Tóm tắt: Cây giống rau là khâu đầu tiên trong quá trình sản xuất rau, chất lượng cây giống có ý nghĩa rất quan trọng đối với năng suất, chất lượng rau sau khi trồng. Với sự hoàn thiện không ngừng của sự phân công lao động trong ngành rau, cây giống rau đã dần hình thành chuỗi công nghiệp độc lập và phục vụ sản xuất rau. Bị ảnh hưởng bởi thời tiết xấu, các phương pháp ươm cây truyền thống chắc chắn phải đối mặt với nhiều thách thức như cây con sinh trưởng chậm, thân dài và sâu bệnh. Để xử lý cây con dài, nhiều người trồng thương mại sử dụng chất điều hòa sinh trưởng. Tuy nhiên, có những rủi ro về độ cứng của cây giống, an toàn thực phẩm và ô nhiễm môi trường khi sử dụng chất điều hòa sinh trưởng. Ngoài các phương pháp kiểm soát bằng hóa chất, mặc dù kích thích cơ học, kiểm soát nhiệt độ và nước cũng có thể đóng vai trò trong việc ngăn chặn sự phát triển dài dòng của cây con nhưng chúng kém thuận tiện và hiệu quả hơn một chút. Dưới tác động của dịch bệnh Covid-19 mới trên toàn cầu, vấn đề khó khăn trong quản lý sản xuất do thiếu lao động và chi phí nhân công tăng cao trong ngành cây giống ngày càng trở nên nổi bật.

Với sự phát triển của công nghệ chiếu sáng, việc sử dụng ánh sáng nhân tạo để ươm cây rau giống có ưu điểm là hiệu quả cây giống cao, ít sâu bệnh, dễ dàng tiêu chuẩn hóa. So với các nguồn sáng truyền thống, nguồn sáng LED thế hệ mới có đặc tính tiết kiệm năng lượng, hiệu suất cao, tuổi thọ cao, bảo vệ môi trường và độ bền, kích thước nhỏ, bức xạ nhiệt thấp và biên độ bước sóng nhỏ. Nó có thể hình thành phổ thích hợp theo nhu cầu sinh trưởng và phát triển của cây con trong môi trường của các nhà máy sản xuất thực vật, đồng thời kiểm soát chính xác quá trình sinh lý và trao đổi chất của cây con, đồng thời góp phần sản xuất cây giống rau không ô nhiễm, tiêu chuẩn hóa và nhanh chóng , và rút ngắn chu kỳ cây con. Ở miền Nam Trung Quốc, mất khoảng 60 ngày để trồng cây tiêu và cà chua (3-4 lá thật) trong nhà kính nhựa và khoảng 35 ngày đối với cây giống dưa chuột (3-5 lá thật). Trong điều kiện nhà máy trồng trọt, chỉ mất 17 ngày để ươm cây giống cà chua và 25 ngày đối với cây giống tiêu trong điều kiện chu kỳ quang 20 giờ và PPF 200-300 μmol/(m2·s). So với phương pháp trồng cây giống thông thường trong nhà kính, việc sử dụng phương pháp trồng cây giống của nhà máy sản xuất đèn LED đã rút ngắn đáng kể chu kỳ sinh trưởng của dưa chuột từ 15-30 ngày, đồng thời số lượng hoa và quả cái trên mỗi cây tăng lần lượt là 33,8% và 37,3%. tương ứng và năng suất cao nhất tăng 71,44%.

Về hiệu quả sử dụng năng lượng, hiệu suất sử dụng năng lượng của các nhà máy trồng trọt cao hơn so với các nhà kính kiểu Venlo ở cùng vĩ độ. Ví dụ, trong một nhà máy trồng trọt ở Thụy Điển, cần 1411 MJ để sản xuất 1 kg chất khô của rau diếp, trong khi cần 1699 MJ trong nhà kính. Tuy nhiên, nếu tính lượng điện cần thiết cho mỗi kg chất khô của rau diếp, thì nhà máy của nhà máy cần 247 kW·h để sản xuất 1 kg rau diếp khô, và các nhà kính ở Thụy Điển, Hà Lan và Các Tiểu vương quốc Ả Rập Thống nhất cần 182 kW· h, 70 kW·h và 111 kW·h tương ứng.

Đồng thời, trong nhà máy sản xuất, việc sử dụng máy tính, thiết bị tự động, trí tuệ nhân tạo và các công nghệ khác có thể kiểm soát chính xác các điều kiện môi trường phù hợp cho việc trồng cây giống, loại bỏ những hạn chế của điều kiện môi trường tự nhiên và nhận ra sự thông minh, cơ giới hóa và sản xuất cây giống ổn định hàng năm. Trong những năm gần đây, cây giống của nhà máy thực vật đã được sử dụng trong sản xuất thương mại các loại rau ăn lá, rau ăn quả và các loại cây trồng kinh tế khác ở Nhật Bản, Hàn Quốc, Châu Âu, Hoa Kỳ và các nước khác. Đầu tư ban đầu cao cho các nhà máy sản xuất cây giống, chi phí vận hành cao và mức tiêu thụ năng lượng hệ thống rất lớn vẫn là những điểm nghẽn hạn chế việc thúc đẩy công nghệ trồng cây giống tại các nhà máy sản xuất cây giống của Trung Quốc. Vì vậy, cần tính đến yêu cầu năng suất cao và tiết kiệm năng lượng về chiến lược quản lý ánh sáng, xây dựng mô hình trồng rau và thiết bị tự động hóa để nâng cao lợi ích kinh tế.

Trong bài viết này, chúng ta xem xét ảnh hưởng của môi trường ánh sáng LED đến sự sinh trưởng và phát triển của cây giống rau trong các nhà máy trồng trọt trong những năm gần đây, với tầm nhìn hướng nghiên cứu điều tiết ánh sáng của cây giống rau trong các nhà máy trồng trọt.

1. Ảnh hưởng của môi trường ánh sáng đến sinh trưởng và phát triển của cây rau giống

Là một trong những yếu tố môi trường thiết yếu cho sự sinh trưởng và phát triển của thực vật, ánh sáng không chỉ là nguồn năng lượng để thực vật thực hiện quá trình quang hợp mà còn là tín hiệu quan trọng ảnh hưởng đến quá trình quang hóa của thực vật. Thực vật cảm nhận được hướng, năng lượng và chất lượng ánh sáng của tín hiệu thông qua hệ thống tín hiệu ánh sáng, điều chỉnh sự sinh trưởng và phát triển của chính chúng, đồng thời phản ứng với sự hiện diện hay vắng mặt, bước sóng, cường độ và thời gian của ánh sáng. Các tế bào cảm quang thực vật được biết đến hiện nay bao gồm ít nhất ba loại: phytochromes (PHYA~PHYE) cảm nhận ánh sáng đỏ và đỏ xa (FR), cryptochromes (CRY1 và CRY2) cảm nhận màu xanh lam và tia cực tím A, và các Elements (Phot1 và Phot2), Thụ thể UV-B UVR8 cảm nhận UV-B. Các tế bào cảm quang này tham gia và điều chỉnh sự biểu hiện của các gen liên quan và sau đó điều chỉnh các hoạt động sống như sự nảy mầm của hạt giống thực vật, quá trình phát quang, thời gian ra hoa, tổng hợp và tích lũy các chất chuyển hóa thứ cấp cũng như khả năng chống chịu các stress sinh học và phi sinh học.

2. Ảnh hưởng của môi trường ánh sáng LED đến quá trình hình thành quang thái của cây rau giống

2.1 Ảnh hưởng của chất lượng ánh sáng khác nhau đến quá trình quang hình của cây rau

Vùng màu đỏ và màu xanh của quang phổ có hiệu suất lượng tử cao cho quá trình quang hợp của lá cây. Tuy nhiên, việc lá dưa chuột tiếp xúc lâu dài với ánh sáng đỏ thuần sẽ làm hỏng hệ thống quang học, dẫn đến hiện tượng “hội chứng ánh sáng đỏ” như phản ứng khí khổng còi cọc, giảm khả năng quang hợp và hiệu quả sử dụng nitơ, chậm phát triển. Trong điều kiện cường độ ánh sáng thấp (100±5 μmol/(m2·s)), ánh sáng đỏ thuần có thể làm hỏng lục lạp của cả lá non và lá trưởng thành của dưa chuột, nhưng lục lạp bị hư hỏng sẽ được phục hồi sau khi được chuyển từ ánh sáng đỏ thuần. thành ánh sáng đỏ và xanh (R:B= 7:3). Ngược lại, khi cây dưa chuột chuyển từ môi trường ánh sáng xanh đỏ sang môi trường ánh sáng đỏ thuần thì hiệu suất quang hợp không giảm đáng kể, thể hiện khả năng thích nghi với môi trường ánh sáng đỏ. Qua phân tích bằng kính hiển vi điện tử về cấu trúc lá của cây dưa chuột mắc “hội chứng đèn đỏ”, các nhà thí nghiệm nhận thấy số lượng lục lạp, kích thước hạt tinh bột và độ dày của lá grana dưới ánh sáng đỏ thuần thấp hơn đáng kể so với dưới ánh sáng đỏ thuần. xử lý ánh sáng trắng. Sự can thiệp của ánh sáng xanh giúp cải thiện các đặc tính siêu cấu trúc và quang hợp của lục lạp dưa chuột, đồng thời loại bỏ sự tích tụ quá mức các chất dinh dưỡng. So với ánh sáng trắng và ánh sáng đỏ và xanh, ánh sáng đỏ thuần đã thúc đẩy sự kéo dài trụ dưới lá mầm và mở rộng lá mầm của cây giống cà chua, tăng đáng kể chiều cao cây và diện tích lá, nhưng làm giảm đáng kể khả năng quang hợp, giảm hàm lượng Rubisco và hiệu suất quang hóa, đồng thời tăng đáng kể khả năng tản nhiệt. Có thể thấy, các loại cây khác nhau phản ứng khác nhau với cùng một chất lượng ánh sáng, nhưng so với ánh sáng đơn sắc, cây có hiệu suất quang hợp cao hơn và sinh trưởng mạnh mẽ hơn trong môi trường ánh sáng hỗn hợp.

Các nhà nghiên cứu đã thực hiện rất nhiều nghiên cứu về việc tối ưu hóa tổ hợp chất lượng ánh sáng của cây giống rau. Trong cùng cường độ ánh sáng, với việc tăng tỷ lệ ánh sáng đỏ, chiều cao cây và trọng lượng tươi của cây giống cà chua và dưa chuột được cải thiện đáng kể, và việc xử lý với tỷ lệ đỏ và xanh 3:1 có hiệu quả tốt nhất; ngược lại, tỷ lệ ánh sáng xanh cao Nó ức chế sự phát triển của cây giống cà chua và dưa chuột, cây con ngắn và nhỏ gọn nhưng làm tăng hàm lượng chất khô và chất diệp lục trong chồi của cây con. Mô hình tương tự cũng được quan sát thấy ở các loại cây trồng khác, chẳng hạn như ớt và dưa hấu. Ngoài ra, so với ánh sáng trắng, ánh sáng đỏ và xanh (R:B=3:1) không chỉ cải thiện đáng kể độ dày lá, hàm lượng chất diệp lục, hiệu suất quang hợp và hiệu suất chuyển điện tử của cây giống cà chua mà còn cải thiện mức độ biểu hiện của các enzym liên quan đến đến chu trình Calvin, hàm lượng chất chay tăng trưởng và tích lũy carbohydrate cũng được cải thiện đáng kể. So sánh hai tỷ lệ ánh sáng đỏ và xanh lam (R:B=2:1, 4:1), tỷ lệ ánh sáng xanh cao hơn sẽ có lợi hơn trong việc tạo ra hoa cái trong cây dưa chuột và đẩy nhanh thời gian ra hoa của hoa cái . Mặc dù tỷ lệ ánh sáng đỏ và xanh khác nhau không ảnh hưởng đáng kể đến năng suất trọng lượng tươi của cây cải xoăn, rau arugula và mù tạt, nhưng tỷ lệ ánh sáng xanh cao (30% ánh sáng xanh) làm giảm đáng kể chiều dài trụ dưới lá mầm và diện tích lá mầm của cải xoăn. và cây cải, trong khi lá mầm có màu đậm hơn. Do đó, trong quá trình sản xuất cây giống, việc tăng tỷ lệ ánh sáng xanh thích hợp có thể rút ngắn đáng kể khoảng cách giữa các nút và diện tích lá của cây giống rau, thúc đẩy sự kéo dài về phía bên của cây con và cải thiện chỉ số sức mạnh của cây con, có lợi cho việc phát triển cây con. trồng cây con khỏe mạnh. Trong điều kiện cường độ ánh sáng không thay đổi, việc tăng cường ánh sáng xanh trong ánh sáng đỏ và xanh lam đã cải thiện đáng kể trọng lượng tươi, diện tích lá và chiều cao cây của cây ớt ngọt. So với đèn huỳnh quang trắng truyền thống, trong điều kiện ánh sáng đỏ-lục-xanh (R3:G2:B5), Y[II], qP và ETR của cây giống 'cà chua Okagi số 1' đã được cải thiện đáng kể. Việc bổ sung ánh sáng tia cực tím (100 μmol/(m2·s) ánh sáng xanh + 7% UV-A) vào ánh sáng xanh thuần khiết làm giảm đáng kể tốc độ kéo dài thân của rau arugula và mù tạt, trong khi bổ sung FR thì ngược lại. Điều này cũng cho thấy ngoài ánh sáng đỏ và xanh, các tính chất ánh sáng khác cũng đóng vai trò quan trọng trong quá trình sinh trưởng và phát triển của thực vật. Mặc dù cả ánh sáng cực tím và FR đều không phải là nguồn năng lượng của quá trình quang hợp, nhưng cả hai đều tham gia vào quá trình quang hóa thực vật. Tia UV cường độ cao có hại cho DNA và protein thực vật, v.v. Tuy nhiên, tia UV kích hoạt phản ứng căng thẳng của tế bào, gây ra những thay đổi về sinh trưởng, hình thái và phát triển của thực vật để thích ứng với những thay đổi của môi trường. Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng R/FR thấp hơn gây ra phản ứng tránh bóng râm ở thực vật, dẫn đến những thay đổi về hình thái ở thực vật, chẳng hạn như thân dài ra, lá mỏng đi và giảm năng suất chất khô. Thân cây mảnh khảnh không phải là đặc điểm sinh trưởng tốt để cây con phát triển khỏe mạnh. Đối với cây giống rau ăn lá và rau ăn quả nói chung, cây con chắc, nhỏ gọn và đàn hồi không dễ gặp vấn đề trong quá trình vận chuyển và trồng trọt.

UV-A có thể làm cho cây giống dưa chuột ngắn hơn và gọn hơn, năng suất sau khi cấy không khác biệt đáng kể so với đối chứng; trong khi UV-B có tác dụng ức chế rõ rệt hơn và hiệu quả làm giảm năng suất sau cấy không đáng kể. Các nghiên cứu trước đây cho rằng tia UV-A ức chế sự phát triển của thực vật và làm cho cây bị lùn đi. Nhưng ngày càng có nhiều bằng chứng cho thấy sự hiện diện của UV-A, thay vì ngăn chặn sinh khối cây trồng, lại thực sự thúc đẩy nó. So với ánh sáng đỏ và trắng cơ bản (R:W=2:3, PPFD là 250 μmol/(m2·s)), cường độ bổ sung của ánh sáng đỏ và trắng là 10 W/m2 (khoảng 10 μmol/(m2· s)) UV-A của cải xoăn làm tăng đáng kể sinh khối, chiều dài lóng, đường kính thân và chiều rộng tán cây của cây cải xoăn, nhưng tác dụng thúc đẩy bị suy yếu khi cường độ tia cực tím vượt quá 10 W/m2. Bổ sung UV-A 2 giờ hàng ngày (0,45 J/(m2·s)) có thể làm tăng đáng kể chiều cao cây, diện tích lá mầm và trọng lượng tươi của cây giống cà chua 'Oxheart', đồng thời làm giảm hàm lượng H2O2 trong cây giống cà chua. Có thể thấy rằng các loại cây trồng khác nhau phản ứng khác nhau với tia UV, điều này có thể liên quan đến độ nhạy cảm của cây trồng với tia UV.

Để trồng cây ghép, chiều dài của thân cây phải được tăng lên một cách thích hợp để thuận tiện cho việc ghép gốc ghép. Cường độ FR khác nhau có tác động khác nhau đến sự phát triển của cây giống cà chua, hạt tiêu, dưa chuột, bầu và dưa hấu. Bổ sung 18,9 μmol/(m2·s) FR trong ánh sáng trắng lạnh làm tăng đáng kể chiều dài trụ dưới lá mầm và đường kính thân của cây giống cà chua và hạt tiêu; FR 34,1 μmol/(m2·s) có tác dụng tốt nhất trong việc thúc đẩy chiều dài trụ dưới lá mầm và đường kính thân của cây giống dưa chuột, bầu, dưa hấu; FR cường độ cao (53,4 μmol/(m2·s)) có tác dụng tốt nhất đối với 5 loại rau này. Chiều dài trụ dưới lá mầm và đường kính thân của cây con không còn tăng đáng kể nữa và bắt đầu có xu hướng giảm. Trọng lượng tươi của cây tiêu giảm đáng kể, cho thấy giá trị bão hòa FR của 5 cây rau giống đều thấp hơn 53,4 μmol/(m2·s) và giá trị FR thấp hơn đáng kể so với FR. Tác động lên sự phát triển của các cây rau giống khác nhau cũng khác nhau.

2.2 Ảnh hưởng của tích phân ánh sáng ban ngày khác nhau đến quá trình quang hình của cây rau

Tích phân ánh sáng ban ngày (DLI) biểu thị tổng lượng photon quang hợp mà bề mặt thực vật nhận được trong một ngày, liên quan đến cường độ ánh sáng và thời gian ánh sáng. Công thức tính là DLI (mol/m2/ngày) = cường độ ánh sáng [μmol/(m2·s)] × Thời gian chiếu sáng hàng ngày (h) × 3600 × 10-6. Trong môi trường có cường độ ánh sáng thấp, thực vật phản ứng với môi trường ánh sáng yếu bằng cách kéo dài chiều dài thân và đốt, tăng chiều cao cây, chiều dài cuống lá và diện tích lá, đồng thời giảm độ dày của lá và tốc độ quang hợp thực. Với sự gia tăng cường độ ánh sáng, ngoại trừ mù tạt, chiều dài trụ dưới lá mầm và độ dài thân của cây rau arugula, bắp cải và cải xoăn trong cùng chất lượng ánh sáng giảm đáng kể. Có thể thấy, ảnh hưởng của ánh sáng đến sự sinh trưởng và phát sinh hình thái của thực vật có liên quan đến cường độ ánh sáng và loài thực vật. Với sự gia tăng DLI (8,64 ~ 28,8 mol/m2/ngày), loại cây giống dưa chuột trở nên ngắn, khỏe và nhỏ gọn, đồng thời trọng lượng riêng của lá và hàm lượng chất diệp lục giảm dần. 6 ~ 16 ngày sau khi gieo cây dưa chuột, lá và rễ khô héo. Trọng lượng tăng dần, tốc độ sinh trưởng tăng dần nhưng 16 đến 21 ngày sau khi gieo, tốc độ sinh trưởng của lá và rễ của cây dưa chuột giảm đáng kể. DLI nâng cao đã thúc đẩy tốc độ quang hợp ròng của cây giống dưa chuột, nhưng sau một giá trị nhất định, tốc độ quang hợp ròng bắt đầu giảm. Do đó, việc lựa chọn DLI thích hợp và áp dụng các chiến lược chiếu sáng bổ sung khác nhau ở các giai đoạn sinh trưởng khác nhau của cây con có thể giảm mức tiêu thụ điện năng. Hàm lượng đường hòa tan và enzyme SOD trong cây giống dưa chuột và cà chua tăng lên khi tăng cường độ DLI. Khi cường độ DLI tăng từ 7,47 mol/m2/ngày lên 11,26 mol/m2/ngày, hàm lượng đường hòa tan và enzyme SOD trong cây dưa chuột giống tăng lần lượt là 81,03% và 55,5%. Trong cùng điều kiện DLI, với việc tăng cường độ ánh sáng và rút ngắn thời gian chiếu sáng, hoạt động PSII của cây giống cà chua và dưa chuột bị ức chế, đồng thời việc chọn chiến lược ánh sáng bổ sung với cường độ ánh sáng yếu và thời gian chiếu sáng dài sẽ có lợi hơn cho việc ươm cây con cao cấp. chỉ số và hiệu suất quang hóa của cây giống dưa chuột và cà chua.

Trong quá trình sản xuất cây ghép, môi trường ánh sáng yếu có thể làm giảm chất lượng của cây ghép và tăng thời gian lành bệnh. Cường độ ánh sáng thích hợp không chỉ có thể nâng cao khả năng liên kết của vị trí ghép ghép và cải thiện chỉ số cây con khỏe mạnh mà còn làm giảm vị trí nút của hoa cái và tăng số lượng hoa cái. Trong các nhà máy trồng trọt, DLI từ 2,5-7,5 mol/m2/ngày là đủ để đáp ứng nhu cầu chữa bệnh của cây giống cà chua ghép. Độ chặt và độ dày lá của cây cà chua ghép tăng lên đáng kể khi tăng cường độ DLI. Điều này cho thấy cây ghép không cần cường độ ánh sáng cao để chữa bệnh. Vì vậy, có tính đến mức tiêu thụ điện năng và môi trường trồng trọt, việc lựa chọn cường độ ánh sáng phù hợp sẽ giúp nâng cao hiệu quả kinh tế.

3. Ảnh hưởng của môi trường ánh sáng LED đến khả năng chống chịu stress của cây rau giống

Thực vật nhận tín hiệu ánh sáng bên ngoài thông qua các cơ quan cảm quang, gây ra sự tổng hợp và tích lũy các phân tử tín hiệu trong cây, từ đó thay đổi sự phát triển và chức năng của các cơ quan thực vật, và cuối cùng là cải thiện khả năng chống chịu stress của cây. Chất lượng ánh sáng khác nhau có tác dụng thúc đẩy nhất định trong việc cải thiện khả năng chịu lạnh và chịu mặn của cây con. Ví dụ, khi cây giống cà chua được bổ sung ánh sáng trong 4 giờ vào ban đêm, so với xử lý không có ánh sáng bổ sung, ánh sáng trắng, ánh sáng đỏ, ánh sáng xanh, ánh sáng đỏ và xanh lam có thể làm giảm tính thấm điện phân và hàm lượng MDA của cây giống cà chua, và cải thiện khả năng chịu lạnh. Hoạt tính của SOD, POD và CAT trong cây cà chua khi xử lý theo tỷ lệ đỏ-xanh 8:2 cao hơn đáng kể so với các nghiệm thức khác và chúng có khả năng chống oxy hóa và khả năng chịu lạnh cao hơn.

Tác dụng của UV-B đối với sự phát triển của rễ đậu tương chủ yếu là cải thiện khả năng chống stress của cây bằng cách tăng hàm lượng NO và ROS của rễ, bao gồm các phân tử truyền tín hiệu hormone như ABA, SA và JA, đồng thời ức chế sự phát triển của rễ bằng cách giảm hàm lượng IAA. , CTK và GA. Cơ quan cảm quang của UV-B, UVR8, không chỉ tham gia vào việc điều chỉnh quá trình phát quang mà còn đóng vai trò chính trong stress UV-B. Trong cây giống cà chua, UVR8 làm trung gian cho quá trình tổng hợp và tích lũy anthocyanin, đồng thời cây giống cà chua dại thích nghi với tia cực tím cải thiện khả năng đối phó với stress UV-B cường độ cao. Tuy nhiên, sự thích ứng của UV-B với stress hạn hán do cây Arabidopsis gây ra không phụ thuộc vào con đường UVR8, điều này cho thấy rằng UV-B hoạt động như một phản ứng chéo do tín hiệu gây ra của các cơ chế bảo vệ thực vật, do đó nhiều loại hormone cùng hoạt động. tham gia chống chịu stress hạn hán, tăng khả năng nhặt rác ROS.

Cả sự kéo dài của trụ dưới lá mầm hoặc thân cây do FR gây ra và sự thích nghi của cây với stress lạnh đều được điều chỉnh bởi các hormone thực vật. Vì vậy, “hiệu ứng tránh bóng râm” do FR gây ra có liên quan đến khả năng thích nghi lạnh của thực vật. Các nhà thí nghiệm đã bổ sung cây giống lúa mạch 18 ngày sau khi nảy mầm ở 15°C trong 10 ngày, làm mát đến 5°C + bổ sung FR trong 7 ngày và nhận thấy rằng so với xử lý bằng ánh sáng trắng, FR đã tăng cường khả năng chống chịu sương giá của cây lúa mạch. Quá trình này đi kèm với việc tăng hàm lượng ABA và IAA trong cây lúa mạch. Sau đó, chuyển cây giống lúa mạch đã được xử lý trước bằng FR ở nhiệt độ 15°C sang 5°C và tiếp tục bổ sung FR trong 7 ngày cho kết quả tương tự như hai phương pháp xử lý trên, nhưng phản ứng ABA giảm đi. Thực vật có các giá trị R:FR khác nhau kiểm soát quá trình sinh tổng hợp phytohormone (GA, IAA, CTK và ABA), những chất này cũng liên quan đến khả năng chịu mặn của thực vật. Dưới áp lực của muối, môi trường ánh sáng R:FR có tỷ lệ thấp có thể cải thiện khả năng chống oxy hóa và quang hợp của cây giống cà chua, giảm sản xuất ROS và MDA trong cây con và cải thiện khả năng chịu mặn. Cả căng thẳng về độ mặn và giá trị R:FR thấp (R:FR=0,8) đều ức chế quá trình sinh tổng hợp diệp lục, có thể liên quan đến việc chuyển đổi PBG thành UroIII bị chặn trong quá trình tổng hợp diệp lục, trong khi môi trường R:FR thấp có thể làm giảm bớt một cách hiệu quả. độ mặn Sự suy giảm tổng hợp chất diệp lục do stress gây ra. Những kết quả này cho thấy mối tương quan đáng kể giữa phytochromes và khả năng chịu mặn.

Ngoài môi trường ánh sáng, các yếu tố môi trường khác cũng ảnh hưởng tới sự sinh trưởng và chất lượng của cây rau giống. Ví dụ, việc tăng nồng độ CO2 sẽ làm tăng giá trị tối đa bão hòa ánh sáng Pn (Pnmax), giảm điểm bù ánh sáng và cải thiện hiệu quả sử dụng ánh sáng. Việc tăng cường độ ánh sáng và nồng độ CO2 giúp cải thiện hàm lượng sắc tố quang hợp, hiệu quả sử dụng nước và hoạt động của các enzyme liên quan đến chu trình Calvin, cuối cùng đạt được hiệu quả quang hợp và tích lũy sinh khối cao hơn của cây giống cà chua. Trọng lượng khô và độ chặt của cây giống cà chua và hạt tiêu có mối tương quan thuận với DLI, và sự thay đổi nhiệt độ cũng ảnh hưởng đến sự tăng trưởng trong cùng điều kiện xử lý DLI. Môi trường 23 ~ 25oC thích hợp hơn cho sự phát triển của cây cà chua. Theo điều kiện nhiệt độ và ánh sáng, các nhà nghiên cứu đã phát triển một phương pháp dự đoán tốc độ tăng trưởng tương đối của cây tiêu dựa trên mô hình phân bố bate, có thể cung cấp hướng dẫn khoa học cho việc điều tiết môi trường trong sản xuất cây giống ghép hạt tiêu.

Do đó, khi thiết kế sơ đồ điều chỉnh ánh sáng trong sản xuất, không chỉ cần xem xét các yếu tố môi trường ánh sáng và loài thực vật mà còn phải xem xét các yếu tố quản lý và canh tác như dinh dưỡng cây con và quản lý nước, môi trường khí, nhiệt độ và giai đoạn sinh trưởng của cây con.

4. Vấn đề và triển vọng

Đầu tiên, việc điều chỉnh ánh sáng của cây giống rau là một quá trình phức tạp và cần phải phân tích chi tiết ảnh hưởng của các điều kiện ánh sáng khác nhau đến các loại cây giống rau khác nhau trong môi trường nhà máy sản xuất. Điều này có nghĩa là để đạt được mục tiêu sản xuất cây giống hiệu quả và chất lượng cao, cần phải nghiên cứu liên tục để thiết lập một hệ thống kỹ thuật hoàn thiện.

Thứ hai, mặc dù tỷ lệ sử dụng năng lượng của nguồn sáng LED tương đối cao nhưng mức tiêu thụ năng lượng để chiếu sáng cây trồng là mức tiêu thụ năng lượng chính để trồng cây con bằng ánh sáng nhân tạo. Mức tiêu thụ năng lượng khổng lồ của các nhà máy sản xuất thực vật vẫn là nút thắt hạn chế sự phát triển của các nhà máy sản xuất thực vật.

Cuối cùng, với việc ứng dụng rộng rãi chiếu sáng thực vật trong nông nghiệp, giá thành của đèn LED thực vật dự kiến ​​sẽ giảm đáng kể trong tương lai; ngược lại, chi phí lao động tăng cao, đặc biệt trong thời kỳ hậu dịch bệnh, việc thiếu lao động chắc chắn sẽ thúc đẩy quá trình cơ giới hóa, tự động hóa sản xuất. Trong tương lai, các mô hình điều khiển dựa trên trí tuệ nhân tạo và thiết bị sản xuất thông minh sẽ trở thành một trong những công nghệ cốt lõi để sản xuất cây giống rau và sẽ tiếp tục thúc đẩy sự phát triển của công nghệ cây giống nhà máy sản xuất cây trồng.

Tác giả: Jiehui Tan, Houchen Liu
Nguồn bài viết: Tài khoản Wechat của Công nghệ Kỹ thuật Nông nghiệp (làm vườn trong nhà kính)