ማጠቃለያ፡ የአትክልት ችግኞች በአትክልት ምርት ውስጥ የመጀመሪያው እርምጃ ናቸው፣ እና የተክሎች ጥራት ከተተከሉ በኋላ ለአትክልት ምርት እና ጥራት በጣም አስፈላጊ ነው። በአትክልት ኢንዱስትሪ ውስጥ የሰው ኃይል ክፍፍል ቀጣይነት ባለው ማሻሻያ፣ የአትክልት ችግኞች ቀስ በቀስ ገለልተኛ የኢንዱስትሪ ሰንሰለት ፈጥረው የአትክልት ምርትን አገልግለዋል። በመጥፎ የአየር ሁኔታ ተጽዕኖ ስር ያሉ ባህላዊ የችግኝ ዘዴዎች እንደ የችግኝ ዝግታ እድገት፣ የእግር እድገት እና ተባዮች እና በሽታዎች ያሉ ብዙ ተግዳሮቶችን ያጋጥሟቸዋል። እግር ያላቸው ችግኞችን ለመቋቋም ብዙ የንግድ አርሶ አደሮች የእድገት ተቆጣጣሪዎችን ይጠቀማሉ። ሆኖም፣ የእድገት ተቆጣጣሪዎችን በመጠቀም የችግኝ ጥንካሬ፣ የምግብ ደህንነት እና የአካባቢ ብክለት አደጋዎች አሉ። ከኬሚካል ቁጥጥር ዘዴዎች በተጨማሪ፣ ሜካኒካል ማነቃቂያ፣ የሙቀት መጠን እና የውሃ ቁጥጥር የችግኝ እግሮች እድገትን በመከላከል ረገድ ሚና ሊጫወቱ ቢችሉም፣ ትንሽ ምቹ እና ውጤታማ አይደሉም። በዓለም አቀፍ ደረጃ ባለው አዲሱ የኮቪድ-19 ወረርሽኝ ተጽዕኖ ስር፣ በችግኝ ኢንዱስትሪ ውስጥ በሠራተኛ እጥረት እና እየጨመረ በሚሄደው የሰው ኃይል ወጪ ምክንያት የሚከሰቱ የምርት አስተዳደር ችግሮች ይበልጥ ጎልተው ይታያሉ።

የመብራት ቴክኖሎጂ እድገትን ተከትሎ፣ ለአትክልት ችግኝ ማሳደግ አርቲፊሻል ብርሃን መጠቀም ከፍተኛ የችግኝ ቅልጥፍና፣ አነስተኛ ተባዮችና በሽታዎች እና ቀላል ደረጃ አሰጣጥ ጥቅሞች አሉት። ከባህላዊ የብርሃን ምንጮች ጋር ሲነጻጸር፣ አዲሱ የ LED ብርሃን ምንጮች የኃይል ቁጠባ፣ ከፍተኛ ቅልጥፍና፣ ረጅም ዕድሜ፣ የአካባቢ ጥበቃ እና ዘላቂነት፣ አነስተኛ መጠን፣ ዝቅተኛ የሙቀት ጨረር እና አነስተኛ የሞገድ ርዝመት ስፋት ባህሪያት አሉት። በዕፅዋት ፋብሪካዎች አካባቢ ውስጥ የችግኝ እድገት እና ልማት ፍላጎቶች መሰረት ተገቢውን ስፔክትረም ማዘጋጀት እና በተመሳሳይ ጊዜ የችግኝ ፊዚዮሎጂ እና ሜታቦሊክ ሂደትን በትክክል መቆጣጠር ይችላል፣ በተመሳሳይ ጊዜ ደግሞ ከብክለት ነፃ፣ ደረጃውን የጠበቀ እና ፈጣን የአትክልት ችግኞችን ለማምረት አስተዋፅዖ ያደርጋል፣ እና የችግኝ ዑደትን ያሳጥራል። በደቡብ ቻይና፣ በፕላስቲክ ግሪን ሃውስ ውስጥ የፔፐር እና የቲማቲም ችግኞችን (3-4 እውነተኛ ቅጠሎችን) ለማልማት 60 ቀናት ያህል ይወስዳል፣ እና ለኪያር ችግኞች (3-5 እውነተኛ ቅጠሎች) 35 ቀናት ያህል ይወስዳል። በእፅዋት ፋብሪካ ሁኔታዎች ውስጥ፣ የቲማቲም ችግኞችን ለማልማት 17 ቀናት ብቻ እና ለፔፐር ችግኞች 25 ቀናት በ20 ሰዓታት የፎቶፔሪዮይድ እና 200-300 μmol/(m2•s) ባለው PPF ሁኔታ ውስጥ ይወስዳል። በግሪን ሃውስ ውስጥ ከተለመደው የችግኝ ማልማት ዘዴ ጋር ሲነጻጸር፣ የ LED ተክል ፋብሪካ የችግኝ ማልማት ዘዴን መጠቀም የኪያር የእድገት ዑደትን በ15-30 ቀናት በእጅጉ አሳጥቶታል፣ እና በእያንዳንዱ ተክል ውስጥ የሴት አበባዎች እና ፍራፍሬዎች ቁጥር በቅደም ተከተል በ33.8% እና 37.3% ጨምሯል፣ እና ከፍተኛው ምርት በ71.44% ጨምሯል።

በኢነርጂ አጠቃቀም ቅልጥፍና ረገድ፣ የእፅዋት ፋብሪካዎች የኢነርጂ አጠቃቀም ቅልጥፍና በተመሳሳይ ኬክሮስ ውስጥ ካሉት የቬንሎ አይነት የግሪንሀውስ ቤቶች የበለጠ ነው። ለምሳሌ፣ በስዊድን የእፅዋት ፋብሪካ ውስጥ፣ 1411 MJ 1 ኪ.ግ ደረቅ የሰላጣ ቁስ ማምረት ይጠበቅበታል፣ 1699 MJ ደግሞ በግሪንሀውስ ውስጥ ያስፈልጋል። ሆኖም፣ በኪሎ ግራም የሰላጣ ደረቅ ቁስ የሚፈለገው የኤሌክትሪክ ኃይል ከተሰላ፣ የእፅዋት ፋብሪካው 1 ኪ.ግ ደረቅ የሰላጣ ክብደት ለማምረት 247 kW·h ያስፈልገዋል፣ በስዊድን፣ በኔዘርላንድስ እና በተባበሩት አረብ ኤምሬትስ ውስጥ ያሉት የግሪንሀውስ ቤቶች በቅደም ተከተል 182 kW·h፣ 70 kW·h እና 111 kW·h ያስፈልጋቸዋል።

በተመሳሳይ ጊዜ፣ በፋብሪካው ውስጥ፣ ኮምፒውተሮች፣ አውቶማቲክ መሳሪያዎች፣ አርቲፊሻል ኢንተለጀንስ እና ሌሎች ቴክኖሎጂዎችን መጠቀም ለችግኝ ማልማት ተስማሚ የሆኑ የአካባቢ ሁኔታዎችን በትክክል መቆጣጠር፣ የተፈጥሮ አካባቢ ሁኔታዎችን ገደቦችን ማስወገድ እና ብልህ፣ ሜካናይዝድ እና አመታዊ የተረጋጋ የችግኝ ምርትን እውን ማድረግ ይችላል። በቅርብ ዓመታት ውስጥ፣ በጃፓን፣ ደቡብ ኮሪያ፣ አውሮፓ እና ዩናይትድ ስቴትስ እና ሌሎች አገሮች ውስጥ የቅጠል አትክልቶችን፣ የፍራፍሬ አትክልቶችን እና ሌሎች ኢኮኖሚያዊ ሰብሎችን በንግድ ምርት ውስጥ የእፅዋት ፋብሪካ ችግኞች ጥቅም ላይ ውለዋል። የእፅዋት ፋብሪካዎች ከፍተኛ የመጀመሪያ ኢንቨስትመንት፣ ከፍተኛ የአሠራር ወጪዎች እና ከፍተኛ የስርዓት የኃይል ፍጆታ አሁንም በቻይና የእፅዋት ፋብሪካዎች ውስጥ የችግኝ ማልማት ቴክኖሎጂን ማስተዋወቅን የሚገድቡ ማነቆዎች ናቸው። ስለዚህ፣ ከፍተኛ ምርት እና የኃይል ቁጠባ መስፈርቶችን በብርሃን አስተዳደር ስልቶች፣ የአትክልት እድገት ሞዴሎችን ማቋቋም እና ኢኮኖሚያዊ ጥቅሞችን ለማሻሻል የአውቶሜሽን መሳሪያዎችን ግምት ውስጥ ማስገባት ያስፈልጋል።

በዚህ ጽሑፍ ውስጥ፣ በቅርብ ዓመታት ውስጥ በእፅዋት ፋብሪካዎች ውስጥ የአትክልት ችግኞች የብርሃን ቁጥጥርን በተመለከተ የምርምር አቅጣጫን ከግምት ውስጥ በማስገባት የ LED ብርሃን አካባቢ በእፅዋት ፋብሪካዎች ውስጥ በአትክልት ችግኞች እድገት እና እድገት ላይ የሚያሳድረው ተጽዕኖ ተገምግሟል።

1. የብርሃን አካባቢ በአትክልት ችግኞች እድገትና እድገት ላይ የሚያሳድረው ተጽዕኖ

ብርሃን ለተክሎች እድገትና ልማት አስፈላጊ ከሆኑ የአካባቢ ሁኔታዎች አንዱ እንደመሆኑ መጠን፣ ተክሎች ፎቶሞርፎጄኔሲስን እንዲያከናውኑ የሚያስችል የኃይል ምንጭ ብቻ ሳይሆን የእፅዋት ፎቶሞርፎጄኔሲስን የሚነካ ቁልፍ ምልክትም ነው። ተክሎች በብርሃን ምልክት ስርዓት በኩል የምልክቱን አቅጣጫ፣ ጉልበት እና የብርሃን ጥራት ይገነዘባሉ፣ የራሳቸውን እድገት እና እድገት ይቆጣጠራሉ፣ እና ለብርሃን መኖር ወይም አለመኖር፣ የሞገድ ርዝመት፣ ጥንካሬ እና ቆይታ ምላሽ ይሰጣሉ። በአሁኑ ጊዜ የሚታወቁ የእፅዋት ፎቶሪሴፕተሮች ቢያንስ ሶስት ክፍሎችን ያካትታሉ፡ ቀይ እና ሩቅ ቀይ ብርሃን (FR) የሚያስተውሉ ፊቶክሮሞች (PHYA~PHYE)፣ ሰማያዊ እና አልትራቫዮሌት A የሚገነዘቡ ክሪፕቶክሮሞች (CRY1 እና CRY2) እና አልትራቫዮሌት A የሚገነዘቡት ክሪፕቶክሮሞች (CRY1 እና CRY2)፣ እና አልትራቫዮሌት A የሚገነዘቡት አልትራቫዮሌት-ቢ ተቀባይ UVR8። እነዚህ ፎቶሪሴፕተሮች በተዛማጅ ጂኖች አገላለጽ ውስጥ ይሳተፋሉ እና ይቆጣጠራሉ፣ ከዚያም እንደ የእፅዋት ዘር ማብቀል፣ ፎቶሞርፎጄኔሲስ፣ የአበባ ጊዜ፣ ውህደት እና ሁለተኛ ደረጃ ሜታቦላይቶች ክምችት እና ለባዮቲክ እና አቢዮቲክ ጭንቀቶች መቻቻል ያሉ የህይወት እንቅስቃሴዎችን ይቆጣጠራሉ።

2. የ LED ብርሃን አካባቢ በአትክልት ችግኞች የፎቶሞርፎሎጂካል አመሰራረት ላይ የሚያሳድረው ተጽዕኖ

2.1 የተለያዩ የብርሃን ጥራት በአትክልት ችግኞች ፎቶሞርፎጄኔሲስ ላይ የሚያሳድረው ተጽዕኖ

የቀይ እና ሰማያዊ የስፔክትረም ክልሎች ለእፅዋት ቅጠል ፎቶሲንተሲስ ከፍተኛ የኳንተም ቅልጥፍና አላቸው። ሆኖም፣ ለረጅም ጊዜ የኪያር ቅጠሎች ለንፁህ ቀይ ብርሃን መጋለጥ የፎቶ ሲስተምን ይጎዳል፣ ይህም እንደ የተዳከመ የሆድ ምላሽ፣ የፎቶሲንተቲክ አቅም መቀነስ እና የናይትሮጅን አጠቃቀም ቅልጥፍና እና የእድገት መዘግየት ያሉ “የቀይ ብርሃን ሲንድሮም” ክስተቶችን ያስከትላል። በዝቅተኛ የብርሃን ጥንካሬ (100±5 μmol/(m2•s) ሁኔታ ውስጥ፣ ንፁህ ቀይ ብርሃን የሁለቱንም ወጣት እና የጎለመሱ የኪያር ቅጠሎችን ክሎሮፕላስት ሊጎዳ ይችላል፣ ነገር ግን የተጎዱት ክሎሮፕላስትስ ከንፁህ ቀይ ብርሃን ወደ ቀይ እና ሰማያዊ ብርሃን ከተቀየረ በኋላ ተመልሰዋል (R:B= 7:3)። በተቃራኒው፣ የኪያር ተክሎች ከቀይ-ሰማያዊ ብርሃን አካባቢ ወደ ንፁህ ቀይ ብርሃን አካባቢ ሲቀየሩ፣ የፎቶሲንተቲክ ቅልጥፍናው በከፍተኛ ሁኔታ አልቀነሰም፣ ይህም ከቀይ ብርሃን አካባቢ ጋር መላመድን ያሳያል። “ቀይ ብርሃን ሲንድሮም” ያለባቸው የኪያር ችግኞች የቅጠል መዋቅርን በኤሌክትሮን ማይክሮስኮፕ በመተንተን፣ ሙከራ አድራጊዎቹ በቅጠሎች ውስጥ የክሎሮፕላስት ብዛት፣ የስታርች ቅንጣቶች መጠን እና የግራና ውፍረት ከነጭ ብርሃን ሕክምና ጋር ሲነጻጸር በእጅጉ ያነሰ መሆኑን አረጋግጠዋል። የሰማያዊ ብርሃን ጣልቃ ገብነት የኪያር ክሎሮፕላስትን እጅግ በጣም መዋቅር እና ፎቶሲንተቲክ ባህሪያት ያሻሽላል እና ከመጠን በላይ የሆኑ ንጥረ ነገሮችን ክምችት ያስወግዳል። ከነጭ ብርሃን እና ከቀይ እና ሰማያዊ ብርሃን ጋር ሲነጻጸር፣ ንፁህ ቀይ ብርሃን የቲማቲም ችግኞችን ሃይፖኮቲል ማራዘም እና የኮቲሌደን መስፋፋትን ያበረታታል፣ የእፅዋት ቁመት እና የቅጠል ስፋት በከፍተኛ ሁኔታ ጨምሯል፣ ነገር ግን የፎቶሲንተቲክ አቅም በከፍተኛ ሁኔታ ቀንሷል፣ የሩቢስኮ ይዘት እና የፎቶኬሚካል ቅልጥፍና ቀንሷል፣ እና የሙቀት መሟጠጥ በከፍተኛ ሁኔታ ጨምሯል። የተለያዩ የእፅዋት ዓይነቶች ለተመሳሳይ የብርሃን ጥራት በተለየ መንገድ ምላሽ እንደሚሰጡ ማየት ይቻላል፣ ነገር ግን ከሞኖክሮማቲክ ብርሃን ጋር ሲነፃፀሩ፣ ተክሎች በተደባለቀ ብርሃን አካባቢ ከፍተኛ የፎቶሲንተሲስ ቅልጥፍና እና የበለጠ ጠንካራ እድገት አላቸው።

ተመራማሪዎች የአትክልት ችግኞች የብርሃን ጥራት ጥምረት ማመቻቸት ላይ ብዙ ምርምር አድርገዋል። በተመሳሳይ የብርሃን ጥንካሬ፣ የቀይ ብርሃን ጥምርታ መጨመር፣ የእፅዋት ቁመት እና ትኩስ ክብደት የቲማቲም እና የኪያር ችግኞች በከፍተኛ ሁኔታ ተሻሽለዋል፣ እና ከቀይ እስከ ሰማያዊ 3፡1 ጥምርታ ያለው ህክምና ምርጡን ውጤት አስገኝቷል፤ በተቃራኒው፣ ከፍተኛ የሰማያዊ ብርሃን ጥምርታ አጭር እና የታመቁ የቲማቲም እና የኪያር ችግኞችን እድገት አግዷል፣ ነገር ግን በችግኝ ቡቃያዎች ላይ ደረቅ ቁስ እና ክሎሮፊል ይዘት ጨምሯል። ተመሳሳይ ቅጦች በሌሎች ሰብሎች ውስጥ ይታያሉ፣ ለምሳሌ በርበሬ እና ሐብሐብ። በተጨማሪም፣ ከነጭ ብርሃን፣ ከቀይ እና ሰማያዊ ብርሃን ጋር ሲነፃፀሩ (R:B=3:1) የቅጠል ውፍረት፣ የክሎሮፊል ይዘት፣ የፎቶሲንተቲክ ቅልጥፍና እና የቲማቲም ችግኞች የኤሌክትሮን ዝውውር ቅልጥፍናን በእጅጉ አሻሽለዋል፣ ነገር ግን ከካልቪን ዑደት ጋር የተያያዙ የኢንዛይሞች አገላለጽ ደረጃዎች፣ የቬጀቴሪያን ይዘት እድገት እና የካርቦሃይድሬት ክምችትም በእጅጉ ተሻሽለዋል። የቀይ እና ሰማያዊ ብርሃንን ሁለት ጥምርታዎች (R:B=2:1፣ 4:1) በማነፃፀር፣ ከፍተኛ የሰማያዊ ብርሃን ጥምርታ በዱባ ችግኝ ውስጥ የሴት አበቦች እንዲፈጠሩ እና የሴት አበቦችን የአበባ ጊዜ ለማፋጠን የበለጠ ምቹ ነበር። የተለያዩ የቀይ እና ሰማያዊ ብርሃን ጥምርታዎች በኬል፣ አሩጉላ እና የሰናፍጭ ችግኞች ትኩስ ክብደት ምርት ላይ ምንም አይነት ጉልህ ተጽእኖ ባይኖራቸውም፣ ከፍተኛ የሰማያዊ ብርሃን ጥምርታ (30% ሰማያዊ ብርሃን) የኬል እና የሰናፍጭ ችግኞችን የሃይፖኮቲል ርዝመት እና የኮቲሌደን አካባቢ በእጅጉ ቀንሷል፣ የኮቲሌደን ቀለም እየጠነከረ ሄደ። ስለዚህ፣ ችግኞችን በማምረት ረገድ፣ በሰማያዊ ብርሃን መጠን ላይ ተገቢ የሆነ ጭማሪ የአትክልት ችግኞችን የኖድ ክፍተት እና የቅጠል ቦታ በእጅጉ ሊያሳጥር፣ የችግኝቶችን የጎን ማራዘምን ሊያበረታታ እና የችግኝ ጥንካሬ ኢንዴክስን ሊያሻሽል ይችላል፣ ይህም ጠንካራ ችግኞችን ለማልማት ምቹ ነው። የብርሃን ጥንካሬ ሳይለወጥ በቀረ ሁኔታ፣ በቀይ እና ሰማያዊ ብርሃን ላይ ያለው አረንጓዴ ብርሃን መጨመር የጣፋጭ በርበሬ ችግኞችን ትኩስ ክብደት፣ የቅጠል ቦታ እና የእፅዋት ቁመት በእጅጉ አሻሽሏል። ከባህላዊው ነጭ ፍሎረሰንት መብራት ጋር ሲነጻጸር፣ በቀይ-አረንጓዴ-ሰማያዊ (R3:G2:B5) የብርሃን ሁኔታዎች ስር፣ የ'ኦካጊ ቁጥር 1 ቲማቲም' ችግኞች Y[II]፣ qP እና ETR በከፍተኛ ሁኔታ ተሻሽለዋል። የUV ብርሃን (100 μmol/(m2•s) ሰማያዊ ብርሃን + 7% UV-A) ወደ ንፁህ ሰማያዊ ብርሃን መጨመር የአሩጉላ እና የሰናፍጭ ግንድ የማራዘም ፍጥነትን በእጅጉ ቀንሷል፣ የFR ተጨማሪነት ግን ተቃራኒው ነበር። ይህ ደግሞ ከቀይ እና ሰማያዊ ብርሃን በተጨማሪ ሌሎች የብርሃን ባህሪያት በእፅዋት እድገት እና ልማት ሂደት ውስጥ ትልቅ ሚና እንደሚጫወቱ ያሳያል። አልትራቫዮሌት ብርሃንም ሆነ FR የፎቶሲንተሲስ የኃይል ምንጭ ባይሆኑም፣ ሁለቱም በእፅዋት ፎቶሞርፎጄኔሲስ ውስጥ ይሳተፋሉ። ከፍተኛ ጥንካሬ ያለው የUV ብርሃን ለእፅዋት ዲኤንኤ እና ፕሮቲኖች ወዘተ ጎጂ ነው። ሆኖም፣ የUV ብርሃን የሴሉላር ውጥረት ምላሾችን ያነቃቃል፣ ይህም በእፅዋት እድገት፣ ሞርፎሎጂ እና ልማት ላይ ለውጦች ከአካባቢ ለውጦች ጋር እንዲላመዱ ያደርጋል። ጥናቶች እንደሚያሳዩት ዝቅተኛ የR/FR በእፅዋት ውስጥ የጥላ ማስወገድ ምላሾችን ያስከትላል፣ ይህም በእፅዋት ላይ እንደ ግንድ ማራዘም፣ የቅጠል ማቅለጥ እና ደረቅ ቁስ ምርት መቀነስ ያሉ የሞርፎሎጂ ለውጦችን ያስከትላል። ቀጭን ግንድ ጠንካራ ችግኞችን ለማሳደግ ጥሩ የእድገት ባህሪ አይደለም። ለአጠቃላይ ቅጠላማ እና ፍራፍሬ አትክልት ችግኞች፣ ጠንካራ፣ የታመቁ እና የመለጠጥ ችግኞች በትራንስፖርት እና በተተከሉበት ጊዜ ለችግር የተጋለጡ አይደሉም።

UV-A የኪያር ችግኝ ተክሎችን አጭር እና የበለጠ የታመቀ ሊያደርገው ይችላል፣ እና ከተተከለ በኋላ ያለው ምርት ከቁጥጥር አንፃር በእጅጉ የተለየ አይደለም፤ UV-B ደግሞ የበለጠ ጉልህ የሆነ የመከልከል ውጤት ሲኖረው፣ እና ከተተከለ በኋላ ያለው የምርት ቅነሳ ውጤት ጉልህ አይደለም። ቀደም ሲል የተደረጉ ጥናቶች UV-A የእፅዋትን እድገት እንደሚገታ እና እፅዋትን ትንሽ እንደሚያደርጋቸው ጠቁመዋል። ነገር ግን የ UV-A መኖር የሰብል ባዮማስን ከመጨቆን ይልቅ በእውነቱ እንደሚያበረታታ የሚያሳይ እየጨመረ የመጣ ማስረጃ አለ። ከመሠረታዊ ቀይ እና ነጭ ብርሃን ጋር ሲነጻጸር (R:W=2:3፣ PPFD 250 μmol/(m2·s))፣ በቀይ እና በነጭ ብርሃን ውስጥ ያለው ተጨማሪ ጥንካሬ 10 W/m2 ነው (ወደ 10 μmol/(m2·s))። የኬል UV-A የካይል ችግኞችን ባዮማስ፣ የውስጥ ርዝመት፣ የግንድ ዲያሜትር እና የእፅዋት ሸራ ስፋት በከፍተኛ ሁኔታ ጨምሯል፣ ነገር ግን የ UV ጥንካሬ ከ10 W/m2 ሲበልጥ የማስተዋወቂያ ውጤቱ ተዳክሟል። በየቀኑ ለ2 ሰዓታት የሚቆይ የአልትራቫዮሌት-ኤ ተጨማሪ ምግብ (0.45 J/(m2•s)) የእፅዋትን ቁመት፣ የኮቲሌደን አካባቢን እና የ'ኦክስሄርት' የቲማቲም ችግኞችን ትኩስ ክብደት በከፍተኛ ሁኔታ ሊጨምር ይችላል፣ የቲማቲም ችግኞችን የH2O2 ይዘት ይቀንሳል። የተለያዩ ሰብሎች ለአልትራቫዮሌት ብርሃን በተለየ መንገድ ምላሽ እንደሚሰጡ ማየት ይቻላል፣ ይህም ሰብሎች ለአልትራቫዮሌት ብርሃን ካለው ስሜታዊነት ጋር የተያያዘ ሊሆን ይችላል።

የተተከሉ ችግኞችን ለማልማት፣ የስር ክምችት መትከልን ለማመቻቸት የግንዱ ርዝመት በተገቢው ሁኔታ መጨመር አለበት። የተለያዩ የFR ጥንካሬዎች በቲማቲም፣ በርበሬ፣ በኪያር፣ በቅቤ እና በሐብሐብ ችግኞች እድገት ላይ የተለያዩ ተፅእኖዎች ነበሯቸው። በቀዝቃዛ ነጭ ብርሃን 18.9 μmol/(m2•s) የFR ተጨማሪነት የቲማቲም እና የፔፐር ችግኞችን የሃይፖኮቲል ርዝመት እና የግንድ ዲያሜትር በከፍተኛ ሁኔታ ጨምሯል፤ የ34.1 μmol/(m2•s) የFR መጠን የኪያር፣ የቅቤ እና የሐብሐብ ችግኞችን የሃይፖኮቲል ርዝመት እና የግንድ ዲያሜትር በማሳደግ ላይ በጣም ጥሩ ውጤት አስገኝቷል፤ ከፍተኛ ጥንካሬ FR (53.4 μmol/(m2•s)) በእነዚህ አምስት አትክልቶች ላይ በጣም ጥሩ ውጤት አስገኝቷል። የችግኞቹ የሃይፖኮቲል ርዝመት እና የግንድ ዲያሜትር ከአሁን በኋላ በከፍተኛ ሁኔታ አልጨመሩም፣ እና ወደ ታች አዝማሚያ ማሳየት ጀምረዋል። ​​የፔፐር ችግኞች ትኩስ ክብደት በከፍተኛ ሁኔታ ቀንሷል፣ ይህም የአምስቱ የአትክልት ችግኞች የFR ሙሌት እሴቶች ከ53.4 μmol/(m2•s) በታች መሆናቸውን እና የFR ዋጋ ከFR ዋጋ በእጅጉ ያነሰ መሆኑን ያሳያል። በተለያዩ የአትክልት ችግኞች እድገት ላይ ያለው ተጽእኖም የተለየ ነው።

2.2 የተለያዩ የቀን ብርሃን ኢንተግራሎች በአትክልት ችግኞች ፎቶሞርፎጄኔሲስ ላይ የሚያስከትሉት ተጽእኖ

የቀን ብርሃን ኢንተግራል (DLI) በቀን ውስጥ በእፅዋት ወለል የተቀበሉትን አጠቃላይ የፎቶሲንተቲክ ፎቶኖች መጠን ይወክላል፣ ይህም ከብርሃን ጥንካሬ እና ከብርሃን ጊዜ ጋር የተያያዘ ነው። የስሌቱ ቀመር DLI (mol/m2/ቀን) = የብርሃን ጥንካሬ [μmol/(m2•s)] × ዕለታዊ የብርሃን ጊዜ (h) × 3600 × 10-6 ነው። ዝቅተኛ የብርሃን ጥንካሬ ባለበት አካባቢ፣ ተክሎች የግንድ እና የውስጥ ርዝመትን በማራዘም፣ የእፅዋት ቁመትን፣ የፔቲዮል ርዝመትን እና የቅጠል ስፋትን በመጨመር፣ የቅጠል ውፍረትን እና የተጣራ ፎቶሲንተቲክ ፍጥነትን በመቀነስ ለዝቅተኛ የብርሃን አካባቢ ምላሽ ይሰጣሉ። ከሰናፍጭ በስተቀር የብርሃን ጥንካሬ ሲጨምር፣ በተመሳሳይ የብርሃን ጥራት ስር የአሩጉላ፣ የጎመን እና የጎመን ችግኞች የሃይፖኮቲል ርዝመት እና የግንድ ማራዘሚያ በከፍተኛ ሁኔታ ቀንሷል። የብርሃን በእፅዋት እድገት እና ሞርፎጄኔሲስ ላይ የሚያሳድረው ተጽዕኖ ከብርሃን ጥንካሬ እና ከእፅዋት ዝርያዎች ጋር የተያያዘ መሆኑን ማየት ይቻላል። የDLI (8.64~28.8 mol/m2/ቀን) ጭማሪ ሲደረግ፣ የእፅዋት አይነት የዱባ ችግኝ አጭር፣ ጠንካራ እና የታመቀ ሆነ፣ እና የተወሰነው የቅጠል ክብደት እና የክሎሮፊል ይዘት ቀስ በቀስ ቀንሷል። የዱባ ችግኝ ከተዘራ ከ6-16 ቀናት በኋላ ቅጠሎቹና ሥሮቹ ደርቀዋል። ክብደቱ ቀስ በቀስ ጨምሯል፣ እና የእድገት መጠኑ ቀስ በቀስ ጨምሯል፣ ነገር ግን ከተዘራ ከ16 እስከ 21 ቀናት በኋላ፣ የዱባ ችግኞች የቅጠሎች እና ሥሮች የእድገት መጠን በከፍተኛ ሁኔታ ቀንሷል። የተሻሻለው DLI የዱባ ችግኞችን የተጣራ ፎቶሲንተቲክ መጠን አበረታቷል፣ ነገር ግን ከተወሰነ እሴት በኋላ የተጣራ ፎቶሲንተቲክ መጠን መቀነስ ጀመረ። ስለዚህ፣ ተገቢውን DLI መምረጥ እና በተለያዩ የችግኝ የእድገት ደረጃዎች ላይ የተለያዩ ተጨማሪ የብርሃን ስልቶችን መቀበል የኃይል ፍጆታን ሊቀንስ ይችላል። በዱባ እና በቲማቲም ችግኞች ውስጥ የሚሟሟ ስኳር እና የSOD ኢንዛይም ይዘት በDLI ጥንካሬ መጨመር ጨምሯል። የዲኤልአይ መጠን ከ7.47 mol/m2/ቀን ወደ 11.26 mol/m2/ቀን ሲጨምር፣ በዱባ ችግኝ ውስጥ የሚሟሟ ስኳር እና የSOD ኢንዛይም ይዘት በቅደም ተከተል በ81.03% እና 55.5% ጨምሯል። በተመሳሳይ የዲኤልአይ ሁኔታዎች፣ የብርሃን ጥንካሬ መጨመር እና የብርሃን ጊዜ ማሳጠር፣ የቲማቲም እና የዱባ ችግኞች የPSII እንቅስቃሴ ታግዷል፣ እና ዝቅተኛ የብርሃን ጥንካሬ እና ረጅም ጊዜ የሚቆይ ተጨማሪ የብርሃን ስትራቴጂ መምረጥ የዱባ እና የቲማቲም ችግኞችን ከፍተኛ የችግኝ መረጃ ጠቋሚ እና የፎቶኬሚካላዊ ውጤታማነት ለማልማት የበለጠ ምቹ ነበር።

የተተከሉ ችግኞችን በማምረት ረገድ፣ ዝቅተኛ የብርሃን አካባቢ የተተከሉ ችግኞች ጥራት እንዲቀንስ እና የፈውስ ጊዜ እንዲጨምር ሊያደርግ ይችላል። ተገቢው የብርሃን ጥንካሬ የተተከሉትን የመፈወስ ቦታ የማሰር ችሎታን ከማሻሻል እና የጠንካራ ችግኞችን መረጃ ጠቋሚ ከማሻሻል ባለፈ፣ የሴት አበቦችን የኖድ አቀማመጥ በመቀነስ እና የሴት አበቦችን ቁጥር በመጨመር ጭምር ሊያሳድግ ይችላል። በእፅዋት ፋብሪካዎች ውስጥ፣ በቀን 2.5-7.5 mol/m2 DLI የተተከሉ ችግኞችን የፈውስ ፍላጎቶች ለማሟላት በቂ ነበር። የተተከሉ የቲማቲም ችግኞች የታመቀ እና የቅጠል ውፍረት እየጨመረ በሄደ ቁጥር DLI ጥንካሬ በከፍተኛ ሁኔታ ጨምሯል። ይህ የሚያሳየው የተተከሉ ችግኞች ለመፈወስ ከፍተኛ የብርሃን ጥንካሬ እንደማያስፈልጋቸው ነው። ስለዚህ የኃይል ፍጆታ እና የመትከል አካባቢን ከግምት ውስጥ በማስገባት ተገቢውን የብርሃን ጥንካሬ መምረጥ ኢኮኖሚያዊ ጥቅሞችን ለማሻሻል ይረዳል።

3. የ LED ብርሃን አካባቢ በአትክልት ችግኞች የጭንቀት መቋቋም ላይ የሚያሳድረው ተጽዕኖ

ተክሎች በፎቶሪሴፕተሮች አማካኝነት ውጫዊ የብርሃን ምልክቶችን ይቀበላሉ፣ ይህም በእፅዋት ውስጥ የምልክት ሞለኪውሎች ውህደት እና ክምችት እንዲፈጠር ያደርጋል፣ በዚህም የእፅዋት አካላትን እድገት እና ተግባር ይለውጣል፣ እና በመጨረሻም የእፅዋቱን ለጭንቀት የመቋቋም አቅም ያሻሽላል። የተለያዩ የብርሃን ጥራት ችግኞችን ቀዝቃዛ መቻቻል እና የጨው መቻቻል በማሻሻል ላይ የተወሰነ የማስተዋወቂያ ውጤት አለው። ለምሳሌ፣ የቲማቲም ችግኞች በሌሊት ለ 4 ሰዓታት በብርሃን ሲጨመሩ፣ ያለ ተጨማሪ ብርሃን፣ ነጭ ብርሃን፣ ቀይ ብርሃን፣ ሰማያዊ ብርሃን እና ቀይ እና ሰማያዊ ብርሃን ጋር ሲነፃፀሩ የቲማቲም ችግኞችን የኤሌክትሮላይት ዘልቆ መግባት እና የMDA ይዘት ሊቀንስ እና ቀዝቃዛ መቻቻልን ሊያሻሽል ይችላል። በቲማቲም ችግኞች ውስጥ የ SOD፣ POD እና CAT እንቅስቃሴዎች ከሌሎች ህክምናዎች በእጅጉ ከፍ ያሉ ነበሩ፣ እና ከፍተኛ የፀረ-ኦክሲዳንት አቅም እና ቀዝቃዛ መቻቻል ነበራቸው።

UV-B በአኩሪ አተር ሥር እድገት ላይ የሚያሳድረው ተጽዕኖ በዋናነት የእፅዋትን ውጥረት መቋቋም ለማሻሻል ሲሆን ይህም እንደ ABA፣ SA እና JA ያሉ የሆርሞን ምልክት ሞለኪውሎችን ጨምሮ የስር NO እና ROS ይዘትን በመጨመር እና የ IAA፣ CTK እና GA ይዘትን በመቀነስ የስር እድገትን ይገታል። የ UV-B፣ UVR8 ፎቶሪሴፕተር ፎቶሞርፎጄኔሲስን በመቆጣጠር ላይ ብቻ ሳይሆን በ UV-B ውጥረት ውስጥ ቁልፍ ሚና ይጫወታል። በቲማቲም ችግኞች ውስጥ UVR8 የአንቶኪያኒን ውህደትን እና ክምችትን ያስታግሳል፣ እና በ UV-B የተዋሃዱ የዱር ቲማቲም ችግኞች ከፍተኛ ኃይለኛ UV-B ጭንቀትን የመቋቋም ችሎታቸውን ያሻሽላሉ። ሆኖም ግን፣ UV-B ከአረብዲፖሲስ የሚመጣ የድርቅ ጭንቀት ጋር መላመድ በ UVR8 መንገድ ላይ የተመካ አይደለም፣ ይህም UV-B እንደ ምልክት የሚያስከትል የእፅዋት መከላከያ ዘዴዎች የመስቀል ምላሽ ሆኖ እንደሚሰራ ያሳያል፣ ስለዚህ የተለያዩ ሆርሞኖች የድርቅ ጭንቀትን በመቋቋም የ ROS የመፈወስ ችሎታን ይጨምራሉ።

በFR ምክንያት የሚፈጠረው የእፅዋት ሃይፖኮቲል ወይም ግንድ ማራዘም እና ተክሎች ከቀዝቃዛ ጭንቀት ጋር መላመድ በእፅዋት ሆርሞኖች ቁጥጥር ይደረግባቸዋል። ስለዚህ፣ በFR ምክንያት የሚፈጠረው “ጥላ የማስወገድ ውጤት” ከእፅዋት ቅዝቃዜ ጋር የተያያዘ ነው። ሙከራ አድራጊዎቹ የገብስ ችግኞችን ከበቀሉ ከ18 ቀናት በኋላ በ15°ሴ ለ10 ቀናት ጨምረው ለ5°ሴ + ለ7 ቀናት FRን በማጠናከር አሟልተዋል፣ እና ከነጭ ብርሃን ሕክምና ጋር ሲነጻጸር፣ FR የገብስ ችግኞችን የበረዶ መቋቋም አቅም እንዳሳደገ አረጋግጠዋል። ይህ ሂደት በገብስ ችግኞች ውስጥ የABA እና IAA ይዘት መጨመር አብሮ ይመጣል። በመቀጠልም የ15°ሴ FR ቅድመ-ህክምና የተደረገላቸው የገብስ ችግኞችን ወደ 5°ሴ እና ለ7 ቀናት የቀጠለ የFR ተጨማሪ ምግብ ከላይ ከተጠቀሱት ሁለት ህክምናዎች ጋር ተመሳሳይ ውጤት አስገኝቷል፣ ነገር ግን የABA ምላሽ ቀንሷል። የተለያዩ የR:FR እሴቶች ያላቸው ተክሎች የእፅዋት ጨው መቻቻልን የሚያካትቱትን የፋይቶሆርሞንስ (GA፣ IAA፣ CTK እና ABA) ባዮሲንተሲስን ይቆጣጠራሉ። በጨው ውጥረት ስር፣ ዝቅተኛ የ R:FR የብርሃን አካባቢ የቲማቲም ችግኞችን ፀረ-ኦክሲዳንት እና ፎቶሲንተቲክ አቅም ሊያሻሽል፣ በችግኝቶቹ ውስጥ የ ROS እና MDA ምርትን ሊቀንስ እና የጨው መቻቻልን ሊያሻሽል ይችላል። ሁለቱም የጨው ውጥረት እና ዝቅተኛ የ R:FR እሴት (R:FR=0.8) የክሎሮፊልን ባዮሲንተሲስ አግደዋል፣ ይህም በክሎሮፊል ውህደት መንገድ ውስጥ PBG ወደ UroIII ከመቀየር ጋር የተያያዘ ሊሆን ይችላል፣ ዝቅተኛ የ R:FR አካባቢ ደግሞ የጨው መጠንን ውጤታማ በሆነ መንገድ ሊያቃልል ይችላል። የክሎሮፊል ውህደት ውጥረት የሚያስከትለውን መበላሸት። እነዚህ ውጤቶች በፋይቶክሮሞች እና በጨው መቻቻል መካከል ጉልህ የሆነ ትስስር እንዳለ ያመለክታሉ።

ከብርሃን አካባቢ በተጨማሪ ሌሎች የአካባቢ ሁኔታዎች የአትክልት ችግኞችን እድገትና ጥራት ላይ ተጽዕኖ ያሳድራሉ። ለምሳሌ፣ የCO2 ክምችት መጨመር የብርሃን ሙሌት ከፍተኛውን እሴት Pn (Pnmax) ይጨምራል፣ የብርሃን ማካካሻ ነጥብን ይቀንሳል እና የብርሃን አጠቃቀምን ውጤታማነት ያሻሽላል። የብርሃን ጥንካሬ እና የCO2 ክምችት መጨመር የፎቶሲንተቲክ ቀለሞችን ይዘት፣ የውሃ አጠቃቀም ቅልጥፍናን እና ከካልቪን ዑደት ጋር የተያያዙ የኢንዛይሞችን እንቅስቃሴ ለማሻሻል ይረዳል፣ እና በመጨረሻም ከፍተኛ የፎቶሲንተቲክ ቅልጥፍናን እና የቲማቲም ችግኞችን ባዮማስ ክምችት ለማግኘት ይረዳል። የቲማቲም እና የፔፐር ችግኞች ደረቅ ክብደት እና የታመቀነት መጠን ከDLI ጋር በአዎንታዊ መልኩ የተቆራኙ ነበሩ፣ እና የሙቀት ለውጥ በተመሳሳይ DLI ህክምና ስር ያለውን እድገትም ነክቷል። የ23~25℃ አካባቢ ለቲማቲም ችግኞች እድገት የበለጠ ተስማሚ ነበር። እንደ የሙቀት መጠን እና የብርሃን ሁኔታዎች፣ ተመራማሪዎቹ በባቴ ስርጭት ሞዴል ላይ በመመስረት የበርበሬ አንጻራዊ የእድገት መጠን ለመተንበይ ዘዴ ፈጥረዋል፣ ይህም የፔፐር የተከተፈ ችግኝ ምርት የአካባቢ ቁጥጥር ሳይንሳዊ መመሪያ ይሰጣል።

ስለዚህ፣ በምርት ወቅት የብርሃን መቆጣጠሪያ እቅድ ሲነድፉ፣ የብርሃን አካባቢ ምክንያቶች እና የእፅዋት ዝርያዎች ብቻ ሳይሆኑ እንደ የችግኝ አመጋገብ እና የውሃ አያያዝ፣ የጋዝ አካባቢ፣ የሙቀት መጠን እና የችግኝ እድገት ደረጃ ያሉ የእርሻ እና የአስተዳደር ምክንያቶችም ግምት ውስጥ መግባት አለባቸው።

4. ችግሮች እና አመለካከቶች

በመጀመሪያ፣ የአትክልት ችግኞች የብርሃን ቁጥጥር የተራቀቀ ሂደት ሲሆን የተለያዩ የብርሃን ሁኔታዎች በተለያዩ የአትክልት ችግኞች ላይ የሚያሳድሩት ተጽዕኖ በዝርዝር መተንተን አለበት። ይህ ማለት ከፍተኛ ብቃት እና ከፍተኛ ጥራት ያለው የችግኝ ምርት ግብ ለማሳካት የበሰለ የቴክኒክ ስርዓት ለመመስረት ቀጣይነት ያለው ፍለጋ ያስፈልጋል ማለት ነው።

በሁለተኛ ደረጃ፣ የ LED መብራት ምንጭ የኃይል አጠቃቀም መጠን በአንጻራዊ ሁኔታ ከፍተኛ ቢሆንም፣ ለፋብሪካ መብራት የኃይል ፍጆታ ዋናው የኃይል ፍጆታ አርቲፊሻል ብርሃንን በመጠቀም ችግኞችን ለማልማት ነው። የእፅዋት ፋብሪካዎች ከፍተኛ የኃይል ፍጆታ አሁንም የእፅዋት ፋብሪካዎችን ልማት የሚገድብ ማነቆ ነው።

በመጨረሻም፣ በግብርና ውስጥ የእፅዋት መብራት በስፋት ጥቅም ላይ ሲውል፣ የ LED ተክል መብራቶች ዋጋ ወደፊት በእጅጉ እንደሚቀንስ ይጠበቃል፤ በተቃራኒው፣ በተለይም ከወረርሽኙ በኋላ ባለው ዘመን የሰው ኃይል ወጪ መጨመር፣ የሰው ኃይል እጥረት የምርት ሜካናይዜሽን እና አውቶሜሽን ሂደትን እንደሚያበረታታ ይጠበቃል። ወደፊት፣ አርቲፊሻል ኢንተለጀንስ ላይ የተመሰረቱ የቁጥጥር ሞዴሎች እና ብልህ የማምረቻ መሳሪያዎች ለአትክልት ችግኝ ምርት ዋና ቴክኖሎጂዎች አንዱ ይሆናሉ፣ እና የእፅዋት ፋብሪካ የችግኝ ቴክኖሎጂ እድገትን ማበረታታታቸውን ይቀጥላሉ።

ደራሲያን: Jiehui Tan, Houcheng Liu
የጽሑፍ ምንጭ፡- የግብርና ምህንድስና ቴክኖሎጂ የዌቻት ዘገባ (የግሪን ሃውስ ሆርቲካልቸር)