Abstrakt: Fidanët e perimeve janë hapi i parë në prodhimin e perimeve, dhe cilësia e fidanëve është shumë e rëndësishme për rendimentin dhe cilësinë e perimeve pas mbjelljes. Me përmirësimin e vazhdueshëm të ndarjes së punës në industrinë e perimeve, fidanët e perimeve kanë formuar gradualisht një zinxhir të pavarur industrial dhe i kanë shërbyer prodhimit të perimeve. Të prekura nga moti i keq, metodat tradicionale të fidanëve përballen në mënyrë të pashmangshme me shumë sfida, të tilla si rritja e ngadaltë e fidanëve, rritja e fidanëve me këmbë, si dhe dëmtuesit dhe sëmundjet. Për t'u marrë me fidanët me këmbë, shumë kultivues komercialë përdorin rregullatorë rritjeje. Megjithatë, ekzistojnë rreziqe të ngurtësimit të fidanëve, sigurisë ushqimore dhe ndotjes mjedisore me përdorimin e rregullatorëve të rritjes. Përveç metodave të kontrollit kimik, megjithëse stimulimi mekanik, kontrolli i temperaturës dhe ujit mund të luajnë gjithashtu një rol në parandalimin e rritjes së fidanëve me këmbë, ato janë pak më pak të përshtatshme dhe efektive. Nën ndikimin e epidemisë së re globale Covid-19, problemet e vështirësive të menaxhimit të prodhimit të shkaktuara nga mungesa e fuqisë punëtore dhe rritja e kostove të punës në industrinë e fidanëve janë bërë më të dukshme.

Me zhvillimin e teknologjisë së ndriçimit, përdorimi i dritës artificiale për rritjen e fidanëve të perimeve ka avantazhet e efikasitetit të lartë të fidanëve, më pak dëmtuesve dhe sëmundjeve, si dhe standardizimit të lehtë. Krahasuar me burimet tradicionale të dritës, gjenerata e re e burimeve të dritës LED ka karakteristikat e kursimit të energjisë, efikasitetit të lartë, jetëgjatësisë, mbrojtjes së mjedisit dhe qëndrueshmërisë, madhësisë së vogël, rrezatimit të ulët termik dhe amplitudës së vogël të gjatësisë së valës. Mund të formulojë spektrin e duhur sipas nevojave të rritjes dhe zhvillimit të fidanëve në mjedisin e fabrikave të bimëve, dhe të kontrollojë me saktësi procesin fiziologjik dhe metabolik të fidanëve, në të njëjtën kohë, duke kontribuar në prodhimin pa ndotje, të standardizuar dhe të shpejtë të fidanëve të perimeve, dhe duke shkurtuar ciklin e fidanëve. Në Kinën Jugore, duhen rreth 60 ditë për të kultivuar fidanë speci dhe domatesh (3-4 gjethe të vërteta) në serra plastike, dhe rreth 35 ditë për fidanët e kastravecit (3-5 gjethe të vërteta). Në kushtet e fabrikës së bimëve, duhen vetëm 17 ditë për të kultivuar fidanë domatesh dhe 25 ditë për fidanët e specit në kushtet e një fotoperiode prej 20 orësh dhe një PPF prej 200-300 μmol/(m2•s). Krahasuar me metodën konvencionale të kultivimit të fidanëve në serrë, përdorimi i metodës së kultivimit të fidanëve në fabrikë me LED e shkurtoi ndjeshëm ciklin e rritjes së kastravecit me 15-30 ditë, dhe numri i luleve dhe frutave femra për bimë u rrit me 33.8% dhe 37.3%, përkatësisht, dhe rendimenti më i lartë u rrit me 71.44%.

Për sa i përket efikasitetit të shfrytëzimit të energjisë, efikasiteti i shfrytëzimit të energjisë i fabrikave të bimëve është më i lartë se ai i serrave të tipit Venlo në të njëjtën gjerësi gjeografike. Për shembull, në një fabrikë suedeze bimësh, kërkohen 1411 MJ për të prodhuar 1 kg lëndë të thatë marule, ndërsa në një serë kërkohen 1699 MJ. Megjithatë, nëse llogaritet energjia elektrike e nevojshme për kilogram lëndë të thatë marule, fabrika e bimëve ka nevojë për 247 kW·h për të prodhuar 1 kg peshë të thatë marule, dhe serrat në Suedi, Holandë dhe Emiratet e Bashkuara Arabe kërkojnë përkatësisht 182 kW·h, 70 kW·h dhe 111 kW·h.

Në të njëjtën kohë, në fabrikën e bimëve, përdorimi i kompjuterëve, pajisjeve automatike, inteligjencës artificiale dhe teknologjive të tjera mund të kontrollojë me saktësi kushtet mjedisore të përshtatshme për kultivimin e fidanëve, të eliminojë kufizimet e kushteve natyrore të mjedisit dhe të realizojë prodhimin inteligjent, të mekanizuar dhe vjetor të qëndrueshëm të prodhimit të fidanëve. Në vitet e fundit, fidanët e fabrikave të bimëve janë përdorur në prodhimin komercial të perimeve me gjethe, perimeve frutore dhe kulturave të tjera ekonomike në Japoni, Korenë e Jugut, Evropë dhe Shtetet e Bashkuara dhe vende të tjera. Investimi i lartë fillestar i fabrikave të bimëve, kostot e larta operative dhe konsumi i madh i energjisë së sistemit janë ende pengesat që kufizojnë promovimin e teknologjisë së kultivimit të fidanëve në fabrikat kineze të bimëve. Prandaj, është e nevojshme të merren në konsideratë kërkesat e rendimentit të lartë dhe kursimit të energjisë në aspektin e strategjive të menaxhimit të dritës, krijimit të modeleve të rritjes së perimeve dhe pajisjeve të automatizimit për të përmirësuar përfitimet ekonomike.

Në këtë artikull, shqyrtohet ndikimi i mjedisit të dritës LED në rritjen dhe zhvillimin e fidanëve të perimeve në fabrikat e bimëve në vitet e fundit, me perspektivën e drejtimit të kërkimit të rregullimit të dritës së fidanëve të perimeve në fabrikat e bimëve.

1. Efektet e mjedisit të dritës në rritjen dhe zhvillimin e fidanëve të perimeve

Si një nga faktorët thelbësorë mjedisorë për rritjen dhe zhvillimin e bimëve, drita nuk është vetëm një burim energjie për bimët për të kryer fotosintezën, por edhe një sinjal kyç që ndikon në fotomorfogjenezën e bimëve. Bimët ndiejnë drejtimin, energjinë dhe cilësinë e dritës së sinjalit përmes sistemit të sinjaleve të dritës, rregullojnë rritjen dhe zhvillimin e tyre dhe i përgjigjen pranisë ose mungesës, gjatësisë së valës, intensitetit dhe kohëzgjatjes së dritës. Fotoreceptorët e bimëve të njohur aktualisht përfshijnë të paktën tre klasa: fitokromet (PHYA~PHYE) që ndiejnë dritën e kuqe dhe të kuqe të largët (FR), kriptokromet (CRY1 dhe CRY2) që ndiejnë dritën blu dhe ultraviolet A, dhe Elementet (Phot1 dhe Phot2), receptori UV-B UVR8 që ndien UV-B. Këta fotoreceptorë marrin pjesë dhe rregullojnë shprehjen e gjeneve të lidhura dhe më pas rregullojnë aktivitetet jetësore siç janë mbirja e farës së bimës, fotomorfogjeneza, koha e lulëzimit, sinteza dhe akumulimi i metabolitëve sekondarë, dhe toleranca ndaj streseve biotike dhe abiotike.

2. Ndikimi i mjedisit të dritës LED në vendosjen fotomorfologjike të fidanëve të perimeve

2.1 Efektet e Cilësive të Ndryshme të Dritës në Fotomorfogjenezën e Fidanëve të Perimeve

Rajonet e kuqe dhe blu të spektrit kanë efikasitet të lartë kuantik për fotosintezën e gjetheve të bimëve. Megjithatë, ekspozimi afatgjatë i gjetheve të kastravecit ndaj dritës së kuqe të pastër do të dëmtojë fotosistemin, duke rezultuar në fenomenin e "sindromës së dritës së kuqe", siç është reagimi i ngadaltë stomatal, ulja e kapacitetit fotosintetik dhe efikasitetit të përdorimit të azotit, si dhe ngadalësimi i rritjes. Në kushtet e intensitetit të ulët të dritës (100 ± 5 μmol/(m2•s)), drita e kuqe e pastër mund të dëmtojë kloroplastet e gjetheve të reja dhe të pjekura të kastravecit, por kloroplastet e dëmtuara u rikuperuan pasi ndryshoi nga drita e kuqe e pastër në dritë të kuqe dhe blu (R:B= 7:3). Përkundrazi, kur bimët e kastravecit kaluan nga mjedisi i dritës së kuqe-blu në mjedisin e dritës së kuqe të pastër, efikasiteti fotosintetik nuk u ul ndjeshëm, duke treguar përshtatshmërinë ndaj mjedisit të dritës së kuqe. Përmes analizës së mikroskopit elektronik të strukturës së gjetheve të fidanëve të kastravecit me "sindromën e dritës së kuqe", eksperimentuesit zbuluan se numri i kloroplasteve, madhësia e kokrrizave të amidonit dhe trashësia e kokrrizave në gjethe nën dritën e kuqe të pastër ishin dukshëm më të ulëta se ato nën trajtimin e dritës së bardhë. Ndërhyrja e dritës blu përmirëson ultrastrukturën dhe karakteristikat fotosintetike të kloroplasteve të kastravecit dhe eliminon akumulimin e tepërt të lëndëve ushqyese. Krahasuar me dritën e bardhë dhe dritën e kuqe dhe blu, drita e kuqe e pastër nxit zgjatjen e hipokotilit dhe zgjerimin e kotiledonit të fidanëve të domates, rriti ndjeshëm lartësinë e bimës dhe sipërfaqen e gjetheve, por uli ndjeshëm kapacitetin fotosintetik, uli përmbajtjen e Rubiscos dhe efikasitetin fotokimik, dhe rriti ndjeshëm shpërndarjen e nxehtësisë. Mund të shihet se lloje të ndryshme bimësh reagojnë ndryshe ndaj të njëjtës cilësi drite, por krahasuar me dritën monokromatike, bimët kanë efikasitet më të lartë të fotosintezës dhe rritje më të fuqishme në mjedisin me dritë të përzier.

Studiuesit kanë bërë shumë kërkime mbi optimizimin e kombinimit të cilësisë së dritës së fidanëve të perimeve. Nën të njëjtin intensitet drite, me rritjen e raportit të dritës së kuqe, lartësia e bimës dhe pesha e freskët e fidanëve të domates dhe kastravecit u përmirësuan ndjeshëm, dhe trajtimi me një raport të kuq me blu prej 3:1 pati efektin më të mirë; përkundrazi, një raport i lartë i dritës blu pengoi rritjen e fidanëve të domates dhe kastravecit, të cilët ishin të shkurtër dhe kompakt, por rriti përmbajtjen e lëndës së thatë dhe klorofilit në filizat e fidanëve. Modele të ngjashme vërehen edhe në kultura të tjera, siç janë specat dhe shalqiri. Përveç kësaj, krahasuar me dritën e bardhë, drita e kuqe dhe blu (R:B=3:1) jo vetëm që përmirësuan ndjeshëm trashësinë e gjethes, përmbajtjen e klorofilit, efikasitetin fotosintetik dhe efikasitetin e transferimit të elektroneve të fidanëve të domates, por edhe nivelet e shprehjes së enzimave që lidhen me ciklin Calvin, përmbajtja vegjetariane e rritjes dhe akumulimi i karbohidrateve u përmirësuan gjithashtu ndjeshëm. Duke krahasuar dy raportet e dritës së kuqe dhe blu (R:B=2:1, 4:1), një raport më i lartë i dritës blu ishte më i favorshëm për të nxitur formimin e luleve femërore në fidanët e kastravecit dhe përshpejtoi kohën e lulëzimit të luleve femërore. Megjithëse raportet e ndryshme të dritës së kuqe dhe blu nuk kishin efekt të rëndësishëm në rendimentin e peshës së freskët të fidanëve të lakrës jeshile, rukolës dhe mustardës, një raport i lartë i dritës blu (30% dritë blu) uli ndjeshëm gjatësinë e hipokotilit dhe sipërfaqen e kotiledonit të fidanëve të lakrës jeshile dhe mustardës, ndërsa ngjyra e kotiledonit u thellua. Prandaj, në prodhimin e fidanëve, një rritje e përshtatshme e përqindjes së dritës blu mund të shkurtojë ndjeshëm hapësirën midis nyjeve dhe sipërfaqen e gjetheve të fidanëve të perimeve, të nxisë zgjatjen anësore të fidanëve dhe të përmirësojë indeksin e forcës së fidanëve, i cili është i favorshëm për kultivimin e fidanëve të fortë. Me kusht që intensiteti i dritës të mbetet i pandryshuar, rritja e dritës jeshile në dritën e kuqe dhe blu përmirësoi ndjeshëm peshën e freskët, sipërfaqen e gjetheve dhe lartësinë e bimës së fidanëve të specit të ëmbël. Krahasuar me llambën tradicionale fluoreshente të bardhë, në kushtet e dritës së kuqe-jeshile-blu (R3:G2:B5), Y[II], qP dhe ETR e fidanëve të domates 'Okagi Nr. 1' u përmirësuan ndjeshëm. Shtimi i dritës UV (100 μmol/(m2•s) dritë blu + 7% UV-A) në dritën e pastër blu uli ndjeshëm shpejtësinë e zgjatjes së kërcellit të rukolës dhe mustardës, ndërsa shtimi i FR ishte e kundërta. Kjo gjithashtu tregon se përveç dritës së kuqe dhe blu, cilësi të tjera të dritës luajnë gjithashtu një rol të rëndësishëm në procesin e rritjes dhe zhvillimit të bimëve. Edhe pse as drita ultravjollcë dhe as FR nuk janë burim energjie i fotosintezës, të dyja janë të përfshira në fotomorfogjenezën e bimëve. Drita UV me intensitet të lartë është e dëmshme për ADN-në dhe proteinat e bimëve, etj. Megjithatë, drita UV aktivizon përgjigjet qelizore ndaj stresit, duke shkaktuar ndryshime në rritjen, morfologjinë dhe zhvillimin e bimëve për t'u përshtatur me ndryshimet mjedisore. Studimet kanë treguar se R/FR më i ulët shkakton përgjigje të shmangies së hijes në bimë, duke rezultuar në ndryshime morfologjike në bimë, të tilla si zgjatja e kërcellit, hollimi i gjetheve dhe ulja e rendimentit të lëndës së thatë. Një kërcell i hollë nuk është një tipar i mirë rritjeje për rritjen e fidanëve të fortë. Për fidanët e përgjithshëm të perimeve me gjethe dhe frutave, fidanët e fortë, kompakt dhe elastikë nuk janë të prirur ndaj problemeve gjatë transportit dhe mbjelljes.

Rrezet UV-A mund t’i bëjnë bimët e fidanëve të kastravecit më të shkurtra dhe më kompakte, dhe rendimenti pas transplantimit nuk është dukshëm i ndryshëm nga ai i kontrollit; ndërsa UV-B ka një efekt frenues më të rëndësishëm, efekti i reduktimit të rendimentit pas transplantimit nuk është i rëndësishëm. Studimet e mëparshme kanë sugjeruar që UV-A pengon rritjen e bimëve dhe i bën bimët xhuxhe. Por ka prova në rritje se prania e UV-A, në vend që të shtypë biomasën e të korrave, në fakt e nxit atë. Krahasuar me dritën bazë të kuqe dhe të bardhë (R:W=2:3, PPFD është 250 μmol/(m2·s)), intensiteti plotësues në dritën e kuqe dhe të bardhë është 10 W/m2 (rreth 10 μmol/(m2·s)). Rrezet UV-A të lakrës jeshile rritën ndjeshëm biomasën, gjatësinë e internodës, diametrin e kërcellit dhe gjerësinë e kurorës së bimës së fidanëve të lakrës jeshile, por efekti i promovimit u dobësua kur intensiteti UV tejkaloi 10 W/m2. Shtimi ditor prej 2 orësh i rrezeve UV-A (0.45 J/(m2•s)) mund të rrisë ndjeshëm lartësinë e bimës, sipërfaqen e kotiledonit dhe peshën e freskët të fidanëve të domates 'Oxheart', ndërkohë që zvogëlon përmbajtjen e H2O2 të fidanëve të domates. Mund të shihet se kultura të ndryshme reagojnë ndryshe ndaj dritës UV, gjë që mund të lidhet me ndjeshmërinë e kulturave ndaj dritës UV.

Për kultivimin e fidanëve të shartuar, gjatësia e kërcellit duhet të rritet në mënyrë të përshtatshme për të lehtësuar shartimin e nënshartesës. Intensitete të ndryshme të FR kishin efekte të ndryshme në rritjen e fidanëve të domates, specit, kastravecit, kungullit dhe shalqirit. Shtimi i 18.9 μmol/(m2•s) të FR në dritë të ftohtë të bardhë rriti ndjeshëm gjatësinë e hipokotilit dhe diametrin e kërcellit të fidanëve të domates dhe specit; FR prej 34.1 μmol/(m2•s) pati efektin më të mirë në nxitjen e gjatësisë së hipokotilit dhe diametrit të kërcellit të fidanëve të kastravecit, kungullit dhe shalqirit; FR me intensitet të lartë (53.4 μmol/(m2•s)) pati efektin më të mirë në këto pesë perime. Gjatësia e hipokotilit dhe diametri i kërcellit të fidanëve nuk u rritën më ndjeshëm dhe filluan të tregonin një trend në rënie. Pesha e freskët e fidanëve të specit u ul ndjeshëm, duke treguar se vlerat e ngopjes së FR të pesë fidanëve të perimeve ishin të gjitha më të ulëta se 53.4 μmol/(m2•s), dhe vlera e FR ishte dukshëm më e ulët se ajo e FR. Efektet në rritjen e fidanëve të ndryshëm të perimeve janë gjithashtu të ndryshme.

2.2 Efektet e Integraleve të Ndryshme të Dritës së Ditës në Fotomorfogjenezën e Fidanëve të Perimeve

Integrali i Dritës së Ditës (DLI) përfaqëson sasinë totale të fotoneve fotosintetike të marra nga sipërfaqja e bimës në një ditë, e cila lidhet me intensitetin e dritës dhe kohën e dritës. Formula e llogaritjes është DLI (mol/m2/ditë) = intensiteti i dritës [μmol/(m2•s)] × Koha ditore e dritës (orë) × 3600 × 10-6. Në një mjedis me intensitet të ulët drite, bimët i përgjigjen mjedisit me dritë të ulët duke zgjatur gjatësinë e kërcellit dhe internodës, duke rritur lartësinë e bimës, gjatësinë e bishtit të gjethes dhe sipërfaqen e gjethes, dhe duke ulur trashësinë e gjethes dhe shkallën neto të fotosintezës. Me rritjen e intensitetit të dritës, përveç mustardës, gjatësia e hipokotilit dhe zgjatja e kërcellit të fidanëve të rukolës, lakrës dhe kale jeshile nën të njëjtën cilësi drite u ul ndjeshëm. Mund të shihet se efekti i dritës në rritjen dhe morfogjenezën e bimëve lidhet me intensitetin e dritës dhe speciet e bimëve. Me rritjen e DLI-së (8.64~28.8 mol/m2/ditë), lloji i bimës së fidanëve të kastravecit u bë i shkurtër, i fortë dhe kompakt, dhe pesha specifike e gjethes dhe përmbajtja e klorofilit u ulën gradualisht. 6~16 ditë pas mbjelljes së fidanëve të kastravecit, gjethet dhe rrënjët u thanë. Pesha u rrit gradualisht dhe shkalla e rritjes u përshpejtua gradualisht, por 16 deri në 21 ditë pas mbjelljes, shkalla e rritjes së gjetheve dhe rrënjëve të fidanëve të kastravecit u ul ndjeshëm. DLI e përmirësuar nxiti shkallën neto fotosintetike të fidanëve të kastravecit, por pas një vlere të caktuar, shkalla neto fotosintetike filloi të binte. Prandaj, zgjedhja e DLI-së së duhur dhe miratimi i strategjive të ndryshme plotësuese të dritës në faza të ndryshme të rritjes së fidanëve mund të zvogëlojë konsumin e energjisë. Përmbajtja e sheqerit të tretshëm dhe enzimës SOD në fidanët e kastravecit dhe domates u rrit me rritjen e intensitetit të DLI-së. Kur intensiteti i DLI u rrit nga 7.47 mol/m2/ditë në 11.26 mol/m2/ditë, përmbajtja e sheqerit të tretshëm dhe enzimës SOD në fidanët e kastravecit u rrit me 81.03% dhe 55.5% përkatësisht. Nën të njëjtat kushte DLI, me rritjen e intensitetit të dritës dhe shkurtimin e kohës së dritës, aktiviteti PSII i fidanëve të domates dhe kastravecit u pengua, dhe zgjedhja e një strategjie plotësuese të dritës me intensitet të ulët drite dhe kohëzgjatje të gjatë ishte më e favorshme për kultivimin e indeksit të lartë të fidanëve dhe efikasitetit fotokimik të fidanëve të kastravecit dhe domates.

Në prodhimin e fidanëve të shartuar, mjedisi me dritë të ulët mund të çojë në një ulje të cilësisë së fidanëve të shartuar dhe një rritje të kohës së shërimit. Intensiteti i duhur i dritës jo vetëm që mund të rrisë aftësinë lidhëse të vendit të shartuar për shërim dhe të përmirësojë indeksin e fidanëve të fortë, por gjithashtu mund të zvogëlojë pozicionin e nyjeve të luleve femërore dhe të rrisë numrin e luleve femërore. Në fabrikat e bimëve, DLI prej 2.5-7.5 mol/m2/ditë ishte i mjaftueshëm për të përmbushur nevojat e shërimit të fidanëve të shartuar të domates. Kompaktësia dhe trashësia e gjetheve të fidanëve të shartuar të domates u rritën ndjeshëm me rritjen e intensitetit të DLI. Kjo tregon se fidanët e shartuar nuk kërkojnë intensitet të lartë drite për shërim. Prandaj, duke marrë parasysh konsumin e energjisë dhe mjedisin e mbjelljes, zgjedhja e një intensiteti të përshtatshëm drite do të ndihmojë në përmirësimin e përfitimeve ekonomike.

3. Efektet e mjedisit të dritës LED në rezistencën ndaj stresit të fidanëve të perimeve

Bimët marrin sinjale të dritës së jashtme përmes fotoreceptorëve, duke shkaktuar sintezën dhe grumbullimin e molekulave të sinjalit në bimë, duke ndryshuar kështu rritjen dhe funksionin e organeve të bimës, dhe në fund të fundit duke përmirësuar rezistencën e bimës ndaj stresit. Cilësia e ndryshme e dritës ka një efekt të caktuar nxitës në përmirësimin e tolerancës ndaj të ftohtit dhe tolerancës ndaj kripës së fidanëve. Për shembull, kur fidanëve të domates iu shtua dritë për 4 orë natën, krahasuar me trajtimin pa dritë shtesë, drita e bardhë, drita e kuqe, drita blu dhe drita e kuqe dhe blu mund të ulnin përshkueshmërinë e elektroliteve dhe përmbajtjen MDA të fidanëve të domates, dhe të përmirësonin tolerancën ndaj të ftohtit. Aktivitetet e SOD, POD dhe CAT në fidanët e domates nën trajtimin e raportit 8:2 të kuqe-blu ishin dukshëm më të larta se ato të trajtimeve të tjera, dhe ato kishin kapacitet më të lartë antioksidues dhe tolerancë ndaj të ftohtit.

Efekti i UV-B në rritjen e rrënjës së sojës është kryesisht për të përmirësuar rezistencën e bimëve ndaj stresit duke rritur përmbajtjen e NO dhe ROS të rrënjës, duke përfshirë molekulat e sinjalizimit hormonal si ABA, SA dhe JA, dhe pengon zhvillimin e rrënjës duke zvogëluar përmbajtjen e IAA, CTK dhe GA. Fotoreceptori i UV-B, UVR8, nuk është i përfshirë vetëm në rregullimin e fotomorfogjenezës, por luan gjithashtu një rol kyç në stresin UV-B. Në fidanët e domates, UVR8 ndërmjetëson sintezën dhe akumulimin e antocianinave, dhe fidanët e domates së egër të aklimatizuara nga UV përmirësojnë aftësinë e tyre për t'u përballur me stresin UV-B me intensitet të lartë. Megjithatë, përshtatja e UV-B ndaj stresit të thatësirës të shkaktuar nga Arabidopsis nuk varet nga rruga UVR8, gjë që tregon se UV-B vepron si një përgjigje e kryqëzuar e sinjalizuar e mekanizmave mbrojtës të bimëve, në mënyrë që një sërë hormonesh të përfshihen së bashku në rezistencën ndaj stresit të thatësirës, ​​duke rritur aftësinë e pastrimit të ROS.

Si zgjatja e hipokotilit ose kërcellit të bimës e shkaktuar nga FR ashtu edhe përshtatja e bimëve ndaj stresit të të ftohtit rregullohen nga hormonet e bimëve. Prandaj, "efekti i shmangies së hijes" i shkaktuar nga FR lidhet me përshtatjen e bimëve ndaj të ftohtit. Eksperimentuesit i plotësuan fidanët e elbit 18 ditë pas mbirjes në 15°C për 10 ditë, duke i ftohur në 5°C + duke i plotësuar FR për 7 ditë, dhe zbuluan se krahasuar me trajtimin me dritë të bardhë, FR rriti rezistencën ndaj ngricave të fidanëve të elbit. Ky proces shoqërohet me rritje të përmbajtjes së ABA dhe IAA në fidanët e elbit. Transferimi pasues i fidanëve të elbit të para-trajtuar me FR në 15°C në 5°C dhe vazhdimi i plotësimit me FR për 7 ditë rezultoi në rezultate të ngjashme me dy trajtimet e mësipërme, por me përgjigje të reduktuar të ABA. Bimët me vlera të ndryshme R:FR kontrollojnë biosintezën e fitohormoneve (GA, IAA, CTK dhe ABA), të cilat janë gjithashtu të përfshira në tolerancën e bimëve ndaj kripës. Nën stresin e kripës, mjedisi i dritës me raport të ulët R:FR mund të përmirësojë kapacitetin antioksidues dhe fotosintetik të fidanëve të domates, të zvogëlojë prodhimin e ROS dhe MDA në fidanë dhe të përmirësojë tolerancën ndaj kripës. Si stresi i kripësisë ashtu edhe vlera e ulët e R:FR (R:FR=0.8) penguan biosintezën e klorofilit, e cila mund të lidhet me bllokimin e konvertimit të PBG në UroIII në rrugën e sintezës së klorofilit, ndërsa mjedisi i ulët R:FR mund të lehtësojë në mënyrë efektive dëmtimin e sintezës së klorofilit të shkaktuar nga stresi i kripësisë. Këto rezultate tregojnë një korrelacion të rëndësishëm midis fitokromeve dhe tolerancës ndaj kripës.

Përveç mjedisit të dritës, faktorë të tjerë mjedisorë ndikojnë gjithashtu në rritjen dhe cilësinë e fidanëve të perimeve. Për shembull, rritja e përqendrimit të CO2 do të rrisë vlerën maksimale të ngopjes së dritës Pn (Pnmax), do të zvogëlojë pikën e kompensimit të dritës dhe do të përmirësojë efikasitetin e shfrytëzimit të dritës. Rritja e intensitetit të dritës dhe përqendrimit të CO2 ndihmon në përmirësimin e përmbajtjes së pigmenteve fotosintetike, efikasitetin e përdorimit të ujit dhe aktivitetet e enzimave që lidhen me ciklin Calvin, dhe së fundmi arrin efikasitet më të lartë fotosintetik dhe akumulim të biomasës së fidanëve të domates. Pesha e thatë dhe kompaktësia e fidanëve të domates dhe specit ishin të lidhura pozitivisht me DLI, dhe ndryshimi i temperaturës ndikoi gjithashtu në rritjen nën të njëjtin trajtim DLI. Mjedisi prej 23~25℃ ishte më i përshtatshëm për rritjen e fidanëve të domates. Sipas kushteve të temperaturës dhe dritës, studiuesit zhvilluan një metodë për të parashikuar shkallën relative të rritjes së specit bazuar në modelin e shpërndarjes së dritës, i cili mund të ofrojë udhëzime shkencore për rregullimin mjedisor të prodhimit të fidanëve të shartuar të specit.

Prandaj, gjatë hartimit të një skeme rregullimi të dritës në prodhim, duhet të merren në konsideratë jo vetëm faktorët e mjedisit të dritës dhe speciet e bimëve, por edhe faktorët e kultivimit dhe menaxhimit, siç janë ushqimi i fidanëve dhe menaxhimi i ujit, mjedisi i gazit, temperatura dhe faza e rritjes së fidanëve.

4. Probleme dhe Perspektiva

Së pari, rregullimi i dritës së fidanëve të perimeve është një proces i sofistikuar dhe efektet e kushteve të ndryshme të dritës në lloje të ndryshme të fidanëve të perimeve në mjedisin e fabrikës së bimëve duhet të analizohen në detaje. Kjo do të thotë që për të arritur qëllimin e prodhimit të fidanëve me efikasitet të lartë dhe cilësi të lartë, kërkohet eksplorim i vazhdueshëm për të krijuar një sistem teknik të pjekur.

Së dyti, megjithëse shkalla e shfrytëzimit të energjisë së burimit të dritës LED është relativisht e lartë, konsumi i energjisë për ndriçimin e bimëve është konsumi kryesor i energjisë për kultivimin e fidanëve duke përdorur dritë artificiale. Konsumi i madh i energjisë i fabrikave të bimëve është ende pengesa që kufizon zhvillimin e fabrikave të bimëve.

Së fundmi, me aplikimin e gjerë të ndriçimit të bimëve në bujqësi, kostoja e dritave LED të bimëve pritet të ulet shumë në të ardhmen; përkundrazi, rritja e kostove të punës, veçanërisht në epokën pas epidemisë, mungesa e punës është e detyruar të nxisë procesin e mekanizimit dhe automatizimit të prodhimit. Në të ardhmen, modelet e kontrollit të bazuara në inteligjencën artificiale dhe pajisjet inteligjente të prodhimit do të bëhen një nga teknologjitë kryesore për prodhimin e fidanëve të perimeve dhe do të vazhdojnë të nxisin zhvillimin e teknologjisë së fidanëve të fabrikave të bimëve.

Autorë: Jiehui Tan, Houcheng Liu
Burimi i artikullit: Llogaria Wechat e Teknologjisë së Inxhinierisë Bujqësore (hortikultura e serrave)