Resumé: Geméis-Saatplanzen sinn den éischte Schrëtt an der Geméisproduktioun, an d'Qualitéit vun de Saatplanzen ass ganz wichteg fir den Ertrag an d'Qualitéit vum Geméis no der Planzung. Mat der kontinuéierlecher Verfeinerung vun der Aarbechtsdeelung an der Geméisindustrie hunn d'Geméis-Saatplanzen no an no eng onofhängeg Industriekette geformt a fir d'Geméisproduktioun gedéngt. Beaflosst vu schlechtem Wieder stinn traditionell Saatplanzmethoden zwangsleefeg virun enger Rei Erausfuerderungen, wéi zum Beispill e luese Wuesstum vun de Saatplanzen, e laange Wuesstum a Schädlinge a Krankheeten. Fir mat laange Saatplanzen ëmzegoen, benotze vill kommerziell Kultivateuren Wuestumsregulatoren. Wéi och ëmmer, et gëtt Risiken vun der Steifheet vun de Saatplanzen, der Liewensmëttelsécherheet an der Ëmweltkontaminatioun mam Gebrauch vu Wuestumsregulatoren. Nieft chemesche Kontrollmethoden, obwuel mechanesch Stimulatioun, Temperatur- a Waasserkontroll och eng Roll bei der Verhënnerung vum laange Wuesstum vun de Saatplanzen spille kënnen, si se e bësse manner praktesch an effektiv. Ënnert dem Afloss vun der globaler neier Covid-19-Epidemie sinn d'Problemer vun de Produktiounsmanagement-Schwieregkeeten, déi duerch Aarbechtskräftemangel an déi steigend Aarbechtskäschten an der Saatplanzindustrie verursaacht ginn, méi prominent ginn.

Mat der Entwécklung vun der Beliichtungstechnologie huet d'Benotzung vu kënschtleche Luuchten fir d'Zucht vu Geméiskeimlinger d'Virdeeler vun enger héijer Keimlingereffizienz, manner Schädlinge a Krankheeten, an einfacher Standardiséierung. Am Verglach mat traditionelle Liichtquellen huet déi nei Generatioun vun LED-Liichtquellen d'Charakteristike vun Energiespueren, héijer Effizienz, laanger Liewensdauer, Ëmweltschutz an Haltbarkeet, klenger Gréisst, gerénger Wärmestralung a klenger Wellelängteamplitude. Et kann e passenden Spektrum no de Wuesstums- an Entwécklungsbedürfnisser vun de Keimlinger an der Ëmwelt vu Planzefabriken formuléieren, an de physiologeschen a metabolesche Prozess vun de Keimlinger präzis kontrolléieren, gläichzäiteg zu enger verschmotzungsfräier, standardiséierter a schneller Produktioun vu Geméiskeimlinger bäidroen, an de Keimlingszyklus verkierzen. A Südchina dauert et ongeféier 60 Deeg fir Paprika- a Tomatenkeimlinger (3-4 richteg Blieder) a Plastikgewächshaiser ze kultivéieren, a ronn 35 Deeg fir Gurkenkeimlinger (3-5 richteg Blieder). Ënner Planzefabrikbedingungen dauert et nëmmen 17 Deeg fir Tomatenkeimlinger ze kultivéieren an 25 Deeg fir Paprikakeimlinger ënner de Bedingunge vun enger Fotoperiod vun 20 Stonnen an engem PPF vun 200-300 μmol/(m2•s). Am Verglach mat der konventioneller Keimlingkultivatiounsmethod am Gewächshaus huet d'Benotzung vun der LED-Planzefabréckskeimlingkultivatiounsmethod de Wuesstumszyklus vun de Gurken däitlech ëm 15-30 Deeg verkierzt, an d'Zuel vun de weibleche Blummen a Friichte pro Planz ass ëm 33,8% respektiv 37,3% eropgaang, an den héchste Rendement gouf ëm 71,44% erhéicht.

Wat d'Energieeffizienz ugeet, ass d'Energieeffizienz vu Planzenfabriken méi héich wéi déi vu Venlo-Typ Gewächshaiser op der selwechter Breet. Zum Beispill, an enger schweedescher Planzenfabrik sinn 1411 MJ gebraucht fir 1 kg Dréchestoff vu Salat ze produzéieren, während an engem Gewächshaiser 1699 MJ gebraucht ginn. Wann awer de Stroumverbrauch pro Kilogramm Salat-Dréchestoff berechent gëtt, brauch d'Planzfabrik 247 kW·h fir 1 kg Dréchestoff vu Salat ze produzéieren, an d'Gewächshaiser a Schweden, Holland an de Vereenegten Arabeschen Emirater brauchen 182 kW·h, 70 kW·h an 111 kW·h.

Gläichzäiteg kann an der Fabréck d'Benotzung vu Computeren, automateschen Ausrüstung, kënschtlecher Intelligenz an aner Technologien d'Ëmweltbedingungen, déi fir de Keimlingzuucht gëeegent sinn, präzis kontrolléieren, d'Aschränkungen vun den natierlechen Ëmweltbedingungen ofbauen an eng intelligent, mechaniséiert a jäerlech stabil Produktioun vun der Keimlingproduktioun realiséieren. An de leschte Jore goufen Keimlinger aus Planzefabricken an der kommerzieller Produktioun vu Blatgeméis, Uebstgeméis an aner wirtschaftlech Kulturen a Japan, Südkorea, Europa an den USA an anere Länner agesat. Déi héich initial Investitioune vu Planzefabricken, héich Betribskäschten an den enorme Systemenergieverbrauch sinn nach ëmmer d'Engpässe, déi d'Promotioun vun der Keimlingzuuchttechnologie a chinesesche Planzefabricken limitéieren. Dofir ass et néideg, d'Ufuerderunge vun héijen Erträg an Energiespueren a punkto Liichtmanagementstrategien, Etabléierung vu Geméiswuesstumsmodeller an Automatiséierungsausrüstung ze berücksichtegen, fir d'wirtschaftlech Virdeeler ze verbesseren.

An dësem Artikel gëtt den Afloss vun der LED-Liichtëmfeld op d'Wuesstum an d'Entwécklung vu Geméisplanzen a Planzefabriken an de leschte Joren iwwerpréift, mat den Ausblécker op d'Fuerschungsrichtung vun der Liichtreguléierung vu Geméisplanzen a Planzefabriken.

1. Auswierkunge vun der Liichtëmfeld op d'Wuesstum an d'Entwécklung vu Geméisplanzen

Als ee vun den essentiellen Ëmweltfaktoren fir Planzewuesstum a -entwécklung ass Liicht net nëmmen eng Energiequell fir Planzen, fir Fotosynthese duerchzeféieren, mä och e Schlësselsignal, dat d'Planzephotomorphogenese beaflosst. Planze spieren d'Richtung, d'Energie an d'Liichtqualitéit vum Signal iwwer de Liichtsignalsystem, reguléieren hiert eegent Wuesstum an d'Entwécklung a reagéieren op d'Präsenz oder d'Feele, d'Wellenlängt, d'Intensitéit an d'Dauer vum Liicht. Zu de bekannte Planzephotorezeptoren gehéieren op d'mannst dräi Klassen: Phytochromen (PHYA~PHYE), déi rout a wäitrout Liicht (FR) spieren, Kryptochromen (CRY1 an CRY2), déi blo an ultraviolett A spieren, an Elementer (Phot1 an Phot2), den UV-B-Rezeptor UVR8, deen UV-B spiert. Dës Photorezeptoren huelen un der Expressioun vu verwandte Genen deel a reguléieren se, a reguléieren dann Liewensaktivitéiten, wéi z. B. Keimung vu Planzesaat, Photomorphogenese, Bléizäit, Synthese an Akkumulatioun vu sekundäre Metabolitten, an Toleranz géint biotesch an abiotesch Stressfaktoren.

2. Afloss vun der LED-Liichtëmfeld op d'photomorphologesch Etabléierung vu Geméisplanzen

2.1 Auswierkunge vun ënnerschiddlecher Liichtqualitéit op d'Photomorphogenese vu Geméisplanzen

Déi rout a blo Regioune vum Spektrum hunn eng héich Quanteeffizienz fir d'Photosynthese vu Planzeblieder. Wéi och ëmmer, eng laangfristeg Belaaschtung vu Gurkenblieder mat purem roudem Liicht wäert de Photosystem beschiedegen, wat zu engem Phänomen vum "Routliichtsyndrom" féiert, wéi z. B. eng verkierzt Stomata-Äntwert, eng reduzéiert Fotosynthesekapazitéit an eng reduzéiert Stickstoffverbrauchseffizienz, souwéi eng Wuestumsverzögerung. Ënner Bedingunge vun enger gerénger Liichtintensitéit (100±5 μmol/(m2•s)) kann rengt rout Liicht d'Chloroplaste vu jonken a reife Gurkenblieder beschiedegen, awer déi beschiedegt Chloroplaste goufen erëmfonnt nodeems se vu purem roudem Liicht op rout a blo Liicht gewiesselt goufen (R:B= 7:3). Am Géigendeel, wéi d'Gurkenplanzen vun der rout-bloer Liichtëmfeld op déi reng rout Liichtëmfeld gewiesselt sinn, ass d'Fotosyntheseeffizienz net wesentlech erofgaang, wat d'Adaptabilitéit un déi rout Liichtëmfeld weist. Duerch d'Elektronemikroskopanalyse vun der Blatstruktur vu Gurkenseemer mat "Routliichtsyndrom" hunn d'Experimentéierer festgestallt, datt d'Zuel vun de Chloroplasten, d'Gréisst vun de Stärkegranulaten an d'Déckt vun de Granulaten an de Blieder ënner purem roudem Liicht wesentlech méi niddreg waren wéi ënner wäisser Liichtbehandlung. D'Interventioun vu bloem Liicht verbessert d'Ultrastruktur an d'Fotosynthese vun de Gurkenchloroplasten an eliminéiert déi exzessiv Akkumulatioun vun Nährstoffer. Am Verglach mat wäissem Liicht a roudem a bloe Liicht huet rengt rout Liicht d'Hypokotylverlängerung an d'Kotyledonenausdehnung vun Tomatenkeimlinger gefördert, d'Planzenhéicht an d'Blatfläch däitlech erhéicht, awer d'Fotosynthesekapazitéit däitlech reduzéiert, de Rubisco-Gehalt an d'photochemesch Effizienz reduzéiert, an d'Hëtztofleedung däitlech erhéicht. Et kann een feststellen, datt verschidden Aarte vu Planzen ënnerschiddlech op déiselwecht Liichtqualitéit reagéieren, awer am Verglach mat monochromateschem Liicht hunn d'Planzen eng méi héich Fotosyntheseeffizienz an e méi kräftegt Wuesstum an der Ëmwelt vu gemëschtem Liicht.

Fuerscher hunn vill Fuerschung iwwer d'Optimiséierung vun der Kombinatioun vun der Liichtqualitéit vu Geméisplanzen gemaach. Ënner der selwechter Liichtintensitéit, mat der Erhéijung vum Verhältnes vu roudem Liicht, goufen d'Planzenhéicht an d'frësch Gewiicht vun den Tomaten- a Gurkenplanzen däitlech verbessert, an d'Behandlung mat engem Verhältnes vu Rout zu Blo vun 3:1 hat dee beschten Effekt; am Géigendeel, en héije Verhältnes vu bloem Liicht huet de Wuesstum vun Tomaten- a Gurkenplanzen, déi kuerz a kompakt waren, gehemmt, awer den Inhalt vun Dréchestoff a Chlorophyll an de Sprossen vun de Planzen erhéicht. Ähnlech Mustere ginn och bei anere Kulturen, wéi Paprika a Waassermelounen, observéiert. Zousätzlech huet rout a blo Liicht (R:B=3:1) am Verglach mat wäissem Liicht net nëmmen d'Blatdicke, de Chlorophyllgehalt, d'Photosyntheseeffizienz an d'Elektronentransfereffizienz vun den Tomatenplanzen däitlech verbessert, mä och d'Expressiounsniveauen vun Enzymen, déi mam Calvin-Zyklus zesummenhänken, de vegetaresche Wuesstum an d'Kuelenhydratakkumulatioun goufen däitlech verbessert. Wann een déi zwou Verhältnisser vu roudem a bloe Liicht (R:B=2:1, 4:1) vergläicht, huet sech erausgestallt, datt e méi héicht Verhältnis vu bloe Liicht méi förderlech war fir d'Bildung vu weibleche Blummen a Gurkenplanzen ze induzéieren an d'Bléizäit vu weibleche Blummen ze beschleunegen. Och wann ënnerschiddlech Verhältnisser vu roudem a bloe Liicht keen signifikanten Afloss op de frësche Gewiichtsertrag vu Kabis-, Rucola- a Moschterplanzen haten, huet en héije Verhältnis vu bloe Liicht (30% bloe Liicht) d'Hypokotyllängt an d'Kotyledonfläch vu Kabis- a Moschterplanzen däitlech reduzéiert, während d'Kotyledonfaarf méi déif gouf. Dofir kann bei der Produktioun vu Planzen eng entspriechend Erhéijung vum Undeel vu bloe Liicht den Ofstand tëscht de Knuet an d'Blatfläch vu Geméisplanzen däitlech verkierzen, d'lateral Verlängerung vu Planzen förderen an den Index vun de Planzenstäerkt verbesseren, wat fir d'Kultivatioun vu robuste Planzen förderlech ass. Ënner der Bedingung, datt d'Liichtintensitéit onverännert bliwwen ass, huet d'Erhéijung vu gréngem Liicht am rouden a bloe Liicht de frësche Gewiicht, d'Blatfläch an d'Planzenhéicht vu Paprikaplanzen däitlech verbessert. Am Verglach mat der traditioneller wäisser Fluoreszentlampe goufen ënner de rout-gréng-bloe (R3:G2:B5) Liichtbedingungen den Y[II], qP an den ETR vun den 'Okagi No. 1 Tomaten' Keimlinger däitlech verbessert. D'Ergänzung vun UV-Liicht (100 μmol/(m2•s) bloe Liicht + 7% UV-A) zu purem bloe Liicht huet d'Stämmlängungsgeschwindegkeet vun der Rucola a Moschter däitlech reduzéiert, während d'Ergänzung vun FR de Géigendeel war. Dëst weist och, datt nieft roudem a bloe Liicht och aner Liichtqualitéiten eng wichteg Roll am Prozess vum Planzewuesstum an der Entwécklung spillen. Och wann weder ultraviolett Liicht nach FR d'Energiequell vun der Fotosynthese sinn, si béid un der Photomorphogenese vun de Planzen bedeelegt. Héichintensivt UV-Liicht ass schiedlech fir d'Planzen-DNA a Proteinen etc. UV-Liicht aktivéiert awer zellulär Stressreaktiounen, wat Verännerungen am Planzewuesstum, der Morphologie an der Entwécklung verursaacht, fir sech un Ëmweltverännerungen unzepassen. Studien hunn gewisen, datt eng méi niddreg R/FR Schietvermeidungsreaktiounen a Planzen ausléist, wat zu morphologesche Verännerungen a Planzen féiert, wéi z. B. Stämmlängung, Blatverdënnung a reduzéierten Dréchestoffausbezug. E schlanke Stengel ass keng gutt Wuestumseigenschaft fir staark Keimlinger ze wuessen. Fir allgemeng Blat- a Fruuchtgeméiskeimlinger si fest, kompakt an elastesch Keimlinger net ufälleg fir Problemer beim Transport a Planzung.

UV-A kann Gurkenkeimlinger méi kuerz a méi kompakt maachen, an den Ertrag nom Ëmplanzen ënnerscheet sech net wesentlech vun deem vun der Kontroll; wärend UV-B e méi bedeitenden hemmende Effekt huet, an den Ertragsreduktiounseffekt nom Ëmplanzen net bedeitend ass. Fréier Studien hunn drop higewisen, datt UV-A de Planzewuesstum hemmt an d'Planzen méi kleng mécht. Awer et gëtt ëmmer méi Beweiser dofir, datt d'Präsenz vun UV-A, anstatt d'Biomasse vun der Kultur z'ënnerdrécken, se tatsächlech fördert. Am Verglach mam Basis-rout-wäisse Liicht (R:W=2:3, PPFD ass 250 μmol/(m2·s)), ass déi zousätzlech Intensitéit am rouden a wäisse Liicht 10 W/m2 (ongeféier 10 μmol/(m2·s)). Den UV-A vum Kabis huet d'Biomasse, d'Internodenlängt, den Duerchmiesser vum Stamm an d'Breet vum Planzekroun vum Kabiskeimlinger signifikant erhéicht, awer de Promotiounseffekt gouf geschwächt, wéi d'UV-Intensitéit 10 W/m2 iwwerschratt huet. Deeglech 2 Stonnen UV-A-Supplementatioun (0,45 J/(m2•s)) kéint d'Planzenhéicht, d'Kotyledonfläch an d'Frëschgewiicht vun 'Oxheart' Tomatekeimlinger däitlech erhéijen, wärend den H2O2-Gehalt vun den Tomatekeimlinger reduzéiert gëtt. Et kann een feststellen, datt verschidde Kulturen ënnerschiddlech op UV-Liicht reagéieren, wat mat der Empfindlechkeet vun de Kulturen op UV-Liicht zesummenhänke kéint.

Fir d'Kultivatioun vu gepfropfte Keimlinger soll d'Längt vum Stengel entspriechend erhéicht ginn, fir d'Pfropfung vum Wuerzelstam ze erliichteren. Verschidden Intensitéiten vun FR haten ënnerschiddlech Auswierkungen op d'Wuesstum vun Tomaten-, Paprika-, Gurken-, Kürbis- a Waassermelounkeimlinger. Eng Ergänzung vun 18,9 μmol/(m2•s) vun FR a kalem wäissem Liicht huet d'Hypokotyllängt an den Stengelduerchmiesser vun Tomaten- a Paprikakeimlinger däitlech erhéicht; eng FR vun 34,1 μmol/(m2•s) hat den beschten Effekt op d'Fërderung vun der Hypokotyllängt an dem Stengelduerchmiesser vu Gurken-, Kürbis- a Waassermelounkeimlinger; eng héichintensiv FR (53,4 μmol/(m2•s)) hat den beschten Effekt op dës fënnef Geméiszorten. D'Hypokotyllängt an den Stengelduerchmiesser vun de Keimlinger sinn net méi däitlech eropgaang a weisen en Trend no ënnen. Dat frëscht Gewiicht vun de Paprikakeimlinger ass däitlech erofgaang, wat drop hiweist, datt d'FR-Sättigungswäerter vun de fënnef Geméiskeimlinger all méi niddereg wéi 53,4 μmol/(m2•s) waren, an de FR-Wäert däitlech méi niddereg war wéi dee vun der FR. D'Auswierkungen op d'Wuesstum vu verschiddene Geméiskeimlinger sinn och ënnerschiddlech.

2.2 Auswierkunge vun ënnerschiddlechen Dagesliichtintegralen op d'Photomorphogenese vu Geméisseeplanzen

Den Dagesliichtintegral (DLI) representéiert déi total Quantitéit u photosynthetesche Photonen, déi vun der Planzefläch an engem Dag empfaange ginn, wat mat der Liichtintensitéit an der Liichtzäit zesummenhänkt. D'Berechnungsformel ass DLI (mol/m2/Dag) = Liichtintensitéit [μmol/(m2•s)] × Deeglech Liichtzäit (h) × 3600 × 10-6. An enger Ëmwelt mat gerénger Liichtintensitéit reagéiere Planzen op eng Ëmwelt mat gerénger Liichtintensitéit andeems se d'Längt vum Stamm an den Internodien verlängeren, d'Planzenhéicht, d'Längt vum Blat an d'Blatfläch erhéijen, an d'Blatdicke an d'Nettofotosynthetesquote reduzéieren. Mat der Erhéijung vun der Liichtintensitéit, ausser beim Moschter, sinn d'Hypokotyllängt an d'Stammverlängerung vu Rucola-, Kabis- a Kale-Séimlinger ënner der selwechter Liichtqualitéit däitlech erofgaang. Et kann een gesinn, datt den Effekt vum Liicht op de Planzewuesstum an d'Morphogenese mat der Liichtintensitéit an der Planzenaart zesummenhänkt. Mat der Erhéijung vum DLI (8,64~28,8 mol/m2/Dag) ass d'Planzenaart vun de Gurkeneeplanzen kuerz, staark a kompakt ginn, an dat spezifescht Blatgewiicht an de Chlorophyllgehalt sinn no an no erofgaang. 6~16 Deeg nom Aussaat vun de Gurkeneeplanzen sinn d'Blieder an d'Wuerzelen ausgedréchent. D'Gewiicht ass no an no zougeholl, an d'Wuesstumsquote ass no an no beschleunegt, awer 16 bis 21 Deeg nom Aussaat ass d'Wuesstumsquote vun de Blieder a Wuerzele vun de Gurkeneeplanzen däitlech erofgaang. Eng verbessert DLI huet d'Nettofotosynthesequote vun de Gurkeneeplanzen gefördert, awer no engem bestëmmte Wäert huet d'Nettofotosynthesequote ugefaang erofzegoen. Dofir kann d'Auswiel vum passenden DLI an d'Adoptioun vu verschiddenen zousätzleche Liichtstrategien an de verschiddene Wuesstumsstadien vun de Keimlinger de Stroumverbrauch reduzéieren. Den Inhalt vu lösleche Zocker an dem SOD-Enzym a Gurken- an Tomateneeplanzen ass mat der Erhéijung vun der DLI-Intensitéit eropgaang. Wéi d'DLI-Intensitéit vu 7,47 mol/m2/Dag op 11,26 mol/m2/Dag eropgaangen ass, ass den Inhalt vu löslechem Zocker an dem SOD-Enzym an de Gurkenkeimlinger ëm 81,03% respektiv 55,5% eropgaangen. Ënner de selwechten DLI-Konditiounen, mat der Erhéijung vun der Liichtintensitéit an der Verkierzung vun der Liichtzäit, gouf d'PSII-Aktivitéit vun Tomaten- a Gurkenkeimlinger inhibéiert, an d'Wiel vun enger zousätzlecher Liichtstrategie mat gerénger Liichtintensitéit a laanger Dauer war méi förderlech fir d'Kultivatioun vun engem héije Keimlingindex an der photochemescher Effizienz vu Gurken- an Tomatenkeimlinger.

Bei der Produktioun vu gepfropfte Keimlinger kann déi niddreg Liichtëmfeld zu enger Ofsenkung vun der Qualitéit vun de gepfropfte Keimlinger an enger Erhéijung vun der Heelungszäit féieren. Eng entspriechend Liichtintensitéit kann net nëmmen d'Bindungsfäegkeet vun der gepfropfter Heelplaz verbesseren an den Index vu staarke Keimlinger verbesseren, mä och d'Knotenpositioun vu weibleche Blummen reduzéieren an d'Zuel vu weibleche Blummen erhéijen. A Planzefabriken war eng DLI vun 2,5-7,5 mol/m2/Dag genuch fir den Heelungsbedarf vun de gepfropfte Keimlinger aus Tomaten ze decken. D'Kompaktheet an d'Blatdicke vun de gepfropfte Tomatenkeimlinger sinn däitlech mat der zouhuelender DLI-Intensitéit eropgaang. Dëst weist, datt gepfropfte Keimlinger keng héich Liichtintensitéit fir d'Heelung brauchen. Dofir wäert d'Wiel vun enger entspriechender Liichtintensitéit, andeems de Stroumverbrauch an d'Planzungsëmfeld berécksiichtegt ginn, hëllefen, déi wirtschaftlech Virdeeler ze verbesseren.

3. Auswierkunge vun der LED-Liichtëmfeld op d'Stressbeständegkeet vu Geméisplanzen

Planzen kréien extern Liichtsignaler iwwer Photorezeptoren, wouduerch d'Synthese an d'Akkumulatioun vu Signalmoleküle an der Planz verursaacht gëtt, wouduerch d'Wuesstum an d'Funktioun vun de Planzenorganer geännert ginn an letztendlich d'Stressresistenz vun der Planz verbessert gëtt. Eng ënnerschiddlech Liichtqualitéit huet e gewësse Promotiounseffekt op d'Verbesserung vun der Keeltoleranz an der Salztoleranz vun de Keimlinger. Zum Beispill, wann Tomatekeimlinger 4 Stonnen an der Nuecht mat Liicht ergänzt goufen, konnten wäisst Liicht, rout Liicht, blo Liicht a rout a blo Liicht am Verglach mat der Behandlung ouni zousätzlecht Liicht d'Elektrolytpermeabilitéit an den MDA-Gehalt vun den Tomatekeimlinger reduzéieren an d'Kältetoleranz verbesseren. D'Aktivitéite vun SOD, POD a CAT an den Tomatekeimlinger ënner der Behandlung mat engem Rout-Blo-Verhältnis vun 8:2 waren däitlech méi héich wéi déi vun anere Behandlungen, an si haten eng méi héich Antioxidantkapazitéit a Keeltetoleranz.

Den Effekt vun UV-B op de Wuesstum vun de Sojabounenwuerzelen ass haaptsächlech d'Verbesserung vun der Stressresistenz vun de Planzen, andeems den Inhalt vun NO an ROS an de Wuerzelen erhéicht gëtt, dorënner Hormonsignalmoleküle wéi ABA, SA an JA, an d'Hemmung vun der Wuerzelentwécklung, andeems den Inhalt vun IAA, CTK a GA reduzéiert gëtt. De Photorezeptor vun UV-B, UVR8, ass net nëmmen un der Reguléierung vun der Photomorphogenese bedeelegt, mä spillt och eng Schlësselroll beim UV-B Stress. Bei Tomatekeimlinger vermittelt UVR8 d'Synthese an d'Akkumulation vun Anthocyaninen, an UV-akklimatiséiert wëll Tomatekeimlinger verbesseren hir Fäegkeet, mat héichintensivem UV-B Stress ëmzegoen. D'Adaptatioun vun UV-B un den duerch Arabidopsis induzéierten Dréchentstress hänkt awer net vum UVR8-Signalwee of, wat drop hiweist, datt UV-B als eng signalinduzéiert Kräizreaktioun vu Planzeverteidegungsmechanismen wierkt, sou datt eng Vielfalt vun Hormonen zesummen un der Widderstandsfäegkeet géint Dréchentstress bedeelegt sinn, wat d'ROS-Fängerfäegkeet erhéicht.

Souwuel d'Verlängerung vum Planzenhypokotyl oder -stengel, verursaacht duerch FR, wéi och d'Adaptatioun vu Planzen u Kältestress, gi vu Planzenhormonen reguléiert. Dofir ass den "Schattvermeidungseffekt", verursaacht duerch FR, mat der Kälteadaptatioun vu Planzen verbonnen. D'Experimentatoren hunn d'Gerstekeem 18 Deeg no der Keimung bei 15°C fir 10 Deeg ergänzt, op 5°C ofgekillt + 7 Deeg FR ergänzt, a festgestallt, datt am Verglach mat der Behandlung mat Wäissliicht d'FR d'Frostbeständegkeet vu Gerstekeem verbessert huet. Dëse Prozess gëtt vun engem erhéichten ABA- an IAA-Gehalt a Gerstekeem begleet. En spéideren Transfer vu mat 15°C FR-virbehandelte Gerstekeem op 5°C an eng weider FR-Ergänzung fir 7 Deeg huet zu ähnleche Resultater wéi déi zwou uewe genannten Behandlungen gefouert, awer mat enger reduzéierter ABA-Äntwert. Planzen mat verschiddene R:FR-Wäerter kontrolléieren d'Biosynthese vu Phytohormonen (GA, IAA, CTK an ABA), déi och un der Salztoleranz vu Planzen bedeelegt sinn. Ënner Salzstress kann déi niddreg R:FR-Liichtëmfeld d'Antioxidantien- a Fotosynthetesch Kapazitéit vun Tomatekeimlinger verbesseren, d'Produktioun vu ROS an MDA an de Keimlinger reduzéieren an d'Salztoleranz verbesseren. Souwuel de Salzstress wéi och den niddregen R:FR-Wäert (R:FR=0,8) hunn d'Biosynthese vu Chlorophyll hemmt, wat mat der blockéierter Ëmwandlung vu PBG an UroIII am Chlorophyllsynthesewee zesummenhänke kann, während déi niddreg R:FR-Ëmfeld déi duerch Salzstress induzéiert Beeinträchtigung vun der Chlorophyllsynthese effektiv lindere kann. Dës Resultater weisen op eng bedeitend Korrelatioun tëscht Phytochromen an Salztoleranz hin.

Nieft der Liichtëmfeld beaflossen och aner Ëmweltfaktoren d'Wuesstum an d'Qualitéit vu Geméisplanzen. Zum Beispill erhéicht d'Erhéijung vun der CO2-Konzentratioun de maximalen Liichtsättigungswäert Pn (Pnmax), reduzéiert de Liichtkompensatiounspunkt an verbessert d'Liichtnotzungseffizienz. D'Erhéijung vun der Liichtintensitéit an der CO2-Konzentratioun hëlleft den Inhalt vu photosynthetesche Pigmenter, d'Waassernotzungseffizienz an d'Aktivitéite vun Enzymen am Zesummenhang mam Calvin-Zyklus ze verbesseren, an erreecht schliisslech eng méi héich Photosynthetesch Effizienz an d'Biomasseakkumulatioun vun Tomatenplanzen. D'Dréchegewiicht an d'Kompaktheet vun Tomaten- a Paprikaplanzen ware positiv mat der DLI korreléiert, an d'Temperaturännerung huet och d'Wuesstum ënner der selwechter DLI-Behandlung beaflosst. Eng Ëmwelt vun 23~25 ℃ war méi gëeegent fir de Wuesstum vun Tomatenplanzen. Jee no Temperatur- a Liichtbedingungen hunn d'Fuerscher eng Method entwéckelt fir déi relativ Wuesstumsquote vu Paprika baséiert op dem Bate-Verdeelungsmodell virauszesoen, déi wëssenschaftlech Richtlinne fir d'Ëmweltreguléierung vun der Produktioun vu Paprika-gepfropfte Planzeplanzen ubidden kann.

Dofir sollten beim Entwerfen vun engem Liichtreguléierungsschema an der Produktioun net nëmmen d'Faktoren vun der Liichtëmfeld an d'Planzenaart berécksiichtegt ginn, mä och Kultivatiouns- a Gestiounsfaktoren wéi d'Ernierung an d'Waassermanagement vun de Keimlinger, d'Gasëmfeld, d'Temperatur an de Wuesstumsstadium vun de Keimlinger.

4. Problemer an Aussichten

Éischtens ass d'Liichtreguléierung vu Geméisplanzen e komplexe Prozess, an d'Auswierkunge vun ënnerschiddleche Liichtbedingungen op verschidden Aarte vu Geméisplanzen an der Ëmwelt vun der Planzefabréck mussen am Detail analyséiert ginn. Dëst bedeit, datt fir d'Zil vun enger héicheffizienter a qualitativ héichwäerteger Produktioun vu Planzen z'erreechen, eng kontinuéierlech Exploratioun néideg ass, fir e reift technescht System opzebauen.

Zweetens, obwuel d'Energieverbrauchsquote vun der LED-Liichtquell relativ héich ass, ass de Stroumverbrauch fir d'Planzebeliichtung den Haaptenergieverbrauch fir den Ubau vu Setzlinger mat kënschtlechem Liicht. Den enorme Energieverbrauch vu Planzefabriken ass ëmmer nach den Engpass, deen d'Entwécklung vu Planzefabriken limitéiert.

Schlussendlech, mat der breeder Uwendung vun der Planzebeliichtung an der Landwirtschaft, gëtt erwaart datt d'Käschte vun LED-Planzeluuchten an Zukunft staark reduzéiert ginn; am Géigendeel, d'Erhéijung vun den Aarbechtskäschten, besonnesch an der Post-Epidemie Ära, de Manktem u Aarbechtskräfte wäert sécherlech de Prozess vun der Mechaniséierung an der Automatiséierung vun der Produktioun förderen. An Zukunft wäerten op künstlech Intelligenz baséiert Kontrollmodeller an intelligent Produktiounsausrüstung zu enger vun den Haapttechnologien fir d'Produktioun vu Geméiskeimlinger ginn, a wäerten d'Entwécklung vun der Technologie vun der Keimlingertechnologie a Planzefabrécken weider förderen.

Auteurs: Jiehui Tan, Houcheng Liu
Quell vum Artikel: Wechat-Kont vun der Agricultural Engineering Technology (Treibhausgaart)