Ar ryžių augalams reikia šviesos? Kuris šviesos spektras yra efektyviausias?
Ryžiai yra viena iš svarbiausių maistinių kultūrų mano šalyje, o stabili jų gamyba yra labai svarbi nacionaliniam aprūpinimui maistu. Šiuo metu spartėjanti pasaulinė klimato kaita ir dažni ekstremalūs oro reiškiniai kelia rimtą pavojų ryžių gamybai. Norint išspręsti šį iššūkį, būtina paspartinti ryžių auginimo procesą ir auginti daugiau aukštos-kokybės, derliaus{3}} ir daugeliui-atsparių naujų veislių, kad būtų patenkinti ateities populiacijos augimo poreikiai. Kontroliuojamos aplinkos žemdirbystės technologija, pasižyminti tikslia šviesos ir temperatūros kontrole, suteikia naują kelią pasėlių veisimui. LED šviesos šaltiniai dėl reguliuojamo spektro, energijos vartojimo efektyvumo ir kitų savybių turi didelį pritaikymo potencialą augalų gamyklose. Naudojant LED dirbtinės šviesos aplinką ryžių veisimui, galima veiksmingai išvengti natūralaus klimato neapibrėžtumo, leidžiant nepertraukiamai auginti-ištisus metus ir veisti kelias kartas per metus, taip žymiai sutrumpinant veisimo ciklą ir pagerinant genetinį pelną bei veisimo efektyvumą.
Pagrindiniai klausimai yra šie: ar reikia papildomo apšvietimo esant natūraliai saulės šviesai? Kuris šviesos spektras tinkamiausias?
Šviesos kokybė yra pagrindinis aplinkos veiksnys, reguliuojantis augalų augimą ir vystymąsi. Skirtingi šviesos kokybės santykiai gali konkrečiai paveikti pasėlių morfogenezę ir fiziologinį metabolizmą, skatindami tiek vegetatyvinį, tiek reprodukcinį augimą. Dekoratyvinių augalų tyrimai parodė, kad mėlyna LED šviesa yra naudingiausia taro augalų augimui ir antocianino kaupimuisi, o raudona -mėlyna-balta-žalia kompozicinė šviesa (1:1:1:1) gali žymiai padidinti lapų plotą ir antocianino kiekį lapuose. Dendrobio audinių kultūroje specifiniai raudonos{10}}mėlynos-žalios šviesos deriniai gali veiksmingai skatinti kloninių sodinukų dauginimąsi ir įsišaknijimą bei padidinti pirminių sodinukų dalį. Anthurium audinių kultūros tyrimai patvirtina, kad šviesos kokybės poreikis priklauso nuo stadijos: raudona šviesa labiausiai tinka kalio indukcijai, raudonos{14}}mėlynos spalvos santykis 3:1 yra naudingas proliferacijos kultūrai, o raudonos{17}}mėlynos spalvos santykis 4:1 labiau tinka pumpurų diferenciacijai ir sodinukų augimui. Sėkliniuose augaluose šviesos kokybės poveikis taip pat yra reikšmingas. Mėlyna šviesa gali skatinti miežių šaknų vystymąsi ir biomasės kaupimąsi, o raudona{22}}mėlyna šviesa gali subalansuoti biomasės padidėjimą ir subalansuotą augalų augimą.
Ryžių sodinukuose raudona šviesa gali skatinti lapų išsiplėtimą ir sausųjų medžiagų kaupimąsi, o mėlyna šviesa padeda padidinti stiebo pagrindo plotį ir daigų gyvybingumo indeksą. Palyginti su natūralia saulės šviesa, LED šviesos spektro santykis augalų gamykloje parodė reikšmingą augimą skatinantį poveikį tiek pagrindinio maitinimosi, tiek fotoperiodo -jautrioje ryžių stadijoje. Tarp skirtingų šviesos spektro santykio gydymo būdų buvo reikšmingų skirtumų. Didelis raudonos šviesos santykis, padidindamas augalų aukštį ir lapų ilgį, taip pat padidino išgulimo riziką; didelis mėlynos šviesos santykis žymiai slopino vegetatyvinį augimą, pvz., augalų aukštį ir dygimą. Be to, tyrime nustatytas šviesos spektro gydymo derinys, dėl kurio augimo laikotarpis buvo didžiausias. Tačiau pagrindinių komponentų analizė parodė, kad šis derinys pasiekė aukščiausią bendrą derliaus balą ir japonica, ir indica ryžių veislėse, tuo pačiu sutrumpindamas visą ryžių augimo laikotarpį ir kartu pagerindamas derlių. Atsižvelgiant į tokius veiksnius kaip veislės pritaikymas, augimo laikotarpis, sėklų derlius ir energijos suvartojimo lygis, šviesos spektro santykis gali būti bendras šviesos aplinkos sprendimas greitam ryžių veisimui LED augalų gamyklose.
