சுருக்கம்: காய்கறி நாற்றுகள் காய்கறி உற்பத்தியில் முதல் படியாகும், மேலும் நடவு செய்த பிறகு காய்கறிகளின் மகசூல் மற்றும் தரத்திற்கு நாற்றுகளின் தரம் மிகவும் முக்கியமானது. காய்கறித் தொழிலில் உழைப்புப் பிரிவின் தொடர்ச்சியான சுத்திகரிப்புடன், காய்கறி நாற்றுகள் படிப்படியாக ஒரு சுயாதீனமான தொழில்துறை சங்கிலியை உருவாக்கி காய்கறி உற்பத்திக்கு உதவுகின்றன. மோசமான வானிலையால் பாதிக்கப்பட்ட பாரம்பரிய நாற்று முறைகள் தவிர்க்க முடியாமல் நாற்றுகளின் மெதுவான வளர்ச்சி, கால்கள் வளர்ச்சி மற்றும் பூச்சிகள் மற்றும் நோய்கள் போன்ற பல சவால்களை எதிர்கொள்கின்றன. கால்கள் கொண்ட நாற்றுகளைச் சமாளிக்க, பல வணிக விவசாயிகள் வளர்ச்சி கட்டுப்பாட்டாளர்களைப் பயன்படுத்துகின்றனர். இருப்பினும், வளர்ச்சி கட்டுப்பாட்டாளர்களைப் பயன்படுத்துவதால் நாற்று விறைப்பு, உணவுப் பாதுகாப்பு மற்றும் சுற்றுச்சூழல் மாசுபாடு ஏற்படும் அபாயங்கள் உள்ளன. வேதியியல் கட்டுப்பாட்டு முறைகளுக்கு மேலதிகமாக, இயந்திர தூண்டுதல், வெப்பநிலை மற்றும் நீர் கட்டுப்பாடு ஆகியவை நாற்றுகளின் கால்கள் கொண்ட வளர்ச்சியைத் தடுப்பதில் பங்கு வகிக்கக்கூடும் என்றாலும், அவை சற்று குறைவான வசதியானவை மற்றும் பயனுள்ளவை. உலகளாவிய புதிய கோவிட்-19 தொற்றுநோயின் தாக்கத்தின் கீழ், நாற்றுத் தொழிலில் தொழிலாளர் பற்றாக்குறை மற்றும் அதிகரித்து வரும் தொழிலாளர் செலவுகளால் ஏற்படும் உற்பத்தி மேலாண்மை சிரமங்களின் சிக்கல்கள் மிகவும் முக்கியத்துவம் வாய்ந்ததாகிவிட்டன.

விளக்கு தொழில்நுட்பத்தின் வளர்ச்சியுடன், காய்கறி நாற்றுகளை வளர்ப்பதற்கு செயற்கை ஒளியைப் பயன்படுத்துவது அதிக நாற்று திறன், குறைவான பூச்சிகள் மற்றும் நோய்கள் மற்றும் எளிதான தரப்படுத்தல் ஆகியவற்றின் நன்மைகளைக் கொண்டுள்ளது. பாரம்பரிய ஒளி மூலங்களுடன் ஒப்பிடும்போது, ​​புதிய தலைமுறை LED ஒளி மூலங்கள் ஆற்றல் சேமிப்பு, அதிக செயல்திறன், நீண்ட ஆயுள், சுற்றுச்சூழல் பாதுகாப்பு மற்றும் ஆயுள், சிறிய அளவு, குறைந்த வெப்ப கதிர்வீச்சு மற்றும் சிறிய அலைநீள வீச்சு ஆகிய பண்புகளைக் கொண்டுள்ளன. இது தாவர தொழிற்சாலைகளின் சூழலில் நாற்றுகளின் வளர்ச்சி மற்றும் வளர்ச்சித் தேவைகளுக்கு ஏற்ப பொருத்தமான நிறமாலையை உருவாக்க முடியும், மேலும் நாற்றுகளின் உடலியல் மற்றும் வளர்சிதை மாற்ற செயல்முறையை துல்லியமாகக் கட்டுப்படுத்த முடியும், அதே நேரத்தில், மாசு இல்லாத, தரப்படுத்தப்பட்ட மற்றும் காய்கறி நாற்றுகளின் விரைவான உற்பத்திக்கு பங்களிக்கிறது, மேலும் நாற்று சுழற்சியைக் குறைக்கிறது. தென் சீனாவில், பிளாஸ்டிக் பசுமை இல்லங்களில் மிளகு மற்றும் தக்காளி நாற்றுகளை (3-4 உண்மையான இலைகள்) பயிரிட சுமார் 60 நாட்களும், வெள்ளரி நாற்றுகளுக்கு (3-5 உண்மையான இலைகள்) சுமார் 35 நாட்களும் ஆகும். தாவர தொழிற்சாலை நிலைமைகளின் கீழ், தக்காளி நாற்றுகளை பயிரிட 17 நாட்களும், மிளகு நாற்றுகளுக்கு 25 நாட்களும் மட்டுமே ஆகும், இது 20 மணிநேர ஒளிக்காலம் மற்றும் 200-300 μmol/(m2•s) PPF நிலைமைகளின் கீழ் ஆகும். கிரீன்ஹவுஸில் வழக்கமான நாற்று சாகுபடி முறையுடன் ஒப்பிடும்போது, ​​LED தாவர தொழிற்சாலை நாற்று சாகுபடி முறையின் பயன்பாடு வெள்ளரி வளர்ச்சி சுழற்சியை 15-30 நாட்கள் கணிசமாகக் குறைத்தது, மேலும் ஒரு செடிக்கு பெண் பூக்கள் மற்றும் பழங்களின் எண்ணிக்கை முறையே 33.8% மற்றும் 37.3% அதிகரித்துள்ளது, மேலும் அதிகபட்ச மகசூல் 71.44% அதிகரித்துள்ளது.

ஆற்றல் பயன்பாட்டுத் திறனைப் பொறுத்தவரை, தாவரத் தொழிற்சாலைகளின் ஆற்றல் பயன்பாட்டுத் திறன், அதே அட்சரேகையில் உள்ள வென்லோ-வகை பசுமை இல்லங்களை விட அதிகமாக உள்ளது. எடுத்துக்காட்டாக, ஒரு ஸ்வீடிஷ் தாவரத் தொழிற்சாலையில், 1 கிலோ கீரை உலர் பொருளை உற்பத்தி செய்ய 1411 MJ தேவைப்படுகிறது, அதே நேரத்தில் ஒரு கிரீன்ஹவுஸில் 1699 MJ தேவைப்படுகிறது. இருப்பினும், ஒரு கிலோ கீரை உலர் பொருளைக் கணக்கிட்டால், 1 கிலோ உலர் எடை கீரையை உற்பத்தி செய்ய தாவரத் தொழிற்சாலைக்கு 247 kW·h தேவைப்படுகிறது, மேலும் ஸ்வீடன், நெதர்லாந்து மற்றும் ஐக்கிய அரபு எமிரேட்ஸில் உள்ள பசுமை இல்லங்களுக்கு முறையே 182 kW·h, 70 kW·h மற்றும் 111 kW·h தேவைப்படுகிறது.

அதே நேரத்தில், ஆலைத் தொழிற்சாலையில், கணினிகள், தானியங்கி உபகரணங்கள், செயற்கை நுண்ணறிவு மற்றும் பிற தொழில்நுட்பங்களைப் பயன்படுத்துவது நாற்று சாகுபடிக்கு ஏற்ற சுற்றுச்சூழல் நிலைமைகளை துல்லியமாகக் கட்டுப்படுத்தவும், இயற்கை சுற்றுச்சூழல் நிலைமைகளின் வரம்புகளிலிருந்து விடுபடவும், நாற்று உற்பத்தியின் புத்திசாலித்தனமான, இயந்திரமயமாக்கப்பட்ட மற்றும் வருடாந்திர நிலையான உற்பத்தியை உணரவும் முடியும். சமீபத்திய ஆண்டுகளில், ஜப்பான், தென் கொரியா, ஐரோப்பா மற்றும் அமெரிக்கா மற்றும் பிற நாடுகளில் இலை காய்கறிகள், பழ காய்கறிகள் மற்றும் பிற பொருளாதார பயிர்களின் வணிக உற்பத்தியில் தாவர தொழிற்சாலை நாற்றுகள் பயன்படுத்தப்படுகின்றன. தாவர தொழிற்சாலைகளின் அதிக ஆரம்ப முதலீடு, அதிக இயக்க செலவுகள் மற்றும் பெரிய அமைப்பு ஆற்றல் நுகர்வு ஆகியவை சீன தாவர தொழிற்சாலைகளில் நாற்று சாகுபடி தொழில்நுட்பத்தை மேம்படுத்துவதை இன்னும் கட்டுப்படுத்தும் தடைகளாக உள்ளன. எனவே, பொருளாதார நன்மைகளை மேம்படுத்த, ஒளி மேலாண்மை உத்திகள், காய்கறி வளர்ச்சி மாதிரிகளை நிறுவுதல் மற்றும் ஆட்டோமேஷன் உபகரணங்கள் ஆகியவற்றின் அடிப்படையில் அதிக மகசூல் மற்றும் ஆற்றல் சேமிப்புக்கான தேவைகளை கணக்கில் எடுத்துக்கொள்வது அவசியம்.

இந்தக் கட்டுரையில், சமீபத்திய ஆண்டுகளில் தாவரத் தொழிற்சாலைகளில் காய்கறி நாற்றுகளின் வளர்ச்சி மற்றும் மேம்பாட்டில் LED ஒளி சூழலின் தாக்கம் மதிப்பாய்வு செய்யப்படுகிறது, மேலும் தாவரத் தொழிற்சாலைகளில் காய்கறி நாற்றுகளின் ஒளி ஒழுங்குமுறையின் ஆராய்ச்சி திசையின் கண்ணோட்டத்துடன்.

1. காய்கறி நாற்றுகளின் வளர்ச்சி மற்றும் வளர்ச்சியில் ஒளி சூழலின் விளைவுகள்.

தாவர வளர்ச்சி மற்றும் மேம்பாட்டிற்கான அத்தியாவசிய சுற்றுச்சூழல் காரணிகளில் ஒன்றாக, ஒளி, தாவரங்கள் ஒளிச்சேர்க்கையை மேற்கொள்வதற்கான ஆற்றல் மூலமாக மட்டுமல்லாமல், தாவர ஒளித்தோற்றத்தை பாதிக்கும் ஒரு முக்கிய சமிக்ஞையாகவும் செயல்படுகிறது. தாவரங்கள் ஒளி சமிக்ஞை அமைப்பு மூலம் சமிக்ஞையின் திசை, ஆற்றல் மற்றும் ஒளி தரத்தை உணர்கிறது, அவற்றின் சொந்த வளர்ச்சி மற்றும் வளர்ச்சியை ஒழுங்குபடுத்துகிறது, மேலும் ஒளியின் இருப்பு அல்லது இல்லாமை, அலைநீளம், தீவிரம் மற்றும் கால அளவு ஆகியவற்றிற்கு பதிலளிக்கிறது. தற்போது அறியப்பட்ட தாவர ஒளித்தோற்ற ஏற்பிகளில் குறைந்தது மூன்று வகுப்புகள் உள்ளன: சிவப்பு மற்றும் தூர-சிவப்பு ஒளியை உணரும் பைட்டோக்ரோம்கள் (PHYA~PHYE), நீலம் மற்றும் புற ஊதா A ஐ உணரும் கிரிப்டோக்ரோம்கள் (CRY1 மற்றும் CRY2), மற்றும் UV-B ஐ உணரும் UV-B ஏற்பி UVR8 கூறுகள் (Phot1 மற்றும் Phot2). இந்த ஒளித்தோற்ற ஏற்பிகள் தொடர்புடைய மரபணுக்களின் வெளிப்பாட்டில் பங்கேற்று ஒழுங்குபடுத்துகின்றன, பின்னர் தாவர விதை முளைப்பு, ஒளித்தோற்றத்தோற்றத்தோற்றத்தோற்றத்தோற்றத்தோற்றத்தோற்றத்தோற்றத்தோற்றத்தோற்றத்தோற்றத்தோற்றத்தோற்றத்தோற்றத்தோற்றத்தோற்றத்தை ஒழுங்குபடுத்துகின்றன, மேலும் உயிரியல் மற்றும் உயிரற்ற அழுத்தங்களுக்கு சகிப்புத்தன்மை போன்ற வாழ்க்கை செயல்பாடுகளை ஒழுங்குபடுத்துகின்றன.

2. காய்கறி நாற்றுகளின் ஒளி உருவவியல் நிறுவலில் LED ஒளி சூழலின் தாக்கம்.

2.1 காய்கறி நாற்றுகளின் ஒளித்தோற்ற உருவாக்கத்தில் வெவ்வேறு ஒளி தரத்தின் விளைவுகள்

நிறமாலையின் சிவப்பு மற்றும் நீலப் பகுதிகள் தாவர இலை ஒளிச்சேர்க்கைக்கு அதிக குவாண்டம் செயல்திறனைக் கொண்டுள்ளன. இருப்பினும், வெள்ளரி இலைகளை தூய சிவப்பு ஒளியில் நீண்ட நேரம் வெளிப்படுத்துவது ஒளி அமைப்பை சேதப்படுத்தும், இதன் விளைவாக குன்றிய ஸ்டோமாடல் பதில், ஒளிச்சேர்க்கை திறன் குறைதல் மற்றும் நைட்ரஜன் பயன்பாட்டு திறன் மற்றும் வளர்ச்சி குறைபாடு போன்ற "சிவப்பு ஒளி நோய்க்குறி" நிகழ்வு ஏற்படுகிறது. குறைந்த ஒளி தீவிரம் (100±5 μmol/(m2•s)) நிலையில், தூய சிவப்பு ஒளி வெள்ளரியின் இளம் மற்றும் முதிர்ந்த இலைகளின் குளோரோபிளாஸ்ட்களை சேதப்படுத்தும், ஆனால் சேதமடைந்த குளோரோபிளாஸ்ட்கள் தூய சிவப்பு ஒளியிலிருந்து சிவப்பு மற்றும் நீல ஒளிக்கு மாற்றப்பட்ட பிறகு மீட்டெடுக்கப்பட்டன (R:B= 7:3). மாறாக, வெள்ளரி செடிகள் சிவப்பு-நீல ஒளி சூழலிலிருந்து தூய சிவப்பு ஒளி சூழலுக்கு மாறியபோது, ​​ஒளிச்சேர்க்கை செயல்திறன் கணிசமாகக் குறையவில்லை, இது சிவப்பு ஒளி சூழலுக்கு தகவமைப்புத் திறனைக் காட்டுகிறது. "சிவப்பு ஒளி நோய்க்குறி" உள்ள வெள்ளரி நாற்றுகளின் இலை அமைப்பை எலக்ட்ரான் நுண்ணோக்கி பகுப்பாய்வு மூலம், தூய சிவப்பு ஒளியின் கீழ் இலைகளில் குளோரோபிளாஸ்ட்களின் எண்ணிக்கை, ஸ்டார்ச் துகள்களின் அளவு மற்றும் கிரானாவின் தடிமன் ஆகியவை வெள்ளை ஒளி சிகிச்சையின் கீழ் உள்ளதை விட கணிசமாகக் குறைவாக இருப்பதை பரிசோதனையாளர்கள் கண்டறிந்தனர். நீல ஒளியின் தலையீடு வெள்ளரி குளோரோபிளாஸ்ட்களின் அல்ட்ராஸ்ட்ரக்சர் மற்றும் ஒளிச்சேர்க்கை பண்புகளை மேம்படுத்துகிறது மற்றும் ஊட்டச்சத்துக்களின் அதிகப்படியான திரட்சியை நீக்குகிறது. வெள்ளை ஒளி மற்றும் சிவப்பு மற்றும் நீல ஒளியுடன் ஒப்பிடும்போது, ​​தூய சிவப்பு ஒளி தக்காளி நாற்றுகளின் ஹைபோகோடைல் நீட்சி மற்றும் கோட்டிலிடன் விரிவாக்கத்தை ஊக்குவித்தது, தாவர உயரம் மற்றும் இலை பரப்பளவை கணிசமாக அதிகரித்தது, ஆனால் ஒளிச்சேர்க்கை திறன் கணிசமாகக் குறைந்தது, ரூபிஸ்கோ உள்ளடக்கம் மற்றும் ஒளி வேதியியல் செயல்திறன் குறைந்தது, மற்றும் வெப்பச் சிதறல் கணிசமாக அதிகரித்தது. வெவ்வேறு வகையான தாவரங்கள் ஒரே ஒளி தரத்திற்கு வித்தியாசமாக பதிலளிப்பதைக் காணலாம், ஆனால் ஒற்றை நிற ஒளியுடன் ஒப்பிடும்போது, ​​தாவரங்கள் அதிக ஒளிச்சேர்க்கை திறன் மற்றும் கலப்பு ஒளியின் சூழலில் அதிக வீரியமான வளர்ச்சியைக் கொண்டுள்ளன.

காய்கறி நாற்றுகளின் ஒளி தர கலவையை மேம்படுத்துவது குறித்து ஆராய்ச்சியாளர்கள் நிறைய ஆராய்ச்சி செய்துள்ளனர். அதே ஒளி தீவிரத்தின் கீழ், சிவப்பு ஒளியின் விகிதத்தின் அதிகரிப்புடன், தக்காளி மற்றும் வெள்ளரி நாற்றுகளின் தாவர உயரம் மற்றும் புதிய எடை கணிசமாக மேம்படுத்தப்பட்டது, மேலும் 3:1 என்ற சிவப்பு மற்றும் நீல விகிதத்துடன் சிகிச்சை சிறந்த விளைவைக் கொடுத்தது; மாறாக, நீல ஒளியின் அதிக விகிதம் இது தக்காளி மற்றும் வெள்ளரி நாற்றுகளின் வளர்ச்சியைத் தடுத்தது, அவை குறுகியதாகவும் சுருக்கமாகவும் இருந்தன, ஆனால் நாற்றுகளின் தளிர்களில் உலர்ந்த பொருள் மற்றும் குளோரோபில் உள்ளடக்கத்தை அதிகரித்தன. மிளகுத்தூள் மற்றும் தர்பூசணிகள் போன்ற பிற பயிர்களிலும் இதே போன்ற வடிவங்கள் காணப்படுகின்றன. கூடுதலாக, வெள்ளை ஒளியுடன் ஒப்பிடும்போது, ​​சிவப்பு மற்றும் நீல ஒளி (R:B=3:1) தக்காளி நாற்றுகளின் இலை தடிமன், குளோரோபில் உள்ளடக்கம், ஒளிச்சேர்க்கை திறன் மற்றும் எலக்ட்ரான் பரிமாற்ற திறன் ஆகியவற்றை கணிசமாக மேம்படுத்தியது மட்டுமல்லாமல், கால்வின் சுழற்சி, வளர்ச்சி சைவ உள்ளடக்கம் மற்றும் கார்போஹைட்ரேட் குவிப்பு தொடர்பான நொதிகளின் வெளிப்பாடு அளவுகளையும் கணிசமாக மேம்படுத்தியது. சிவப்பு மற்றும் நீல ஒளியின் இரண்டு விகிதங்களையும் (R:B=2:1, 4:1) ஒப்பிடுகையில், நீல ஒளியின் அதிக விகிதம் வெள்ளரி நாற்றுகளில் பெண் பூக்கள் உருவாவதைத் தூண்டுவதற்கு மிகவும் உகந்ததாக இருந்தது மற்றும் பெண் பூக்களின் பூக்கும் நேரத்தை துரிதப்படுத்தியது. சிவப்பு மற்றும் நீல ஒளியின் வெவ்வேறு விகிதங்கள் காலே, அருகுலா மற்றும் கடுகு நாற்றுகளின் புதிய எடை விளைச்சலில் குறிப்பிடத்தக்க தாக்கத்தை ஏற்படுத்தவில்லை என்றாலும், நீல ஒளியின் அதிக விகிதம் (30% நீல ஒளி) காலே மற்றும் கடுகு நாற்றுகளின் ஹைபோகோடைல் நீளம் மற்றும் கோட்டிலிடன் பகுதியை கணிசமாகக் குறைத்தது, அதே நேரத்தில் கோட்டிலிடன் நிறம் ஆழமடைந்தது. எனவே, நாற்றுகளின் உற்பத்தியில், நீல ஒளியின் விகிதத்தில் பொருத்தமான அதிகரிப்பு காய்கறி நாற்றுகளின் முனை இடைவெளி மற்றும் இலை பரப்பளவை கணிசமாகக் குறைக்கலாம், நாற்றுகளின் பக்கவாட்டு நீட்டிப்பை ஊக்குவிக்கலாம் மற்றும் நாற்று வலிமை குறியீட்டை மேம்படுத்தலாம், இது வலுவான நாற்றுகளை வளர்ப்பதற்கு உகந்தது. ஒளி தீவிரம் மாறாமல் இருந்த நிலையில், சிவப்பு மற்றும் நீல ஒளியில் பச்சை ஒளியின் அதிகரிப்பு இனிப்பு மிளகு நாற்றுகளின் புதிய எடை, இலை பரப்பளவு மற்றும் தாவர உயரத்தை கணிசமாக மேம்படுத்தியது. பாரம்பரிய வெள்ளை ஒளிரும் விளக்குடன் ஒப்பிடும்போது, ​​சிவப்பு-பச்சை-நீலம் (R3:G2:B5) ஒளி நிலைமைகளின் கீழ், 'ஒகாகி எண். 1 தக்காளி' நாற்றுகளின் Y[II], qP மற்றும் ETR கணிசமாக மேம்படுத்தப்பட்டன. தூய நீல ஒளியில் UV ஒளியை (100 μmol/(m2•s) நீல ஒளி + 7% UV-A) சேர்ப்பது அருகுலா மற்றும் கடுகின் தண்டு நீட்சி வேகத்தை கணிசமாகக் குறைத்தது, அதே நேரத்தில் FR சேர்ப்பது எதிர்மாறாக இருந்தது. சிவப்பு மற்றும் நீல ஒளியைத் தவிர, பிற ஒளி குணங்களும் தாவர வளர்ச்சி மற்றும் வளர்ச்சியின் செயல்பாட்டில் முக்கிய பங்கு வகிக்கின்றன என்பதையும் இது காட்டுகிறது. புற ஊதா ஒளி அல்லது FR ஒளிச்சேர்க்கையின் ஆற்றல் மூலமாக இல்லாவிட்டாலும், அவை இரண்டும் தாவர ஒளித்தோற்ற உருவாக்கத்தில் ஈடுபட்டுள்ளன. அதிக தீவிரம் கொண்ட UV ஒளி தாவர டிஎன்ஏ மற்றும் புரதங்கள் போன்றவற்றுக்கு தீங்கு விளைவிக்கும். இருப்பினும், UV ஒளி செல்லுலார் அழுத்த பதில்களை செயல்படுத்துகிறது, இதனால் தாவர வளர்ச்சி, உருவவியல் மற்றும் வளர்ச்சியில் மாற்றங்கள் சுற்றுச்சூழல் மாற்றங்களுக்கு ஏற்ப ஏற்படுகின்றன. குறைந்த R/FR தாவரங்களில் நிழல் தவிர்ப்பு எதிர்வினைகளைத் தூண்டுகிறது, இதன் விளைவாக தாவரங்களில் தண்டு நீட்சி, இலை மெலிதல் மற்றும் உலர்ந்த பொருள் மகசூல் குறைதல் போன்ற உருவவியல் மாற்றங்கள் ஏற்படுகின்றன என்று ஆய்வுகள் காட்டுகின்றன. வலுவான நாற்றுகளை வளர்ப்பதற்கு மெல்லிய தண்டு ஒரு நல்ல வளர்ச்சிப் பண்பல்ல. பொதுவான இலை மற்றும் பழ காய்கறி நாற்றுகளுக்கு, உறுதியான, சிறிய மற்றும் மீள் தன்மை கொண்ட நாற்றுகள் போக்குவரத்து மற்றும் நடவு போது சிக்கல்களுக்கு ஆளாகாது.

UV-A வெள்ளரி நாற்று செடிகளை குறுகியதாகவும், சுருக்கமாகவும் மாற்றும், மேலும் நடவு செய்த பிறகு மகசூல் கட்டுப்பாட்டிலிருந்து கணிசமாக வேறுபடுவதில்லை; UV-B மிகவும் குறிப்பிடத்தக்க தடுப்பு விளைவைக் கொண்டுள்ளது, மேலும் நடவு செய்த பிறகு மகசூல் குறைப்பு விளைவு குறிப்பிடத்தக்கதாக இல்லை. முந்தைய ஆய்வுகள் UV-A தாவர வளர்ச்சியைத் தடுக்கிறது மற்றும் தாவரங்களை குள்ளமாக்குகிறது என்று கூறுகின்றன. ஆனால் UV-A இருப்பது, பயிர் உயிரியலை அடக்குவதற்குப் பதிலாக, உண்மையில் அதை ஊக்குவிக்கிறது என்பதற்கான வளர்ந்து வரும் சான்றுகள் உள்ளன. அடிப்படை சிவப்பு மற்றும் வெள்ளை ஒளியுடன் ஒப்பிடும்போது (R:W=2:3, PPFD 250 μmol/(m2·s)), சிவப்பு மற்றும் வெள்ளை ஒளியில் துணை தீவிரம் 10 W/m2 (சுமார் 10 μmol/(m2·s)) காலேவின் UV-A, காலே நாற்றுகளின் உயிரியம், இடைமுனை நீளம், தண்டு விட்டம் மற்றும் தாவர விதான அகலத்தை கணிசமாக அதிகரித்தது, ஆனால் UV தீவிரம் 10 W/m2 ஐத் தாண்டியபோது ஊக்குவிப்பு விளைவு பலவீனமடைந்தது. தினமும் 2 மணிநேர UV-A கூடுதல் (0.45 J/(m2•s)) 'ஆக்ஸ்ஹார்ட்' தக்காளி நாற்றுகளின் தாவர உயரம், கோட்டிலிடன் பகுதி மற்றும் புதிய எடையை கணிசமாக அதிகரிக்கக்கூடும், அதே நேரத்தில் தக்காளி நாற்றுகளின் H2O2 உள்ளடக்கத்தைக் குறைக்கும். வெவ்வேறு பயிர்கள் UV ஒளிக்கு வித்தியாசமாக பதிலளிப்பதைக் காணலாம், இது UV ஒளிக்கு பயிர்களின் உணர்திறனுடன் தொடர்புடையதாக இருக்கலாம்.

ஒட்டு நாற்றுகளை வளர்ப்பதற்கு, வேர் தண்டு ஒட்டுதலுக்கு வசதியாக தண்டின் நீளத்தை சரியான முறையில் அதிகரிக்க வேண்டும். தக்காளி, மிளகு, வெள்ளரி, சுரைக்காய் மற்றும் தர்பூசணி நாற்றுகளின் வளர்ச்சியில் FR இன் வெவ்வேறு தீவிரங்கள் வெவ்வேறு விளைவுகளை ஏற்படுத்தின. குளிர்ந்த வெள்ளை ஒளியில் 18.9 μmol/(m2•s) FR கூடுதலாக வழங்குவது தக்காளி மற்றும் மிளகு நாற்றுகளின் ஹைபோகோடைல் நீளம் மற்றும் தண்டு விட்டத்தை கணிசமாக அதிகரித்தது; FR 34.1 μmol/(m2•s) வெள்ளரி, சுரைக்காய் மற்றும் தர்பூசணி நாற்றுகளின் ஹைபோகோடைல் நீளம் மற்றும் தண்டு விட்டத்தை ஊக்குவிப்பதில் சிறந்த விளைவைக் கொண்டிருந்தது; அதிக தீவிரம் கொண்ட FR (53.4 μmol/(m2•s)) இந்த ஐந்து காய்கறிகளிலும் சிறந்த விளைவைக் கொண்டிருந்தது. நாற்றுகளின் ஹைபோகோடைல் நீளம் மற்றும் தண்டு விட்டம் இனி கணிசமாக அதிகரிக்கவில்லை, மேலும் கீழ்நோக்கிய போக்கைக் காட்டத் தொடங்கியது. மிளகு நாற்றுகளின் புதிய எடை கணிசமாகக் குறைந்தது, இது ஐந்து காய்கறி நாற்றுகளின் FR செறிவு மதிப்புகள் அனைத்தும் 53.4 μmol/(m2•s) ஐ விடக் குறைவாக இருந்தன, மேலும் FR மதிப்பு FR ஐ விடக் கணிசமாகக் குறைவாக இருந்தது என்பதைக் குறிக்கிறது. வெவ்வேறு காய்கறி நாற்றுகளின் வளர்ச்சியில் ஏற்படும் விளைவுகளும் வேறுபட்டவை.

2.2 காய்கறி நாற்றுகளின் ஒளிவடிவ உருவாக்கத்தில் வெவ்வேறு பகல்நேர ஒருங்கிணைப்பின் விளைவுகள்

பகல்நேர ஒருங்கிணைப்பு (DLI) என்பது ஒரு நாளில் தாவர மேற்பரப்பு பெறும் ஒளிச்சேர்க்கை ஃபோட்டான்களின் மொத்த அளவைக் குறிக்கிறது, இது ஒளி தீவிரம் மற்றும் ஒளி நேரத்துடன் தொடர்புடையது. கணக்கீட்டு சூத்திரம் DLI (mol/m2/day) = ஒளி தீவிரம் [μmol/(m2•s)] × தினசரி ஒளி நேரம் (h) × 3600 × 10-6. குறைந்த ஒளி தீவிரம் கொண்ட சூழலில், தாவரங்கள் தண்டு மற்றும் இடைக்கணு நீளத்தை நீட்டித்தல், தாவர உயரம், இலைக்காம்பு நீளம் மற்றும் இலை பரப்பளவை அதிகரித்தல் மற்றும் இலை தடிமன் மற்றும் நிகர ஒளிச்சேர்க்கை வீதத்தைக் குறைத்தல் மூலம் குறைந்த ஒளி சூழலுக்கு பதிலளிக்கின்றன. கடுகு தவிர, ஒளி தீவிரத்தின் அதிகரிப்புடன், அதே ஒளி தரத்தின் கீழ் அருகுலா, முட்டைக்கோஸ் மற்றும் காலே நாற்றுகளின் ஹைபோகோடைல் நீளம் மற்றும் தண்டு நீட்சி கணிசமாகக் குறைந்தது. தாவர வளர்ச்சி மற்றும் உருவவியல் மீதான ஒளியின் விளைவு ஒளி தீவிரம் மற்றும் தாவர இனங்களுடன் தொடர்புடையது என்பதைக் காணலாம். DLI (8.64~28.8 mol/m2/நாள்) அதிகரிப்புடன், வெள்ளரி நாற்றுகளின் தாவர வகை குட்டையாகவும், வலுவாகவும், சுருக்கமாகவும் மாறியது, மேலும் குறிப்பிட்ட இலை எடை மற்றும் குளோரோபில் உள்ளடக்கம் படிப்படியாகக் குறைந்தது. வெள்ளரி நாற்றுகளை விதைத்த 6~16 நாட்களுக்குப் பிறகு, இலைகள் மற்றும் வேர்கள் காய்ந்தன. எடை படிப்படியாக அதிகரித்தது, வளர்ச்சி விகிதம் படிப்படியாக துரிதப்படுத்தப்பட்டது, ஆனால் விதைத்த 16 முதல் 21 நாட்களுக்குப் பிறகு, வெள்ளரி நாற்றுகளின் இலைகள் மற்றும் வேர்களின் வளர்ச்சி விகிதம் கணிசமாகக் குறைந்தது. மேம்படுத்தப்பட்ட DLI வெள்ளரி நாற்றுகளின் நிகர ஒளிச்சேர்க்கை விகிதத்தை ஊக்குவித்தது, ஆனால் ஒரு குறிப்பிட்ட மதிப்புக்குப் பிறகு, நிகர ஒளிச்சேர்க்கை விகிதம் குறையத் தொடங்கியது. எனவே, பொருத்தமான DLI ஐத் தேர்ந்தெடுத்து, நாற்றுகளின் வெவ்வேறு வளர்ச்சி நிலைகளில் வெவ்வேறு துணை ஒளி உத்திகளைப் பின்பற்றுவது மின் நுகர்வைக் குறைக்கும். DLI தீவிரத்தின் அதிகரிப்புடன் வெள்ளரி மற்றும் தக்காளி நாற்றுகளில் கரையக்கூடிய சர்க்கரை மற்றும் SOD நொதியின் உள்ளடக்கம் அதிகரித்தது. DLI தீவிரம் 7.47 mol/m2/நாள் இலிருந்து 11.26 mol/m2/நாள் ஆக அதிகரித்தபோது, ​​வெள்ளரி நாற்றுகளில் கரையக்கூடிய சர்க்கரை மற்றும் SOD நொதியின் உள்ளடக்கம் முறையே 81.03% மற்றும் 55.5% அதிகரித்தது. அதே DLI நிலைமைகளின் கீழ், ஒளி தீவிரம் அதிகரித்ததாலும், ஒளி நேரம் குறைக்கப்பட்டதாலும், தக்காளி மற்றும் வெள்ளரி நாற்றுகளின் PSII செயல்பாடு தடுக்கப்பட்டது, மேலும் குறைந்த ஒளி தீவிரம் மற்றும் நீண்ட கால அளவு கொண்ட துணை ஒளி உத்தியைத் தேர்ந்தெடுப்பது வெள்ளரி மற்றும் தக்காளி நாற்றுகளின் உயர் நாற்று குறியீடு மற்றும் ஒளி வேதியியல் செயல்திறனை வளர்ப்பதற்கு மிகவும் உகந்ததாக இருந்தது.

ஒட்டு நாற்றுகளின் உற்பத்தியில், குறைந்த ஒளி சூழல் ஒட்டு நாற்றுகளின் தரம் குறைவதற்கும், குணமாகும் நேரத்தை அதிகரிப்பதற்கும் வழிவகுக்கும். பொருத்தமான ஒளி தீவிரம் ஒட்டு குணப்படுத்தும் தளத்தின் பிணைப்பு திறனை மேம்படுத்துவதோடு மட்டுமல்லாமல், வலுவான நாற்றுகளின் குறியீட்டை மேம்படுத்துவதோடு மட்டுமல்லாமல், பெண் பூக்களின் முனை நிலையைக் குறைத்து பெண் பூக்களின் எண்ணிக்கையையும் அதிகரிக்கும். தாவர தொழிற்சாலைகளில், தக்காளி ஒட்டு நாற்றுகளின் குணப்படுத்தும் தேவைகளைப் பூர்த்தி செய்ய 2.5-7.5 மோல்/மீ2/நாள் DLI போதுமானதாக இருந்தது. ஒட்டு தக்காளி நாற்றுகளின் சுருக்கத்தன்மை மற்றும் இலை தடிமன் அதிகரிக்கும் DLI தீவிரத்துடன் கணிசமாக அதிகரித்தது. ஒட்டு நாற்றுகளுக்கு குணப்படுத்துவதற்கு அதிக ஒளி தீவிரம் தேவையில்லை என்பதை இது காட்டுகிறது. எனவே, மின் நுகர்வு மற்றும் நடவு சூழலைக் கருத்தில் கொண்டு, பொருத்தமான ஒளி தீவிரத்தைத் தேர்ந்தெடுப்பது பொருளாதார நன்மைகளை மேம்படுத்த உதவும்.

3. காய்கறி நாற்றுகளின் அழுத்த எதிர்ப்பில் LED ஒளி சூழலின் விளைவுகள்.

தாவரங்கள் ஒளி ஏற்பிகள் மூலம் வெளிப்புற ஒளி சமிக்ஞைகளைப் பெறுகின்றன, இதனால் தாவரத்தில் சமிக்ஞை மூலக்கூறுகளின் தொகுப்பு மற்றும் குவிப்பு ஏற்படுகிறது, இதன் மூலம் தாவர உறுப்புகளின் வளர்ச்சி மற்றும் செயல்பாடு மாறுகிறது, மேலும் இறுதியில் தாவரத்தின் மன அழுத்தத்திற்கு எதிர்ப்புத் திறன் மேம்படுகிறது. வெவ்வேறு ஒளி தரம் நாற்றுகளின் குளிர் சகிப்புத்தன்மை மற்றும் உப்பு சகிப்புத்தன்மையை மேம்படுத்துவதில் ஒரு குறிப்பிட்ட ஊக்க விளைவைக் கொண்டுள்ளது. உதாரணமாக, தக்காளி நாற்றுகளை இரவில் 4 மணி நேரம் ஒளியுடன் கூடுதலாக வழங்கும்போது, ​​கூடுதல் ஒளி இல்லாத சிகிச்சையுடன் ஒப்பிடும்போது, ​​வெள்ளை ஒளி, சிவப்பு ஒளி, நீல ஒளி மற்றும் சிவப்பு மற்றும் நீல ஒளி ஆகியவை தக்காளி நாற்றுகளின் எலக்ட்ரோலைட் ஊடுருவல் மற்றும் MDA உள்ளடக்கத்தைக் குறைத்து, குளிர் சகிப்புத்தன்மையை மேம்படுத்தலாம். 8:2 சிவப்பு-நீல விகித சிகிச்சையின் கீழ் தக்காளி நாற்றுகளில் SOD, POD மற்றும் CAT ஆகியவற்றின் செயல்பாடுகள் மற்ற சிகிச்சைகளை விட கணிசமாக அதிகமாக இருந்தன, மேலும் அவை அதிக ஆக்ஸிஜனேற்ற திறன் மற்றும் குளிர் சகிப்புத்தன்மையைக் கொண்டிருந்தன.

சோயாபீன் வேர் வளர்ச்சியில் UV-B இன் விளைவு, ABA, SA, மற்றும் JA போன்ற ஹார்மோன் சமிக்ஞை மூலக்கூறுகள் உட்பட வேர் NO மற்றும் ROS இன் உள்ளடக்கத்தை அதிகரிப்பதன் மூலம் தாவர அழுத்த எதிர்ப்பை மேம்படுத்துவதாகும், மேலும் IAA, CTK மற்றும் GA இன் உள்ளடக்கத்தைக் குறைப்பதன் மூலம் வேர் வளர்ச்சியைத் தடுக்கிறது. UV-B இன் ஒளி ஏற்பி, UVR8, ஒளித்தோற்றத்தை ஒழுங்குபடுத்துவதில் மட்டுமல்லாமல், UV-B அழுத்தத்திலும் முக்கிய பங்கு வகிக்கிறது. தக்காளி நாற்றுகளில், UVR8 அந்தோசயினின்களின் தொகுப்பு மற்றும் குவிப்பை மத்தியஸ்தம் செய்கிறது, மேலும் UV-பழக்கப்படுத்தப்பட்ட காட்டு தக்காளி நாற்றுகள் அதிக தீவிரம் கொண்ட UV-B அழுத்தத்தை சமாளிக்கும் திறனை மேம்படுத்துகின்றன. இருப்பினும், அரபிடோப்சிஸால் தூண்டப்படும் வறட்சி அழுத்தத்திற்கு UV-B இன் தழுவல் UVR8 பாதையைச் சார்ந்தது அல்ல, இது UV-B தாவர பாதுகாப்பு வழிமுறைகளின் சமிக்ஞை தூண்டப்பட்ட குறுக்கு-பதிலாக செயல்படுகிறது என்பதைக் குறிக்கிறது, இதனால் பல்வேறு ஹார்மோன்கள் வறட்சி அழுத்தத்தை எதிர்ப்பதில் கூட்டாக ஈடுபட்டுள்ளன, ROS துப்புரவு திறனை அதிகரிக்கின்றன.

FR-ஆல் ஏற்படும் தாவர ஹைபோகோடைல் அல்லது தண்டு நீட்சி மற்றும் தாவரங்கள் குளிர் அழுத்தத்திற்கு ஏற்ப மாறுதல் இரண்டும் தாவர ஹார்மோன்களால் கட்டுப்படுத்தப்படுகின்றன. எனவே, FR-ஆல் ஏற்படும் "நிழல் தவிர்ப்பு விளைவு" தாவரங்களின் குளிர் தழுவலுடன் தொடர்புடையது. பரிசோதனையாளர்கள் 15°C-யில் முளைத்த 18 நாட்களுக்குப் பிறகு பார்லி நாற்றுகளை 10 நாட்களுக்கு கூடுதலாகச் சேர்த்து, 5°C + 7 நாட்களுக்கு FR-ஐ கூடுதலாகச் சேர்த்து, வெள்ளை ஒளி சிகிச்சையுடன் ஒப்பிடும்போது, ​​FR பார்லி நாற்றுகளின் உறைபனி எதிர்ப்பை மேம்படுத்துவதைக் கண்டறிந்தனர். இந்த செயல்முறை பார்லி நாற்றுகளில் அதிகரித்த ABA மற்றும் IAA உள்ளடக்கத்துடன் சேர்ந்துள்ளது. 15°C FR-முன் சிகிச்சை பெற்ற பார்லி நாற்றுகளை 5°C-க்கு மாற்றியமைத்து, 7 நாட்களுக்கு தொடர்ந்து FR சப்ளிமெண்ட் கொடுத்ததால் மேற்கண்ட இரண்டு சிகிச்சைகளுக்கு ஒத்த முடிவுகள் கிடைத்தன, ஆனால் ABA பதில் குறைக்கப்பட்டது. வெவ்வேறு R:FR மதிப்புகளைக் கொண்ட தாவரங்கள் தாவர உப்பு சகிப்புத்தன்மையிலும் ஈடுபட்டுள்ள பைட்டோஹார்மோன்களின் (GA, IAA, CTK, மற்றும் ABA) உயிரியக்கத் தொகுப்பைக் கட்டுப்படுத்துகின்றன. உப்பு அழுத்தத்தின் கீழ், குறைந்த R:FR விகித ஒளி சூழல் தக்காளி நாற்றுகளின் ஆக்ஸிஜனேற்ற மற்றும் ஒளிச்சேர்க்கை திறனை மேம்படுத்தலாம், நாற்றுகளில் ROS மற்றும் MDA உற்பத்தியைக் குறைக்கலாம் மற்றும் உப்பு சகிப்புத்தன்மையை மேம்படுத்தலாம். உப்புத்தன்மை அழுத்தம் மற்றும் குறைந்த R:FR மதிப்பு (R:FR=0.8) இரண்டும் குளோரோபிலின் உயிரியல் தொகுப்பைத் தடுக்கின்றன, இது குளோரோபில் தொகுப்பு பாதையில் PBG ஐ UroIII ஆக மாற்றுவதைத் தடுக்கலாம், அதே நேரத்தில் குறைந்த R:FR சூழல் குளோரோபில் தொகுப்பின் உப்புத்தன்மை அழுத்தத்தால் தூண்டப்பட்ட குறைபாட்டை திறம்படக் குறைக்கும். இந்த முடிவுகள் பைட்டோக்ரோம்களுக்கும் உப்பு சகிப்புத்தன்மைக்கும் இடையே ஒரு குறிப்பிடத்தக்க தொடர்பைக் குறிக்கின்றன.

ஒளி சூழலுடன் கூடுதலாக, பிற சுற்றுச்சூழல் காரணிகளும் காய்கறி நாற்றுகளின் வளர்ச்சி மற்றும் தரத்தை பாதிக்கின்றன. எடுத்துக்காட்டாக, CO2 செறிவு அதிகரிப்பு ஒளி செறிவு அதிகபட்ச மதிப்பு Pn (Pnmax) ஐ அதிகரிக்கும், ஒளி இழப்பீட்டு புள்ளியைக் குறைக்கும் மற்றும் ஒளி பயன்பாட்டு செயல்திறனை மேம்படுத்தும். ஒளி தீவிரம் மற்றும் CO2 செறிவு அதிகரிப்பு ஒளிச்சேர்க்கை நிறமிகளின் உள்ளடக்கம், நீர் பயன்பாட்டு திறன் மற்றும் கால்வின் சுழற்சியுடன் தொடர்புடைய நொதிகளின் செயல்பாடுகளை மேம்படுத்த உதவுகிறது, மேலும் இறுதியாக தக்காளி நாற்றுகளின் அதிக ஒளிச்சேர்க்கை திறன் மற்றும் உயிரித் திரட்டலை அடைய உதவுகிறது. தக்காளி மற்றும் மிளகு நாற்றுகளின் உலர்ந்த எடை மற்றும் சுருக்கம் DLI உடன் நேர்மறையாக தொடர்புடையது, மேலும் வெப்பநிலை மாற்றம் அதே DLI சிகிச்சையின் கீழ் வளர்ச்சியையும் பாதித்தது. 23~25℃ சூழல் தக்காளி நாற்றுகளின் வளர்ச்சிக்கு மிகவும் பொருத்தமானது. வெப்பநிலை மற்றும் ஒளி நிலைமைகளின்படி, ஆராய்ச்சியாளர்கள் பேட் விநியோக மாதிரியின் அடிப்படையில் மிளகின் ஒப்பீட்டு வளர்ச்சி விகிதத்தை கணிக்க ஒரு முறையை உருவாக்கினர், இது மிளகு ஒட்டுதல் நாற்று உற்பத்தியின் சுற்றுச்சூழல் ஒழுங்குமுறைக்கு அறிவியல் வழிகாட்டுதலை வழங்க முடியும்.

எனவே, உற்பத்தியில் ஒளி ஒழுங்குமுறை திட்டத்தை வடிவமைக்கும்போது, ​​ஒளி சூழல் காரணிகள் மற்றும் தாவர இனங்கள் மட்டுமல்லாமல், நாற்று ஊட்டச்சத்து மற்றும் நீர் மேலாண்மை, வாயு சூழல், வெப்பநிலை மற்றும் நாற்று வளர்ச்சி நிலை போன்ற சாகுபடி மற்றும் மேலாண்மை காரணிகளையும் கருத்தில் கொள்ள வேண்டும்.

4. சிக்கல்கள் மற்றும் வாய்ப்புகள்

முதலாவதாக, காய்கறி நாற்றுகளின் ஒளி ஒழுங்குமுறை ஒரு அதிநவீன செயல்முறையாகும், மேலும் தாவர தொழிற்சாலை சூழலில் பல்வேறு வகையான காய்கறி நாற்றுகளில் வெவ்வேறு ஒளி நிலைகளின் விளைவுகளை விரிவாக பகுப்பாய்வு செய்ய வேண்டும். இதன் பொருள் உயர் செயல்திறன் மற்றும் உயர்தர நாற்று உற்பத்தியின் இலக்கை அடைய, ஒரு முதிர்ந்த தொழில்நுட்ப அமைப்பை நிறுவ தொடர்ச்சியான ஆய்வு தேவைப்படுகிறது.

இரண்டாவதாக, LED ஒளி மூலத்தின் மின் பயன்பாட்டு விகிதம் ஒப்பீட்டளவில் அதிகமாக இருந்தாலும், செயற்கை ஒளியைப் பயன்படுத்தி நாற்றுகளை வளர்ப்பதற்கான முக்கிய ஆற்றல் நுகர்வு தாவர விளக்குகளுக்கான மின் நுகர்வு ஆகும். தாவர தொழிற்சாலைகளின் மிகப்பெரிய ஆற்றல் நுகர்வு இன்னும் தாவர தொழிற்சாலைகளின் வளர்ச்சியைக் கட்டுப்படுத்தும் தடையாக உள்ளது.

இறுதியாக, விவசாயத்தில் தாவர விளக்குகளை பரவலாகப் பயன்படுத்துவதன் மூலம், எதிர்காலத்தில் LED தாவர விளக்குகளின் விலை வெகுவாகக் குறைக்கப்படும் என்று எதிர்பார்க்கப்படுகிறது; மாறாக, தொழிலாளர் செலவுகளின் அதிகரிப்பு, குறிப்பாக தொற்றுநோய்க்குப் பிந்தைய காலத்தில், தொழிலாளர் பற்றாக்குறை உற்பத்தியின் இயந்திரமயமாக்கல் மற்றும் தானியங்கிமயமாக்கல் செயல்முறையை ஊக்குவிக்கும். எதிர்காலத்தில், செயற்கை நுண்ணறிவு அடிப்படையிலான கட்டுப்பாட்டு மாதிரிகள் மற்றும் அறிவார்ந்த உற்பத்தி உபகரணங்கள் காய்கறி நாற்று உற்பத்திக்கான முக்கிய தொழில்நுட்பங்களில் ஒன்றாக மாறும், மேலும் தாவர தொழிற்சாலை நாற்று தொழில்நுட்பத்தின் வளர்ச்சியை தொடர்ந்து ஊக்குவிக்கும்.

ஆசிரியர்கள்: Jiehui Tan, Houcheng Liu
கட்டுரை மூலம்: வேளாண் பொறியியல் தொழில்நுட்பத்தின் வெச்சாட் கணக்கு (பசுமை இல்ல தோட்டக்கலை)