תקציר: שתילי ירקות הם השלב הראשון בייצור הירקות, ואיכות השתילים חשובה מאוד ליבול ואיכות הירקות לאחר השתילה.עם השכלול המתמשך של חלוקת העבודה בענף הירקות, שתילי הירקות יצרו בהדרגה רשת תעשייתית עצמאית ושימשו ייצור ירקות.מושפעים ממזג אוויר גרוע, שיטות שתיל מסורתיות מתמודדות בהכרח עם אתגרים רבים כמו צמיחה איטית של שתילים, צמיחה רגליים ומזיקים ומחלות.כדי להתמודד עם שתילים רגליים, מטפחים מסחריים רבים משתמשים בווסת צמיחה.עם זאת, ישנם סיכונים של קשיחות שתיל, בטיחות מזון וזיהום סביבתי עם השימוש בווסת צמיחה.בנוסף לשיטות הבקרה הכימיות, למרות שגם גירוי מכני, בקרת טמפרטורה ומים יכולים לשחק תפקיד במניעת גדילת רגליים של שתילים, הן מעט פחות נוחות ויעילות.בהשפעת מגיפת קוביד-19 החדשה העולמית, הבעיות של קשיי ניהול הייצור שנגרמו ממחסור בכוח אדם ועלויות העבודה העולות בתעשיית השתילים הפכו בולטות יותר.

עם התפתחות טכנולוגיית התאורה, לשימוש באור מלאכותי לגידול שתילי ירקות יש יתרונות של יעילות שתילים גבוהה, פחות מזיקים ומחלות וסטנדרטיזציה קלה.בהשוואה למקורות אור מסורתיים, לדור החדש של מקורות אור LED יש מאפיינים של חיסכון באנרגיה, יעילות גבוהה, חיים ארוכים, הגנה על הסביבה ועמידות, גודל קטן, קרינה תרמית נמוכה ומשרעת אורך גל קטנה.הוא יכול לגבש ספקטרום מתאים בהתאם לצרכי הצמיחה וההתפתחות של שתילים בסביבת מפעלי צמחים, ולשלוט במדויק על התהליך הפיזיולוגי והמטבולי של שתילים, בו זמנית, לתרום לייצור נקי מזיהום, סטנדרטי ומהיר של שתילי ירקות. , ומקצר את מחזור השתיל.בדרום סין לוקח כ-60 יום לגדל שתילי פלפל ועגבניות (3-4 עלים אמיתיים) בחממות פלסטיק, וכ-35 יום לשתילי מלפפון (3-5 עלים אמיתיים).בתנאי מפעל צמחים, נדרשים רק 17 ימים לגידול שתילי עגבניות ו-25 ימים עבור שתילי פלפלים בתנאים של צילום פרקי זמן של 20 שעות ו-PPF של 200-300 μmol/(m2•s).בהשוואה לשיטת גידול שתילים קונבנציונלית בחממה, השימוש בשיטת גידול שתילים במפעל LED קיצר משמעותית את מחזור גידול המלפפון ב-15-30 ימים, ומספר הפרחים והפרי הנקביים לצמח גדל ב-33.8% וב-37.3%. , בהתאמה, והתשואה הגבוהה ביותר הועלתה ב-71.44%.

מבחינת יעילות ניצול האנרגיה, יעילות ניצול האנרגיה של מפעלי מפעלים גבוהה מזו של חממות מסוג Venlo באותו קו רוחב.לדוגמה, במפעל צמחים שוודי, נדרשים 1411 MJ כדי לייצר 1 ק"ג של חומר יבש של חסה, בעוד 1699 MJ נדרשים בחממה.עם זאת, אם מחושב החשמל הנדרש לק"ג חומר יבש של חסה, מפעל המפעל צריך 247 קילוואט לשעה כדי לייצר 1 ק"ג משקל יבש של חסה, והחממות בשוודיה, הולנד ואיחוד האמירויות הערביות דורשות 182 קילוואט. h, 70 קילוואט ו-111 קילוואט שעה, בהתאמה.

יחד עם זאת, במפעל הצמחים, שימוש במחשבים, ציוד אוטומטי, בינה מלאכותית וטכנולוגיות נוספות יכול לשלוט במדויק על התנאים הסביבתיים המתאימים לגידול השתילים, להיפטר מהמגבלות של תנאי הסביבה הטבעית ולממש את התבונה, ייצור ממוכן ויציב שנתי של ייצור שתילים.בשנים האחרונות נעשה שימוש בשתילי מפעל צמחים בייצור מסחרי של ירקות עליים, ירקות פרי וגידולים כלכליים אחרים ביפן, דרום קוריאה, אירופה וארצות הברית ומדינות נוספות.ההשקעה הראשונית הגבוהה של מפעלי הצמחים, עלויות התפעול הגבוהות וצריכת האנרגיה העצומה של המערכת הם עדיין צווארי הבקבוק המגבילים את קידום הטכנולוגיה של גידול שתילים במפעלי צמחים סיניים.לכן, יש צורך לקחת בחשבון את הדרישות של תשואה גבוהה וחיסכון באנרגיה במונחים של אסטרטגיות ניהול אור, הקמת מודלים של גידול ירקות וציוד אוטומציה לשיפור היתרונות הכלכליים.

במאמר זה נסקרת השפעתה של סביבת אור LED על גידול והתפתחות שתילי ירקות במפעלי צמחים בשנים האחרונות, תוך הסתכלות על הכיוון המחקרי של ויסות האור של שתילי ירקות במפעלי צמחים.

1. השפעות של סביבת אור על צמיחה והתפתחות של שתילי ירקות

כאחד הגורמים הסביבתיים החיוניים לצמיחה והתפתחות של צמחים, האור הוא לא רק מקור אנרגיה לצמחים לביצוע פוטוסינתזה, אלא גם אות מפתח המשפיע על הפוטומורפוגנזה של הצמח.צמחים חשים את הכיוון, האנרגיה ואיכות האור של האות דרך מערכת אותות האור, מווסתים את הצמיחה וההתפתחות שלהם, ומגיבים לנוכחות או היעדר, אורך הגל, עוצמתו ומשך האור.קולטני הפוטו של צמחים ידועים כיום כוללים לפחות שלושה מחלקות: פיטוכרומים (PHYA~PHYE) שחשים אור אדום ואדום רחוק (FR), קריפטוכרומים (CRY1 ו-CRY2) שחשים כחול ואולטרה סגול A, ואלמנטים (Phot1 ו-Phot2), קולטן UV-B UVR8 שחש UV-B.קולטנים אלו משתתפים ומווסתים את הביטוי של גנים קשורים ולאחר מכן מווסתים פעילויות חיים כגון נביטת זרעי צמחים, פוטומורפוגנזה, זמן פריחה, סינתזה והצטברות של מטבוליטים משניים וסובלנות ללחצים ביוטיים ואביוטיים.

2. השפעת סביבת אור LED על התבססות פוטומורפולוגית של שתילי ירקות

2.1 השפעות של איכות אור שונה על פוטומורפוגנזה של שתילי ירקות

לאזור האדום והכחול של הספקטרום יש יעילות קוונטית גבוהה לפוטוסינתזה של עלי צמחים.עם זאת, חשיפה ארוכת טווח של עלי מלפפון לאור אדום טהור תפגע במערכת הצילום, וכתוצאה מכך תופעת "תסמונת האור האדום" כגון עיכוב בתגובה הסטומטית, ירידה ביכולת הפוטוסינתזה ויעילות השימוש בחנקן ועיכוב בגדילה.בתנאי של עוצמת אור נמוכה (100±5 מיקרומול/(m2•s)), אור אדום טהור יכול לפגוע בכלורופלסטים של עלים צעירים ובוגרים של מלפפון כאחד, אך הכלורופלסטים הפגועים הוחזרו לאחר שינוי מאור אדום טהור לאור אדום וכחול (R:B= 7:3).להיפך, כאשר צמחי המלפפון עברו מסביבת האור האדום-כחול לסביבת האור האדום הטהור, היעילות הפוטוסינתטית לא ירדה משמעותית, מה שמראה את יכולת ההסתגלות לסביבת האור האדום.באמצעות ניתוח מיקרוסקופ אלקטרוני של מבנה העלים של שתילי מלפפון עם "תסמונת האור האדום", מצאו הנסיינים שמספר הכלורופלסטים, גודלם של גרגירי עמילן ועובי הגרנה בעלים באור אדום טהור היו נמוכים משמעותית מאלה שמתחת טיפול באור לבן.התערבות האור הכחול משפרת את המאפיינים האולטרה-סטרוקטוריים והפוטוסינתטיים של כלורופלסטים מלפפונים ומבטלת את הצטברות יתר של חומרים מזינים.בהשוואה לאור לבן ואור אדום וכחול, אור אדום טהור קידם התארכות היפוקוטיל והתרחבות קוטליונים של שתילי עגבניות, הגדילו משמעותית את גובה הצמח ושטח העלים, אך הפחית משמעותית את יכולת הפוטוסינתזה, הפחתת תכולת הרוביסקו והיעילות הפוטוכימית והגדילה משמעותית את פיזור החום.ניתן לראות שסוגים שונים של צמחים מגיבים בצורה שונה לאותה איכות אור, אך בהשוואה לאור מונוכרומטי, לצמחים יעילות פוטוסינתזה גבוהה יותר וצמיחה נמרצת יותר בסביבת האור המעורב.

חוקרים ערכו מחקר רב על אופטימיזציה של שילוב איכות האור של שתילי ירקות.באותה עוצמת אור, עם עליית יחס האור האדום, השתפרו משמעותית גובה הצמח ומשקל הטרי של שתילי עגבניות ומלפפון, והטיפול ביחס של אדום לכחול של 3:1 השפיע בצורה הטובה ביותר;להיפך, יחס גבוה של אור כחול זה עיכב את הצמיחה של שתילי עגבניות ומלפפון, שהיו קצרים וקומפקטיים, אך הגדיל את תכולת החומר היבש והכלורופיל בנבטי השתילים.דפוסים דומים נצפים בגידולים אחרים, כגון פלפלים ואבטיחים.בנוסף, בהשוואה לאור לבן, אור אדום וכחול (R:B=3:1) לא רק שיפרו משמעותית את עובי העלים, תכולת הכלורופיל, היעילות הפוטוסינתטית ויעילות העברת האלקטרונים של שתילי עגבניות, אלא גם את רמות הביטוי של אנזימים הקשורים למחזור קלווין, גם תכולת הצמחונות והצטברות הפחמימות השתפרו משמעותית.בהשוואה בין שני היחסים של אור אדום וכחול (R:B=2:1, 4:1), יחס גבוה יותר של אור כחול היה תורם יותר לגרימת היווצרות של פרחי נקבה בשתילי מלפפון והאיץ את זמן הפריחה של פרחי נקבה. .למרות שליחסים שונים של אור אדום וכחול לא הייתה השפעה משמעותית על תפוקת המשקל הטרי של שתילי קייל, ארוגולה וחרדל, יחס גבוה של אור כחול (30% אור כחול) הפחית משמעותית את אורך ההיפוקוטיל ואת שטח הקוטילדון של הקייל. ושתילי חרדל, בעוד צבע הקוטילדון העמיק.לכן, בייצור שתילים, עלייה מתאימה בשיעור האור הכחול יכולה לקצר משמעותית את מרווח הצמתים ואת שטח העלים של שתילי ירקות, לקדם את ההרחבה הצידית של שתילים ולשפר את מדד חוזק השתילים, דבר המסייע טיפוח שתילים חזקים.בתנאי שעוצמת האור תישאר ללא שינוי, עליית האור הירוק באור אדום וכחול שיפרה משמעותית את המשקל הטרי, שטח העלים וגובה הצמח של שתילי פלפל מתוק.בהשוואה למנורת הפלורסנט הלבנה המסורתית, בתנאי האור האדום-ירוק-כחול (R3:G2:B5), ה-Y[II], qP ו-ETR של שתילי 'Okagi No. 1 tomato' שופרו משמעותית.תוספת של אור UV (100 μmol/(m2•s) אור כחול + 7% UV-A) לאור כחול טהור הפחיתה משמעותית את מהירות התארכות הגבעולים של ארוגולה וחרדל, בעוד שתוספת של FR הייתה הפוכה.זה גם מראה שמלבד אור אדום וכחול, גם איכויות אור אחרות ממלאות תפקיד חשוב בתהליך הצמיחה וההתפתחות של הצמח.למרות שלא אור אולטרה סגול ולא FR הם מקור האנרגיה של הפוטוסינתזה, שניהם מעורבים בפוטומורפוגנזה של הצמח.אור UV בעוצמה גבוהה מזיק ל-DNA של הצמח ולחלבונים וכו'. עם זאת, אור UV מפעיל תגובות לחץ תאי, וגורם לשינויים בצמיחה, במורפולוגיה ובהתפתחות של הצמחים להסתגלות לשינויים סביבתיים.מחקרים הראו כי R/FR נמוך גורם לתגובות הימנעות מצל בצמחים, וכתוצאה מכך לשינויים מורפולוגיים בצמחים, כגון התארכות גבעול, דילול עלים וירידה בתפוקת החומר היבש.גבעול דק אינו תכונת צמיחה טובה לגידול שתילים חזקים.עבור שתילי ירקות עלים ופרי כלליים, שתילים מוצקים, קומפקטיים ואלסטיים אינם מועדים לבעיות במהלך הובלה ושתילה.

UV-A יכול להפוך את צמחי שתילי המלפפון לקצרים וקומפקטיים יותר, והתשואה לאחר ההשתלה אינה שונה משמעותית מזו של הביקורת;בעוד ל-UV-B יש השפעה מעכבת משמעותית יותר, והשפעת הפחתת התשואה לאחר ההשתלה אינה משמעותית.מחקרים קודמים העלו כי UV-A מעכב את צמיחת הצמח והופך את הצמחים לגמדים.אבל ישנן עדויות הולכות וגדלות לכך שנוכחות UV-A, במקום לדכא ביומסה של יבול, למעשה מקדמת אותה.בהשוואה לאור האדום והלבן הבסיסי (R:W=2:3, PPFD הוא 250 μmol/(m2·s)), העוצמה המשלימה באור אדום ולבן היא 10 W/m2 (כ-10 μmol/(m2·s) s)) ה-UV-A של קייל הגדיל באופן משמעותי את הביומסה, אורך הפנימיות, קוטר הגבעול ורוחב חופת הצמח של שתילי קייל, אך אפקט הקידום נחלש כאשר עוצמת ה-UV עלתה על 10 W/m2.תוספת יומית של 2 שעות UV-A (0.45 J/(m2•s)) עשויה להגדיל משמעותית את גובה הצמח, שטח הקוטילון והמשקל הטרי של שתילי עגבניות 'Oxheart', תוך הפחתת תכולת H2O2 של שתילי עגבניות.ניתן לראות שגידולים שונים מגיבים בצורה שונה לאור UV, מה שעשוי להיות קשור לרגישות של גידולים לאור UV.

לטיפוח שתילים מושתלים, יש להגדיל את אורך הגבעול כראוי כדי להקל על השתלת שורשי השורש.לעוצמות שונות של FR היו השפעות שונות על הצמיחה של שתילי עגבנייה, פלפל, מלפפון, דלעת ואבטיח.תוספת של 18.9 מיקרומול/(m2•s) של FR באור לבן קר הגדילה משמעותית את אורך ההיפוקוטיל ואת קוטר הגבעול של שתילי עגבניות ופלפלים;ל-FR של 34.1 מיקרומול/(m2•s) הייתה ההשפעה הטובה ביותר על קידום אורך ההיפוקוטיל וקוטר הגבעול של שתילי מלפפון, דלעת ואבטיח;ל-FR בעוצמה גבוהה (53.4 מיקרומול/(m2•s)) הייתה ההשפעה הטובה ביותר על חמשת הירקות הללו.אורך ההיפוקוטיל וקוטר הגזע של השתילים כבר לא עלו משמעותית, והחלו להראות מגמת ירידה.המשקל הטרי של שתילי פלפל ירד באופן משמעותי, מה שמצביע על כך שערכי הרוויה של FR של חמשת שתילי הירקות היו כולם נמוכים מ-53.4 מיקרומול/(m2•s), וערך ה-FR היה נמוך משמעותית מזה של FR.גם ההשפעות על הצמיחה של שתילי ירקות שונים שונות.

2.2 השפעות של אינטגרל אור יום שונה על פוטומורפוגנזה של שתילי ירקות

אינטגרל אור היום (DLI) מייצג את הכמות הכוללת של פוטונים פוטוסינתטיים המתקבלים על ידי פני הצמח ביום, הקשורה לעוצמת האור ולזמן האור.נוסחת החישוב היא DLI (mol/m2/day) = עוצמת האור [μmol/(m2•s)] × זמן אור יומי (h) × 3600 × 10-6.בסביבה עם עוצמת אור נמוכה, צמחים מגיבים לסביבת אור נמוכה על ידי הארכת אורך הגבעול והאינטרנודה, הגדלת גובה הצמח, אורך העלים ושטח העלים, והפחתת עובי העלים וקצב הפוטוסינתזה נטו.עם עליית עוצמת האור, למעט חרדל, אורך ההיפוקוטיל והתארכות הגבעול של שתילי ארוגולה, כרוב וכרוב באותה איכות אור ירדו באופן משמעותי.ניתן לראות שהשפעת האור על צמיחת הצמחים והמורפוגנזה קשורה לעוצמת האור ולמיני הצמחים.עם העלייה ב-DLI (8.64~28.8 מול/מ"ר/יום), סוג הצמח של שתילי המלפפון הפך לקצר, חזק וקומפקטי, ומשקל העלים הספציפי ותכולת הכלורופיל ירדו בהדרגה.6 ~ 16 ימים לאחר זריעה של שתילי מלפפון, העלים והשורשים התייבשו.המשקל עלה בהדרגה, וקצב הגדילה הואץ בהדרגה, אך 16 עד 21 ימים לאחר הזריעה, קצב הצמיחה של עלים ושורשים של שתילי מלפפון ירד משמעותית.DLI משופר קידם את קצב הפוטוסינתזה נטו של שתילי מלפפון, אך לאחר ערך מסוים, קצב הפוטוסינתזה נטו החל לרדת.לכן, בחירת ה-DLI המתאים ואימוץ אסטרטגיות אור משלימות שונות בשלבי גידול שונים של שתילים יכולים להפחית את צריכת החשמל.תכולת הסוכר המסיס והאנזים SOD בשתילי מלפפון ועגבניות גדלה עם עליית עוצמת ה-DLI.כאשר עוצמת ה-DLI עלתה מ-7.47 מול/מ"ר ליום ל-11.26 מול/מ"ר ליום, תכולת הסוכר המסיס והאנזים SOD בשתילי המלפפון עלתה ב-81.03% וב-55.5% בהתאמה.באותם תנאי DLI, עם עליית עוצמת האור וקיצור זמן האור, פעילות ה-PSII של שתילי עגבניות ומלפפון נבלמת, ובחירה באסטרטגיית אור משלימה של עוצמת אור נמוכה ומשך זמן ארוך יותר הייתה תורמת לטיפוח שתיל גבוה. אינדקס ויעילות פוטוכימית של שתילי מלפפון ועגבניות.

בייצור של שתילים מושתלים, סביבת האור הנמוכה עלולה להביא לירידה באיכות השתילים המושתלים ולהגדלת זמן ההחלמה.עוצמת אור מתאימה לא רק יכולה לשפר את יכולת הקישור של אתר הריפוי המושתל ולשפר את האינדקס של שתילים חזקים, אלא גם להפחית את מיקום הצומת של פרחי נקבה ולהגדיל את מספר הפרחים הנקביים.במפעלי צמחים, DLI של 2.5-7.5 מול/מ"ר ליום היה מספיק כדי לענות על צורכי הריפוי של שתילים מושתלים עגבניות.הקומפקטיות ועובי העלים של שתילי עגבניות מושתלות גדלו באופן משמעותי עם הגדלת עוצמת ה-DLI.זה מראה כי שתילים מושתלים אינם דורשים עוצמת אור גבוהה לריפוי.לכן, בהתחשב בצריכת החשמל וסביבת השתילה, בחירה בעוצמת אור מתאימה תסייע בשיפור היתרונות הכלכליים.

3. השפעות של סביבת אור LED על עמידות הלחץ של שתילי ירקות

צמחים מקבלים אותות אור חיצוניים דרך קולטני אור, הגורמים לסינתזה והצטברות של מולקולות אות בצמח, ובכך משנים את הצמיחה והתפקוד של איברי הצמח, ובסופו של דבר משפרים את עמידות הצמח ללחץ.לאיכות אור שונה יש אפקט קידום מסוים על שיפור סבילות הקור וסובלנות המלח של שתילים.לדוגמה, כאשר השתלמו שתילי עגבניות באור למשך 4 שעות בלילה, בהשוואה לטיפול ללא אור משלים, אור לבן, אור אדום, אור כחול ואור אדום וכחול יכולים להפחית את חדירות האלקטרוליטים ואת תכולת ה-MDA של שתילי העגבניות, ולשפר את סבילות הקור.הפעילות של SOD, POD ו-CAT בשתילי העגבניות בטיפול ביחס אדום-כחול של 8:2 הייתה גבוהה משמעותית מאלה של טיפולים אחרים, והיה להם יכולת נוגדת חמצון גבוהה יותר וסבילות לקור.

ההשפעה של UV-B על צמיחת שורשי סויה היא בעיקר לשפר את עמידות הצמח ללחץ על ידי הגדלת תכולת השורש NO ו-ROS, כולל מולקולות איתות הורמונים כגון ABA, SA ו-JA, ועיכוב התפתחות שורשים על ידי הפחתת תכולת IAA , CTK ו-GA.קולטן הפוטו של UV-B, UVR8, אינו מעורב רק בוויסות הפוטומורפוגנזה, אלא גם ממלא תפקיד מפתח בלחץ UV-B.בשתילי עגבניות, UVR8 מתווך סינתזה והצטברות של אנתוציאנינים, ושתילי עגבניות בר שהתאקלמו ב-UV משפרים את יכולתם להתמודד עם לחץ UV-B בעוצמה גבוהה.עם זאת, ההסתגלות של UV-B ללחץ בצורת המושרה על ידי Arabidopsis אינה תלויה במסלול UVR8, מה שמעיד על כך ש-UV-B פועל כתגובה צולבת המושרה על ידי אותות של מנגנוני הגנה של צמחים, כך שמגוון הורמונים נמצאים במשותף מעורב בהתנגדות ללחץ בצורת, הגדלת יכולת ניקוי ROS.

הן ההתארכות של הצמח היפוקוטיל או הגבעול הנגרמת על ידי FR והן ההסתגלות של צמחים ללחץ קור מוסדרים על ידי הורמונים צמחיים.לכן, "אפקט ההימנעות מצל" שנגרם על ידי FR קשור להסתגלות לקור של צמחים.הנסיינים השלימו את שתילי השעורה 18 ימים לאחר הנביטה ב-15 מעלות צלזיוס למשך 10 ימים, קירור ל-5 מעלות צלזיוס + השלמת FR למשך 7 ימים, ומצאו שבהשוואה לטיפול באור לבן, FR הגביר את עמידות הכפור של שתילי שעורה.תהליך זה מלווה בתכולת ABA ו-IAA מוגברת בשתילי שעורה.העברה שלאחר מכן של שתילי שעורה שטופלו מראש בטמפרטורה של 15°C ל-5°C והמשך תוספת FR למשך 7 ימים הביאו לתוצאות דומות לשני הטיפולים לעיל, אך עם תגובת ABA מופחתת.צמחים בעלי ערכי R:FR שונים שולטים בביוסינתזה של פיטו-הורמונים (GA, IAA, CTK ו-ABA), המעורבים גם בסבילות למלח צמחים.תחת לחץ מלח, סביבת האור R:FR היחס הנמוך יכולה לשפר את היכולת נוגדת החמצון והפוטוסינתזה של שתילי עגבניות, להפחית את ייצור ROS ו-MDA בשתילים ולשפר את סבילות המלח.גם מתח מליחות וגם ערך R:FR נמוך (R:FR=0.8) עיכבו את הביוסינתזה של כלורופיל, שעשוי להיות קשור להמרה חסומה של PBG ל-UroIII במסלול סינתזת הכלורופיל, בעוד שסביבה R:FR נמוכה יכולה להקל ביעילות המליחות פגיעה הנגרמת על ידי מתח בסינתזה של כלורופיל.תוצאות אלו מצביעות על מתאם משמעותי בין פיטוכרומים וסבילות למלח.

בנוסף לסביבת האור, גם גורמים סביבתיים נוספים משפיעים על הצמיחה ואיכותם של שתילי הירקות.לדוגמה, העלייה בריכוז CO2 תגדיל את הערך המרבי של רווית האור Pn (Pnmax), תפחית את נקודת פיצוי האור ותשפר את יעילות ניצול האור.העלייה בעוצמת האור ובריכוז ה-CO2 מסייעת לשיפור תכולת הפיגמנטים הפוטוסינתטיים, יעילות השימוש במים ופעילות האנזימים הקשורים למחזור קלווין, ולבסוף להשיג יעילות פוטוסינתטית גבוהה יותר והצטברות ביומסה של שתילי עגבניות.המשקל היבש והקומפקטיות של שתילי עגבניות ופלפל היו בקורלציה חיובית עם DLI, ושינוי הטמפרטורה השפיע גם על הצמיחה באותו טיפול DLI.הסביבה של 23 ~ 25 ℃ התאימה יותר לגידול של שתילי עגבניות.על פי תנאי הטמפרטורה והאור, החוקרים פיתחו שיטה לניבוי קצב הגדילה היחסי של פלפל בהתבסס על מודל הפצת באייט, שיכולה לספק הדרכה מדעית לרגולציה הסביבתית של ייצור שתילים מושתלים פלפלים.

לכן, בעת תכנון תכנית ויסות אור בייצור, יש להתחשב לא רק בגורמי סביבת האור ובמיני צמחים, אלא גם בגורמי גידול וניהול כגון תזונה של שתילים וניהול מים, סביבת גזים, טמפרטורה ושלב גדילת השתילים.

4. בעיות ונקודות מבט

ראשית, ויסות האור של שתילי ירקות הוא תהליך מתוחכם, ויש לנתח בפירוט את ההשפעות של תנאי אור שונים על סוגים שונים של שתילי ירקות בסביבת מפעל הצמחים.משמעות הדבר היא שכדי להשיג את המטרה של ייצור שתילים ביעילות גבוהה ואיכותית, נדרש חקירה מתמשכת להקמת מערכת טכנית בוגרת.

שנית, למרות ששיעור ניצול החשמל של מקור האור LED גבוה יחסית, צריכת החשמל לתאורת צמחים היא צריכת האנרגיה העיקרית לגידול שתילים באמצעות אור מלאכותי.צריכת האנרגיה העצומה של מפעלי מפעלים היא עדיין צוואר הבקבוק המגביל את פיתוח מפעלי המפעלים.

לבסוף, עם היישום הרחב של תאורת צמחים בחקלאות, עלות נורות ה-LED לצמחים צפויה להיות מופחתת מאוד בעתיד;להיפך, העלייה בעלויות העבודה, במיוחד בעידן שלאחר המגפה, המחסור בכוח אדם חייב לקדם את תהליך המיכון והאוטומציה של הייצור.בעתיד, דגמי בקרה מבוססי בינה מלאכותית וציוד ייצור חכם יהפכו לאחת מטכנולוגיות הליבה לייצור שתילי ירקות, וימשיכו לקדם את הפיתוח של טכנולוגיית שתילי מפעלי צמחים.

מחברים: Jiehui Tan, Houcheng Liu
מקור המאמר: חשבון Wechat של טכנולוגיית הנדסה חקלאית (גננות חממה)