Abstrak: Ang mga punla ng gulay ang unang hakbang sa produksyon ng gulay, at ang kalidad ng mga punla ay napakahalaga sa ani at kalidad ng mga gulay pagkatapos itanim. Sa patuloy na pagpipino ng paghahati ng paggawa sa industriya ng gulay, ang mga punla ng gulay ay unti-unting bumuo ng isang malayang kadena ng industriya at nagsilbi sa produksyon ng gulay. Dahil sa masamang panahon, ang mga tradisyonal na pamamaraan ng pagpupunla ay hindi maiiwasang maharap sa maraming hamon tulad ng mabagal na paglaki ng mga punla, mabalahibong paglaki, at mga peste at sakit. Upang harapin ang mabalahibong mga punla, maraming komersyal na nagtatanim ang gumagamit ng mga growth regulator. Gayunpaman, may mga panganib ng tigas ng punla, kaligtasan ng pagkain at kontaminasyon sa kapaligiran sa paggamit ng mga growth regulator. Bilang karagdagan sa mga pamamaraan ng pagkontrol ng kemikal, bagama't ang mekanikal na pagpapasigla, pagkontrol ng temperatura at tubig ay maaari ring gumanap ng papel sa pagpigil sa mabalahibong paglaki ng mga punla, ang mga ito ay bahagyang hindi gaanong maginhawa at epektibo. Sa ilalim ng epekto ng pandaigdigang bagong epidemya ng Covid-19, ang mga problema ng mga kahirapan sa pamamahala ng produksyon na dulot ng kakulangan ng paggawa at pagtaas ng gastos sa paggawa sa industriya ng punla ay naging mas kitang-kita.

Kasabay ng pag-unlad ng teknolohiya sa pag-iilaw, ang paggamit ng artipisyal na liwanag para sa pagtatanim ng mga punla ng gulay ay may mga bentahe tulad ng mataas na kahusayan sa pagtatanim ng punla, mas kaunting peste at sakit, at madaling istandardisasyon. Kung ikukumpara sa mga tradisyunal na pinagmumulan ng liwanag, ang bagong henerasyon ng mga pinagmumulan ng liwanag na LED ay may mga katangian ng pagtitipid ng enerhiya, mataas na kahusayan, mahabang buhay, pangangalaga sa kapaligiran at tibay, maliit na sukat, mababang thermal radiation, at maliit na wavelength amplitude. Maaari itong bumuo ng angkop na spectrum ayon sa mga pangangailangan sa paglaki at pag-unlad ng mga punla sa kapaligiran ng mga pabrika ng halaman, at tumpak na makontrol ang prosesong pisyolohikal at metaboliko ng mga punla, kasabay nito, nakakatulong sa walang polusyon, istandardisado at mabilis na produksyon ng mga punla ng gulay, at pinapaikli ang siklo ng pagtatanim. Sa Timog Tsina, inaabot ng humigit-kumulang 60 araw ang pagtatanim ng mga punla ng sili at kamatis (3-4 na tunay na dahon) sa mga plastik na greenhouse, at humigit-kumulang 35 araw para sa mga punla ng pipino (3-5 tunay na dahon). Sa ilalim ng mga kondisyon ng pabrika ng halaman, inaabot lamang ng 17 araw ang pagtatanim ng mga punla ng kamatis at 25 araw para sa mga punla ng sili sa ilalim ng mga kondisyon ng photoperiod na 20 oras at PPF na 200-300 μmol/(m2•s). Kung ikukumpara sa kumbensyonal na paraan ng pagtatanim ng punla sa greenhouse, ang paggamit ng paraan ng pagtatanim ng punla sa pabrika ng halaman na LED ay makabuluhang nagpaikli sa siklo ng paglaki ng pipino ng 15-30 araw, at ang bilang ng mga babaeng bulaklak at prutas sa bawat halaman ay tumaas ng 33.8% at 37.3%, ayon sa pagkakabanggit, at ang pinakamataas na ani ay tumaas ng 71.44%.

Sa usapin ng kahusayan sa paggamit ng enerhiya, ang kahusayan sa paggamit ng enerhiya ng mga pabrika ng halaman ay mas mataas kaysa sa mga greenhouse na uri-Venlo sa parehong latitud. Halimbawa, sa isang pabrika ng halaman sa Sweden, 1411 MJ ang kinakailangan upang makagawa ng 1 kg ng tuyong litsugas, habang 1699 MJ ang kinakailangan sa isang greenhouse. Gayunpaman, kung kakalkulahin ang kuryenteng kinakailangan bawat kilo ng tuyong litsugas, ang pabrika ng halaman ay nangangailangan ng 247 kW·h upang makagawa ng 1 kg ng tuyong timbang ng litsugas, at ang mga greenhouse sa Sweden, Netherlands, at United Arab Emirates ay nangangailangan ng 182 kW·h, 70 kW·h, at 111 kW·h, ayon sa pagkakabanggit.

Kasabay nito, sa pabrika ng halaman, ang paggamit ng mga kompyuter, awtomatikong kagamitan, artificial intelligence, at iba pang teknolohiya ay maaaring tumpak na makontrol ang mga kondisyon ng kapaligiran na angkop para sa pagtatanim ng punla, maalis ang mga limitasyon ng natural na kondisyon ng kapaligiran, at maisakatuparan ang matalino, mekanisado, at taunang matatag na produksyon ng mga punla. Sa mga nakaraang taon, ang mga punla sa pabrika ng halaman ay ginamit sa komersyal na produksyon ng mga madahong gulay, mga prutas, at iba pang mga pananim na pang-ekonomiya sa Japan, South Korea, Europe, Estados Unidos, at iba pang mga bansa. Ang mataas na paunang puhunan ng mga pabrika ng halaman, mataas na gastos sa pagpapatakbo, at malaking pagkonsumo ng enerhiya ng sistema ay nananatiling mga hadlang na naglilimita sa pagsulong ng teknolohiya sa pagtatanim ng punla sa mga pabrika ng halaman sa Tsina. Samakatuwid, kinakailangang isaalang-alang ang mga kinakailangan ng mataas na ani at pagtitipid ng enerhiya sa mga tuntunin ng mga estratehiya sa pamamahala ng liwanag, pagtatatag ng mga modelo ng paglago ng gulay, at mga kagamitan sa automation upang mapabuti ang mga benepisyong pang-ekonomiya.

Sa artikulong ito, susuriin ang impluwensya ng kapaligirang may ilaw na LED sa paglaki at pag-unlad ng mga punla ng gulay sa mga pabrika ng halaman nitong mga nakaraang taon, kasama ang pananaw sa direksyon ng pananaliksik sa regulasyon ng liwanag ng mga punla ng gulay sa mga pabrika ng halaman.

1. Mga Epekto ng Liwanag sa Kapaligiran sa Paglaki at Pag-unlad ng mga Punla ng Gulay

Bilang isa sa mga mahahalagang salik sa kapaligiran para sa paglaki at pag-unlad ng halaman, ang liwanag ay hindi lamang pinagmumulan ng enerhiya para sa mga halaman upang maisagawa ang photosynthesis, kundi isa ring mahalagang senyales na nakakaapekto sa photomorphogenesis ng halaman. Nadarama ng mga halaman ang direksyon, enerhiya, at kalidad ng liwanag ng senyales sa pamamagitan ng sistema ng senyales ng liwanag, kinokontrol ang kanilang sariling paglaki at pag-unlad, at tumutugon sa presensya o kawalan, wavelength, intensity, at tagal ng liwanag. Ang kasalukuyang kilalang photoreceptor ng halaman ay kinabibilangan ng hindi bababa sa tatlong klase: mga phytochrome (PHYA~PHYE) na nakakaramdam ng pula at malayong pulang liwanag (FR), mga cryptochrome (CRY1 at CRY2) na nakakaramdam ng asul at ultraviolet A, at mga Elemento (Phot1 at Phot2), ang UV-B receptor UVR8 na nakakaramdam ng UV-B. Ang mga photoreceptor na ito ay nakikilahok at kinokontrol ang ekspresyon ng mga kaugnay na gene at pagkatapos ay kinokontrol ang mga aktibidad sa buhay tulad ng pagtubo ng buto ng halaman, photomorphogenesis, oras ng pamumulaklak, synthesis at akumulasyon ng mga pangalawang metabolite, at pagpapaubaya sa mga biotic at abiotic stress.

2. Impluwensya ng kapaligirang may ilaw na LED sa photomorphological na pagtatatag ng mga punla ng gulay

2.1 Mga Epekto ng Iba't Ibang Kalidad ng Liwanag sa Potomorpohenya ng mga Punla ng Gulay

Ang pula at asul na mga rehiyon ng spectrum ay may mataas na quantum efficiencies para sa photosynthesis ng dahon ng halaman. Gayunpaman, ang pangmatagalang pagkakalantad ng mga dahon ng pipino sa purong pulang ilaw ay makakasira sa photosystem, na magreresulta sa penomeno ng "red light syndrome" tulad ng pagkabansot sa stomata, pagbaba ng kapasidad ng photosynthesis at kahusayan sa paggamit ng nitrogen, at pagkaantala sa paglaki. Sa ilalim ng kondisyon ng mababang intensidad ng liwanag (100±5 μmol/(m2•s)), ang purong pulang ilaw ay maaaring makapinsala sa mga chloroplast ng parehong bata at mature na mga dahon ng pipino, ngunit ang mga nasirang chloroplast ay nabawi pagkatapos itong mabago mula sa purong pulang ilaw patungo sa pula at asul na ilaw (R:B= 7:3). Sa kabaligtaran, nang lumipat ang mga halaman ng pipino mula sa pulang-asul na kapaligiran ng liwanag patungo sa purong pulang ilaw na kapaligiran, ang kahusayan ng photosynthesis ay hindi bumaba nang malaki, na nagpapakita ng kakayahang umangkop sa kapaligiran ng pulang ilaw. Sa pamamagitan ng pagsusuri ng electron microscope sa istruktura ng dahon ng mga punla ng pipino na may "red light syndrome", natuklasan ng mga nag-eeksperimento na ang bilang ng mga chloroplast, ang laki ng mga granule ng starch, at ang kapal ng grana sa mga dahon sa ilalim ng purong pulang ilaw ay mas mababa nang malaki kaysa sa mga nasa ilalim ng white light treatment. Ang interbensyon ng blue light ay nagpapabuti sa ultrastructure at photosynthesis na katangian ng mga cucumber chloroplast at inaalis ang labis na akumulasyon ng mga sustansya. Kung ikukumpara sa white light at red at blue light, ang purong pulang ilaw ay nag-promote ng hypocotyl elongation at cotyledon expansion ng mga punla ng kamatis, makabuluhang nagpataas ng taas at lawak ng dahon ng halaman, ngunit makabuluhang nagbawas ng photosynthesis capacity, nabawasan ang Rubisco content at photochemical efficiency, at makabuluhang nagpataas ng heat dissipation. Makikita na ang iba't ibang uri ng halaman ay tumutugon nang iba sa parehong kalidad ng liwanag, ngunit kumpara sa monochromatic light, ang mga halaman ay may mas mataas na photosynthesis efficiency at mas masiglang paglaki sa kapaligiran ng mixed light.

Maraming pananaliksik ang isinagawa ng mga mananaliksik sa pag-optimize ng kombinasyon ng kalidad ng liwanag ng mga punla ng gulay. Sa ilalim ng parehong tindi ng liwanag, kasabay ng pagtaas ng ratio ng pulang ilaw, ang taas ng halaman at sariwang bigat ng mga punla ng kamatis at pipino ay lubos na bumuti, at ang paggamot na may ratio ng pula sa asul na 3:1 ang nagkaroon ng pinakamahusay na epekto; sa kabaligtaran, ang mataas na ratio ng asul na liwanag ay pumigil sa paglaki ng mga punla ng kamatis at pipino, na maikli at siksik, ngunit pinataas ang nilalaman ng tuyong bagay at chlorophyll sa mga usbong ng mga punla. Ang mga katulad na pattern ay naobserbahan sa iba pang mga pananim, tulad ng mga sili at pakwan. Bukod pa rito, kumpara sa puting liwanag, ang pula at asul na liwanag (R:B=3:1) ay hindi lamang makabuluhang nagpabuti sa kapal ng dahon, nilalaman ng chlorophyll, kahusayan sa photosynthesis at kahusayan sa paglipat ng electron ng mga punla ng kamatis, kundi pati na rin sa mga antas ng ekspresyon ng mga enzyme na may kaugnayan sa Calvin cycle, ang nilalaman ng vegetarian sa paglaki at akumulasyon ng carbohydrate ay makabuluhang bumuti rin. Sa paghahambing ng dalawang ratio ng pula at asul na liwanag (R:B=2:1, 4:1), ang mas mataas na ratio ng asul na liwanag ay mas nakakatulong sa pag-udyok sa pagbuo ng mga babaeng bulaklak sa mga punla ng pipino at pinabilis ang oras ng pamumulaklak ng mga babaeng bulaklak. Bagama't ang magkakaibang ratio ng pula at asul na liwanag ay walang makabuluhang epekto sa sariwang timbang ng mga punla ng kale, arugula, at mustasa, ang mataas na ratio ng asul na liwanag (30% asul na liwanag) ay makabuluhang nagbawas sa haba ng hypocotyl at lawak ng cotyledon ng mga punla ng kale at mustasa, habang ang kulay ng cotyledon ay lumalim. Samakatuwid, sa produksyon ng mga punla, ang naaangkop na pagtaas sa proporsyon ng asul na liwanag ay maaaring makabuluhang paikliin ang pagitan ng buko at lawak ng dahon ng mga punla ng gulay, itaguyod ang pag-ilid ng mga punla, at pagbutihin ang index ng lakas ng punla, na nakakatulong sa paglilinang ng malalakas na punla. Sa kondisyon na ang intensidad ng liwanag ay nananatiling hindi nagbabago, ang pagtaas ng berdeng liwanag sa pula at asul na liwanag ay makabuluhang nagpabuti sa sariwang timbang, lawak ng dahon at taas ng halaman ng mga punla ng sili. Kung ikukumpara sa tradisyonal na puting fluorescent lamp, sa ilalim ng mga kondisyon ng liwanag na pula-berde-asul (R3:G2:B5), ang Y[II], qP at ETR ng mga punla ng 'Okagi No. 1 tomato' ay makabuluhang bumuti. Ang pagdaragdag ng UV light (100 μmol/(m2•s) asul na ilaw + 7% UV-A) sa purong asul na ilaw ay makabuluhang nagpababa sa bilis ng paghaba ng tangkay ng arugula at mustasa, habang ang pagdaragdag ng FR ay kabaligtaran. Ipinapakita rin nito na bukod sa pula at asul na ilaw, ang iba pang mga katangian ng ilaw ay gumaganap din ng mahalagang papel sa proseso ng paglaki at pag-unlad ng halaman. Bagama't hindi ang ultraviolet light o FR ang pinagmumulan ng enerhiya ng photosynthesis, pareho silang kasangkot sa photomorphogenesis ng halaman. Ang high-intensity UV light ay nakakapinsala sa DNA at protina ng halaman, atbp. Gayunpaman, ang UV light ay nagpapagana ng mga tugon sa stress ng cellular, na nagdudulot ng mga pagbabago sa paglaki, morpolohiya at pag-unlad ng halaman upang umangkop sa mga pagbabago sa kapaligiran. Ipinakita ng mga pag-aaral na ang mas mababang R/FR ay nagdudulot ng mga tugon sa pag-iwas sa lilim sa mga halaman, na nagreresulta sa mga pagbabago sa morpolohiya sa mga halaman, tulad ng paghaba ng tangkay, pagnipis ng dahon, at pagbaba ng ani ng tuyong bagay. Ang balingkinitang tangkay ay hindi magandang katangian ng paglaki para sa pagpapatubo ng malalakas na punla. Para sa pangkalahatang madahon at prutas na punla, ang matatag, siksik, at nababanat na mga punla ay hindi madaling kapitan ng mga problema sa panahon ng transportasyon at pagtatanim.

Maaaring gawing mas maikli at mas siksik ng UV-A ang mga punla ng pipino, at ang ani pagkatapos ng paglipat ay hindi gaanong naiiba sa kontrol; habang ang UV-B ay may mas makabuluhang epekto sa pagpigil, at ang epekto sa pagbawas ng ani pagkatapos ng paglipat ay hindi makabuluhan. Iminungkahi ng mga nakaraang pag-aaral na pinipigilan ng UV-A ang paglaki ng halaman at ginagawang maliit ang mga halaman. Ngunit may lumalaking ebidensya na ang presensya ng UV-A, sa halip na sugpuin ang biomass ng pananim, ay talagang nagtataguyod nito. Kung ikukumpara sa pangunahing pula at puting ilaw (R:W=2:3, ang PPFD ay 250 μmol/(m2·s)), ang karagdagang intensidad sa pula at puting ilaw ay 10 W/m2 (humigit-kumulang 10 μmol/(m2·s)). Ang UV-A ng kale ay makabuluhang nagpataas ng biomass, haba ng internode, diyametro ng tangkay at lapad ng canopy ng halaman ng mga punla ng kale, ngunit ang epekto ng promosyon ay humina nang lumampas ang intensidad ng UV sa 10 W/m2. Ang pang-araw-araw na 2 oras na pagdaragdag ng UV-A (0.45 J/(m2•s)) ay maaaring makabuluhang magpataas ng taas ng halaman, lawak ng cotyledon at sariwang bigat ng mga punla ng kamatis na 'Oxheart', habang binabawasan ang nilalaman ng H2O2 ng mga punla ng kamatis. Makikita na ang iba't ibang pananim ay tumutugon nang iba sa liwanag ng UV, na maaaring may kaugnayan sa sensitibidad ng mga pananim sa liwanag ng UV.

Para sa pagtatanim ng mga grafted seedlings, ang haba ng tangkay ay dapat na angkop na taasan upang mapadali ang rootstock grafting. Ang iba't ibang intensidad ng FR ay may iba't ibang epekto sa paglaki ng mga punla ng kamatis, sili, pipino, upo at pakwan. Ang pagdaragdag ng 18.9 μmol/(m2•s) ng FR sa malamig na puting liwanag ay makabuluhang nagpataas ng haba ng hypocotyl at diyametro ng tangkay ng mga punla ng kamatis at sili; ang FR na 34.1 μmol/(m2•s) ang may pinakamahusay na epekto sa pagpapalakas ng haba ng hypocotyl at diyametro ng tangkay ng mga punla ng pipino, upo at pakwan; ang high-intensity FR (53.4 μmol/(m2•s)) ang may pinakamahusay na epekto sa limang gulay na ito. Ang haba ng hypocotyl at diyametro ng tangkay ng mga punla ay hindi na tumaas nang malaki, at nagsimulang magpakita ng pababang trend. Ang sariwang bigat ng mga punla ng sili ay bumaba nang malaki, na nagpapahiwatig na ang mga halaga ng FR saturation ng limang punla ng gulay ay pawang mas mababa sa 53.4 μmol/(m2•s), at ang halaga ng FR ay mas mababa nang malaki kaysa sa FR. Magkakaiba rin ang mga epekto sa paglaki ng iba't ibang punla ng gulay.

2.2 Mga Epekto ng Iba't Ibang Daylight Integral sa Photomorphogenesis ng mga Punla ng Gulay

Ang Daylight Integral (DLI) ay kumakatawan sa kabuuang dami ng mga photosynthetic photon na natatanggap ng ibabaw ng halaman sa isang araw, na may kaugnayan sa tindi ng liwanag at oras ng liwanag. Ang pormula sa pagkalkula ay DLI (mol/m2/araw) = tindi ng liwanag [μmol/(m2•s)] × Pang-araw-araw na oras ng liwanag (h) × 3600 × 10-6. Sa isang kapaligirang may mababang tindi ng liwanag, ang mga halaman ay tumutugon sa kapaligirang may mababang tindi ng liwanag sa pamamagitan ng pagpapahaba ng haba ng tangkay at internode, pagtaas ng taas ng halaman, haba ng tangkay at lawak ng dahon, at pagbaba ng kapal ng dahon at net photosynthesis rate. Sa pagtaas ng tindi ng liwanag, maliban sa mustasa, ang haba ng hypocotyl at paghaba ng tangkay ng mga punla ng arugula, repolyo, at kale sa ilalim ng parehong kalidad ng liwanag ay bumaba nang malaki. Makikita na ang epekto ng liwanag sa paglaki at morpogenesis ng halaman ay may kaugnayan sa tindi ng liwanag at mga uri ng halaman. Sa pagtaas ng DLI (8.64~28.8 mol/m2/araw), ang uri ng halaman ng mga punla ng pipino ay naging maikli, malakas, at siksik, at ang tiyak na bigat ng dahon at nilalaman ng chlorophyll ay unti-unting nabawasan. Pagkalipas ng 6~16 na araw pagkatapos maghasik ng mga punla ng pipino, natuyo ang mga dahon at ugat. Unti-unting tumaas ang bigat, at bumilis ang paglaki, ngunit pagkalipas ng 16 hanggang 21 araw pagkatapos maghasik, bumaba nang malaki ang paglaki ng mga dahon at ugat ng mga punla ng pipino. Ang pinahusay na DLI ay nagtaguyod ng net photosynthesis rate ng mga punla ng pipino, ngunit pagkatapos ng isang tiyak na halaga, nagsimulang bumaba ang net photosynthesis rate. Samakatuwid, ang pagpili ng naaangkop na DLI at pag-aampon ng iba't ibang karagdagang estratehiya sa liwanag sa iba't ibang yugto ng paglaki ng mga punla ay maaaring makabawas sa pagkonsumo ng kuryente. Ang nilalaman ng soluble sugar at SOD enzyme sa mga punla ng pipino at kamatis ay tumaas kasabay ng pagtaas ng intensity ng DLI. Nang tumaas ang intensity ng DLI mula 7.47 mol/m2/araw hanggang 11.26 mol/m2/araw, ang nilalaman ng soluble sugar at SOD enzyme sa mga punla ng pipino ay tumaas ng 81.03%, at 55.5% ayon sa pagkakabanggit. Sa ilalim ng parehong mga kondisyon ng DLI, kasabay ng pagtaas ng tindi ng liwanag at pag-ikli ng oras ng liwanag, ang aktibidad ng PSII ng mga punla ng kamatis at pipino ay napigilan, at ang pagpili ng karagdagang estratehiya sa liwanag na may mababang tindi ng liwanag at mahabang tagal ay mas nakakatulong sa paglinang ng mataas na seedling index at photochemical efficiency ng mga punla ng pipino at kamatis.

Sa produksyon ng mga grafted seedlings, ang mahinang liwanag na kapaligiran ay maaaring humantong sa pagbaba ng kalidad ng mga grafted seedlings at pagtaas ng oras ng paggaling. Ang angkop na intensidad ng liwanag ay hindi lamang makapagpapahusay sa kakayahang magbigkis ng grafted healing site at mapabuti ang index ng malalakas na seedlings, kundi makakabawas din sa posisyon ng buko ng mga babaeng bulaklak at makakapataas sa bilang ng mga babaeng bulaklak. Sa mga pabrika ng halaman, ang DLI na 2.5-7.5 mol/m2/araw ay sapat na upang matugunan ang mga pangangailangan sa paggaling ng mga grafted seedlings ng kamatis. Ang siksik at kapal ng dahon ng mga grafted seedlings ng kamatis ay tumaas nang malaki kasabay ng pagtaas ng intensidad ng DLI. Ipinapakita nito na ang mga grafted seedlings ay hindi nangangailangan ng mataas na intensidad ng liwanag para sa paggaling. Samakatuwid, kung isasaalang-alang ang konsumo ng kuryente at kapaligiran sa pagtatanim, ang pagpili ng angkop na intensidad ng liwanag ay makakatulong na mapabuti ang mga benepisyong pang-ekonomiya.

3. Mga epekto ng kapaligirang may ilaw na LED sa resistensya ng stress ng mga punla ng gulay

Ang mga halaman ay tumatanggap ng mga panlabas na signal ng liwanag sa pamamagitan ng mga photoreceptor, na nagdudulot ng sintesis at akumulasyon ng mga molekula ng signal sa halaman, sa gayon ay binabago ang paglaki at paggana ng mga organo ng halaman, at sa huli ay pinapabuti ang resistensya ng halaman sa stress. Ang iba't ibang kalidad ng liwanag ay may tiyak na epekto sa pagpapabuti ng tolerance sa lamig at tolerance sa asin ng mga punla. Halimbawa, kapag ang mga punla ng kamatis ay dinagdagan ng liwanag sa loob ng 4 na oras sa gabi, kumpara sa paggamot nang walang karagdagang liwanag, ang puting liwanag, pulang liwanag, asul na liwanag, at pula at asul na liwanag ay maaaring magpababa sa electrolyte permeability at MDA content ng mga punla ng kamatis, at mapabuti ang tolerance sa lamig. Ang mga aktibidad ng SOD, POD at CAT sa mga punla ng kamatis sa ilalim ng paggamot ng 8:2 red-blue ratio ay mas mataas nang malaki kaysa sa iba pang mga paggamot, at mayroon silang mas mataas na antioxidant capacity at tolerance sa lamig.

Ang epekto ng UV-B sa paglaki ng ugat ng soybean ay pangunahing upang mapabuti ang resistensya ng halaman sa stress sa pamamagitan ng pagpapataas ng nilalaman ng ugat na NO at ROS, kabilang ang mga hormone signaling molecule tulad ng ABA, SA, at JA, at pinipigilan ang paglaki ng ugat sa pamamagitan ng pagbabawas ng nilalaman ng IAA, CTK, at GA. Ang photoreceptor ng UV-B, ang UVR8, ay hindi lamang kasangkot sa pag-regulate ng photomorphogenesis, kundi gumaganap din ng mahalagang papel sa UV-B stress. Sa mga punla ng kamatis, ang UVR8 ay namamagitan sa synthesis at akumulasyon ng mga anthocyanin, at ang mga punla ng ligaw na kamatis na na-acclimate sa UV ay nagpapabuti sa kanilang kakayahang makayanan ang high-intensity UV-B stress. Gayunpaman, ang pag-aangkop ng UV-B sa stress ng tagtuyot na dulot ng Arabidopsis ay hindi nakasalalay sa UVR8 pathway, na nagpapahiwatig na ang UV-B ay gumaganap bilang isang signal-induced cross-response ng mga mekanismo ng depensa ng halaman, kaya't ang iba't ibang mga hormone ay magkasamang kasangkot sa paglaban sa stress ng tagtuyot, na nagpapataas ng kakayahan sa pag-scaveng ng ROS.

Parehong ang paghaba ng hypocotyl o tangkay ng halaman na dulot ng FR at ang pag-aangkop ng mga halaman sa stress dahil sa lamig ay kinokontrol ng mga hormone ng halaman. Samakatuwid, ang "epekto ng pag-iwas sa lilim" na dulot ng FR ay may kaugnayan sa pag-aangkop ng mga halaman sa lamig. Dinagdagan ng mga eksperimento ang mga punla ng barley 18 araw pagkatapos ng pagtubo sa 15°C sa loob ng 10 araw, pinalamig sa 5°C + dinagdagan ng FR sa loob ng 7 araw, at natuklasan na kumpara sa white light treatment, pinahusay ng FR ang resistensya sa hamog na nagyelo ng mga punla ng barley. Ang prosesong ito ay sinasamahan ng pagtaas ng nilalaman ng ABA at IAA sa mga punla ng barley. Ang kasunod na paglipat ng 15°C na mga punla ng barley na pretreated sa FR sa 5°C at ang patuloy na pagdaragdag ng FR sa loob ng 7 araw ay nagresulta sa magkatulad na resulta sa dalawang treatment sa itaas, ngunit may nabawasang tugon ng ABA. Ang mga halaman na may iba't ibang halaga ng R:FR ay kumokontrol sa biosynthesis ng mga phytohormone (GA, IAA, CTK, at ABA), na kasangkot din sa tolerance ng halaman sa asin. Sa ilalim ng stress sa asin, ang mababang ratio ng R:FR light environment ay maaaring mapabuti ang antioxidant at photosynthesis capacity ng mga punla ng kamatis, mabawasan ang produksyon ng ROS at MDA sa mga punla, at mapabuti ang salt tolerance. Parehong ang salinity stress at mababang R:FR value (R:FR=0.8) ay pumigil sa biosynthesis ng chlorophyll, na maaaring may kaugnayan sa naharang na conversion ng PBG patungong UroIII sa chlorophyll synthesis pathway, habang ang mababang R:FR environment ay maaaring epektibong makapagpagaan sa salinity stress-induced impairment ng chlorophyll synthesis. Ang mga resultang ito ay nagpapahiwatig ng isang makabuluhang ugnayan sa pagitan ng mga phytochrome at salt tolerance.

Bukod sa liwanag sa kapaligiran, ang iba pang mga salik sa kapaligiran ay nakakaapekto rin sa paglaki at kalidad ng mga punla ng gulay. Halimbawa, ang pagtaas ng konsentrasyon ng CO2 ay magpapataas sa pinakamataas na halaga ng saturation ng liwanag na Pn (Pnmax), magbabawas sa light compensation point, at magpapabuti sa kahusayan ng paggamit ng liwanag. Ang pagtaas ng intensity ng liwanag at konsentrasyon ng CO2 ay nakakatulong upang mapabuti ang nilalaman ng mga photosynthetic pigment, kahusayan sa paggamit ng tubig at ang mga aktibidad ng mga enzyme na may kaugnayan sa Calvin cycle, at sa huli ay makakamit ang mas mataas na photosynthetic efficiency at akumulasyon ng biomass ng mga punla ng kamatis. Ang tuyong timbang at siksik ng mga punla ng kamatis at sili ay positibong nauugnay sa DLI, at ang pagbabago ng temperatura ay nakaapekto rin sa paglaki sa ilalim ng parehong paggamot ng DLI. Ang kapaligiran na 23~25℃ ay mas angkop para sa paglaki ng mga punla ng kamatis. Ayon sa temperatura at mga kondisyon ng liwanag, ang mga mananaliksik ay bumuo ng isang paraan upang mahulaan ang relatibong rate ng paglaki ng sili batay sa bate distribution model, na maaaring magbigay ng siyentipikong gabay para sa regulasyon sa kapaligiran ng produksyon ng pepper grafted seedling.

Samakatuwid, kapag nagdidisenyo ng isang pamamaraan ng regulasyon ng liwanag sa produksyon, hindi lamang ang mga salik sa kapaligiran ng liwanag at mga uri ng halaman ang dapat isaalang-alang, kundi pati na rin ang mga salik sa paglilinang at pamamahala tulad ng nutrisyon ng punla at pamamahala ng tubig, kapaligiran ng gas, temperatura, at yugto ng paglaki ng punla.

4. Mga Problema at Pananaw

Una, ang pagkontrol ng liwanag ng mga punla ng gulay ay isang sopistikadong proseso, at ang mga epekto ng iba't ibang kondisyon ng liwanag sa iba't ibang uri ng mga punla ng gulay sa kapaligiran ng pabrika ng halaman ay kailangang suriin nang detalyado. Nangangahulugan ito na upang makamit ang layunin ng mataas na kahusayan at de-kalidad na produksyon ng punla, kinakailangan ang patuloy na paggalugad upang makapagtatag ng isang ganap na teknikal na sistema.

Pangalawa, bagama't medyo mataas ang antas ng paggamit ng kuryente ng pinagmumulan ng ilaw na LED, ang konsumo ng kuryente para sa pag-iilaw ng halaman ang pangunahing konsumo ng enerhiya para sa pagtatanim ng mga punla gamit ang artipisyal na ilaw. Ang malaking konsumo ng enerhiya ng mga pabrika ng halaman ay nananatiling hadlang na pumipigil sa pag-unlad ng mga pabrika ng halaman.

Panghuli, sa malawakang paggamit ng mga ilaw pangtanim sa agrikultura, inaasahang malaki ang mababawasan sa gastos ng mga ilaw pangtanim na LED sa hinaharap; sa kabaligtaran, ang pagtaas ng gastos sa paggawa, lalo na sa panahon pagkatapos ng epidemya, ang kakulangan ng manggagawa ay tiyak na magsusulong sa proseso ng mekanisasyon at automation ng produksyon. Sa hinaharap, ang mga modelo ng kontrol na nakabatay sa artificial intelligence at mga intelligent na kagamitan sa produksyon ay magiging isa sa mga pangunahing teknolohiya para sa produksyon ng mga punla ng gulay, at patuloy na magsusulong sa pag-unlad ng teknolohiya ng punla sa pabrika ng halaman.

Mga May-akda: Jiehui Tan, Houcheng Liu
Pinagmulan ng artikulo: Wechat account ng Teknolohiya sa Inhinyeriya ng Agrikultura (greenhouse horticulture)