Behöver risplantor odlingslampor? Vilket ljusspektrum är mest effektivt?
Ris är en av de viktigaste matgrödorna i mitt land, och dess stabila produktion är avgörande för nationell livsmedelssäkerhet. För närvarande hotar accelererande globala klimatförändringar och frekventa extrema väderhändelser risproduktionen allvarligt. För att möta denna utmaning är det viktigt att påskynda risförädlingsprocessen och odla fler hög-kvalitet, hög-avkastning och multi-resistenta nya sorter för att möta behoven av framtida befolkningstillväxt. Jordbruksteknik med kontrollerad miljö, kännetecknad av exakt ljus- och temperaturkontroll, ger en ny väg för växtförädling. LED-ljuskällor, på grund av deras justerbara spektrum, energieffektivitet och andra egenskaper, visar stor användningspotential i fabriker. Att använda LED-miljöer med artificiellt ljus för risförädling kan effektivt undvika osäkerheterna i det naturliga klimatet, vilket möjliggör kontinuerlig odling året runt och flera generationer av förädling per år, vilket avsevärt förkortar förädlingscykeln och förbättrar genetisk vinst och avelseffektivitet.
Kärnfrågorna är: Behövs kompletterande belysning under naturligt solljus? Vilket ljusspektrum är mest lämpligt?
Ljuskvalitet är en viktig miljöfaktor som reglerar växternas tillväxt och utveckling. Olika ljuskvalitetsförhållanden kan specifikt påverka grödans morfogenes och fysiologiska metabolism, vilket främjar både vegetativ och reproduktiv tillväxt. Hos prydnadsväxter har studier visat att blått LED-ljus är mest fördelaktigt för tillväxt av taroväxter och antocyaninackumulering, medan ett rött-blått-vitt-grönt sammansatt ljus (1:1:1:1) avsevärt kan öka bladarean och bladantocyanininnehållet. I vävnadsodling av Dendrobium kan specifika kombinationer av rött-blått-grönt ljus effektivt främja spridningen och rotbildningen av klonala plantor och öka andelen primära plantor. Forskning om Anthurium-vävnadsodling bekräftar att efterfrågan på ljuskvalitet är stadium-specifik: rött ljus är mest lämpligt för kallusinduktion, ett rött-blått förhållande på 3:1 är fördelaktigt för spridningsodling, och ett rött-blått förhållande på 4:1 är mer lämpligt för knoppdifferentiering och planttillväxt. I graminösa grödor är ljuskvalitetseffekten också betydande. Blått ljus kan främja kornrotsutveckling och biomassaackumulering, medan ett rött-blått kombinationsljus kan balansera ökad biomassa och balanserad växttillväxt.
I risplantor kan rött ljus främja bladexpansion och ackumulering av torrsubstans, medan blått ljus hjälper till att öka stambasens bredd och plantans kraftindex. Jämfört med naturligt solljus visade LED-ljusspektrumförhållandena i växtfabriken betydande-tillväxtfrämjande effekter under både det grundläggande näringsstadiet och det fotoperiodens-känsliga steget av ris. Signifikanta skillnader fanns mellan olika behandlingar av ljusspektrumförhållande. Höga rött ljusförhållanden, samtidigt som de främjar växthöjd och bladlängd, ökade också risken för logi; höga blått ljusförhållanden hämmade signifikant vegetativ tillväxt såsom planthöjd och växtlighet. Dessutom identifierade studien den ljusspektrumbehandlingskombination som resulterade i den största minskningen av tillväxtperioden. Huvudkomponentanalys visade dock att denna kombination uppnådde det högsta totala skörderesultatet i både japonica- och indica-rissorter, samtidigt som hela tillväxtperioden för ris förkortades samtidigt som en synergistisk avkastningsförbättring uppnåddes. Med hänsyn till faktorer som variationstillämpning, tillväxtperiod, fröavkastning och energiförbrukningsnivåer kan ljusspektrumförhållandet fungera som en allmän ljusmiljölösning för snabb risförädling i LED-växtfabriker.
