सारांश: तरकारीको बिरुवा तरकारी उत्पादनको पहिलो चरण हो, र रोपेपछि तरकारीको उत्पादन र गुणस्तरको लागि बिरुवाको गुणस्तर धेरै महत्त्वपूर्ण हुन्छ। तरकारी उद्योगमा श्रम विभाजनको निरन्तर परिष्करणसँगै, तरकारीको बिरुवाले बिस्तारै एक स्वतन्त्र औद्योगिक श्रृंखला बनाएको छ र तरकारी उत्पादनको सेवा गरेको छ। खराब मौसमबाट प्रभावित, परम्परागत बिरुवा विधिहरूले अनिवार्य रूपमा बिरुवाको ढिलो वृद्धि, लेगी वृद्धि, र कीरा र रोगहरू जस्ता धेरै चुनौतीहरूको सामना गर्छन्। लेगी बिरुवाहरूसँग व्यवहार गर्न, धेरै व्यावसायिक खेती गर्नेहरूले वृद्धि नियामकहरू प्रयोग गर्छन्। यद्यपि, वृद्धि नियामकहरूको प्रयोगले बिरुवाको कठोरता, खाद्य सुरक्षा र वातावरणीय प्रदूषणको जोखिमहरू छन्। रासायनिक नियन्त्रण विधिहरूको अतिरिक्त, यद्यपि यान्त्रिक उत्तेजना, तापक्रम र पानी नियन्त्रणले पनि बिरुवाको लेगी वृद्धि रोक्न भूमिका खेल्न सक्छ, तिनीहरू अलि कम सुविधाजनक र प्रभावकारी छन्। विश्वव्यापी नयाँ कोभिड-१९ महामारीको प्रभावमा, श्रम अभाव र बिरुवा उद्योगमा बढ्दो श्रम लागतका कारण उत्पादन व्यवस्थापन कठिनाइहरूको समस्याहरू बढी प्रमुख भएका छन्।

प्रकाश प्रविधिको विकाससँगै, तरकारीको बिरुवा हुर्काउन कृत्रिम प्रकाशको प्रयोगले उच्च बिरुवा दक्षता, कम कीरा र रोगहरू, र सजिलो मानकीकरणका फाइदाहरू छन्। परम्परागत प्रकाश स्रोतहरूको तुलनामा, नयाँ पुस्ताको एलईडी प्रकाश स्रोतहरूमा ऊर्जा बचत, उच्च दक्षता, लामो जीवन, वातावरणीय संरक्षण र स्थायित्व, सानो आकार, कम थर्मल विकिरण, र सानो तरंगदैर्ध्य आयामका विशेषताहरू छन्। यसले बिरुवा कारखानाहरूको वातावरणमा बिरुवाहरूको वृद्धि र विकास आवश्यकताहरू अनुसार उपयुक्त स्पेक्ट्रम तयार गर्न सक्छ, र बिरुवाहरूको शारीरिक र चयापचय प्रक्रियालाई सही रूपमा नियन्त्रण गर्न सक्छ, एकै समयमा, तरकारीको बिरुवाको प्रदूषणमुक्त, मानकीकृत र द्रुत उत्पादनमा योगदान पुर्‍याउँछ, र बिरुवा चक्रलाई छोटो बनाउँछ। दक्षिण चीनमा, प्लास्टिकको हरितगृहहरूमा खुर्सानी र गोलभेडाको बिरुवा (३-४ साँचो पातहरू) खेती गर्न लगभग ६० दिन लाग्छ, र काकडीको बिरुवा (३-५ साँचो पातहरू) को लागि लगभग ३५ दिन लाग्छ। बिरुवा कारखानाको अवस्थामा, २० घण्टाको फोटोपिरियड र २००-३०० μmol/(m2•s) को PPF को अवस्थामा गोलभेडाको बिरुवा खेती गर्न १७ दिन मात्र लाग्छ र खुर्सानीको बिरुवाको लागि २५ दिन लाग्छ। हरितगृहमा परम्परागत बिरुवा खेती विधिको तुलनामा, LED प्लान्ट कारखाना बिरुवा खेती विधिको प्रयोगले काँक्रोको वृद्धि चक्रलाई १५-३० दिनले उल्लेखनीय रूपमा छोटो बनायो, र प्रति बिरुवामा पोथी फूल र फलको संख्या क्रमशः ३३.८% र ३७.३% ले बढ्यो, र उच्चतम उत्पादन ७१.४४% ले बढ्यो।

ऊर्जा उपयोग दक्षताको हिसाबले, प्लान्ट कारखानाहरूको ऊर्जा उपयोग दक्षता समान अक्षांशमा रहेका भेन्लो-प्रकारका हरितगृहहरूको भन्दा बढी हुन्छ। उदाहरणका लागि, स्विडेनी प्लान्ट कारखानामा, १ किलोग्राम सुक्खा पदार्थ सलाद उत्पादन गर्न १४११ MJ आवश्यक पर्दछ, जबकि हरितगृहमा १६९९ MJ आवश्यक पर्दछ। यद्यपि, प्रति किलोग्राम सलाद सुख्खा पदार्थको लागि आवश्यक बिजुली गणना गर्ने हो भने, प्लान्ट कारखानालाई १ किलोग्राम सुक्खा तौल सलाद उत्पादन गर्न २४७ kW·h चाहिन्छ, र स्वीडेन, नेदरल्याण्ड्स र संयुक्त अरब इमिरेट्सका हरितगृहहरूलाई क्रमशः १८२ kW·h, ७० kW·h र १११ kW·h चाहिन्छ।

साथै, प्लान्ट कारखानामा, कम्प्युटर, स्वचालित उपकरण, कृत्रिम बुद्धिमत्ता र अन्य प्रविधिहरूको प्रयोगले बिरुवा खेतीको लागि उपयुक्त वातावरणीय अवस्थाहरूलाई सही रूपमा नियन्त्रण गर्न, प्राकृतिक वातावरणीय अवस्थाको सीमितताबाट छुटकारा पाउन र बिरुवा उत्पादनको बुद्धिमान, यान्त्रिक र वार्षिक स्थिर उत्पादन महसुस गर्न सक्छ। हालैका वर्षहरूमा, जापान, दक्षिण कोरिया, युरोप र संयुक्त राज्य अमेरिका र अन्य देशहरूमा पातदार तरकारी, फलफूल तरकारी र अन्य आर्थिक बालीहरूको व्यावसायिक उत्पादनमा बिरुवा कारखानाको बिरुवा प्रयोग गरिएको छ। बिरुवा कारखानाहरूको उच्च प्रारम्भिक लगानी, उच्च सञ्चालन लागत, र विशाल प्रणाली ऊर्जा खपत अझै पनि चिनियाँ बिरुवा कारखानाहरूमा बिरुवा खेती प्रविधिको प्रवर्द्धनलाई सीमित गर्ने बाधाहरू हुन्। त्यसकारण, आर्थिक लाभहरू सुधार गर्न प्रकाश व्यवस्थापन रणनीतिहरू, तरकारी वृद्धि मोडेलहरूको स्थापना, र स्वचालन उपकरणहरूको सन्दर्भमा उच्च उपज र ऊर्जा बचतको आवश्यकताहरूलाई ध्यानमा राख्नु आवश्यक छ।

यस लेखमा, हालैका वर्षहरूमा बिरुवा कारखानाहरूमा तरकारी बिरुवाहरूको वृद्धि र विकासमा एलईडी प्रकाश वातावरणको प्रभावको समीक्षा गरिएको छ, जसमा बिरुवा कारखानाहरूमा तरकारी बिरुवाहरूको प्रकाश नियमनको अनुसन्धान दिशाको दृष्टिकोण पनि समावेश छ।

१. तरकारीको बिरुवाको वृद्धि र विकासमा प्रकाश वातावरणको प्रभाव

बिरुवाको वृद्धि र विकासको लागि आवश्यक वातावरणीय कारकहरू मध्ये एकको रूपमा, प्रकाश प्रकाश संश्लेषण गर्न बिरुवाहरूको लागि ऊर्जा स्रोत मात्र होइन, तर बिरुवाको फोटोमोर्फोजेनेसिसलाई असर गर्ने प्रमुख संकेत पनि हो। बिरुवाहरूले प्रकाश संकेत प्रणाली मार्फत संकेतको दिशा, ऊर्जा र प्रकाश गुणस्तर महसुस गर्छन्, आफ्नो वृद्धि र विकासलाई नियमन गर्छन्, र प्रकाशको उपस्थिति वा अनुपस्थिति, तरंगदैर्ध्य, तीव्रता र अवधिलाई प्रतिक्रिया दिन्छन्। हाल ज्ञात बिरुवा फोटोरिसेप्टरहरूमा कम्तिमा तीन वर्गहरू समावेश छन्: फाइटोक्रोमहरू (PHYA~PHYE) जसले रातो र टाढा-रातो प्रकाश (FR) महसुस गर्छ, क्रिप्टोक्रोमहरू (CRY1 र CRY2) जसले नीलो र पराबैंगनी A महसुस गर्छ, र तत्वहरू (फोटो1 र फोटो2), UV-B रिसेप्टर UVR8 जसले UV-B महसुस गर्छ। यी फोटोरिसेप्टरहरूले सम्बन्धित जीनहरूको अभिव्यक्तिमा भाग लिन्छन् र नियमन गर्छन् र त्यसपछि बिरुवाको बीउ अंकुरण, फोटोमोर्फोजेनेसिस, फूल फुल्ने समय, माध्यमिक मेटाबोलाइटहरूको संश्लेषण र संचय, र जैविक र अजैविक तनावहरूको सहनशीलता जस्ता जीवन गतिविधिहरूलाई नियमन गर्छन्।

२. तरकारीको बिरुवाको फोटोमोर्फोलॉजिकल स्थापनामा एलईडी प्रकाश वातावरणको प्रभाव

२.१ तरकारीको बिरुवाको फोटोमोर्फोजेनेसिसमा फरक प्रकाश गुणस्तरको प्रभाव

स्पेक्ट्रमको रातो र नीलो क्षेत्रहरूमा बिरुवाको पातको प्रकाश संश्लेषणको लागि उच्च क्वान्टम दक्षता हुन्छ। यद्यपि, शुद्ध रातो प्रकाशमा काँक्रोको पातहरूको लामो समयसम्म सम्पर्कले फोटोसिस्टमलाई क्षति पुर्‍याउँछ, जसको परिणामस्वरूप स्टोमेटल प्रतिक्रियामा कमी, प्रकाश संश्लेषण क्षमता र नाइट्रोजन प्रयोग दक्षतामा कमी, र वृद्धिमा ढिलाइ जस्ता "रातो बत्ती सिन्ड्रोम" को घटना हुन्छ। कम प्रकाश तीव्रता (१००±५ μmol/(m2•s)) को अवस्थामा, शुद्ध रातो प्रकाशले काँक्रोको जवान र परिपक्व पातहरू दुवैको क्लोरोप्लास्टहरूलाई क्षति पुर्‍याउन सक्छ, तर क्षतिग्रस्त क्लोरोप्लास्टहरू शुद्ध रातो बत्तीबाट रातो र नीलो बत्तीमा परिवर्तन भएपछि पुन: प्राप्त गरियो (R:B= ७:३)। यसको विपरीत, जब काँक्रोका बिरुवाहरू रातो-नीलो बत्ती वातावरणबाट शुद्ध रातो बत्ती वातावरणमा स्विच गरियो, प्रकाश संश्लेषण दक्षतामा उल्लेखनीय कमी आएन, जसले रातो बत्ती वातावरणमा अनुकूलन क्षमता देखाउँछ। "रातो बत्ती सिन्ड्रोम" भएका काँक्रोका बिरुवाहरूको पातको संरचनाको इलेक्ट्रोन माइक्रोस्कोप विश्लेषण मार्फत, प्रयोगकर्ताहरूले पत्ता लगाए कि शुद्ध रातो बत्ती अन्तर्गत पातहरूमा क्लोरोप्लास्टहरूको संख्या, स्टार्च ग्रेन्युलहरूको आकार र ग्रानाको मोटाई सेतो प्रकाश उपचार अन्तर्गतको भन्दा उल्लेखनीय रूपमा कम थियो। नीलो प्रकाशको हस्तक्षेपले काँक्रो क्लोरोप्लास्टहरूको अल्ट्रास्ट्रक्चर र प्रकाशसंश्लेषण विशेषताहरूमा सुधार गर्दछ र पोषक तत्वहरूको अत्यधिक संचयलाई हटाउँछ। सेतो प्रकाश र रातो र नीलो प्रकाशको तुलनामा, शुद्ध रातो प्रकाशले टमाटरको बिरुवाको हाइपोकोटाइल लम्बाइ र कोटिलेडन विस्तारलाई बढावा दियो, बिरुवाको उचाइ र पातको क्षेत्रफलमा उल्लेखनीय रूपमा वृद्धि भयो, तर प्रकाशसंश्लेषण क्षमतामा उल्लेखनीय रूपमा कमी आयो, रुबिस्को सामग्री र फोटोकेमिकल दक्षता घट्यो, र तातो अपव्ययमा उल्लेखनीय रूपमा वृद्धि भयो। यो देख्न सकिन्छ कि विभिन्न प्रकारका बिरुवाहरूले एउटै प्रकाश गुणस्तरमा फरक प्रतिक्रिया दिन्छन्, तर मोनोक्रोमेटिक प्रकाशको तुलनामा, बिरुवाहरूमा उच्च प्रकाश संश्लेषण दक्षता र मिश्रित प्रकाशको वातावरणमा अधिक जोशपूर्ण वृद्धि हुन्छ।

अनुसन्धानकर्ताहरूले तरकारीको बिरुवाको प्रकाश गुणस्तर संयोजनको अनुकूलनमा धेरै अनुसन्धान गरेका छन्। उही प्रकाश तीव्रता अन्तर्गत, रातो प्रकाशको अनुपातमा वृद्धिसँगै, गोलभेडा र काँक्रोको बिरुवाको उचाइ र ताजा तौलमा उल्लेखनीय सुधार भएको थियो, र रातो र नीलोको अनुपात ३:१ को उपचारले सबैभन्दा राम्रो प्रभाव पारेको थियो; यसको विपरीत, नीलो प्रकाशको उच्च अनुपातले गोलभेडा र काँक्रोको बिरुवाको वृद्धिलाई रोक्यो, जुन छोटो र कम्प्याक्ट थिए, तर बिरुवाको टुसामा सुख्खा पदार्थ र क्लोरोफिलको सामग्री बढायो। खुर्सानी र तरबूज जस्ता अन्य बालीहरूमा पनि यस्तै ढाँचाहरू अवलोकन गरिन्छ। थप रूपमा, सेतो प्रकाशको तुलनामा, रातो र नीलो प्रकाश (R:B=3:1) ले गोलभेडाको बिरुवाको पातको मोटाई, क्लोरोफिल सामग्री, प्रकाश संश्लेषण दक्षता र इलेक्ट्रोन स्थानान्तरण दक्षतामा मात्र उल्लेखनीय सुधार गरेन, तर क्याल्भिन चक्र, वृद्धि शाकाहारी सामग्री र कार्बोहाइड्रेट संचयसँग सम्बन्धित इन्जाइमहरूको अभिव्यक्ति स्तरमा पनि उल्लेखनीय सुधार भएको थियो। रातो र नीलो प्रकाशको दुई अनुपात (R:B=2:1, 4:1) तुलना गर्दा, नीलो प्रकाशको उच्च अनुपातले काँक्रोको बिरुवामा पोथी फूलहरूको गठनलाई उत्प्रेरित गर्न र पोथी फूलहरूको फूल फुल्ने समयलाई तीव्र बनायो। यद्यपि रातो र नीलो प्रकाशको फरक अनुपातले केल, अरुगुला र तोरीको बिरुवाको ताजा तौल उत्पादनमा कुनै महत्त्वपूर्ण प्रभाव पारेन, नीलो प्रकाशको उच्च अनुपात (३०% नीलो प्रकाश) ले केल र तोरीको बिरुवाको हाइपोकोटाइल लम्बाइ र कोटिलेडन क्षेत्रलाई उल्लेखनीय रूपमा घटायो, जबकि कोटिलेडनको रंग गहिरो भयो। त्यसकारण, बिरुवाको उत्पादनमा, नीलो प्रकाशको अनुपातमा उपयुक्त वृद्धिले तरकारीको बिरुवाको नोड स्पेसिङ र पातको क्षेत्रफललाई उल्लेखनीय रूपमा छोटो बनाउन सक्छ, बिरुवाको पार्श्व विस्तारलाई बढावा दिन सक्छ, र बिरुवाको शक्ति सूचकांक सुधार गर्न सक्छ, जुन बलियो बिरुवा खेती गर्न अनुकूल छ। प्रकाशको तीव्रता अपरिवर्तित रहने अवस्थामा, रातो र नीलो प्रकाशमा हरियो प्रकाशको वृद्धिले मीठो खुर्सानीको बिरुवाको ताजा तौल, पातको क्षेत्रफल र बिरुवाको उचाइमा उल्लेखनीय रूपमा सुधार गर्यो। परम्परागत सेतो फ्लोरोसेन्ट बत्तीको तुलनामा, रातो-हरियो-नीलो (R3:G2:B5) प्रकाश अवस्था अन्तर्गत, 'ओकागी नम्बर १ टमाटर' को बिरुवाको Y[II], qP र ETR मा उल्लेखनीय सुधार भएको थियो। UV प्रकाश (१०० μmol/(m2•s) नीलो प्रकाश + ७% UV-A) लाई शुद्ध नीलो प्रकाशमा पूरक बनाउनाले अरुगुला र तोरीको डाँठको लम्बाइ गतिलाई उल्लेखनीय रूपमा कम गर्यो, जबकि FR को पूरक यसको विपरीत थियो। यसले यो पनि देखाउँछ कि रातो र नीलो प्रकाशको अतिरिक्त, अन्य प्रकाश गुणहरूले पनि बिरुवाको वृद्धि र विकासको प्रक्रियामा महत्त्वपूर्ण भूमिका खेल्छन्। यद्यपि पराबैंगनी प्रकाश वा FR प्रकाश संश्लेषणको ऊर्जा स्रोत होइन, तिनीहरू दुवै बिरुवाको फोटोमोर्फोजेनेसिसमा संलग्न छन्। उच्च-तीव्रता UV प्रकाश बिरुवाको DNA र प्रोटीन, आदिको लागि हानिकारक छ। यद्यपि, UV प्रकाशले सेलुलर तनाव प्रतिक्रियाहरूलाई सक्रिय गर्दछ, जसले गर्दा वातावरणीय परिवर्तनहरूसँग अनुकूलन गर्न बिरुवाको वृद्धि, आकारविज्ञान र विकासमा परिवर्तनहरू हुन्छन्। अध्ययनहरूले देखाएको छ कि कम R/FR ले बिरुवाहरूमा छायाबाट बच्ने प्रतिक्रियाहरू उत्पन्न गर्छ, जसले गर्दा बिरुवाहरूमा आकारात्मक परिवर्तनहरू हुन्छन्, जस्तै डाँठ लम्बाइ, पात पातलो हुनु, र सुख्खा पदार्थको उत्पादनमा कमी। बलियो बिरुवाहरू उब्जाउनको लागि पातलो डाँठ राम्रो वृद्धि विशेषता होइन। सामान्य पातदार र फलफूल तरकारीका बिरुवाहरूको लागि, बलियो, कम्प्याक्ट र लोचदार बिरुवाहरू ढुवानी र रोपणको समयमा समस्याहरूको शिकार हुँदैनन्।

UV-A ले काँक्रोको बिरुवालाई छोटो र अधिक संकुचित बनाउन सक्छ, र प्रत्यारोपण पछिको उत्पादन नियन्त्रणको भन्दा उल्लेखनीय रूपमा फरक हुँदैन; जबकि UV-B को अधिक महत्त्वपूर्ण निरोधात्मक प्रभाव हुन्छ, र प्रत्यारोपण पछिको उत्पादन घटाउने प्रभाव महत्त्वपूर्ण हुँदैन। अघिल्ला अध्ययनहरूले सुझाव दिएका छन् कि UV-A ले बिरुवाको वृद्धिलाई रोक्छ र बिरुवाहरूलाई बौना बनाउँछ। तर बढ्दो प्रमाणहरू छन् कि UV-A को उपस्थितिले बाली बायोमासलाई दबाउनुको सट्टा वास्तवमा यसलाई बढावा दिन्छ। आधारभूत रातो र सेतो प्रकाशको तुलनामा (R:W=2:3, PPFD 250 μmol/(m2·s) हो), रातो र सेतो प्रकाशमा पूरक तीव्रता 10 W/m2 (लगभग 10 μmol/(m2·s)) छ। केलको UV-A ले केलको बिरुवाको बायोमास, इन्टरनोड लम्बाइ, डाँठ व्यास र बिरुवाको क्यानोपी चौडाइमा उल्लेखनीय रूपमा वृद्धि गर्‍यो, तर UV तीव्रता 10 W/m2 भन्दा बढी हुँदा प्रवर्द्धन प्रभाव कमजोर भयो। दैनिक २ घण्टा UV-A पूरक (०.४५ J/(m2•s)) ले 'अक्सहार्ट' गोलभेडाको बिरुवाको बिरुवाको उचाइ, कोटिलेडन क्षेत्रफल र ताजा तौल उल्लेखनीय रूपमा बढाउन सक्छ, जबकि गोलभेडाको बिरुवाको H2O2 सामग्री घटाउँछ। यो देख्न सकिन्छ कि विभिन्न बालीहरूले पराबैंगनी प्रकाशमा फरक प्रतिक्रिया दिन्छन्, जुन पराबैंगनी प्रकाशप्रति बालीहरूको संवेदनशीलतासँग सम्बन्धित हुन सक्छ।

कलमी गरिएको बिरुवा खेती गर्न, जराको कलमी गर्न सजिलो बनाउन डाँठको लम्बाइ उचित रूपमा बढाउनु पर्छ। FR को विभिन्न तीव्रताले गोलभेडा, खुर्सानी, काँक्रो, लौका र तरबूजको बिरुवाको वृद्धिमा फरक प्रभाव पारेको थियो। चिसो सेतो प्रकाशमा FR को १८.९ μmol/(m2•s) को पूरकले गोलभेडा र खुर्सानीको बिरुवाको हाइपोकोटाइल लम्बाइ र डाँठको व्यासलाई उल्लेखनीय रूपमा बढायो; ३४.१ μmol/(m2•s) को FR ले काँक्रो, लौका र तरबूजको बिरुवाको हाइपोकोटाइल लम्बाइ र डाँठको व्यासलाई बढावा दिनमा सबैभन्दा राम्रो प्रभाव पारेको थियो; उच्च-तीव्रता FR (५३.४ μmol/(m2•s)) ले यी पाँच तरकारीहरूमा सबैभन्दा राम्रो प्रभाव पारेको थियो। बिरुवाको हाइपोकोटाइल लम्बाइ र डाँठको व्यास अब उल्लेखनीय रूपमा बढेन, र घट्दो प्रवृत्ति देखाउन थाल्यो। खुर्सानीको बिरुवाको ताजा तौल उल्लेखनीय रूपमा घट्यो, जसले पाँचवटा तरकारी बिरुवाको FR संतृप्ति मानहरू सबै ५३.४ μmol/(m2•s) भन्दा कम थिए भन्ने संकेत गर्छ, र FR मान FR को भन्दा उल्लेखनीय रूपमा कम थियो। विभिन्न तरकारीका बिरुवाहरूको वृद्धिमा पर्ने प्रभाव पनि फरक-फरक हुन्छन्।

२.२ तरकारीको बिरुवाको फोटोमोर्फोजेनेसिसमा फरक डेलाइट इन्टिग्रलको प्रभाव

डेलाइट इन्टिग्रल (DLI) ले एक दिनमा बिरुवाको सतहले प्राप्त गर्ने कुल प्रकाशसंश्लेषक फोटनहरूको मात्रालाई प्रतिनिधित्व गर्दछ, जुन प्रकाशको तीव्रता र प्रकाश समयसँग सम्बन्धित छ। गणना सूत्र DLI (mol/m2/day) = प्रकाशको तीव्रता [μmol/(m2•s)] × दैनिक प्रकाश समय (h) × 3600 × 10-6 हो। कम प्रकाशको तीव्रता भएको वातावरणमा, बिरुवाहरूले काण्ड र इन्टरनोड लम्बाइलाई लामो बनाएर, बिरुवाको उचाइ, पेटीओल लम्बाइ र पातको क्षेत्रफल बढाएर, र पातको मोटाई र शुद्ध प्रकाशसंश्लेषण दर घटाएर कम प्रकाशको वातावरणमा प्रतिक्रिया दिन्छन्। प्रकाशको तीव्रतामा वृद्धिसँगै, तोरी बाहेक, समान प्रकाश गुणस्तर अन्तर्गत अरुगुला, बन्दाकोपी र केलको बिरुवाको हाइपोकोटाइल लम्बाइ र काण्डको लम्बाइ उल्लेखनीय रूपमा घटेको छ। यो देख्न सकिन्छ कि बिरुवाको वृद्धि र मोर्फोजेनेसिसमा प्रकाशको प्रभाव प्रकाशको तीव्रता र बोट प्रजातिहरूसँग सम्बन्धित छ। DLI (८.६४~२८.८ मोल/मीटर/दिन) को वृद्धिसँगै, बिरुवाको प्रकारको काँक्रोको बिरुवा छोटो, बलियो र संकुचित भयो, र विशिष्ट पातको तौल र क्लोरोफिल सामग्री बिस्तारै घट्यो। काँक्रोको बिरुवा रोपेको ६~१६ दिन पछि, पात र जरा सुके। तौल बिस्तारै बढ्यो, र वृद्धि दर बिस्तारै तीव्र भयो, तर रोपेको १६ देखि २१ दिन पछि, काँक्रोको बिरुवाको पात र जराको वृद्धि दर उल्लेखनीय रूपमा घट्यो। बढाइएको DLI ले काँक्रोको बिरुवाको शुद्ध प्रकाश संश्लेषण दरलाई बढावा दियो, तर निश्चित मान पछि, शुद्ध प्रकाश संश्लेषण दर घट्न थाल्यो। त्यसकारण, उपयुक्त DLI चयन गर्नाले र बिरुवाको विभिन्न वृद्धि चरणहरूमा विभिन्न पूरक प्रकाश रणनीतिहरू अपनाउनाले बिजुली खपत कम गर्न सकिन्छ। काँक्रो र गोलभेडाको बिरुवामा घुलनशील चिनी र SOD इन्जाइमको सामग्री DLI तीव्रता बढ्दै जाँदा बढ्यो। जब DLI तीव्रता ७.४७ mol/m2/दिनबाट ११.२६ mol/m2/दिनमा बढ्यो, काँक्रोको बिरुवामा घुलनशील चिनी र SOD इन्जाइमको मात्रा क्रमशः ८१.०३% र ५५.५% ले बढ्यो। उही DLI अवस्थाहरूमा, प्रकाशको तीव्रतामा वृद्धि र प्रकाश समय छोटो हुँदै जाँदा, गोलभेडा र काँक्रोको बिरुवाको PSII गतिविधि रोकिएको थियो, र कम प्रकाशको तीव्रता र लामो अवधिको पूरक प्रकाश रणनीति छनौट गर्नु काँक्रो र गोलभेडाको बिरुवाको उच्च बिरुवा सूचकांक र फोटोकेमिकल दक्षता खेती गर्न बढी अनुकूल थियो।

कलमी गरिएका बिरुवाहरूको उत्पादनमा, कम प्रकाशको वातावरणले कलमी गरिएका बिरुवाहरूको गुणस्तरमा कमी ल्याउन सक्छ र निको हुने समय बढाउन सक्छ। उपयुक्त प्रकाशको तीव्रताले कलमी गरिएको उपचार स्थलको बाइन्डिङ क्षमता बढाउन र बलियो बिरुवाहरूको सूचकांक सुधार गर्न मात्र होइन, तर पोथी फूलहरूको नोड स्थिति घटाउन र पोथी फूलहरूको संख्या बढाउन पनि सक्छ। बिरुवा कारखानाहरूमा, टमाटर कलमी गरिएका बिरुवाहरूको उपचार आवश्यकताहरू पूरा गर्न २.५-७.५ मोल/मीटर२/दिनको DLI पर्याप्त थियो। बढ्दो DLI तीव्रतासँगै कलमी गरिएका टमाटरको बिरुवाको कम्प्याक्टनेस र पातको मोटाई उल्लेखनीय रूपमा बढ्यो। यसले देखाउँछ कि कलमी गरिएका बिरुवाहरूलाई निको पार्न उच्च प्रकाशको तीव्रता आवश्यक पर्दैन। त्यसकारण, बिरुवाको बिरुवालाई बिरुवाको बिरुवाको बिरुवाको बिरुवाको बिरुवाको लागि उच्च प्रकाशको तीव्रता आवश्यक पर्दैन। त्यसकारण, बिरुवाको

३. तरकारीको बिरुवाको तनाव प्रतिरोधमा एलईडी प्रकाश वातावरणको प्रभाव

बिरुवाहरूले फोटोरिसेप्टरहरू मार्फत बाह्य प्रकाश संकेतहरू प्राप्त गर्छन्, जसले गर्दा बिरुवामा सिग्नल अणुहरूको संश्लेषण र संचय हुन्छ, जसले गर्दा बिरुवाका अंगहरूको वृद्धि र कार्यमा परिवर्तन आउँछ, र अन्ततः तनावको लागि बिरुवाको प्रतिरोधमा सुधार हुन्छ। बिरुवाहरूको चिसो सहनशीलता र नुन सहनशीलताको सुधारमा फरक प्रकाश गुणस्तरको निश्चित प्रवर्द्धन प्रभाव हुन्छ। उदाहरणका लागि, जब गोलभेडाको बिरुवालाई रातमा ४ घण्टा प्रकाशले पूरक प्रकाश बिनाको उपचारको तुलनामा, सेतो प्रकाश, रातो बत्ती, नीलो बत्ती, र रातो र नीलो बत्तीले गोलभेडाको बिरुवाको इलेक्ट्रोलाइट पारगम्यता र MDA सामग्री घटाउन सक्छ, र चिसो सहनशीलतामा सुधार गर्न सक्छ। ८:२ रातो-नीलो अनुपातको उपचार अन्तर्गत गोलभेडाको बिरुवामा SOD, POD र CAT को गतिविधिहरू अन्य उपचारहरूको तुलनामा उल्लेखनीय रूपमा उच्च थिए, र तिनीहरूमा एन्टिअक्सिडेन्ट क्षमता र चिसो सहनशीलता उच्च थियो।

भटमासको जराको वृद्धिमा UV-B को प्रभाव मुख्यतया जरा NO र ROS को सामग्री बढाएर बोटबिरुवाको तनाव प्रतिरोध सुधार गर्नु हो, जसमा ABA, SA, र JA जस्ता हार्मोन सिग्नलिंग अणुहरू समावेश छन्, र IAA, CTK, र GA को सामग्री घटाएर जराको विकासलाई रोक्छ। UV-B, UVR8 को फोटोरिसेप्टर फोटोमोर्फोजेनेसिस नियमनमा मात्र संलग्न छैन, तर UV-B तनावमा पनि महत्त्वपूर्ण भूमिका खेल्छ। गोलभेडाको बिरुवामा, UVR8 ले एन्थोसायनिनको संश्लेषण र संचयको मध्यस्थता गर्दछ, र UV-अनुकूलित जंगली गोलभेडाको बिरुवाले उच्च-तीव्रता UV-B तनावसँग सामना गर्ने क्षमतामा सुधार गर्दछ। यद्यपि, Arabidopsis द्वारा प्रेरित खडेरी तनावमा UV-B को अनुकूलन UVR8 मार्गमा निर्भर गर्दैन, जसले संकेत गर्दछ कि UV-B बिरुवा रक्षा संयन्त्रको संकेत-प्रेरित क्रस-प्रतिक्रियाको रूपमा कार्य गर्दछ, जसले गर्दा विभिन्न हर्मोनहरू संयुक्त रूपमा खडेरी तनावको प्रतिरोध गर्न संलग्न हुन्छन्, ROS स्क्याभेन्जिङ क्षमता बढाउँछन्।

FR को कारणले हुने बिरुवाको हाइपोकोटाइल वा डाँठको लम्बाइ र चिसो तनावमा बिरुवाको अनुकूलन दुवै बिरुवाको हर्मोनद्वारा नियन्त्रित हुन्छन्। त्यसकारण, FR को कारणले हुने "छायाबाट बच्ने प्रभाव" बिरुवाको चिसो अनुकूलनसँग सम्बन्धित छ। प्रयोगकर्ताहरूले अंकुरण भएको १८ दिन पछि १५°C मा १० दिनको लागि जौको बिरुवालाई पूरक बनाए, ५°C मा चिसो पारे + ७ दिनको लागि FR लाई पूरक बनाए, र पत्ता लगाए कि सेतो प्रकाश उपचारको तुलनामा, FR ले जौको बिरुवाको शीत प्रतिरोध बढायो। यो प्रक्रिया जौको बिरुवामा ABA र IAA सामग्री बढेको छ। १५°C FR-पूर्व उपचार गरिएको जौको बिरुवालाई ५°C मा पछि स्थानान्तरण र ७ दिनको लागि निरन्तर FR पूरकले माथिका दुई उपचारहरू जस्तै परिणाम दियो, तर ABA प्रतिक्रिया कम भयो। फरक R:FR मान भएका बिरुवाहरूले फाइटोहर्मोन (GA, IAA, CTK, र ABA) को जैव संश्लेषणलाई नियन्त्रण गर्छन्, जुन बिरुवाको नुन सहनशीलतामा पनि संलग्न छन्। नुनको तनावमा, कम अनुपात R:FR प्रकाश वातावरणले गोलभेडाको बिरुवाको एन्टिअक्सिडेन्ट र प्रकाश संश्लेषण क्षमता सुधार गर्न सक्छ, बिरुवामा ROS र MDA को उत्पादन घटाउन सक्छ, र नुन सहनशीलता सुधार गर्न सक्छ। लवणताको तनाव र कम R:FR मान (R:FR=0.8) दुवैले क्लोरोफिलको जैव संश्लेषणलाई रोक्यो, जुन क्लोरोफिल संश्लेषण मार्गमा PBG को UroIII मा अवरुद्ध रूपान्तरणसँग सम्बन्धित हुन सक्छ, जबकि कम R:FR वातावरणले क्लोरोफिल संश्लेषणको लवणताको तनाव-प्रेरित हानिलाई प्रभावकारी रूपमा कम गर्न सक्छ। यी परिणामहरूले फाइटोक्रोम र नुन सहनशीलता बीचको महत्त्वपूर्ण सम्बन्धलाई संकेत गर्दछ।

प्रकाश वातावरणको अतिरिक्त, अन्य वातावरणीय कारकहरूले पनि तरकारीको बिरुवाको वृद्धि र गुणस्तरलाई असर गर्छन्। उदाहरणका लागि, CO2 सांद्रतामा वृद्धिले प्रकाश संतृप्ति अधिकतम मान Pn (Pnmax) बढाउँछ, प्रकाश क्षतिपूर्ति बिन्दु घटाउँछ, र प्रकाश उपयोग दक्षतामा सुधार गर्छ। प्रकाशको तीव्रता र CO2 सांद्रताको वृद्धिले प्रकाश संश्लेषक रंगद्रव्यहरूको सामग्री, पानीको प्रयोग दक्षता र क्याल्भिन चक्रसँग सम्बन्धित इन्जाइमहरूको गतिविधिहरू सुधार गर्न मद्दत गर्दछ, र अन्ततः टमाटरको बिरुवाको उच्च प्रकाश संश्लेषण दक्षता र बायोमास संचय प्राप्त गर्दछ। टमाटर र खुर्सानीको बिरुवाको सुख्खा तौल र कम्प्याक्टनेस DLI सँग सकारात्मक रूपमा सम्बन्धित थियो, र तापक्रमको परिवर्तनले पनि उही DLI उपचार अन्तर्गत वृद्धिलाई असर गर्यो। टमाटरको बिरुवाको वृद्धिको लागि २३ ~ २५ ℃ को वातावरण बढी उपयुक्त थियो। तापक्रम र प्रकाश अवस्था अनुसार, अनुसन्धानकर्ताहरूले बेट वितरण मोडेलको आधारमा खुर्सानीको सापेक्षिक वृद्धि दरको भविष्यवाणी गर्ने विधि विकास गरे, जसले काली मिर्चको कलमी गरिएको बिरुवा उत्पादनको वातावरणीय नियमनको लागि वैज्ञानिक मार्गदर्शन प्रदान गर्न सक्छ।

तसर्थ, उत्पादनमा प्रकाश नियमन योजना डिजाइन गर्दा, प्रकाश वातावरण कारकहरू र बिरुवा प्रजातिहरूलाई मात्र विचार गरिनु हुँदैन, तर बिरुवा पोषण र पानी व्यवस्थापन, ग्यास वातावरण, तापक्रम, र बिरुवा वृद्धि चरण जस्ता खेती र व्यवस्थापन कारकहरूलाई पनि विचार गर्नुपर्छ।

४. समस्या र सम्भावनाहरू

पहिलो, तरकारीको बिरुवाको प्रकाश नियमन एक परिष्कृत प्रक्रिया हो, र बिरुवा कारखाना वातावरणमा विभिन्न प्रकारका तरकारी बिरुवाहरूमा फरक-फरक प्रकाश अवस्थाको प्रभावको विस्तृत रूपमा विश्लेषण गर्न आवश्यक छ। यसको अर्थ उच्च-दक्षता र उच्च-गुणस्तरको बिरुवा उत्पादनको लक्ष्य प्राप्त गर्न, परिपक्व प्राविधिक प्रणाली स्थापना गर्न निरन्तर अन्वेषण आवश्यक छ।

दोस्रो, एलईडी प्रकाश स्रोतको बिजुली उपयोग दर अपेक्षाकृत उच्च भएतापनि, कृत्रिम प्रकाश प्रयोग गरेर बिरुवा खेती गर्न बिरुवाको प्रकाशको लागि बिजुली खपत मुख्य ऊर्जा खपत हो। बिरुवा कारखानाहरूको ठूलो ऊर्जा खपत अझै पनि बिरुवा कारखानाहरूको विकासमा बाधा हो।

अन्तमा, कृषिमा बिरुवाको प्रकाशको व्यापक प्रयोगसँगै, भविष्यमा एलईडी बिरुवा बत्तीको लागत धेरै कम हुने अपेक्षा गरिएको छ; यसको विपरीत, श्रम लागतमा वृद्धि, विशेष गरी महामारी पछिको युगमा, श्रमको अभावले उत्पादनको यान्त्रीकरण र स्वचालनको प्रक्रियालाई प्रवर्द्धन गर्न बाध्य छ। भविष्यमा, कृत्रिम बुद्धिमत्तामा आधारित नियन्त्रण मोडेलहरू र बुद्धिमान उत्पादन उपकरणहरू तरकारी बिरुवा उत्पादनको लागि मुख्य प्रविधिहरू मध्ये एक बन्नेछन्, र बिरुवा कारखाना बिरुवा प्रविधिको विकासलाई प्रवर्द्धन गर्न जारी राख्नेछ।

लेखक: Jiehui Tan, Houcheng लिउ
लेख स्रोत: कृषि इन्जिनियरिङ प्रविधि (ग्रीनहाउस बागवानी) को Wechat खाता