл жарык hypocotyl узартуу жана помидор көчөттөрдүн cotyledon кеңейтүү өбөлгө, бир кыйла өскөн өсүмдүк бийиктиги жана жалбырак аянты, бирок бир кыйла азайган photosynthetic дараметин, кыскарган Рубиско мазмунун жана photochemical натыйжалуулугун, жана олуттуу жылуулук таркатууну жогорулаган. Көрүнүп тургандай, өсүмдүктөрдүн ар кандай түрлөрү бирдей жарыктын сапатына ар кандай жооп берет, бирок монохроматтык жарыкка салыштырмалуу өсүмдүктөр фотосинтездин эффективдүүлүгүн жогору жана аралаш жарык чөйрөсүндө күчтүүрөөк өсөт.

Окумуштуулар жашылча көчөттөрүнүн жарык сапаты менен айкалышын оптималдаштыруу боюнча көптөгөн изилдөөлөрдү жүргүзүштү. Ошол эле жарык интенсивдүүлүгүнүн шартында кызыл жарыктын катышынын жогорулашы менен помидор менен бадыраңдын көчөттөрүнүн өсүмдүктүн бийиктиги жана жаңы салмагы бир топ жакшырып, кызыл менен көктүн 3:1 катышы менен дарылоо эң жакшы натыйжа берген; тескерисинче, көк жарыктын жогорку катышы Бул помидор жана бадыраң көчөттөрүнүн өсүшүнө тоскоол болгон, алар кыска жана компакттуу болгон, бирок көчөттөрдүн бутактарында кургак заттардын жана хлорофиллдин курамын жогорулаткан. Ушундай эле көрүнүштөр калемпир, дарбыз сыяктуу башка өсүмдүктөрдө да байкалат. Мындан тышкары, ак жарык, кызыл жана көк жарык менен салыштырганда (R: B = 3: 1) жалбырактардын калыңдыгын, хлорофиллдин мазмунун, фотосинтетикалык эффективдүүлүктү жана помидор көчөттөрүнүн электрон өткөрүү эффективдүүлүгүн гана эмес, ошондой эле ферменттердин экспрессия деңгээлин жогорулатты. Кальвин циклине, өсүү вегетариандык мазмуну жана углеводдун топтолушу да бир топ жакшырды. Кызыл жана көк жарыктын эки катышын (R:B=2:1, 4:1) салыштырганда, көк жарыктын жогорку катышы бадыраң көчөттөрүндө ургаачы гүлдөрдүн пайда болушуна көбүрөөк шарт түзгөн жана ургаачы гүлдөрдүн гүлдөө убактысын тездеткен. . Кызыл жана көк жарыктын ар кандай катышы капуста, рукола жана горчица көчөттөрүнүн жаңы салмактагы түшүмдүүлүгүнө олуттуу таасир этпесе да, көк жарыктын жогорку катышы (30% көк жарык) капустадагы гипокотилдин узундугун жана котиледон аянтын бир топ кыскарткан. жана горчица көчөттөрү, ал эми котилден түсү тереңдеп кеткен. Демек, көчөттөрдү өндүрүүдө көк жарыктын үлүшүн тиешелүү түрдө көбөйтүү жашылча көчөттөрүнүн түйүн аралыгын жана жалбырак аянтын бир топ кыскартат, көчөттөрдүн капталдан кеңейишине көмөктөшөт жана көчөттөрдүн бекемдигинин индексин жакшыртат, бул бекем көчөттөрдү өстүрүү. Жарыктын интенсивдүүлүгү өзгөрүүсүз калган шартта, кызыл жана көк жарыкта жашыл жарыктын көбөйүшү таттуу калемпирдин көчөттөрүнүн жаңы салмагын, жалбырак аянтын жана өсүмдүктүн бийиктигин бир топ жакшыртты. Салттуу ак флуоресценттик лампага салыштырмалуу кызыл-жашыл-көк (R3:G2:B5) жарык шарттарында "Окаги №1 помидор" көчөттөрүнүн Y[II], qP жана ETR көрсөткүчтөрү кыйла жакшырды. Ультрафиолет нурун (100 мкмоль/(м2•с) көк жарык + 7% UV-A) таза көк нурга кошуу рукола менен горчичтын сабагынын узаруу ылдамдыгын олуттуу кыскартты, ал эми FR кошумчасы тескерисинче болду. Бул дагы өсүмдүктүн өсүү жана өнүгүү процессинде кызыл жана көк жарыктан тышкары башка жарык сапаттары да маанилүү роль ойноорун көрсөтөт. Ультрафиолет нурлары да, FR да фотосинтездин энергия булагы болбосо да, экөө тең өсүмдүктөрдүн фотоморфогенезине катышат. Жогорку интенсивдүүлүктөгү UV нуру өсүмдүктөрдүн ДНКсына жана белокторуна жана башкаларга зыян келтирет. Бирок, UV нуру клеткалардын стресстик реакцияларын активдештирип, өсүмдүктөрдүн өсүшүнө, морфологиясына жана өнүгүүсүнө айлана-чөйрөнүн өзгөрүшүнө ыңгайлашууга түрткү берет. Изилдөөлөр көрсөткөндөй, төмөнкү R/FR өсүмдүктөрдө көлөкөдөн качуу реакциясын жаратат, натыйжада өсүмдүктөрдө морфологиялык өзгөрүүлөргө алып келет, мисалы, сабактын узартылышы, жалбырактардын ичкерилиши жана кургак заттын түшүмүн төмөндөтөт. Ичке сабагы күчтүү көчөттөрдү өстүрүү үчүн жакшы өсүү белгиси эмес. Жалпы жалбырактуу жана мөмө-жемиштүү жашылча көчөттөрү үчүн бекем, компакттуу жана ийкемдүү көчөттөрдү ташуу жана отургузуу учурунда көйгөйлөр жаралбайт.

UV-A бадыраңдын көчөттөрүн кыскараак жана компакттуу кыла алат, ал эми трансплантациядан кийинки түшүм контролдуктан анча деле айырмаланбайт; ал эми UV-B кыйла олуттуу ингибитордук таасирге ээ, ал эми трансплантациядан кийин түшүмдүүлүктүн төмөндөшү анчалык деле чоң эмес. Мурунку изилдөөлөр UV-A өсүмдүктөрдүн өсүшүнө тоскоол болуп, өсүмдүктөрдү карлик кылат деп айтышкан. Бирок UV-A болушу өсүмдүк биомассасын басуунун ордуна, чындыгында ага өбөлгө түзөрүн далилдер өсүүдө. Негизги кызыл жана ак жарыкка салыштырмалуу (R:W=2:3, PPFD 250 мкмоль/(м2·с)), кызыл жана ак жарыктагы кошумча интенсивдүүлүк 10 Вт/м2 (болжол менен 10 мкмоль/(м2·) s)) Каленин UV-A таасири капуста көчөттөрүнүн биомассасын, түйүндөр аралык узундугун, сабагынын диаметрин жана өсүмдүк капталынын туурасын бир топ жогорулатты, бирок УК-нун интенсивдүүлүгү 10 Вт/м2ден ашканда, көмөкчү таасири начарлады. Күн сайын 2 саат UV-A кошумчасы (0,45 Дж/(м2•с)) помидор көчөттөрүндөгү H2O2 мазмунун азайтып, өсүмдүктүн бийиктигин, котилдин аянтын жана "Өгүз жүрөк" помидор көчөттөрүнүн жаңы салмагын бир топ жогорулатат. Ар кандай өсүмдүктөрдүн UV нуруна ар кандай жооп берерин көрүүгө болот, бул өсүмдүктөрдүн UV нуруна сезгичтигине байланыштуу болушу мүмкүн.

Кыйыштырылган көчөттөрдү өстүрүү үчүн тамырдын кыйыштырылышын жеңилдетүү үчүн сабактын узундугун тийиштүү түрдө көбөйтүү керек. ФРдин ар кандай интенсивдүүлүгү помидордун, калемпирдин, бадыраңдын, ашкөктүн жана дарбыздын көчөттөрүнүн өсүшүнө ар кандай таасир тийгизген. Муздак ак жарыкта 18,9 мкмоль/(м2•с) FR кошумчасы помидор менен калемпирдин көчөттөрүнүн гипокотилинин узундугун жана сабагынын диаметрин бир топ жогорулатты; FR 34,1 мкмоль/(м2•с) бадыраңдын, ашкабактын жана дарбыздын көчөттөрүнүн гипокотилинин узундугун жана сабагынын диаметрин жогорулатууга эң жакшы таасирин тийгизди; жогорку интенсивдүү FR (53,4 мкмоль/(м2•с)) бул беш жашылчага эң жакшы таасир эткен. Көчөттөрдүн гипокотил узундугу жана сабагынын диаметри мындан ары бир топ жогорулабай, төмөндөө тенденциясын көрсөтө баштады. Калемпирдин көчөттөрүнүн жаңы салмагы бир топ төмөндөдү, бул беш жашылча көчөттөрүнүн FR каныккандык көрсөткүчтөрү 53,4 мкмоль/(м2•с) төмөн болгондугун, ал эми FR мааниси FRдикинен бир топ төмөн болгонун көрсөтүп турат. Ар кандай жашылча көчөттөрүнүн өсүшүнө тийгизген таасири да ар кандай.

2.2 Ар түрдүү күндүзгү интегралдын жашылча көчөттөрүнүн фотоморфогенезине тийгизген таасири

Daylight Integral (DLI) жарык интенсивдүүлүгүнө жана жарык убактысына байланыштуу бир суткада өсүмдүк бети тарабынан кабыл алынган фотосинтездик фотондордун жалпы санын билдирет. Эсептөө формуласы: DLI (моль/м2/күн) = жарык интенсивдүүлүгү [μмоль/(м2•с)] × Күнүмдүк жарык убактысы (саат) × 3600 × 10-6. Жарыктын интенсивдүүлүгү аз чөйрөдө өсүмдүктөр аз жарык чөйрөсүнө сабактын жана түйүн аралыктарынын узундугун узартуу, өсүмдүктүн бийиктигин, жалбырактын узундугун жана жалбырактардын аянтын көбөйтүү жана жалбырактардын калыңдыгын жана таза фотосинтез ылдамдыгын азайтуу менен жооп беришет. Жарыктын интенсивдүүлүгүнүн жогорулашы менен горчицадан башкасы, бирдей жарыктык сапатта рукола, капуста жана капуста көчөттөрүнүн гипокотилинин узундугу жана сабагынын узаруусу бир кыйла төмөндөгөн. Жарыктын өсүмдүктөрдүн өсүшүнө жана морфогенезине тийгизген таасири жарыктын интенсивдүүлүгүнө жана өсүмдүктөрдүн түрлөрүнө байланыштуу экенин көрүүгө болот. DLI (8,64~28,8 моль/м2/сутка) көбөйүшү менен бадыраңдын көчөттөрүнүн өсүмдүк түрү кыска, күчтүү жана компакттуу болуп, жалбырактардын салыштырма салмагы жана хлорофиллдин курамы бара-бара азайган. Бадыраңдын көчөттөрү себилгенден кийин 6~16 күндөн кийин жалбырактары жана тамырлары куурап калат. Салмагы бара-бара жогорулап, есуу темптери бара-бара тездеди, бирок себилгенден кийин 16—21 кунден кийин бадырац кочотунун жалбырактары менен тамырларынын есуу темптери бир кыйла темендеп кеткен. Өркүндөтүлгөн DLI бадыраң көчөттөрүнүн таза фотосинтетикалык ылдамдыгын жогорулатты, бирок белгилүү бир мааниден кийин таза фотосинтетикалык ылдамдык төмөндөй баштады. Ошондуктан, ылайыктуу DLI тандоо жана көчөттөрдүн ар кандай өсүү этаптарында ар кандай кошумча жарык стратегияларын кабыл алуу электр энергиясын керектөөнү азайтышы мүмкүн. Бадыраңдын жана помидордун көчөттөрүндө эрүүчү канттын жана SOD ферментинин курамы DLI интенсивдүүлүгүнүн жогорулашы менен көбөйгөн. DLI интенсивдүүлүгү суткасына 7,47 моль/м2ден 11,26 моль/м2/күнгө чейин жогорулаганда, бадыраң көчөттөрүндө эрүүчү канттын жана SOD ферментинин курамы тиешелүүлүгүнө жараша 81,03% жана 55,5% көбөйгөн. Ошол эле DLI шарттарында жарыктын интенсивдүүлүгүнүн жогорулашы жана жарык убактысынын кыскарышы менен помидор жана бадыраң көчөттөрүнүн PSII активдүүлүгү тоскоол болгон жана жарыктын аз интенсивдүүлүгү жана узак мөөнөттүү кошумча жарык стратегиясын тандоо жогорку көчөттөрдү өстүрүү үчүн көбүрөөк ыңгайлуу болгон. бадырац жана помидор көчөттөрүнүн индекси жана фотохимиялык эффективдүүлүгү.

Кыйыштырылган көчөттөрдү өндүрүүдө жарыктын аз болушу кыйыштырылган көчөттөрдүн сапатынын төмөндөшүнө жана айыктыруу убактысынын көбөйүшүнө алып келиши мүмкүн. Тийиштүү жарык интенсивдүүлүгү кыйыштырылган айыктыруучу сайттын байланыштыруу жөндөмдүүлүгүн жогорулатууга жана күчтүү көчөттөрдүн индексин жакшыртууга гана эмес, ошондой эле ургаачы гүлдөрдүн түйүнүнүн абалын азайтууга жана ургаачы гүлдөрдүн санын көбөйтүүгө жардам берет. Өсүмдүк фабрикаларында 2,5-7,5 моль/м2/күндүк DLI помидор кыйыштырылган көчөттөрдүн дарылык муктаждыктарын канааттандыруу үчүн жетиштүү болгон. Кыйыштырылган помидор көчөттөрүнүн компакттуулугу жана жалбырактарынын калыңдыгы DLI интенсивдүүлүгүнүн жогорулашы менен бир топ жогорулаган. Бул кыйыштырылган көчөттөрдү айыктыруу үчүн жарыктын жогорку интенсивдүүлүгүн талап кылбай турганын көрсөтүп турат. Ошондуктан, электр энергиясын керектөө жана отургузуу чөйрөсүн эске алуу менен, ылайыктуу жарык интенсивдүүлүгүн тандоо экономикалык пайданы жакшыртууга жардам берет.

3. LED жарык чөйрөнүн жашылча көчөттөрүнүн стресске туруктуулугуна тийгизген таасири

Өсүмдүктөр сырткы жарык сигналдарын фоторецепторлор аркылуу кабыл алып, өсүмдүктө сигнал молекулаларынын синтезин жана топтолушун шарттайт, ошону менен өсүмдүк органдарынын өсүшүн жана функциясын өзгөртөт жана акырында өсүмдүктүн стресске туруктуулугун жакшыртат. Ар кандай жарык сапаты көчөттөрдүн суукка жана тузга туруктуулугун жогорулатууга белгилүү бир көмөкчү таасир этет. Мисалы, помидор көчөттөрүн түнкү 4 саат бою жарык менен кошумча азыктандырганда, кошумча жарыксыз дарылоого салыштырмалуу, ак жарык, кызыл жарык, көк жарык жана кызыл жана көк жарыктар помидор көчөттөрүнүн электролит өткөрүмдүүлүгүн жана MDA мазмунун төмөндөтүшү мүмкүн, жана суукка чыдамдуулукту жакшыртуу. 8:2 кызыл-көк катышы менен дарылоодо помидор көчөттөрүндө SOD, POD жана CAT иш-аракеттери башка дарылоолорго караганда кыйла жогору болгон жана алар антиоксиданттык кубаттуулугу жана суукка чыдамдуулугу жогору болгон.

UV-B соя тамырынын өсүшүнө тийгизген таасири, негизинен, ABA, SA жана JA сыяктуу гормондук сигнал берүүчү молекулаларды камтыган тамырдын NO жана ROS мазмунун жогорулатуу аркылуу өсүмдүктөрдүн стресске туруктуулугун жогорулатуу жана IAA мазмунун азайтуу аркылуу тамырдын өнүгүшүнө бөгөт коюу болуп саналат. , CTK жана GA. UV-B фоторецептору, UVR8, фотоморфогенезди жөнгө салууда гана катышпастан, ошондой эле UV-B стрессинде негизги ролду ойнойт. Помидор көчөттөрүндө UVR8 антоцианиндердин синтезине жана топтолушуна ортомчулук кылат, ал эми UV-климацияланган жапайы помидор көчөттөрү алардын жогорку интенсивдүү UV-B стрессине туруштук берүү жөндөмүн жакшыртат. Бирок, Арабидопсис менен шартталган кургакчылык стрессине UV-B ыңгайлашуусу UVR8 жолуна көз каранды эмес, бул UV-B өсүмдүктөрдүн коргонуу механизмдеринин сигналдан келип чыккан кайчылаш жооп катары иштээрин көрсөтүп турат, ошондуктан ар кандай гормондор биргелешип иштеши үчүн. кургакчылык стресске туруштук берүүгө катышкан, ROS тазалоо жөндөмдүүлүгүн жогорулатуу.

Өсүмдүк гипокотилинин же сабагынын FR менен шартталган узартылышы да, өсүмдүктөрдүн суук стресске ыңгайлашуусу да өсүмдүк гормондору тарабынан жөнгө салынат. Ошондуктан, FR менен шартталган "көлөкөдөн качуу эффектиси" өсүмдүктөрдүн суукка ыңгайлашуусуна байланыштуу. Экспериментаторлор арпа көчөттөрүн өнүп чыккандан кийин 18 күндөн кийин 15°C 10 күн, 5°Сге чейин муздатуу + FR 7 күн бою кошумча азыктандырды жана ак жарык менен дарылоого салыштырмалуу FR арпа көчөттөрүнүн үшүккө туруктуулугун жогорулатканын аныкташты. Бул процесс арпа көчөттөрүндө ABA жана IAA мазмунунун көбөйүшү менен коштолот. Кийинчерээк 15°C FR алдын ала иштетилген арпа көчөттөрүн 5°Cге которуу жана FR кошумчасын 7 күн бою улантуу жогорудагы эки дарылоого окшош натыйжаларга алып келди, бирок ABA реакциясы төмөндөдү. Ар кандай R:FR баалуулуктары бар өсүмдүктөр фитогормондордун (GA, IAA, CTK жана ABA) биосинтезин көзөмөлдөйт, алар ошондой эле өсүмдүктүн тузга толеранттуулугуна катышат. Туз стрессинде, R: FR жарык чөйрөсү төмөн катышы помидор көчөттөрүнүн антиоксиданттык жана фотосинтетикалык мүмкүнчүлүктөрүн жакшыртат, көчөттөрдөгү ROS жана MDA өндүрүшүн азайтат жана тузга толеранттуулукту жакшыртат. Туздуулуктун стресси жана төмөн R: FR мааниси (R: FR = 0,8) хлорофиллдин биосинтезине тоскоол болгон, бул хлорофилл синтези жолунда PBGдин UroIIIге бөгөттөлгөн конверсиясына байланыштуу болушу мүмкүн, ал эми төмөн R: FR чөйрөсү эффективдүү түрдө жеңилдете алат. туздуулук Стресстен келип чыккан хлорофилл синтезинин бузулушу. Бул жыйынтыктар фитохромдор менен тузга толеранттуулуктун ортосундагы олуттуу корреляцияны көрсөтүп турат.

Жашылча көчөттөрүнүн өсүшүнө жана сапатына жарык чөйрөдөн тышкары башка экологиялык факторлор да таасирин тийгизет. Мисалы, CO2 концентрациясынын көбөйүшү жарыкка каныккандыктын максималдуу маанисин Pn (Pnmax) көбөйтөт, жарыктын компенсациялык чекин азайтат жана жарыкты колдонуунун натыйжалуулугун жакшыртат. Жарыктын интенсивдүүлүгүн жана CO2 концентрациясын жогорулатуу фотосинтездик пигменттердин мазмунун, сууну пайдалануу эффективдүүлүгүн жана Кальвин циклине байланыштуу ферменттердин активдүүлүгүн жакшыртууга, акырында помидор көчөттөрүнүн фотосинтетикалык эффективдүүлүгүнө жана биомассасынын топтолушуна жетишүүгө жардам берет. Помидор менен калемпирдин көчөттөрүнүн кургак салмагы жана компакттуулугу DLI менен оң корреляцияланган, ал эми температуранын өзгөрүшү да ошол эле DLI менен дарылоонун өсүшүнө таасирин тийгизген. 23 ~ 25 ℃ чөйрө помидор көчөттөрүн өстүрүү үчүн көбүрөөк ылайыктуу болгон. Температура жана жарык шарттарына ылайык, изилдөөчүлөр калемпирдин салыштырмалуу өсүү темпин батин бөлүштүрүү моделинин негизинде болжолдоо ыкмасын иштеп чыгышты, ал калемпирдин кыйыштырылган көчөттөрүн өндүрүүнү экологиялык жөнгө салуу үчүн илимий жетекчиликти камсыз кыла алат.

Ошондуктан, өндүрүштө жарыкты жөнгө салуу схемасын иштеп чыгууда жарык чөйрө факторлору жана өсүмдүктөрдүн түрлөрү гана эмес, ошондой эле көчөттөрдү азыктандыруу жана сууну башкаруу, газ чөйрөсү, температура жана көчөттүн өсүү стадиясы сыяктуу өстүрүү жана башкаруу факторлорун эске алуу керек.

4. Проблемалар жана перспективалар

Биринчиден, жашылча көчөттөрүн жарыкты жөнгө салуу татаал процесс жана ар кандай жарык шарттарынын заводдун шартында жашылча көчөттөрүнүн ар кандай түрлөрүнө тийгизген таасири деталдуу талдоо керек. Бул жогорку натыйжалуу жана сапаттуу көчөт өндүрүү максатына жетүү үчүн жетилген техникалык системаны түзүү үчүн үзгүлтүксүз чалгындоо талап кылынат дегенди билдирет.

Экинчиден, LED жарык булагынын электр энергиясын пайдалануу көрсөткүчү салыштырмалуу жогору болсо да, өсүмдүктөрдү жарыктандыруу үчүн электр энергиясын керектөө жасалма жарыкты колдонуу менен көчөттөрдү өстүрүү үчүн негизги энергия керектөө болуп саналат. Завод фабрикаларынын энергияны эбегейсиз керектөөсү дагы эле завод фабрикаларынын өнүгүшүн чектеген тоскоолдук болуп саналат.

Акыр-аягы, айыл чарбасында өсүмдүк жарыктандыруу кеңири колдонуу менен, LED өсүмдүк чырактарынын наркы келечекте абдан кыскарышы күтүлүүдө; тескерисинче, эмгек чыгымынын жогорулашы, айрыкча эпидемиядан кийинки мезгилде жумушчу күчүнүн жетишсиздиги өндүрүштү механикалаштыруу жана автоматташтыруу процессине көмөктөшүүгө милдеттүү. Келечекте жасалма интеллектке негизделген башкаруу моделдери жана интеллектуалдык өндүрүштүк жабдуулар жашылча көчөттөрүн өндүрүүнүн негизги технологияларынын бири болуп калат жана өсүмдүк фабрикасынын көчөттөрүн отургузуу технологиясын өнүктүрүүнү улантат.

Авторлору: Цзехуй Тан, Хученг Лю
Макала булагы: Айыл чарба инженериясынын технологиясынын Wechat эсеби (күнөскана бакчасы)