Streszczenie: Sadzonki warzyw stanowią pierwszy etap produkcji warzyw, a ich jakość ma ogromne znaczenie dla plonu i jakości warzyw po posadzeniu. Wraz z ciągłym udoskonalaniem podziału pracy w przemyśle warzywniczym, sadzonki warzyw stopniowo utworzyły niezależny łańcuch przemysłowy i wpłynęły na produkcję warzyw. Tradycyjne metody uprawy sadzonek, narażone na niekorzystne warunki pogodowe, nieuchronnie napotykają wiele wyzwań, takich jak powolny wzrost sadzonek, wybujały wzrost oraz szkodniki i choroby. Aby poradzić sobie z wybujałymi siewkami, wielu komercyjnych producentów stosuje regulatory wzrostu. Istnieje jednak ryzyko sztywności sadzonek, bezpieczeństwa żywności i zanieczyszczenia środowiska związanego ze stosowaniem regulatorów wzrostu. Oprócz metod kontroli chemicznej, chociaż stymulacja mechaniczna, kontrola temperatury i wody również mogą odgrywać rolę w zapobieganiu wybujałemu wzrostowi sadzonek, są one nieco mniej wygodne i skuteczne. W obliczu globalnej epidemii COVID-19 problemy związane z trudnościami w zarządzaniu produkcją, spowodowane niedoborami siły roboczej i rosnącymi kosztami pracy w przemyśle sadowniczym, stały się bardziej widoczne.

Dzięki rozwojowi technologii oświetleniowej, wykorzystanie sztucznego światła do uprawy sadzonek warzyw ma zalety wysokiej wydajności sadzonek, mniejszej liczby szkodników i chorób oraz łatwej standaryzacji. W porównaniu z tradycyjnymi źródłami światła, nowa generacja źródeł światła LED charakteryzuje się oszczędnością energii, wysoką wydajnością, długą żywotnością, ochroną środowiska i trwałością, niewielkimi rozmiarami, niskim promieniowaniem cieplnym i małą amplitudą długości fali. Pozwala to na dobór odpowiedniego widma światła do potrzeb wzrostu i rozwoju sadzonek w warunkach przemysłowych, a także na precyzyjną kontrolę procesów fizjologicznych i metabolicznych sadzonek, przyczyniając się jednocześnie do wolnej od zanieczyszczeń, standaryzowanej i szybkiej produkcji sadzonek warzyw oraz skracając cykl rozwojowy. W południowych Chinach uprawa sadzonek papryki i pomidorów (3-4 liście właściwe) w foliowych szklarniach trwa około 60 dni, a sadzonek ogórków (3-5 liści właściwych) – około 35 dni. W warunkach fabrycznej uprawy roślin, uprawa sadzonek pomidorów trwa zaledwie 17 dni, a papryki – 25 dni, przy fotoperiodzie 20 godzin i PPF 200-300 μmol/(m2•s). W porównaniu z konwencjonalną metodą uprawy sadzonek w szklarni, zastosowanie fabrycznej metody uprawy sadzonek z wykorzystaniem oświetlenia LED znacząco skróciło cykl wzrostu ogórków o 15-30 dni, a liczba kwiatów żeńskich i owoców na roślinie wzrosła odpowiednio o 33,8% i 37,3%, a najwyższy plon wzrósł o 71,44%.

Pod względem efektywności energetycznej, wydajność energetyczna fabryk roślin jest wyższa niż szklarni typu Venlo na tej samej szerokości geograficznej. Na przykład, w szwedzkiej fabryce roślin do wyprodukowania 1 kg suchej masy sałaty potrzeba 1411 MJ, podczas gdy w szklarni – 1699 MJ. Jednakże, jeśli obliczyć zapotrzebowanie na energię elektryczną na kilogram suchej masy sałaty, fabryka roślin potrzebuje 247 kWh do wyprodukowania 1 kg suchej masy sałaty, a szklarnie w Szwecji, Holandii i Zjednoczonych Emiratach Arabskich potrzebują odpowiednio 182 kWh, 70 kWh i 111 kWh.

Jednocześnie, w fabrykach roślin, wykorzystanie komputerów, automatyki, sztucznej inteligencji i innych technologii pozwala precyzyjnie kontrolować warunki środowiskowe sprzyjające uprawie sadzonek, eliminować ograniczenia wynikające z naturalnych warunków środowiskowych i realizować inteligentną, zmechanizowaną i corocznie stabilną produkcję sadzonek. W ostatnich latach sadzonki z fabryk roślin są wykorzystywane w komercyjnej produkcji warzyw liściastych, owoców i innych upraw ekonomicznych w Japonii, Korei Południowej, Europie, Stanach Zjednoczonych i innych krajach. Wysokie początkowe inwestycje w fabryki roślin, wysokie koszty operacyjne i ogromne zużycie energii przez systemy wciąż stanowią wąskie gardła, które ograniczają rozwój technologii uprawy sadzonek w chińskich fabrykach roślin. Dlatego konieczne jest uwzględnienie wymogów wysokiej wydajności i oszczędności energii w zakresie strategii zarządzania światłem, ustanowienia modeli wzrostu warzyw i sprzętu automatyzacyjnego w celu zwiększenia korzyści ekonomicznych.

W tym artykule dokonano przeglądu wpływu środowiska światła LED na wzrost i rozwój sadzonek warzyw w fabrykach roślin w ostatnich latach, ze szczególnym uwzględnieniem perspektyw badań nad regulacją światła sadzonek warzyw w fabrykach roślin.

1. Wpływ środowiska świetlnego na wzrost i rozwój sadzonek warzyw

Jako jeden z podstawowych czynników środowiskowych dla wzrostu i rozwoju roślin, światło jest nie tylko źródłem energii do fotosyntezy, ale także kluczowym sygnałem wpływającym na fotomorfogenezę roślin. Rośliny wyczuwają kierunek, energię i jakość światła sygnału za pomocą systemu sygnałów świetlnych, regulują własny wzrost i rozwój oraz reagują na obecność lub brak, długość fali, intensywność i czas trwania światła. Obecnie znane fotoreceptory roślinne obejmują co najmniej trzy klasy: fitochromy (PHYA~PHYE) wyczuwające światło czerwone i dalekiej czerwieni (FR), kryptochromy (CRY1 i CRY2) wyczuwające światło niebieskie i ultrafiolet A oraz elementy (Phot1 i Phot2), receptor UV-B UVR8 wyczuwający UV-B. Te fotoreceptory uczestniczą w regulacji ekspresji powiązanych genów, a następnie regulują czynności życiowe, takie jak kiełkowanie nasion roślin, fotomorfogeneza, czas kwitnienia, synteza i akumulacja metabolitów wtórnych oraz tolerancja na stresy biotyczne i abiotyczne.

2. Wpływ środowiska świetlnego LED na fotomorfologiczne ukorzenienie się sadzonek warzyw

2.1 Wpływ różnej jakości światła na fotomorfogenezę sadzonek warzyw

Czerwone i niebieskie obszary widma charakteryzują się wysoką wydajnością kwantową fotosyntezy liści roślin. Jednak długotrwała ekspozycja liści ogórka na czyste czerwone światło uszkodzi fotosystem, powodując zjawisko „syndromu czerwonego światła”, takie jak zahamowanie reakcji aparatów szparkowych, zmniejszona wydajność fotosyntezy i efektywność wykorzystania azotu oraz zahamowanie wzrostu. W warunkach niskiego natężenia światła (100 ± 5 μmol/(m2•s)), czyste czerwone światło może uszkodzić chloroplasty zarówno młodych, jak i dojrzałych liści ogórka, ale uszkodzone chloroplasty zostały odzyskane po zmianie z czystego czerwonego światła na czerwono-niebieskie (R:B = 7:3). Z kolei, gdy rośliny ogórka przestawiły się ze środowiska światła czerwono-niebieskiego na środowisko światła czysto czerwonego, wydajność fotosyntezy nie spadła znacząco, co wskazuje na zdolność adaptacji do środowiska światła czerwonego. Poprzez analizę mikroskopową struktury liści sadzonek ogórka z „syndromem czerwonego światła”, eksperymentatorzy odkryli, że liczba chloroplastów, wielkość granulek skrobi i grubość grana w liściach pod czystym czerwonym światłem były znacznie niższe niż w przypadku traktowania światłem białym. Interwencja światła niebieskiego poprawia ultrastrukturę i charakterystykę fotosyntetyczną chloroplastów ogórka i eliminuje nadmierną akumulację składników odżywczych. W porównaniu ze światłem białym oraz czerwonym i niebieskim, czyste czerwone światło promowało wydłużanie hipokotylu i ekspansję liścieni u sadzonek pomidora, znacznie zwiększało wysokość roślin i powierzchnię liści, ale znacznie zmniejszało zdolność fotosyntezy, zmniejszało zawartość Rubisco i wydajność fotochemiczną oraz znacznie zwiększało rozpraszanie ciepła. Można zauważyć, że różne rodzaje roślin reagują odmiennie na tę samą jakość światła, ale w porównaniu ze światłem monochromatycznym rośliny mają wyższą wydajność fotosyntezy i bardziej energiczny wzrost w środowisku światła mieszanego.

Naukowcy przeprowadzili wiele badań nad optymalizacją kombinacji jakości światła sadzonek warzyw. Przy tym samym natężeniu światła, przy zwiększeniu stosunku światła czerwonego, wysokość roślin i świeża masa sadzonek pomidorów i ogórków uległy znacznej poprawie, a zabieg przy stosunku światła czerwonego do niebieskiego 3:1 dał najlepszy efekt; wręcz przeciwnie, wysoki stosunek światła niebieskiego zahamował wzrost sadzonek pomidorów i ogórków, które były niskie i zwarte, ale zwiększył zawartość suchej masy i chlorofilu w pędach sadzonek. Podobne wzorce obserwuje się w przypadku innych upraw, takich jak papryka i arbuzy. Ponadto, w porównaniu ze światłem białym, światło czerwone i niebieskie (R:B=3:1) nie tylko znacznie poprawiło grubość liści, zawartość chlorofilu, wydajność fotosyntezy i wydajność transferu elektronów sadzonek pomidorów, ale także poziomy ekspresji enzymów związanych z cyklem Calvina, wzrost zawartości wegetarianizmu i akumulacja węglowodanów również uległy znacznej poprawie. Porównując dwa stosunki światła czerwonego i niebieskiego (R:B=2:1, 4:1), wyższy stosunek światła niebieskiego bardziej sprzyjał indukowaniu formowania się kwiatów żeńskich w siewkach ogórka i przyspieszał czas kwitnienia kwiatów żeńskich. Chociaż różne stosunki światła czerwonego i niebieskiego nie miały istotnego wpływu na plon świeżej masy sadzonek jarmużu, rukoli i gorczycy, wysoki udział światła niebieskiego (30% światła niebieskiego) znacząco zmniejszył długość hipokotylu i powierzchnię liścienia sadzonek jarmużu i gorczycy, a kolor liścienia uległ pogłębieniu. Dlatego w produkcji sadzonek odpowiednie zwiększenie udziału światła niebieskiego może znacząco skrócić odstępy między węzłami i powierzchnię liści sadzonek warzyw, promować boczny wzrost sadzonek i poprawić wskaźnik wytrzymałości sadzonek, co sprzyja uprawie silnych sadzonek. Pod warunkiem, że natężenie światła pozostało niezmienione, zwiększenie zielonego światła w czerwonym i niebieskim świetle znacząco poprawiło świeżą masę, powierzchnię liści i wysokość roślin sadzonek papryki słodkiej. W porównaniu z tradycyjną białą lampą fluorescencyjną, w warunkach światła czerwono-zielono-niebieskiego (R3:G2:B5), Y[II], qP i ETR sadzonek pomidora 'Okagi No. 1' uległy znacznej poprawie. Uzupełnienie światłem UV (100 μmol/(m2•s) niebieskiego światła + 7% UV-A) do czystego niebieskiego światła znacząco zmniejszyło prędkość wydłużania łodygi rukoli i gorczycy, podczas gdy uzupełnienie FR było odwrotne. Pokazuje to również, że oprócz czerwonego i niebieskiego światła, inne właściwości światła również odgrywają ważną rolę w procesie wzrostu i rozwoju roślin. Chociaż ani światło ultrafioletowe, ani FR nie są źródłem energii fotosyntezy, oba są zaangażowane w fotomorfogenezę roślin. Promieniowanie UV o wysokiej intensywności jest szkodliwe dla DNA i białek roślinnych itp. Jednak promieniowanie UV aktywuje reakcje stresowe komórek, powodując zmiany we wzroście, morfologii i rozwoju roślin, aby dostosować się do zmian środowiskowych. Badania wykazały, że niższy stosunek R/FR indukuje reakcje unikania cienia u roślin, co prowadzi do zmian morfologicznych, takich jak wydłużanie łodygi, przerzedzanie liści i zmniejszenie plonu suchej masy. Smukła łodyga nie sprzyja wzrostowi silnych sadzonek. W przypadku sadzonek warzyw liściastych i owocowych, jędrne, zwarte i elastyczne sadzonki nie są podatne na problemy podczas transportu i sadzenia.

Promieniowanie UV-A może sprawić, że sadzonki ogórka będą niższe i bardziej zwarte, a plon po przesadzeniu nie różni się znacząco od plonu kontrolnego; podczas gdy UV-B ma bardziej znaczący efekt hamujący, a efekt zmniejszenia plonu po przesadzeniu nie jest znaczący. Poprzednie badania sugerowały, że UV-A hamuje wzrost roślin i powoduje ich karłowacenie. Jednak coraz więcej dowodów wskazuje na to, że obecność UV-A zamiast tłumić biomasę upraw, w rzeczywistości ją promuje. W porównaniu z podstawowym czerwonym i białym światłem (R:W=2:3, PPFD wynosi 250 μmol/(m2·s)), uzupełniająca intensywność czerwonego i białego światła wynosi 10 W/m2 (około 10 μmol/(m2·s)). Promieniowanie UV-A jarmużu znacząco zwiększyło biomasę, długość międzywęźli, średnicę łodygi i szerokość korony roślin jarmużu, ale efekt promocyjny osłabł, gdy natężenie UV przekroczyło 10 W/m2. Codzienna, 2-godzinna suplementacja UV-A (0,45 J/(m²•s)) może znacząco zwiększyć wysokość roślin, powierzchnię liścieni i masę świeżą sadzonek pomidora odmiany „Oxheart”, jednocześnie zmniejszając zawartość H2O2 w siewkach. Można zauważyć, że różne rośliny uprawne reagują odmiennie na promieniowanie UV, co może być związane z ich wrażliwością na to promieniowanie.

W przypadku uprawy szczepionych sadzonek, długość łodygi powinna być odpowiednio zwiększona, aby ułatwić szczepienie podkładek. Różne natężenia FR miały różny wpływ na wzrost sadzonek pomidora, papryki, ogórka, tykwy i arbuza. Suplementacja 18,9 μmol/(m2•s) FR w zimnym białym świetle znacząco zwiększyła długość hipokotylu i średnicę łodygi sadzonek pomidora i papryki; FR wynoszący 34,1 μmol/(m2•s) miał najlepszy wpływ na promowanie długości hipokotylu i średnicy łodygi sadzonek ogórka, tykwy i arbuza; wysoka intensywność FR (53,4 μmol/(m2•s)) miała najlepszy wpływ na te pięć warzyw. Długość hipokotylu i średnica łodygi sadzonek nie wzrosły już znacząco, a zaczęły wykazywać tendencję spadkową. Świeża masa sadzonek papryki znacząco spadła, co wskazuje, że wartości nasycenia FR wszystkich pięciu sadzonek warzyw były niższe niż 53,4 μmol/(m2•s), a wartość FR była istotnie niższa niż wartość FR. Wpływ na wzrost poszczególnych sadzonek warzyw również jest różny.

2.2 Wpływ zróżnicowanej całki światła dziennego na fotomorfogenezę siewek warzyw

Całka światła dziennego (DLI) przedstawia całkowitą ilość fotonów fotosyntetycznych otrzymanych przez powierzchnię rośliny w ciągu dnia, która jest związana z natężeniem światła i czasem oświetlenia. Wzór obliczeniowy to DLI (mol/m2/dzień) = natężenie światła [μmol/(m2•s)] × dzienny czas oświetlenia (h) × 3600 × 10-6. W środowisku o niskim natężeniu światła rośliny reagują na to wydłużając łodygę i długość międzywęźli, zwiększając wysokość rośliny, długość ogonków liściowych i powierzchnię liści oraz zmniejszając grubość liści i netto tempo fotosyntezy. Wraz ze wzrostem natężenia światła, z wyjątkiem gorczycy, długość hipokotylu i wydłużenie łodygi siewek rukoli, kapusty i jarmużu przy tej samej jakości światła znacznie się zmniejszyły. Widać, że wpływ światła na wzrost i morfogenezę roślin jest związany z natężeniem światła i gatunkiem rośliny. Wraz ze wzrostem DLI (8,64~28,8 mol/m2/dzień), typ rośliny sadzonek ogórka stał się niski, silny i zwarty, a masa właściwa liści i zawartość chlorofilu stopniowo spadały. 6~16 dni po wysianiu sadzonek ogórka, liście i korzenie uschły. Masa stopniowo wzrastała, a tempo wzrostu stopniowo przyspieszało, ale 16 do 21 dni po wysianiu, tempo wzrostu liści i korzeni sadzonek ogórka znacznie spadło. Wzmocnione DLI promowało netto tempo fotosyntezy sadzonek ogórka, ale po osiągnięciu pewnej wartości, netto tempo fotosyntezy zaczęło spadać. Dlatego wybór odpowiedniego DLI i przyjęcie różnych strategii oświetlenia uzupełniającego na różnych etapach wzrostu sadzonek może zmniejszyć zużycie energii. Zawartość rozpuszczalnego cukru i enzymu SOD w siewkach ogórka i pomidora wzrosła wraz ze wzrostem intensywności DLI. Wraz ze wzrostem intensywności DLI z 7,47 mol/m²/dzień do 11,26 mol/m²/dzień, zawartość cukrów rozpuszczalnych i enzymu SOD w siewkach ogórka wzrosła odpowiednio o 81,03% i 55,5%. W tych samych warunkach DLI, wraz ze wzrostem intensywności światła i skróceniem jego czasu, aktywność PSII sadzonek pomidora i ogórka uległa zahamowaniu, a wybór strategii oświetlenia uzupełniającego o niskim natężeniu i długim czasie trwania sprzyjał uprawie o wysokim indeksie siewnym i wydajności fotochemicznej sadzonek ogórka i pomidora.

W produkcji szczepionych sadzonek, słabe oświetlenie może prowadzić do obniżenia jakości szczepionych sadzonek i wydłużenia czasu gojenia. Odpowiednie natężenie światła może nie tylko zwiększyć zdolność wiązania szczepionych miejsc gojenia i poprawić wskaźnik silnych sadzonek, ale także zmniejszyć położenie węzłów kwiatów żeńskich i zwiększyć liczbę kwiatów żeńskich. W fabrykach roślin, DLI wynoszące 2,5-7,5 mol/m2/dzień było wystarczające, aby zaspokoić potrzeby gojenia szczepionych sadzonek pomidorów. Zwartość i grubość liści szczepionych sadzonek pomidorów znacznie wzrosły wraz ze wzrostem natężenia DLI. Pokazuje to, że szczepione sadzonki nie wymagają wysokiego natężenia światła do gojenia. Dlatego, biorąc pod uwagę zużycie energii i środowisko sadzenia, dobór odpowiedniego natężenia światła pomoże zwiększyć korzyści ekonomiczne.

3. Wpływ środowiska światła LED na odporność sadzonek warzyw na stres

Rośliny odbierają zewnętrzne sygnały świetlne poprzez fotoreceptory, powodując syntezę i akumulację cząsteczek sygnałowych w roślinie, zmieniając w ten sposób wzrost i funkcję organów roślinnych, a ostatecznie poprawiając odporność rośliny na stres. Różna jakość światła ma pewien efekt promocyjny na poprawę tolerancji na zimno i tolerancję na sól sadzonek. Na przykład, gdy sadzonki pomidorów były doświetlane przez 4 godziny w nocy, w porównaniu z zabiegiem bez dodatkowego światła, białe światło, czerwone światło, niebieskie światło i czerwone i niebieskie światło mogło zmniejszyć przepuszczalność elektrolitów i zawartość MDA w siewkach pomidorów i poprawić tolerancję na zimno. Aktywności SOD, POD i CAT w siewkach pomidorów poddanych zabiegowi przy stosunku czerwieni do błękitu 8:2 były istotnie wyższe niż w przypadku innych zabiegów i miały one większą pojemność antyoksydacyjną i tolerancję na zimno.

Wpływ UV-B na wzrost korzeni soi polega głównie na poprawie odporności roślin na stres poprzez zwiększenie zawartości NO i ROS w korzeniach, w tym cząsteczek sygnałowych hormonów, takich jak ABA, SA i JA, oraz hamowaniu rozwoju korzeni poprzez zmniejszenie zawartości IAA, CTK i GA. Fotoreceptor UV-B, UVR8, nie tylko bierze udział w regulacji fotomorfogenezy, ale również odgrywa kluczową rolę w stresie UV-B. W siewkach pomidorów UVR8 pośredniczy w syntezie i akumulacji antocyjanów, a siewki dzikich pomidorów zaaklimatyzowane do UV poprawiają swoją zdolność do radzenia sobie ze stresem UV-B o wysokiej intensywności. Jednak adaptacja UV-B do stresu suszy indukowanego przez Arabidopsis nie zależy od szlaku UVR8, co wskazuje, że UV-B działa jako indukowana sygnałem odpowiedź krzyżowa mechanizmów obronnych roślin, tak że różne hormony są wspólnie zaangażowane w opieranie się stresowi suszy, zwiększając zdolność wychwytywania ROS.

Zarówno wydłużenie hipokotylu rośliny lub łodygi spowodowane przez FR, jak i adaptacja roślin do stresu zimna są regulowane przez hormony roślinne. Dlatego „efekt unikania cienia” spowodowany przez FR jest związany z adaptacją roślin do zimna. Eksperymentatorzy suplementowali siewki jęczmienia 18 dni po kiełkowaniu w temperaturze 15°C przez 10 dni, schładzając do 5°C + uzupełniając FR przez 7 dni i stwierdzili, że w porównaniu z traktowaniem białym światłem, FR zwiększył mrozoodporność siewek jęczmienia. Procesowi temu towarzyszy wzrost zawartości ABA i IAA w siewkach jęczmienia. Późniejsze przeniesienie siewek jęczmienia poddanych wcześniej obróbce FR w temperaturze 15°C do temperatury 5°C i kontynuacja suplementacji FR przez 7 dni dały podobne rezultaty jak dwa powyższe zabiegi, ale ze zmniejszoną odpowiedzią ABA. Rośliny o różnych wartościach R:FR kontrolują biosyntezę fitohormonów (GA, IAA, CTK i ABA), które również biorą udział w tolerancji roślin na sól. W warunkach stresu solnego, środowisko o niskim stosunku R:FR może poprawić zdolność antyoksydacyjną i fotosyntetyczną siewek pomidorów, zmniejszyć produkcję ROS i MDA w siewkach oraz poprawić tolerancję na sól. Zarówno stres solny, jak i niska wartość R:FR (R:FR = 0,8) hamowały biosyntezę chlorofilu, co może być związane z zablokowaniem konwersji PBG do UroIII w szlaku syntezy chlorofilu, podczas gdy środowisko o niskim stosunku R:FR może skutecznie łagodzić zaburzenia syntezy chlorofilu wywołane stresem solnym. Wyniki te wskazują na istotną korelację między fitochromami a tolerancją na sól.

Oprócz środowiska świetlnego, na wzrost i jakość sadzonek warzyw wpływają również inne czynniki środowiskowe. Na przykład, wzrost stężenia CO2 zwiększa maksymalną wartość nasycenia światłem Pn (Pnmax), obniża punkt kompensacji świetlnej i poprawia efektywność wykorzystania światła. Wzrost natężenia światła i stężenia CO2 pomaga poprawić zawartość pigmentów fotosyntetycznych, efektywność wykorzystania wody i aktywność enzymów związanych z cyklem Calvina, a ostatecznie osiągnąć wyższą efektywność fotosyntetyczną i akumulację biomasy sadzonek pomidorów. Sucha masa i zwartość sadzonek pomidorów i papryki były dodatnio skorelowane z DLI (Diagramem Nasycenia), a zmiana temperatury również wpłynęła na wzrost w warunkach tego samego zabiegu DLI. Środowisko o temperaturze 23–25°C było bardziej odpowiednie dla wzrostu sadzonek pomidorów. W oparciu o warunki temperaturowe i świetlne, naukowcy opracowali metodę przewidywania względnego tempa wzrostu papryki w oparciu o model rozkładu pędów, który może dostarczyć naukowych wskazówek dotyczących regulacji środowiskowej produkcji sadzonek papryki szczepionych.

Dlatego też projektując system regulacji światła w produkcji, należy wziąć pod uwagę nie tylko czynniki związane ze środowiskiem świetlnym i gatunkami roślin, ale także czynniki związane z uprawą i zarządzaniem, takie jak odżywianie sadzonek i zarządzanie wodą, środowisko gazowe, temperatura i faza wzrostu sadzonek.

4. Problemy i perspektywy

Po pierwsze, regulacja światła w sadzonkach warzyw to złożony proces, a wpływ różnych warunków świetlnych na różne rodzaje sadzonek warzyw w środowisku produkcyjnym wymaga szczegółowej analizy. Oznacza to, że aby osiągnąć cel, jakim jest wysoka wydajność i wysoka jakość produkcji sadzonek, konieczne są ciągłe badania w celu stworzenia dojrzałego systemu technicznego.

Po drugie, chociaż wskaźnik wykorzystania energii przez źródła światła LED jest stosunkowo wysoki, to pobór mocy na oświetlenie roślin stanowi główne źródło energii w uprawie sadzonek z wykorzystaniem sztucznego światła. Ogromne zużycie energii przez fabryki roślin nadal stanowi wąskie gardło ograniczające rozwój tychże fabryk.

Wreszcie, wraz z szerokim zastosowaniem oświetlenia roślin w rolnictwie, oczekuje się, że w przyszłości koszty oświetlenia LED znacznie się obniżą. Z drugiej strony, wzrost kosztów pracy, zwłaszcza w okresie po epidemii, oraz jej brak z pewnością będą sprzyjać procesowi mechanizacji i automatyzacji produkcji. W przyszłości modele sterowania oparte na sztucznej inteligencji oraz inteligentne urządzenia produkcyjne staną się jedną z kluczowych technologii w produkcji sadzonek warzyw i będą nadal promować rozwój technologii produkcji sadzonek w fabrykach.

Autorzy: Jiehui Tan, Houcheng Liu
Źródło artykułu: Konto WeChat poświęcone technologii inżynierii rolniczej (ogrodnictwo szklarniowe)