Potrebujú rastliny ryže pestovateľské svetlá? Ktoré svetelné spektrum je najúčinnejšie?
Ryža je jednou z najdôležitejších potravinárskych plodín v mojej krajine a jej stabilná produkcia je rozhodujúca pre národnú potravinovú bezpečnosť. V súčasnosti zrýchľujúca sa globálna zmena klímy a časté extrémne výkyvy počasia vážne ohrozujú produkciu ryže. Na vyriešenie tohto problému je nevyhnutné urýchliť proces šľachtenia ryže a pestovať nové odrody s vysokou-kvalitnosťou, vysokým{3}}výnosom a multi{4}}odolnosťou, aby sa splnili potreby budúceho rastu populácie. Poľnohospodárska technológia s riadeným prostredím, charakterizovaná precíznou reguláciou svetla a teploty, poskytuje novú cestu pre pestovanie plodín. LED svetelné zdroje vďaka svojmu nastaviteľnému spektru, energetickej účinnosti a ďalším charakteristikám vykazujú veľký aplikačný potenciál v závodoch. Využitím prostredia s umelým osvetlením LED na šľachtenie ryže sa dá účinne vyhnúť neistotám prirodzeného podnebia, čo umožní nepretržitú celoročnú-kultiváciu a niekoľko generácií šľachtenia ročne, čím sa výrazne skráti cyklus šľachtenia a zlepší sa genetický zisk a efektívnosť šľachtenia.
Základné otázky sú: Je potrebné dodatočné osvetlenie pri prirodzenom slnečnom svetle? Aké svetelné spektrum je najvhodnejšie?
Kvalita svetla je kľúčovým environmentálnym faktorom regulujúcim rast a vývoj rastlín. Rôzne pomery kvality svetla môžu špecificky ovplyvniť morfogenézu plodín a fyziologický metabolizmus, pričom podporujú vegetatívny aj reprodukčný rast. V prípade okrasných rastlín štúdie ukázali, že modré svetlo LED je najpriaznivejšie pre rast rastlín taro a akumuláciu antokyanov, zatiaľ čo červené -modré{3}}biele-zelené zložené svetlo (1:1:1:1) môže výrazne zvýšiť plochu listov a obsah antokyanov v listoch. V tkanivovej kultúre Dendrobium môžu špecifické kombinácie červeného-modrého{11}}zeleného svetla účinne podporiť proliferáciu a zakorenenie klonálnych sadeníc a zvýšiť podiel primárnych sadeníc. Výskum na tkanivovej kultúre Anthurium potvrdzuje, že dopyt po kvalite svetla je špecifický pre štádium{13}}: červené svetlo je najvhodnejšie na indukciu kalusu, pomer červenej-modrej 3:1 je prospešný pre kultúru proliferácie a pomer červenej-modrej 4:1 je vhodnejší na diferenciáciu púčikov a rast semenáčikov. U trávnatých plodín je významný aj efekt kvality svetla. Modré svetlo môže podporovať vývoj koreňov jačmeňa a akumuláciu biomasy, zatiaľ čo červené-modré svetlo môže vyvážiť nárast biomasy a vyvážený rast rastlín.
U sadeníc ryže môže červené svetlo podporovať expanziu listov a akumuláciu sušiny, zatiaľ čo modré svetlo pomáha zväčšiť šírku stonky a index vitality sadeníc. V porovnaní s prirodzeným slnečným žiarením pomery svetelného spektra LED v továrni na rastliny vykazovali významné účinky na podporu rastu-v základnej nutričnej fáze aj vo fotoperióde-senzitívnej fázy ryže. Medzi rôznymi úpravami pomeru svetelného spektra existovali významné rozdiely. Vysoké pomery červeného svetla pri podpore výšky rastlín a dĺžky listov tiež zvýšili riziko poliehania; vysoký pomer modrého svetla výrazne inhiboval vegetatívny rast, ako je výška rastlín a odnožovanie. Okrem toho štúdia identifikovala kombináciu liečby svetelným spektrom, ktorá viedla k najväčšiemu skráteniu obdobia rastu. Analýza hlavných zložiek však ukázala, že táto kombinácia dosiahla najvyššie celkové skóre výnosu v odrodách ryže japonica aj indica, pričom sa súčasne skrátilo celé obdobie rastu ryže pri dosiahnutí synergického zlepšenia výnosu. Vzhľadom na faktory, ako je použiteľnosť odrody, obdobie rastu, výnos semien a úroveň spotreby energie, pomer svetelného spektra môže slúžiť ako všeobecné riešenie svetelného prostredia pre rýchle pestovanie ryže v továrňach na výrobu LED.
