Xulosa: Sabzavot ko'chatlari sabzavot yetishtirishning birinchi bosqichidir va ko'chatlarning sifati ekishdan keyingi sabzavotlarning hosildorligi va sifati uchun juda muhimdir. Sabzavot sanoatida mehnat taqsimotining doimiy ravishda takomillashtirilishi bilan sabzavot ko'chatlari asta-sekin mustaqil sanoat zanjirini shakllantirdi va sabzavot yetishtirishga xizmat qildi. Yomon ob-havo ta'sirida an'anaviy ko'chat usullari muqarrar ravishda ko'chatlarning sekin o'sishi, uzun oyoqli o'sishi va zararkunandalar va kasalliklar kabi ko'plab qiyinchiliklarga duch keladi. Uzun oyoqli ko'chatlarga qarshi kurashish uchun ko'plab tijorat kultivatorlari o'sish regulyatorlaridan foydalanadilar. Biroq, o'sish regulyatorlaridan foydalanish bilan ko'chatlarning qattiqligi, oziq-ovqat xavfsizligi va atrof-muhitning ifloslanishi xavfi mavjud. Kimyoviy nazorat usullaridan tashqari, mexanik stimulyatsiya, harorat va suvni nazorat qilish ham ko'chatlarning uzun oyoqli o'sishining oldini olishda rol o'ynashi mumkin bo'lsa-da, ular biroz kamroq qulay va samarali. Global yangi Covid-19 epidemiyasi ta'sirida ko'chat sanoatida ishchi kuchi yetishmasligi va ishchi kuchi xarajatlarining oshishi tufayli ishlab chiqarishni boshqarishdagi qiyinchiliklar yanada sezilarli bo'ldi.

Yoritish texnologiyasining rivojlanishi bilan sabzavot ko'chatlarini yetishtirish uchun sun'iy yorug'likdan foydalanish yuqori ko'chat samaradorligi, zararkunandalar va kasalliklarning kamligi va oson standartlashtirish kabi afzalliklarga ega. An'anaviy yorug'lik manbalari bilan taqqoslaganda, yangi avlod LED yorug'lik manbalari energiya tejash, yuqori samaradorlik, uzoq umr, atrof-muhitni muhofaza qilish va chidamlilik, kichik o'lcham, past issiqlik nurlanishi va kichik to'lqin uzunligi amplitudasi xususiyatlariga ega. U o'simlik fabrikalari muhitida ko'chatlarning o'sishi va rivojlanish ehtiyojlariga muvofiq mos spektrni shakllantirishi va ko'chatlarning fiziologik va metabolik jarayonlarini aniq boshqarishi, shu bilan birga, ifloslanishsiz, standartlashtirilgan va tez sabzavot ko'chatlarini ishlab chiqarishga hissa qo'shishi va ko'chat siklini qisqartirishi mumkin. Janubiy Xitoyda plastik issiqxonalarda qalampir va pomidor ko'chatlarini (3-4 ta haqiqiy barg) yetishtirish uchun taxminan 60 kun, bodring ko'chatlari (3-5 ta haqiqiy barg) uchun taxminan 35 kun kerak bo'ladi. O'simlik zavodi sharoitida 20 soatlik fotoperiod va 200-300 μmol/(m2•s) PPF sharoitida pomidor ko'chatlarini yetishtirish uchun atigi 17 kun, qalampir ko'chatlari uchun esa 25 kun kerak bo'ladi. Issiqxonada an'anaviy ko'chat yetishtirish usuli bilan solishtirganda, LED o'simlik zavodida ko'chat yetishtirish usulidan foydalanish bodring o'sish siklini 15-30 kunga sezilarli darajada qisqartirdi va har bir o'simlikdagi urg'ochi gullar va mevalar soni mos ravishda 33,8% va 37,3% ga oshdi va eng yuqori hosil 71,44% ga oshdi.

Energiyadan foydalanish samaradorligi nuqtai nazaridan, o'simlik fabrikalarining energiyadan foydalanish samaradorligi xuddi shu kenglikdagi Venlo tipidagi issiqxonalarnikidan yuqori. Masalan, Shvetsiya o'simlik fabrikasida 1 kg salat bargining quruq moddasini ishlab chiqarish uchun 1411 MJ, issiqxonada esa 1699 MJ talab qilinadi. Biroq, agar salat bargining har bir kilogrammi uchun zarur bo'lgan elektr energiyasi hisoblansa, o'simlik fabrikasiga 1 kg quruq salat bargini ishlab chiqarish uchun 247 kVt/soat kerak bo'ladi va Shvetsiya, Niderlandiya va Birlashgan Arab Amirliklaridagi issiqxonalar mos ravishda 182 kVt/soat, 70 kVt/soat va 111 kVt/soat talab qiladi.

Shu bilan birga, o'simlik fabrikasida kompyuterlar, avtomatik uskunalar, sun'iy intellekt va boshqa texnologiyalardan foydalanish ko'chat yetishtirish uchun mos atrof-muhit sharoitlarini aniq nazorat qilishi, tabiiy muhit sharoitlarining cheklovlaridan xalos bo'lishi va ko'chat ishlab chiqarishning aqlli, mexanizatsiyalashgan va yillik barqaror ishlab chiqarilishini amalga oshirishi mumkin. So'nggi yillarda o'simlik zavodlarining ko'chatlari Yaponiya, Janubiy Koreya, Yevropa, AQSh va boshqa mamlakatlarda bargli sabzavotlar, mevali sabzavotlar va boshqa iqtisodiy ekinlarni tijorat maqsadlarida ishlab chiqarishda qo'llanilmoqda. O'simlik fabrikalarining yuqori boshlang'ich investitsiyalari, yuqori operatsion xarajatlari va katta tizim energiyasi iste'moli hali ham Xitoy o'simlik fabrikalarida ko'chat yetishtirish texnologiyasini ilgari surishni cheklaydigan to'siqlardir. Shuning uchun, iqtisodiy foydani oshirish uchun yorug'likni boshqarish strategiyalari, sabzavotlarni o'stirish modellarini yaratish va avtomatlashtirish uskunalari nuqtai nazaridan yuqori hosildorlik va energiya tejash talablarini hisobga olish kerak.

Ushbu maqolada, so'nggi yillarda o'simlik fabrikalarida sabzavot ko'chatlarining o'sishi va rivojlanishiga LED yorug'lik muhitining ta'siri, o'simlik fabrikalarida sabzavot ko'chatlarining yorug'likni tartibga solish bo'yicha tadqiqot yo'nalishining istiqbollari ko'rib chiqiladi.

1. Yorug'lik muhitining sabzavot ko'chatlarining o'sishi va rivojlanishiga ta'siri

O'simliklarning o'sishi va rivojlanishi uchun muhim ekologik omillardan biri sifatida yorug'lik nafaqat o'simliklar uchun fotosintezni amalga oshirish uchun energiya manbai, balki o'simliklar fotomorfogeneziga ta'sir qiluvchi asosiy signaldir. O'simliklar yorug'lik signal tizimi orqali signalning yo'nalishini, energiyasini va yorug'lik sifatini sezadi, o'zlarining o'sishi va rivojlanishini tartibga soladi va yorug'likning mavjudligi yoki yo'qligiga, to'lqin uzunligiga, intensivligiga va davomiyligiga javob beradi. Hozirda ma'lum bo'lgan o'simlik fotoreseptorlari kamida uchta sinfni o'z ichiga oladi: qizil va uzoq qizil yorug'likni (FR) sezadigan fitoxromlar (PHYA~PHYE), ko'k va ultrabinafsha A ni sezadigan kriptokromlar (CRY1 va CRY2) va UV-B ni sezadigan UV-B retseptorlari UVR8 elementlari (Phot1 va Phot2). Bu fotoreseptorlar tegishli genlarning ifodalanishida ishtirok etadi va tartibga soladi, so'ngra o'simlik urug'ining unib chiqishi, fotomorfogenez, gullash vaqti, ikkilamchi metabolitlarning sintezi va to'planishi hamda biotik va abiotik stresslarga chidamlilik kabi hayot faoliyatini tartibga soladi.

2. Sabzavot ko'chatlarining fotomorfologik o'rnatilishiga LED yorug'lik muhitining ta'siri

2.1 Sabzavot ko'chatlarining fotomorfogeneziga turli xil yorug'lik sifatining ta'siri

Spektrning qizil va ko'k mintaqalari o'simlik bargi fotosintezi uchun yuqori kvant samaradorligiga ega. Biroq, bodring barglarining sof qizil yorug'likka uzoq vaqt ta'sir qilishi fotosistemaga zarar yetkazadi, natijada stomatal javobning sekinlashishi, fotosintez qobiliyatining pasayishi va azotdan foydalanish samaradorligi hamda o'sishning sekinlashishi kabi "qizil yorug'lik sindromi" hodisasi yuzaga keladi. Yorug'lik intensivligi past bo'lgan taqdirda (100±5 μmol/(m2•s)), sof qizil yorug'lik bodringning yosh va yetuk barglarining xloroplastlariga zarar etkazishi mumkin, ammo shikastlangan xloroplastlar sof qizil yorug'likdan qizil va ko'k yorug'likka o'tgandan keyin tiklanadi (R:B= 7:3). Aksincha, bodring o'simliklari qizil-ko'k yorug'lik muhitidan sof qizil yorug'lik muhitiga o'tganda, fotosintez samaradorligi sezilarli darajada pasaymadi, bu qizil yorug'lik muhitiga moslashishni ko'rsatadi. "Qizil yorug'lik sindromi" bilan kasallangan bodring ko'chatlarining barg tuzilishini elektron mikroskop yordamida tahlil qilish orqali tajriba o'tkazuvchilar sof qizil yorug'lik ostida barglardagi xloroplastlar soni, kraxmal granulalarining kattaligi va granulalarning qalinligi oq yorug'lik bilan ishlov berilganlarga qaraganda ancha past ekanligini aniqladilar. Moviy yorug'likning aralashuvi bodring xloroplastlarining ultrastrukturasi va fotosintetik xususiyatlarini yaxshilaydi va ozuqa moddalarining ortiqcha to'planishini yo'q qiladi. Oq yorug'lik, qizil va ko'k yorug'lik bilan solishtirganda, sof qizil yorug'lik pomidor ko'chatlarining gipokotil cho'zilishi va kotiledon kengayishiga yordam berdi, o'simlik balandligi va barg maydonini sezilarli darajada oshirdi, ammo fotosintetik quvvatni sezilarli darajada kamaytirdi, Rubisko miqdori va fotokimyoviy samaradorlikni kamaytirdi va issiqlik tarqalishini sezilarli darajada oshirdi. Turli xil o'simliklar bir xil yorug'lik sifatiga turlicha javob berishini ko'rish mumkin, ammo monoxromatik yorug'lik bilan solishtirganda, o'simliklar yuqori fotosintez samaradorligiga va aralash yorug'lik muhitida kuchliroq o'sishga ega.

Tadqiqotchilar sabzavot ko'chatlarining yorug'lik sifati kombinatsiyasini optimallashtirish bo'yicha ko'plab tadqiqotlar olib borishdi. Xuddi shu yorug'lik intensivligida, qizil yorug'lik nisbati oshishi bilan, o'simlik balandligi va pomidor va bodring ko'chatlarining yangi vazni sezilarli darajada yaxshilandi va qizil va ko'k rang nisbati 3:1 bo'lgan ishlov berish eng yaxshi samara berdi; aksincha, ko'k nurning yuqori nisbati pomidor va bodring ko'chatlarining o'sishini to'xtatdi, ular kalta va ixcham edi, ammo ko'chatlarning kurtaklarida quruq modda va xlorofil miqdorini oshirdi. Shunga o'xshash naqshlar qalampir va tarvuz kabi boshqa ekinlarda ham kuzatiladi. Bundan tashqari, oq yorug'lik bilan solishtirganda, qizil va ko'k yorug'lik (R:B=3:1) nafaqat pomidor ko'chatlarining barg qalinligini, xlorofil miqdorini, fotosintetik samaradorligini va elektron uzatish samaradorligini sezilarli darajada yaxshiladi, balki Kalvin sikli, o'sish vegetarian miqdori va uglevodlarning to'planishi bilan bog'liq fermentlarning ifoda darajasini ham sezilarli darajada yaxshiladi. Qizil va ko'k yorug'likning ikki nisbatini (R:B=2:1, 4:1) taqqoslaganda, ko'k yorug'likning yuqori nisbati bodring ko'chatlarida urg'ochi gullarning shakllanishiga ko'proq yordam berdi va urg'ochi gullarning gullash vaqtini tezlashtirdi. Qizil va ko'k yorug'likning turli nisbatlari karam, rukkola va xantal ko'chatlarining yangi vazn hosildorligiga sezilarli ta'sir ko'rsatmasa-da, ko'k yorug'likning yuqori nisbati (30% ko'k yorug'lik) karam va xantal ko'chatlarining gipokotil uzunligi va kotletlon maydonini sezilarli darajada kamaytirdi, kotletlon rangi esa chuqurlashdi. Shuning uchun, ko'chat yetishtirishda ko'k yorug'lik ulushining tegishli ravishda oshishi sabzavot ko'chatlarining tugun oralig'i va barg maydonini sezilarli darajada qisqartirishi, ko'chatlarning lateral kengayishiga yordam berishi va ko'chatlarning mustahkamlik indeksini yaxshilashi mumkin, bu esa mustahkam ko'chatlarni yetishtirishga yordam beradi. Yorug'lik intensivligi o'zgarishsiz qolgan taqdirda, qizil va ko'k yorug'likdagi yashil yorug'likning oshishi shirin qalampir ko'chatlarining yangi vaznini, barg maydonini va o'simlik balandligini sezilarli darajada yaxshiladi. An'anaviy oq lyuminestsent lampa bilan solishtirganda, qizil-yashil-ko'k (R3:G2:B5) yorug'lik sharoitida, "Okagi №1 pomidor" ko'chatlarining Y[II], qP va ETR sezilarli darajada yaxshilandi. Sof ko'k nurga UB nurlarini (100 μmol/(m2•s) ko'k nur + 7% UB-A) qo'shish rukkola va xantalning poyaning cho'zilish tezligini sezilarli darajada kamaytirdi, FR qo'shilishi esa aksincha bo'ldi. Bu shuningdek, qizil va ko'k nurdan tashqari, boshqa yorug'lik fazilatlari ham o'simliklarning o'sishi va rivojlanishi jarayonida muhim rol o'ynashini ko'rsatadi. Ultrabinafsha nurlar ham, FR ham fotosintezning energiya manbai bo'lmasa-da, ularning ikkalasi ham o'simlik fotomorfogenezida ishtirok etadi. Yuqori intensivlikdagi UB nurlari o'simlik DNKsi va oqsillari va boshqalar uchun zararli. Biroq, UB nurlari hujayra stress reaksiyalarini faollashtiradi, bu esa o'simliklarning o'sishi, morfologiyasi va rivojlanishidagi o'zgarishlarni atrof-muhit o'zgarishlariga moslashishga olib keladi. Tadqiqotlar shuni ko'rsatdiki, past R/FR o'simliklarda soyadan qochish reaksiyalarini keltirib chiqaradi, natijada o'simliklarda morfologik o'zgarishlar, masalan, poyaning cho'zilishi, barglarning yupqalashishi va quruq modda hosildorligining pasayishi kuzatiladi. Yupqa poya kuchli ko'chatlarni o'stirish uchun yaxshi o'sish xususiyati emas. Umumiy bargli va mevali sabzavot ko'chatlari uchun qattiq, ixcham va elastik ko'chatlar tashish va ekish paytida muammolarga moyil emas.

UV-A bodring ko'chatlari o'simliklarini kalta va ixchamroq qilishi mumkin va ko'chirib o'tkazgandan keyingi hosil nazorat guruhidagidan sezilarli darajada farq qilmaydi; UV-B esa sezilarli darajada inhibitiv ta'sirga ega va ko'chirib o'tkazgandan keyin hosilni pasaytirish ta'siri sezilarli emas. Avvalgi tadqiqotlar shuni ko'rsatdiki, UV-A o'simliklarning o'sishini inhibe qiladi va o'simliklarni mitti qiladi. Ammo UV-A ning mavjudligi ekin biomassasini bostirish o'rniga uni aslida rag'batlantirishi haqida tobora ko'proq dalillar mavjud. Asosiy qizil va oq yorug'lik bilan solishtirganda (R:W=2:3, PPFD 250 μmol/(m2·s)), qizil va oq yorug'likdagi qo'shimcha intensivlik 10 Vt/m2 ni tashkil qiladi (taxminan 10 μmol/(m2·s)). Karamning UV-A nuri karam ko'chatlarining biomassasini, tugunlararo uzunligini, poya diametrini va o'simlik soyaboni kengligini sezilarli darajada oshirdi, ammo UV intensivligi 10 Vt/m2 dan oshganda rag'batlantirish ta'siri zaiflashdi. Kuniga 2 soatlik UB-A qo'shimchasi (0,45 J/(m2•s)) o'simlik balandligini, kotiledon maydonini va "Oxheart" pomidor ko'chatlarining yangi vaznini sezilarli darajada oshirishi, shu bilan birga pomidor ko'chatlarining H2O2 miqdorini kamaytirishi mumkin. Turli ekinlar UB nurlariga turlicha javob berishini ko'rish mumkin, bu esa ekinlarning UB nurlariga sezgirligi bilan bog'liq bo'lishi mumkin.

Payvandlangan ko'chatlarni yetishtirish uchun ildizpoyani payvand qilishni osonlashtirish uchun poyaning uzunligi mos ravishda oshirilishi kerak. FRning turli intensivliklari pomidor, qalampir, bodring, qovoq va tarvuz ko'chatlarining o'sishiga turlicha ta'sir ko'rsatdi. Sovuq oq yorug'likda 18,9 mkmol/(m2•s) FR qo'shilishi pomidor va qalampir ko'chatlarining gipokotil uzunligi va poya diametrini sezilarli darajada oshirdi; 34,1 mkmol/(m2•s) FR bodring, qovoq va tarvuz ko'chatlarining gipokotil uzunligi va poya diametrini oshirishga eng yaxshi ta'sir ko'rsatdi; yuqori intensivlikdagi FR (53,4 mkmol/(m2•s)) bu beshta sabzavotga eng yaxshi ta'sir ko'rsatdi. Ko'chatlarning gipokotil uzunligi va poya diametri endi sezilarli darajada oshmadi va pasayish tendentsiyasini ko'rsata boshladi. Qalampir ko'chatlarining yangi og'irligi sezilarli darajada kamaydi, bu beshta sabzavot ko'chatlarining FR to'yinganlik qiymatlari 53,4 mkmol/(m2•s) dan past ekanligini va FR qiymati FR qiymatidan sezilarli darajada past ekanligini ko'rsatadi. Turli sabzavot ko'chatlarining o'sishiga ta'siri ham har xil.

2.2 Sabzavot ko'chatlarining fotomorfogeneziga turli xil kunduzgi integrallarning ta'siri

Kunduzgi integral (DLI) o'simlik yuzasi tomonidan bir kun ichida qabul qilingan fotosintetik fotonlarning umumiy miqdorini ifodalaydi, bu yorug'lik intensivligi va yorug'lik vaqti bilan bog'liq. Hisoblash formulasi DLI (mol/m2/kun) = yorug'lik intensivligi [μmol/(m2•s)] × Kunduzgi yorug'lik vaqti (soat) × 3600 × 10-6. Yorug'lik intensivligi past bo'lgan muhitda o'simliklar kam yorug'lik muhitiga poya va tugunlararo uzunligini uzaytirish, o'simlik balandligini, poya uzunligini va barg maydonini oshirish, barg qalinligini va fotosintetik tezligini kamaytirish orqali javob beradi. Yorug'lik intensivligining oshishi bilan, xantaldan tashqari, bir xil yorug'lik sifati ostida rukkola, karam va karam ko'chatlarining gipokotil uzunligi va poyasi uzayishi sezilarli darajada kamaydi. Ko'rinib turibdiki, yorug'likning o'simlik o'sishi va morfogeneziga ta'siri yorug'lik intensivligi va o'simlik turlari bilan bog'liq. DLI ning oshishi (kuniga 8,64 ~ 28,8 mol/m2) bilan bodring ko'chatlarining o'simlik turi kalta, kuchli va ixcham bo'lib qoldi va bargning solishtirma og'irligi va xlorofil miqdori asta-sekin kamaydi. Bodring ko'chatlari ekilganidan 6 ~ 16 kun o'tgach, barglar va ildizlar qurib qoldi. Og'irlik asta-sekin oshdi va o'sish sur'ati asta-sekin tezlashdi, lekin ekilganidan 16 dan 21 kun o'tgach, bodring ko'chatlarining barglari va ildizlarining o'sish sur'ati sezilarli darajada pasaydi. Kuchaytirilgan DLI bodring ko'chatlarining sof fotosintez tezligini oshirdi, ammo ma'lum bir qiymatdan so'ng sof fotosintez tezligi pasaya boshladi. Shuning uchun, mos DLI ni tanlash va ko'chatlarning turli o'sish bosqichlarida turli xil qo'shimcha yorug'lik strategiyalarini qo'llash energiya sarfini kamaytirishi mumkin. Bodring va pomidor ko'chatlarida eriydigan shakar va SOD fermentining miqdori DLI intensivligining oshishi bilan oshdi. DLI intensivligi 7,47 mol/m2/kundan 11,26 mol/m2/kungacha oshganda, bodring ko'chatlarida eriydigan shakar va SOD fermenti miqdori mos ravishda 81,03% va 55,5% ga oshdi. Xuddi shu DLI sharoitida, yorug'lik intensivligining oshishi va yorug'lik vaqtining qisqarishi bilan, pomidor va bodring ko'chatlarining PSII faolligi inhibe qilindi va past yorug'lik intensivligi va uzoq davom etadigan qo'shimcha yorug'lik strategiyasini tanlash yuqori ko'chat indeksi va bodring va pomidor ko'chatlarining fotokimyoviy samaradorligini yetishtirish uchun ko'proq qulay bo'ldi.

Payvandlangan ko'chatlarni yetishtirishda yorug'likning kamligi payvandlangan ko'chatlarning sifatini pasayishiga va bitish vaqtining oshishiga olib kelishi mumkin. Tegishli yorug'lik intensivligi nafaqat payvandlangan bitish joyining bog'lanish qobiliyatini oshirishi va kuchli ko'chatlar indeksini yaxshilashi, balki urg'ochi gullarning tugun holatini kamaytirishi va urg'ochi gullar sonini ko'paytirishi mumkin. O'simlik fabrikalarida kuniga 2,5-7,5 mol/m2 DLI pomidor payvandlangan ko'chatlarning bitish ehtiyojlarini qondirish uchun etarli edi. Payvandlangan pomidor ko'chatlarining ixchamligi va barg qalinligi DLI intensivligining oshishi bilan sezilarli darajada oshdi. Bu shuni ko'rsatadiki, payvandlangan ko'chatlar bitish uchun yuqori yorug'lik intensivligini talab qilmaydi. Shuning uchun, energiya sarfi va ekish muhitini hisobga olgan holda, mos yorug'lik intensivligini tanlash iqtisodiy foydani oshirishga yordam beradi.

3. LED yorug'lik muhitining sabzavot ko'chatlarining stressga chidamliligiga ta'siri

O'simliklar fotoreseptorlar orqali tashqi yorug'lik signallarini qabul qiladi, bu esa o'simlikda signal molekulalarining sintezi va to'planishiga olib keladi, shu bilan o'simlik organlarining o'sishi va funktsiyasini o'zgartiradi va oxir-oqibat o'simlikning stressga chidamliligini oshiradi. Turli xil yorug'lik sifati ko'chatlarning sovuqqa chidamliligi va tuzga chidamliligini yaxshilashga ma'lum darajada ta'sir qiladi. Masalan, pomidor ko'chatlari qo'shimcha yorug'liksiz ishlov berish bilan solishtirganda, kechasi 4 soat davomida yorug'lik bilan to'ldirilganda, oq yorug'lik, qizil yorug'lik, ko'k yorug'lik va qizil va ko'k yorug'lik pomidor ko'chatlarining elektrolitlar o'tkazuvchanligi va MDA miqdorini kamaytirishi va sovuqqa chidamliligini oshirishi mumkin. 8:2 qizil-ko'k nisbatda ishlov berilgan pomidor ko'chatlarida SOD, POD va CAT faolligi boshqa ishlov berishlarga qaraganda ancha yuqori edi va ular yuqori antioksidant qobiliyati va sovuqqa chidamliligiga ega edi.

UV-B ning soya ildizining o'sishiga ta'siri asosan ABA, SA va JA kabi gormon signalizatsiya molekulalarini o'z ichiga olgan ildiz NO va ROS miqdorini oshirish orqali o'simliklarning stressga chidamliligini oshirish va IAA, CTK va GA miqdorini kamaytirish orqali ildiz rivojlanishini inhibe qilishdan iborat. UV-B ning fotoreseptori UVR8 nafaqat fotomorfogenezni tartibga solishda ishtirok etadi, balki UV-B stressida ham muhim rol o'ynaydi. Pomidor ko'chatlarida UVR8 antosiyaninlarning sintezi va to'planishini vositachilik qiladi va UVga moslashgan yovvoyi pomidor ko'chatlari yuqori intensivlikdagi UV-B stressiga dosh berish qobiliyatini yaxshilaydi. Biroq, UV-B ning Arabidopsis tomonidan qo'zg'atilgan qurg'oqchilik stressiga moslashishi UVR8 yo'liga bog'liq emas, bu UV-B o'simliklarni himoya qilish mexanizmlarining signal tomonidan qo'zg'atilgan o'zaro javobi sifatida harakat qilishini ko'rsatadi, shuning uchun turli xil gormonlar qurg'oqchilik stressiga qarshi turishda birgalikda ishtirok etadi va ROSni yig'ish qobiliyatini oshiradi.

FR tufayli o'simlik gipokotilining yoki poyasining cho'zilishi ham, o'simliklarning sovuq stressga moslashishi ham o'simlik gormonlari tomonidan tartibga solinadi. Shuning uchun, FR tufayli yuzaga keladigan "soyadan qochish effekti" o'simliklarning sovuqqa moslashishi bilan bog'liq. Tajriba o'tkazuvchilar arpa ko'chatlarini 15°C da 10 kun davomida unib chiqqandan keyin qo'shimcha oziqlantirishdi, 5°C gacha sovutish + 7 kun davomida FR qo'shimchasini qo'shishdi va oq yorug'lik bilan ishlov berish bilan solishtirganda, FR arpa ko'chatlarining sovuqqa chidamliligini oshirishini aniqladilar. Bu jarayon arpa ko'chatlarida ABA va IAA miqdorining oshishi bilan birga keladi. Keyinchalik 15°C FR bilan oldindan ishlov berilgan arpa ko'chatlarini 5°C ga o'tkazish va 7 kun davomida FR qo'shimchasini davom ettirish yuqoridagi ikkita ishlov berishga o'xshash natijalarga olib keldi, ammo ABA javobining pasayishi bilan. Turli xil R:FR qiymatlariga ega o'simliklar o'simliklarning tuzga chidamliligida ham ishtirok etadigan fitogormonlar (GA, IAA, CTK va ABA) biosintezini boshqaradi. Tuz stressi ostida, past nisbatli R:FR yorug'lik muhiti pomidor ko'chatlarining antioksidant va fotosintetik qobiliyatini yaxshilashi, ko'chatlarda ROS va MDA ishlab chiqarishni kamaytirishi va tuzga chidamliligini oshirishi mumkin. Ham sho'rlanish stressi, ham past R:FR qiymati (R:FR=0,8) xlorofill biosintezini inhibe qildi, bu xlorofill sintez yo'lida PBG ning UroIII ga konversiyasining bloklanishi bilan bog'liq bo'lishi mumkin, past R:FR muhiti esa sho'rlanishni samarali ravishda engillashtirishi mumkin. Stress tufayli xlorofill sintezining buzilishi. Bu natijalar fitokromlar va tuzga chidamlilik o'rtasidagi sezilarli bog'liqlikni ko'rsatadi.

Yorug'lik muhitidan tashqari, boshqa atrof-muhit omillari ham sabzavot ko'chatlarining o'sishi va sifatiga ta'sir qiladi. Masalan, CO2 konsentratsiyasining ortishi yorug'likning to'yinganlik maksimal qiymatini Pn (Pnmax) oshiradi, yorug'lik kompensatsiya nuqtasini pasaytiradi va yorug'likdan foydalanish samaradorligini oshiradi. Yorug'lik intensivligi va CO2 konsentratsiyasining ortishi fotosintetik pigmentlar miqdorini, suvdan foydalanish samaradorligini va Kalvin sikli bilan bog'liq fermentlar faolligini yaxshilashga yordam beradi va nihoyat pomidor ko'chatlarining yuqori fotosintetik samaradorligi va biomassa to'planishiga erishadi. Pomidor va qalampir ko'chatlarining quruq og'irligi va ixchamligi DLI bilan ijobiy bog'liq edi va haroratning o'zgarishi ham xuddi shu DLI bilan ishlov berish ostida o'sishga ta'sir ko'rsatdi. 23 ~ 25 ℃ muhit pomidor ko'chatlarining o'sishi uchun ko'proq mos edi. Harorat va yorug'lik sharoitlariga ko'ra, tadqiqotchilar qalampirning nisbiy o'sish sur'atini bate taqsimoti modeliga asoslanib bashorat qilish usulini ishlab chiqdilar, bu qalampir payvand qilingan ko'chat ishlab chiqarishni ekologik tartibga solish uchun ilmiy ko'rsatmalar berishi mumkin.

Shuning uchun, ishlab chiqarishda yorug'likni tartibga solish sxemasini loyihalashda nafaqat yorug'lik muhiti omillari va o'simlik turlari, balki ko'chatlarning oziqlanishi va suvni boshqarish, gaz muhiti, harorat va ko'chatlarning o'sish bosqichi kabi yetishtirish va boshqarish omillari ham hisobga olinishi kerak.

4. Muammolar va istiqbollar

Birinchidan, sabzavot ko'chatlarining yorug'likni tartibga solish murakkab jarayon bo'lib, o'simlik zavodi muhitida turli xil yorug'lik sharoitlarining turli xil sabzavot ko'chatlariga ta'sirini batafsil tahlil qilish kerak. Bu shuni anglatadiki, yuqori samaradorlik va yuqori sifatli ko'chat yetishtirish maqsadiga erishish uchun yetuk texnik tizimni yaratish uchun doimiy izlanishlar talab etiladi.

Ikkinchidan, LED yorug'lik manbasining energiya sarfi nisbatan yuqori bo'lsa-da, o'simliklarni yoritish uchun energiya sarfi sun'iy yorug'lik yordamida ko'chatlarni yetishtirishning asosiy energiya sarfi hisoblanadi. O'simlik fabrikalarining katta energiya sarfi hali ham o'simlik fabrikalarining rivojlanishini cheklovchi muammo bo'lib qolmoqda.

Nihoyat, qishloq xo'jaligida o'simliklarni yoritishning keng qo'llanilishi bilan kelajakda LED o'simlik chiroqlarining narxi sezilarli darajada pasayishi kutilmoqda; aksincha, mehnat xarajatlarining oshishi, ayniqsa epidemiyadan keyingi davrda, mehnatning yetishmasligi ishlab chiqarishni mexanizatsiyalash va avtomatlashtirish jarayonini rag'batlantirishi aniq. Kelajakda sun'iy intellektga asoslangan boshqaruv modellari va aqlli ishlab chiqarish uskunalari sabzavot ko'chatlarini ishlab chiqarishning asosiy texnologiyalaridan biriga aylanadi va o'simlik fabrikasi ko'chatlari texnologiyasini rivojlantirishda davom etadi.

Mualliflar: Jiehui Tan, Houcheng Liu
Maqola manbasi: Qishloq xo'jaligi muhandisligi texnologiyasi (issiqxona bog'dorchiligi) bo'yicha Wechat hisobi