సారాంశం: కూరగాయల ఉత్పత్తిలో కూరగాయల మొలకలు మొదటి అడుగు, మరియు నాటిన తర్వాత కూరగాయల దిగుబడి మరియు నాణ్యతకు మొలకల నాణ్యత చాలా ముఖ్యమైనది. కూరగాయల పరిశ్రమలో శ్రమ విభజన నిరంతరం మెరుగుపడటంతో, కూరగాయల మొలకల క్రమంగా స్వతంత్ర పారిశ్రామిక గొలుసును ఏర్పరుచుకుని కూరగాయల ఉత్పత్తికి ఉపయోగపడుతున్నాయి. చెడు వాతావరణం వల్ల ప్రభావితమైన సాంప్రదాయ మొలకల పద్ధతులు అనివార్యంగా మొలకల నెమ్మదిగా పెరుగుదల, కాళ్ళ పెరుగుదల మరియు తెగుళ్ళు మరియు వ్యాధులు వంటి అనేక సవాళ్లను ఎదుర్కొంటాయి. కాళ్ళ మొలకలని ఎదుర్కోవడానికి, చాలా మంది వాణిజ్య సాగుదారులు వృద్ధి నియంత్రకాలను ఉపయోగిస్తారు. అయితే, పెరుగుదల నియంత్రకాల వాడకంతో మొలకల దృఢత్వం, ఆహార భద్రత మరియు పర్యావరణ కాలుష్యం వంటి ప్రమాదాలు ఉన్నాయి. రసాయన నియంత్రణ పద్ధతులతో పాటు, యాంత్రిక ఉద్దీపన, ఉష్ణోగ్రత మరియు నీటి నియంత్రణ కూడా మొలకల కాళ్ళ పెరుగుదలను నివారించడంలో పాత్ర పోషిస్తున్నప్పటికీ, అవి కొంచెం తక్కువ సౌకర్యవంతంగా మరియు ప్రభావవంతంగా ఉంటాయి. ప్రపంచవ్యాప్త కొత్త కోవిడ్-19 మహమ్మారి ప్రభావంతో, కార్మికుల కొరత మరియు మొలకల పరిశ్రమలో పెరుగుతున్న కార్మిక వ్యయాల వల్ల కలిగే ఉత్పత్తి నిర్వహణ ఇబ్బందుల సమస్యలు మరింత ప్రముఖంగా మారాయి.

లైటింగ్ టెక్నాలజీ అభివృద్ధితో, కూరగాయల మొలకల పెంపకానికి కృత్రిమ కాంతిని ఉపయోగించడం వల్ల అధిక మొలకల సామర్థ్యం, ​​తక్కువ తెగుళ్ళు మరియు వ్యాధులు మరియు సులభమైన ప్రామాణీకరణ వంటి ప్రయోజనాలు ఉన్నాయి. సాంప్రదాయ కాంతి వనరులతో పోలిస్తే, కొత్త తరం LED కాంతి వనరులు శక్తి ఆదా, అధిక సామర్థ్యం, ​​దీర్ఘాయువు, పర్యావరణ పరిరక్షణ మరియు మన్నిక, చిన్న పరిమాణం, తక్కువ ఉష్ణ వికిరణం మరియు చిన్న తరంగదైర్ఘ్య వ్యాప్తి వంటి లక్షణాలను కలిగి ఉన్నాయి. ఇది మొక్కల కర్మాగారాల వాతావరణంలో మొలకల పెరుగుదల మరియు అభివృద్ధి అవసరాలకు అనుగుణంగా తగిన స్పెక్ట్రమ్‌ను రూపొందించగలదు మరియు మొలకల శారీరక మరియు జీవక్రియ ప్రక్రియను ఖచ్చితంగా నియంత్రించగలదు, అదే సమయంలో, కాలుష్య రహిత, ప్రామాణికమైన మరియు కూరగాయల మొలకల వేగవంతమైన ఉత్పత్తికి దోహదం చేస్తుంది మరియు మొలకల చక్రాన్ని తగ్గిస్తుంది. దక్షిణ చైనాలో, ప్లాస్టిక్ గ్రీన్‌హౌస్‌లలో మిరియాలు మరియు టమోటా మొలకల (3-4 నిజమైన ఆకులు) పండించడానికి దాదాపు 60 రోజులు పడుతుంది మరియు దోసకాయ మొలకల (3-5 నిజమైన ఆకులు) కోసం దాదాపు 35 రోజులు పడుతుంది. ప్లాంట్ ఫ్యాక్టరీ పరిస్థితులలో, 20 గంటల ఫోటోపీరియడ్ మరియు 200-300 μmol/(m2•s) PPF పరిస్థితులలో టమోటా మొలకల సాగుకు 17 రోజులు మరియు మిరియాల మొలకల సాగుకు 25 రోజులు మాత్రమే పడుతుంది. గ్రీన్‌హౌస్‌లో సాంప్రదాయ విత్తనాల సాగు పద్ధతితో పోలిస్తే, LED ప్లాంట్ ఫ్యాక్టరీ విత్తనాల సాగు పద్ధతిని ఉపయోగించడం వల్ల దోసకాయ పెరుగుదల చక్రం 15-30 రోజులు గణనీయంగా తగ్గింది మరియు మొక్కకు ఆడ పువ్వులు మరియు పండ్ల సంఖ్య వరుసగా 33.8% మరియు 37.3% పెరిగింది మరియు అత్యధిక దిగుబడి 71.44% పెరిగింది.

శక్తి వినియోగ సామర్థ్యం పరంగా, ప్లాంట్ ఫ్యాక్టరీల శక్తి వినియోగ సామర్థ్యం అదే అక్షాంశంలో వెన్లో-రకం గ్రీన్‌హౌస్‌ల కంటే ఎక్కువగా ఉంటుంది. ఉదాహరణకు, స్వీడిష్ ప్లాంట్ ఫ్యాక్టరీలో, 1 కిలోల లెట్యూస్ పొడి పదార్థాన్ని ఉత్పత్తి చేయడానికి 1411 MJ అవసరం అయితే, గ్రీన్‌హౌస్‌లో 1699 MJ అవసరం. అయితే, కిలోగ్రాము లెట్యూస్ పొడి పదార్థానికి అవసరమైన విద్యుత్తును లెక్కించినట్లయితే, ప్లాంట్ ఫ్యాక్టరీకి 1 కిలోల పొడి బరువు లెట్యూస్ ఉత్పత్తి చేయడానికి 247 kW·h అవసరం మరియు స్వీడన్, నెదర్లాండ్స్ మరియు యునైటెడ్ అరబ్ ఎమిరేట్స్‌లోని గ్రీన్‌హౌస్‌లకు వరుసగా 182 kW·h, 70 kW·h మరియు 111 kW·h అవసరం.

అదే సమయంలో, ప్లాంట్ ఫ్యాక్టరీలో, కంప్యూటర్లు, ఆటోమేటిక్ పరికరాలు, కృత్రిమ మేధస్సు మరియు ఇతర సాంకేతిక పరిజ్ఞానాల వాడకం మొలకల పెంపకానికి అనువైన పర్యావరణ పరిస్థితులను ఖచ్చితంగా నియంత్రించగలదు, సహజ పర్యావరణ పరిస్థితుల పరిమితులను వదిలించుకోగలదు మరియు మొలకల ఉత్పత్తి యొక్క తెలివైన, యాంత్రిక మరియు వార్షిక స్థిరమైన ఉత్పత్తిని గ్రహించగలదు. ఇటీవలి సంవత్సరాలలో, జపాన్, దక్షిణ కొరియా, యూరప్ మరియు యునైటెడ్ స్టేట్స్ మరియు ఇతర దేశాలలో ఆకు కూరలు, పండ్ల కూరగాయలు మరియు ఇతర ఆర్థిక పంటల వాణిజ్య ఉత్పత్తిలో మొక్కల ఫ్యాక్టరీ మొలకలని ఉపయోగిస్తున్నారు. మొక్కల కర్మాగారాల యొక్క అధిక ప్రారంభ పెట్టుబడి, అధిక నిర్వహణ ఖర్చులు మరియు భారీ వ్యవస్థ శక్తి వినియోగం ఇప్పటికీ చైనీస్ మొక్కల కర్మాగారాలలో మొలకల సాగు సాంకేతికతను ప్రోత్సహించడాన్ని పరిమితం చేసే అడ్డంకులు. అందువల్ల, ఆర్థిక ప్రయోజనాలను మెరుగుపరచడానికి కాంతి నిర్వహణ వ్యూహాలు, కూరగాయల పెరుగుదల నమూనాల ఏర్పాటు మరియు ఆటోమేషన్ పరికరాల పరంగా అధిక దిగుబడి మరియు శక్తి పొదుపు అవసరాలను పరిగణనలోకి తీసుకోవడం అవసరం.

ఈ వ్యాసంలో, ఇటీవలి సంవత్సరాలలో మొక్కల కర్మాగారాలలో కూరగాయల మొలకల పెరుగుదల మరియు అభివృద్ధిపై LED కాంతి వాతావరణం యొక్క ప్రభావాన్ని సమీక్షించారు, మొక్కల కర్మాగారాలలో కూరగాయల మొలకల కాంతి నియంత్రణ పరిశోధన దిశ యొక్క దృక్పథంతో.

1. కూరగాయల మొలకల పెరుగుదల మరియు అభివృద్ధిపై తేలికపాటి వాతావరణం యొక్క ప్రభావాలు

మొక్కల పెరుగుదల మరియు అభివృద్ధికి అవసరమైన పర్యావరణ కారకాల్లో ఒకటిగా, కాంతి మొక్కలు కిరణజన్య సంయోగక్రియను నిర్వహించడానికి ఒక శక్తి వనరు మాత్రమే కాదు, మొక్కల ఫోటోమోర్ఫోజెనిసిస్‌ను ప్రభావితం చేసే కీలక సంకేతం కూడా. మొక్కలు కాంతి సిగ్నల్ వ్యవస్థ ద్వారా సిగ్నల్ యొక్క దిశ, శక్తి మరియు కాంతి నాణ్యతను గ్రహిస్తాయి, వాటి స్వంత పెరుగుదల మరియు అభివృద్ధిని నియంత్రిస్తాయి మరియు కాంతి ఉనికి లేదా లేకపోవడం, తరంగదైర్ఘ్యం, తీవ్రత మరియు వ్యవధికి ప్రతిస్పందిస్తాయి. ప్రస్తుతం తెలిసిన మొక్కల ఫోటోరిసెప్టర్లలో కనీసం మూడు తరగతులు ఉన్నాయి: ఎరుపు మరియు దూర-ఎరుపు కాంతిని గ్రహించే ఫైటోక్రోమ్‌లు (PHYA~PHYE), నీలం మరియు అతినీలలోహిత Aని గ్రహించే క్రిప్టోక్రోమ్‌లు (CRY1 మరియు CRY2), మరియు మూలకాలు (Phot1 మరియు Phot2), UV-Bని గ్రహించే UV-B గ్రాహక UVR8. ఈ ఫోటోరిసెప్టర్లు సంబంధిత జన్యువుల వ్యక్తీకరణలో పాల్గొంటాయి మరియు నియంత్రిస్తాయి మరియు తరువాత మొక్కల విత్తనాల అంకురోత్పత్తి, ఫోటోమోర్ఫోజెనిసిస్, పుష్పించే సమయం, ద్వితీయ జీవక్రియల సంశ్లేషణ మరియు చేరడం మరియు బయోటిక్ మరియు అబియోటిక్ ఒత్తిళ్లకు సహనం వంటి జీవిత కార్యకలాపాలను నియంత్రిస్తాయి.

2. కూరగాయల మొలకల ఫోటోమోర్ఫోలాజికల్ స్థాపనపై LED కాంతి వాతావరణం ప్రభావం

2.1 కూరగాయల మొలకల ఫోటోమోర్ఫోజెనిసిస్‌పై విభిన్న కాంతి నాణ్యత ప్రభావాలు

వర్ణపటంలోని ఎరుపు మరియు నీలం ప్రాంతాలు మొక్కల ఆకు కిరణజన్య సంయోగక్రియకు అధిక క్వాంటం సామర్థ్యాలను కలిగి ఉంటాయి. అయితే, దోసకాయ ఆకులను స్వచ్ఛమైన ఎరుపు కాంతికి ఎక్కువ కాలం బహిర్గతం చేయడం వల్ల ఫోటోసిస్టమ్ దెబ్బతింటుంది, ఫలితంగా "ఎరుపు కాంతి సిండ్రోమ్" దృగ్విషయం ఏర్పడుతుంది, అంటే కుంగిపోయిన స్టోమాటల్ ప్రతిస్పందన, కిరణజన్య సంయోగక్రియ సామర్థ్యం తగ్గడం మరియు నత్రజని వినియోగ సామర్థ్యం తగ్గడం మరియు పెరుగుదల మందగించడం. తక్కువ కాంతి తీవ్రత (100±5 μmol/(m2•s)) ఉన్న పరిస్థితిలో, స్వచ్ఛమైన ఎరుపు కాంతి దోసకాయ యొక్క చిన్న మరియు పరిణతి చెందిన ఆకుల క్లోరోప్లాస్ట్‌లను దెబ్బతీస్తుంది, కానీ దెబ్బతిన్న క్లోరోప్లాస్ట్‌లను స్వచ్ఛమైన ఎరుపు కాంతి నుండి ఎరుపు మరియు నీలం కాంతికి మార్చిన తర్వాత తిరిగి పొందారు (R:B= 7:3). దీనికి విరుద్ధంగా, దోసకాయ మొక్కలు ఎరుపు-నీలం కాంతి వాతావరణం నుండి స్వచ్ఛమైన ఎరుపు కాంతి వాతావరణానికి మారినప్పుడు, కిరణజన్య సంయోగక్రియ సామర్థ్యం గణనీయంగా తగ్గలేదు, ఇది ఎరుపు కాంతి వాతావరణానికి అనుకూలతను చూపుతుంది. "రెడ్ లైట్ సిండ్రోమ్" ఉన్న దోసకాయ మొలకల ఆకు నిర్మాణం యొక్క ఎలక్ట్రాన్ మైక్రోస్కోప్ విశ్లేషణ ద్వారా, స్వచ్ఛమైన ఎరుపు కాంతి కింద ఆకులలో క్లోరోప్లాస్ట్‌ల సంఖ్య, స్టార్చ్ కణికల పరిమాణం మరియు గ్రానా మందం తెల్లని కాంతి చికిత్సలో ఉన్న వాటి కంటే గణనీయంగా తక్కువగా ఉన్నాయని ప్రయోగాత్మకులు కనుగొన్నారు. నీలి కాంతి జోక్యం దోసకాయ క్లోరోప్లాస్ట్‌ల యొక్క అల్ట్రాస్ట్రక్చర్ మరియు కిరణజన్య సంయోగక్రియ లక్షణాలను మెరుగుపరుస్తుంది మరియు పోషకాల అధిక సంచితాన్ని తొలగిస్తుంది. తెల్లని కాంతి మరియు ఎరుపు మరియు నీలం కాంతితో పోలిస్తే, స్వచ్ఛమైన ఎరుపు కాంతి టమోటా మొలకల హైపోకోటైల్ పొడుగు మరియు కోటిలిడాన్ విస్తరణను ప్రోత్సహించింది, మొక్కల ఎత్తు మరియు ఆకు వైశాల్యాన్ని గణనీయంగా పెంచింది, కానీ కిరణజన్య సంయోగక్రియ సామర్థ్యం గణనీయంగా తగ్గింది, రూబిస్కో కంటెంట్ మరియు ఫోటోకెమికల్ సామర్థ్యాన్ని తగ్గించింది మరియు వేడి వెదజల్లడం గణనీయంగా పెరిగింది. వివిధ రకాల మొక్కలు ఒకే కాంతి నాణ్యతకు భిన్నంగా స్పందిస్తాయని చూడవచ్చు, కానీ ఏకవర్ణ కాంతితో పోలిస్తే, మొక్కలు మిశ్రమ కాంతి వాతావరణంలో అధిక కిరణజన్య సంయోగక్రియ సామర్థ్యాన్ని మరియు మరింత శక్తివంతమైన పెరుగుదలను కలిగి ఉంటాయి.

కూరగాయల మొలకల కాంతి నాణ్యత కలయిక యొక్క ఆప్టిమైజేషన్‌పై పరిశోధకులు చాలా పరిశోధనలు చేశారు. అదే కాంతి తీవ్రతతో, ఎరుపు కాంతి నిష్పత్తి పెరుగుదలతో, టమోటా మరియు దోసకాయ మొలకల మొక్కల ఎత్తు మరియు తాజా బరువు గణనీయంగా మెరుగుపడింది మరియు ఎరుపు నుండి నీలం 3:1 నిష్పత్తితో చికిత్స ఉత్తమ ప్రభావాన్ని చూపింది; దీనికి విరుద్ధంగా, నీలి కాంతి యొక్క అధిక నిష్పత్తి టమోటా మరియు దోసకాయ మొలకల పెరుగుదలను నిరోధించింది, ఇవి పొట్టిగా మరియు కాంపాక్ట్‌గా ఉన్నాయి, కానీ మొలకల రెమ్మలలో పొడి పదార్థం మరియు క్లోరోఫిల్ కంటెంట్‌ను పెంచాయి. మిరియాలు మరియు పుచ్చకాయలు వంటి ఇతర పంటలలో ఇలాంటి నమూనాలు గమనించబడ్డాయి. అదనంగా, తెల్లని కాంతితో పోలిస్తే, ఎరుపు మరియు నీలం కాంతి (R:B=3:1) టమోటా మొలకల ఆకు మందం, క్లోరోఫిల్ కంటెంట్, కిరణజన్య సంయోగక్రియ సామర్థ్యం మరియు ఎలక్ట్రాన్ బదిలీ సామర్థ్యాన్ని గణనీయంగా మెరుగుపరచడమే కాకుండా, కాల్విన్ చక్రం, పెరుగుదల శాఖాహారం కంటెంట్ మరియు కార్బోహైడ్రేట్ చేరడం వంటి ఎంజైమ్‌ల వ్యక్తీకరణ స్థాయిలు కూడా గణనీయంగా మెరుగుపడ్డాయి. ఎరుపు మరియు నీలం కాంతి (R:B=2:1, 4:1) అనే రెండు నిష్పత్తులను పోల్చి చూస్తే, నీలి కాంతి యొక్క అధిక నిష్పత్తి దోసకాయ మొలకలలో ఆడ పువ్వులు ఏర్పడటానికి ప్రేరేపించడానికి మరియు ఆడ పువ్వులు పుష్పించే సమయాన్ని వేగవంతం చేయడానికి మరింత అనుకూలంగా ఉంటుంది. ఎరుపు మరియు నీలం కాంతి యొక్క విభిన్న నిష్పత్తులు కాలే, అరుగూలా మరియు ఆవాలు మొలకల తాజా బరువు దిగుబడిపై గణనీయమైన ప్రభావాన్ని చూపకపోయినా, నీలి కాంతి యొక్క అధిక నిష్పత్తి (30% నీలి కాంతి) కాలే మరియు ఆవాలు మొలకల హైపోకోటైల్ పొడవు మరియు కోటిలిడాన్ ప్రాంతాన్ని గణనీయంగా తగ్గించింది, అయితే కోటిలిడాన్ రంగు మరింత లోతుగా మారింది. అందువల్ల, మొలకల ఉత్పత్తిలో, నీలి కాంతి నిష్పత్తిలో తగిన పెరుగుదల కూరగాయల మొలకల నోడ్ అంతరం మరియు ఆకు విస్తీర్ణాన్ని గణనీయంగా తగ్గిస్తుంది, మొలకల పార్శ్వ విస్తరణను ప్రోత్సహిస్తుంది మరియు మొలకల బలం సూచికను మెరుగుపరుస్తుంది, ఇది బలమైన మొలకల పెంపకానికి అనుకూలంగా ఉంటుంది. కాంతి తీవ్రత మారకుండా ఉన్న పరిస్థితిలో, ఎరుపు మరియు నీలం కాంతిలో ఆకుపచ్చ కాంతి పెరుగుదల తీపి మిరపకాయ మొలకల తాజా బరువు, ఆకు ప్రాంతం మరియు మొక్కల ఎత్తును గణనీయంగా మెరుగుపరిచింది. సాంప్రదాయ తెల్లని ఫ్లోరోసెంట్ దీపంతో పోలిస్తే, ఎరుపు-ఆకుపచ్చ-నీలం (R3:G2:B5) కాంతి పరిస్థితులలో, 'ఒకాగి నం. 1 టమోటా' మొలకల Y[II], qP మరియు ETR గణనీయంగా మెరుగుపడ్డాయి. స్వచ్ఛమైన నీలి కాంతికి UV కాంతి (100 μmol/(m2•s) నీలి కాంతి + 7% UV-A) ని జోడించడం వల్ల అరుగూలా మరియు ఆవాలు యొక్క కాండం పొడుగు వేగం గణనీయంగా తగ్గింది, అయితే FR ని జోడించడం దీనికి విరుద్ధంగా ఉంది. ఎరుపు మరియు నీలం కాంతితో పాటు, ఇతర కాంతి లక్షణాలు కూడా మొక్కల పెరుగుదల మరియు అభివృద్ధి ప్రక్రియలో ముఖ్యమైన పాత్ర పోషిస్తాయని ఇది చూపిస్తుంది. అతినీలలోహిత కాంతి లేదా FR రెండూ కిరణజన్య సంయోగక్రియకు శక్తి వనరు కానప్పటికీ, అవి రెండూ మొక్కల ఫోటోమార్ఫోజెనిసిస్‌లో పాల్గొంటాయి. అధిక-తీవ్రత కలిగిన UV కాంతి మొక్కల DNA మరియు ప్రోటీన్‌లకు హానికరం. అయితే, UV కాంతి సెల్యులార్ ఒత్తిడి ప్రతిస్పందనలను సక్రియం చేస్తుంది, మొక్కల పెరుగుదల, పదనిర్మాణం మరియు అభివృద్ధిలో మార్పులకు కారణమవుతుంది, ఇది పర్యావరణ మార్పులకు అనుగుణంగా ఉంటుంది. తక్కువ R/FR మొక్కలలో నీడను నివారించే ప్రతిస్పందనలను ప్రేరేపిస్తుందని అధ్యయనాలు చెబుతున్నాయి, ఫలితంగా మొక్కలలో కాండం పొడవుగా మారడం, ఆకులు సన్నబడటం మరియు పొడి పదార్థ దిగుబడి తగ్గడం వంటి పదనిర్మాణ మార్పులు సంభవిస్తాయి. బలమైన మొలకల పెంపకానికి సన్నని కొమ్మ మంచి పెరుగుదల లక్షణం కాదు. సాధారణ ఆకులు మరియు పండ్ల కూరగాయల మొలకల కోసం, దృఢమైన, కాంపాక్ట్ మరియు సాగే మొలకల రవాణా మరియు నాటడం సమయంలో సమస్యలకు గురికావు.

UV-A దోసకాయ మొలక మొక్కలను చిన్నగా మరియు మరింత కాంపాక్ట్‌గా చేస్తుంది మరియు నాట్లు వేసిన తర్వాత దిగుబడి నియంత్రణ కంటే గణనీయంగా భిన్నంగా ఉండదు; UV-B మరింత ముఖ్యమైన నిరోధక ప్రభావాన్ని కలిగి ఉంటుంది మరియు నాట్లు వేసిన తర్వాత దిగుబడి తగ్గింపు ప్రభావం గణనీయంగా ఉండదు. మునుపటి అధ్యయనాలు UV-A మొక్కల పెరుగుదలను నిరోధిస్తాయని మరియు మొక్కలను మరుగుజ్జుగా మారుస్తుందని సూచించాయి. కానీ పంట బయోమాస్‌ను అణచివేయడానికి బదులుగా UV-A ఉనికి వాస్తవానికి దానిని ప్రోత్సహిస్తుందని ఆధారాలు పెరుగుతున్నాయి. ప్రాథమిక ఎరుపు మరియు తెలుపు కాంతితో పోలిస్తే (R:W=2:3, PPFD 250 μmol/(m2·s)), ఎరుపు మరియు తెలుపు కాంతిలో అనుబంధ తీవ్రత 10 W/m2 (సుమారు 10 μmol/(m2·s)) కాలే యొక్క UV-A కాలే మొలకల బయోమాస్, ఇంటర్నోడ్ పొడవు, కాండం వ్యాసం మరియు మొక్కల పందిరి వెడల్పును గణనీయంగా పెంచింది, కానీ UV తీవ్రత 10 W/m2 మించినప్పుడు ప్రమోషన్ ప్రభావం బలహీనపడింది. ప్రతిరోజూ 2 గంటల UV-A సప్లిమెంటేషన్ (0.45 J/(m2•s)) ఇవ్వడం వల్ల 'ఆక్స్‌హార్ట్' టమోటా మొలకల ఎత్తు, కోటిలిడాన్ ప్రాంతం మరియు తాజా బరువు గణనీయంగా పెరుగుతాయి, అదే సమయంలో టమోటా మొలకల H2O2 కంటెంట్‌ను తగ్గిస్తాయి. వివిధ పంటలు UV కాంతికి భిన్నంగా స్పందిస్తాయని చూడవచ్చు, ఇది UV కాంతికి పంటల సున్నితత్వానికి సంబంధించినది కావచ్చు.

అంటుకట్టిన మొలకల పెంపకం కోసం, వేరు కాండం అంటుకట్టడాన్ని సులభతరం చేయడానికి కాండం పొడవును తగిన విధంగా పెంచాలి. టమోటా, మిరియాలు, దోసకాయ, పొట్లకాయ మరియు పుచ్చకాయ మొలకల పెరుగుదలపై FR యొక్క వివిధ తీవ్రతలు వేర్వేరు ప్రభావాలను చూపించాయి. చల్లని తెల్లని కాంతిలో 18.9 μmol/(m2•s) FR యొక్క అనుబంధం టమోటా మరియు మిరియాలు మొలకల హైపోకోటైల్ పొడవు మరియు కాండం వ్యాసం గణనీయంగా పెరిగింది; 34.1 μmol/(m2•s) యొక్క FR దోసకాయ, పొట్లకాయ మరియు పుచ్చకాయ మొలకల హైపోకోటైల్ పొడవు మరియు కాండం వ్యాసం ప్రోత్సహించడంలో ఉత్తమ ప్రభావాన్ని చూపింది; అధిక-తీవ్రత FR (53.4 μmol/(m2•s)) ఈ ఐదు కూరగాయలపై ఉత్తమ ప్రభావాన్ని చూపింది. మొలకల హైపోకోటైల్ పొడవు మరియు కాండం వ్యాసం ఇకపై గణనీయంగా పెరగలేదు మరియు అధోముఖ ధోరణిని చూపించడం ప్రారంభించింది. మిరియాలు మొలకల తాజా బరువు గణనీయంగా తగ్గింది, ఇది ఐదు కూరగాయల మొలకల FR సంతృప్త విలువలు అన్నీ 53.4 μmol/(m2•s) కంటే తక్కువగా ఉన్నాయని మరియు FR విలువ FR కంటే గణనీయంగా తక్కువగా ఉందని సూచిస్తుంది. వివిధ కూరగాయల మొలకల పెరుగుదలపై ప్రభావాలు కూడా భిన్నంగా ఉంటాయి.

2.2 కూరగాయల మొలకల ఫోటోమోర్ఫోజెనిసిస్‌పై విభిన్న పగటిపూట సమగ్ర ప్రభావాలు

డేలైట్ ఇంటిగ్రల్ (DLI) అనేది ఒక రోజులో మొక్క ఉపరితలం అందుకున్న కిరణజన్య సంయోగక్రియ ఫోటాన్‌ల మొత్తం మొత్తాన్ని సూచిస్తుంది, ఇది కాంతి తీవ్రత మరియు కాంతి సమయానికి సంబంధించినది. గణన సూత్రం DLI (mol/m2/day) = కాంతి తీవ్రత [μmol/(m2•s)] × రోజువారీ కాంతి సమయం (h) × 3600 × 10-6. తక్కువ కాంతి తీవ్రత ఉన్న వాతావరణంలో, మొక్కలు కాండం మరియు ఇంటర్నోడ్ పొడవును పొడిగించడం, మొక్కల ఎత్తు, పెటియోల్ పొడవు మరియు ఆకు వైశాల్యాన్ని పెంచడం మరియు ఆకు మందం మరియు నికర కిరణజన్య సంయోగక్రియ రేటును తగ్గించడం ద్వారా తక్కువ కాంతి వాతావరణానికి ప్రతిస్పందిస్తాయి. ఆవాలు మినహా కాంతి తీవ్రత పెరగడంతో, అదే కాంతి నాణ్యతతో అరుగూలా, క్యాబేజీ మరియు కాలే మొలకల హైపోకోటైల్ పొడవు మరియు కాండం పొడిగింపు గణనీయంగా తగ్గింది. మొక్కల పెరుగుదల మరియు మోర్ఫోజెనిసిస్‌పై కాంతి ప్రభావం కాంతి తీవ్రత మరియు మొక్కల జాతులకు సంబంధించినదని చూడవచ్చు. DLI (8.64~28.8 mol/m2/రోజు) పెరుగుదలతో, దోసకాయ మొలకల మొక్క రకం పొట్టిగా, బలంగా మరియు కాంపాక్ట్‌గా మారింది మరియు నిర్దిష్ట ఆకు బరువు మరియు క్లోరోఫిల్ కంటెంట్ క్రమంగా తగ్గింది. దోసకాయ మొలకల విత్తిన 6~16 రోజుల తర్వాత, ఆకులు మరియు వేర్లు ఎండిపోయాయి. బరువు క్రమంగా పెరిగింది మరియు వృద్ధి రేటు క్రమంగా వేగవంతమైంది, కానీ విత్తిన 16 నుండి 21 రోజుల తర్వాత, దోసకాయ మొలకల ఆకులు మరియు వేర్ల పెరుగుదల రేటు గణనీయంగా తగ్గింది. మెరుగైన DLI దోసకాయ మొలకల నికర కిరణజన్య సంయోగక్రియ రేటును ప్రోత్సహించింది, కానీ ఒక నిర్దిష్ట విలువ తర్వాత, నికర కిరణజన్య సంయోగక్రియ రేటు తగ్గడం ప్రారంభమైంది. అందువల్ల, తగిన DLIని ఎంచుకోవడం మరియు మొలకల వివిధ పెరుగుదల దశలలో వేర్వేరు అనుబంధ కాంతి వ్యూహాలను అవలంబించడం వల్ల విద్యుత్ వినియోగాన్ని తగ్గించవచ్చు. DLI తీవ్రత పెరుగుదలతో దోసకాయ మరియు టమోటా మొలకలలో కరిగే చక్కెర మరియు SOD ఎంజైమ్ కంటెంట్ పెరిగింది. DLI తీవ్రత 7.47 mol/m2/రోజు నుండి 11.26 mol/m2/రోజుకు పెరిగినప్పుడు, దోసకాయ మొలకలలో కరిగే చక్కెర మరియు SOD ఎంజైమ్ కంటెంట్ వరుసగా 81.03% మరియు 55.5% పెరిగింది. అదే DLI పరిస్థితులలో, కాంతి తీవ్రత పెరుగుదల మరియు కాంతి సమయం తగ్గించడంతో, టమోటా మరియు దోసకాయ మొలకల PSII కార్యకలాపాలు నిరోధించబడ్డాయి మరియు తక్కువ కాంతి తీవ్రత మరియు దీర్ఘకాల అనుబంధ కాంతి వ్యూహాన్ని ఎంచుకోవడం దోసకాయ మరియు టమోటా మొలకల అధిక విత్తనాల సూచిక మరియు ఫోటోకెమికల్ సామర్థ్యాన్ని పెంపొందించడానికి మరింత అనుకూలంగా ఉంటుంది.

అంటుకట్టిన మొలకల ఉత్పత్తిలో, తక్కువ కాంతి వాతావరణం అంటుకట్టిన మొలకల నాణ్యత తగ్గడానికి మరియు వైద్యం సమయం పెరగడానికి దారితీస్తుంది. తగిన కాంతి తీవ్రత అంటుకట్టిన వైద్యం ప్రదేశం యొక్క బంధన సామర్థ్యాన్ని పెంచడమే కాకుండా బలమైన మొలకల సూచికను మెరుగుపరచడమే కాకుండా, ఆడ పువ్వుల నోడ్ స్థానాన్ని తగ్గించి ఆడ పువ్వుల సంఖ్యను పెంచుతుంది. మొక్కల కర్మాగారాలలో, టమోటా అంటుకట్టిన మొలకల వైద్యం అవసరాలను తీర్చడానికి 2.5-7.5 mol/m2/రోజు DLI సరిపోతుంది. DLI తీవ్రత పెరగడంతో అంటుకట్టిన టమోటా మొలకల కాంపాక్ట్‌నెస్ మరియు ఆకు మందం గణనీయంగా పెరిగింది. అంటుకట్టిన మొలకల వైద్యం కోసం అధిక కాంతి తీవ్రత అవసరం లేదని ఇది చూపిస్తుంది. అందువల్ల, విద్యుత్ వినియోగం మరియు నాటడం వాతావరణాన్ని పరిగణనలోకి తీసుకుంటే, తగిన కాంతి తీవ్రతను ఎంచుకోవడం ఆర్థిక ప్రయోజనాలను మెరుగుపరచడంలో సహాయపడుతుంది.

3. కూరగాయల మొలకల ఒత్తిడి నిరోధకతపై LED కాంతి వాతావరణం యొక్క ప్రభావాలు

మొక్కలు ఫోటోరిసెప్టర్ల ద్వారా బాహ్య కాంతి సంకేతాలను అందుకుంటాయి, దీని వలన మొక్కలో సిగ్నల్ అణువుల సంశ్లేషణ మరియు సంచితం జరుగుతుంది, తద్వారా మొక్కల అవయవాల పెరుగుదల మరియు పనితీరు మారుతుంది మరియు చివరికి మొక్క ఒత్తిడికి నిరోధకతను మెరుగుపరుస్తుంది. వేర్వేరు కాంతి నాణ్యత మొలకల చల్లని సహనం మరియు ఉప్పు సహనాన్ని మెరుగుపరచడంలో ఒక నిర్దిష్ట ప్రోత్సాహక ప్రభావాన్ని కలిగి ఉంటుంది. ఉదాహరణకు, టమోటా మొలకలని రాత్రిపూట 4 గంటలు కాంతితో భర్తీ చేసినప్పుడు, అనుబంధ కాంతి లేకుండా చికిత్సతో పోలిస్తే, తెల్లటి కాంతి, ఎరుపు కాంతి, నీలి కాంతి మరియు ఎరుపు మరియు నీలం కాంతి టమోటా మొలకల ఎలక్ట్రోలైట్ పారగమ్యత మరియు MDA కంటెంట్‌ను తగ్గించగలవు మరియు చల్లని సహనాన్ని మెరుగుపరుస్తాయి. 8:2 ఎరుపు-నీలం నిష్పత్తి చికిత్సలో టమోటా మొలకలలో SOD, POD మరియు CAT యొక్క కార్యకలాపాలు ఇతర చికిత్సల కంటే గణనీయంగా ఎక్కువగా ఉన్నాయి మరియు అవి అధిక యాంటీఆక్సిడెంట్ సామర్థ్యం మరియు చల్లని సహనాన్ని కలిగి ఉన్నాయి.

సోయాబీన్ వేర్ల పెరుగుదలపై UV-B ప్రభావం ప్రధానంగా ABA, SA, మరియు JA వంటి హార్మోన్ సిగ్నలింగ్ అణువులతో సహా వేర్ల NO మరియు ROS యొక్క కంటెంట్‌ను పెంచడం ద్వారా మొక్కల ఒత్తిడి నిరోధకతను మెరుగుపరచడం మరియు IAA, CTK మరియు GA యొక్క కంటెంట్‌ను తగ్గించడం ద్వారా వేర్ల అభివృద్ధిని నిరోధించడం. UV-B యొక్క ఫోటోరిసెప్టర్, UVR8, ఫోటోమోర్ఫోజెనిసిస్‌ను నియంత్రించడంలో మాత్రమే కాకుండా, UV-B ఒత్తిడిలో కూడా కీలక పాత్ర పోషిస్తుంది. టమోటా మొలకలలో, UVR8 ఆంథోసైనిన్‌ల సంశ్లేషణ మరియు సంచితాన్ని మధ్యవర్తిత్వం చేస్తుంది మరియు UV-అలవాటుపడిన అడవి టమోటా మొలకల అధిక-తీవ్రత UV-B ఒత్తిడిని తట్టుకునే సామర్థ్యాన్ని మెరుగుపరుస్తాయి. అయినప్పటికీ, అరబిడోప్సిస్ ద్వారా ప్రేరేపించబడిన కరువు ఒత్తిడికి UV-B యొక్క అనుసరణ UVR8 మార్గంపై ఆధారపడి ఉండదు, ఇది UV-B మొక్కల రక్షణ విధానాల యొక్క సిగ్నల్-ప్రేరిత క్రాస్-రెస్పాన్స్‌గా పనిచేస్తుందని సూచిస్తుంది, తద్వారా వివిధ రకాల హార్మోన్లు కరువు ఒత్తిడిని నిరోధించడంలో సంయుక్తంగా పాల్గొంటాయి, ROS స్కావెంజింగ్ సామర్థ్యాన్ని పెంచుతాయి.

FR వల్ల కలిగే మొక్కల హైపోకోటైల్ లేదా కాండం యొక్క పొడిగింపు మరియు మొక్కలు చల్లని ఒత్తిడికి అనుగుణంగా మారడం రెండూ మొక్కల హార్మోన్ల ద్వారా నియంత్రించబడతాయి. అందువల్ల, FR వల్ల కలిగే "నీడను నివారించే ప్రభావం" మొక్కల చల్లని అనుసరణకు సంబంధించినది. ప్రయోగాత్మకులు 15°C వద్ద అంకురోత్పత్తి తర్వాత 18 రోజుల పాటు బార్లీ మొలకలను 10 రోజులు, 5°C + కు చల్లబరిచి 7 రోజులు FR ని భర్తీ చేసి, తెల్లని కాంతి చికిత్సతో పోలిస్తే, FR బార్లీ మొలకల మంచు నిరోధకతను పెంచుతుందని కనుగొన్నారు. ఈ ప్రక్రియ బార్లీ మొలకలలో పెరిగిన ABA మరియు IAA కంటెంట్‌తో కూడి ఉంటుంది. 15°C FR-ప్రీట్రీట్ చేసిన బార్లీ మొలకల తదుపరి బదిలీ 5°Cకి మరియు 7 రోజులు FR సప్లిమెంటేషన్‌ను కొనసాగించడం వల్ల పైన పేర్కొన్న రెండు చికిత్సలకు సమానమైన ఫలితాలు వచ్చాయి, కానీ ABA ప్రతిస్పందన తగ్గింది. విభిన్న R:FR విలువలు కలిగిన మొక్కలు ఫైటోహార్మోన్‌ల (GA, IAA, CTK, మరియు ABA) బయోసింథసిస్‌ను నియంత్రిస్తాయి, ఇవి మొక్కల ఉప్పు సహనంలో కూడా పాల్గొంటాయి. ఉప్పు ఒత్తిడిలో, తక్కువ నిష్పత్తి R:FR కాంతి వాతావరణం టమోటా మొలకల యాంటీఆక్సిడెంట్ మరియు కిరణజన్య సంయోగక్రియ సామర్థ్యాన్ని మెరుగుపరుస్తుంది, మొలకలలో ROS మరియు MDA ఉత్పత్తిని తగ్గిస్తుంది మరియు ఉప్పు సహనాన్ని మెరుగుపరుస్తుంది. లవణీయత ఒత్తిడి మరియు తక్కువ R:FR విలువ (R:FR=0.8) రెండూ క్లోరోఫిల్ యొక్క బయోసింథసిస్‌ను నిరోధించాయి, ఇది క్లోరోఫిల్ సంశ్లేషణ మార్గంలో PBGని UroIIIకి నిరోధించబడిన మార్పిడికి సంబంధించినది కావచ్చు, అయితే తక్కువ R:FR వాతావరణం క్లోరోఫిల్ సంశ్లేషణ యొక్క లవణీయత ఒత్తిడి-ప్రేరిత బలహీనతను సమర్థవంతంగా తగ్గించగలదు. ఈ ఫలితాలు ఫైటోక్రోమ్‌లు మరియు ఉప్పు సహనానికి మధ్య గణనీయమైన సహసంబంధాన్ని సూచిస్తాయి.

కాంతి వాతావరణంతో పాటు, ఇతర పర్యావరణ కారకాలు కూడా కూరగాయల మొలకల పెరుగుదల మరియు నాణ్యతను ప్రభావితం చేస్తాయి. ఉదాహరణకు, CO2 సాంద్రత పెరుగుదల కాంతి సంతృప్త గరిష్ట విలువ Pn (Pnmax) ను పెంచుతుంది, కాంతి పరిహార బిందువును తగ్గిస్తుంది మరియు కాంతి వినియోగ సామర్థ్యాన్ని మెరుగుపరుస్తుంది. కాంతి తీవ్రత మరియు CO2 సాంద్రత పెరుగుదల కిరణజన్య సంయోగక్రియ వర్ణద్రవ్యాల కంటెంట్, నీటి వినియోగ సామర్థ్యం మరియు కాల్విన్ చక్రానికి సంబంధించిన ఎంజైమ్‌ల కార్యకలాపాలను మెరుగుపరచడానికి సహాయపడుతుంది మరియు చివరకు టమోటా మొలకల అధిక కిరణజన్య సంయోగక్రియ సామర్థ్యం మరియు బయోమాస్ చేరడం సాధించడానికి సహాయపడుతుంది. టమోటా మరియు మిరియాలు మొలకల పొడి బరువు మరియు కాంపాక్ట్‌నెస్ DLI తో సానుకూలంగా సంబంధం కలిగి ఉన్నాయి మరియు ఉష్ణోగ్రత మార్పు కూడా అదే DLI చికిత్స కింద పెరుగుదలను ప్రభావితం చేసింది. 23~25℃ వాతావరణం టమోటా మొలకల పెరుగుదలకు మరింత అనుకూలంగా ఉంది. ఉష్ణోగ్రత మరియు కాంతి పరిస్థితుల ప్రకారం, బేట్ డిస్ట్రిబ్యూషన్ మోడల్ ఆధారంగా మిరియాలు యొక్క సాపేక్ష వృద్ధి రేటును అంచనా వేయడానికి పరిశోధకులు ఒక పద్ధతిని అభివృద్ధి చేశారు, ఇది మిరియాలు అంటుకట్టిన మొలకల ఉత్పత్తి యొక్క పర్యావరణ నియంత్రణకు శాస్త్రీయ మార్గదర్శకత్వాన్ని అందిస్తుంది.

అందువల్ల, ఉత్పత్తిలో కాంతి నియంత్రణ పథకాన్ని రూపొందించేటప్పుడు, కాంతి పర్యావరణ కారకాలు మరియు మొక్కల జాతులను మాత్రమే కాకుండా, విత్తనాల పోషణ మరియు నీటి నిర్వహణ, గ్యాస్ వాతావరణం, ఉష్ణోగ్రత మరియు విత్తనాల పెరుగుదల దశ వంటి సాగు మరియు నిర్వహణ అంశాలను కూడా పరిగణించాలి.

4. సమస్యలు మరియు అంచనాలు

మొదట, కూరగాయల మొలకల కాంతి నియంత్రణ అనేది ఒక అధునాతన ప్రక్రియ, మరియు మొక్కల ఫ్యాక్టరీ వాతావరణంలో వివిధ రకాల కూరగాయల మొలకల మీద వివిధ కాంతి పరిస్థితుల ప్రభావాలను వివరంగా విశ్లేషించాల్సిన అవసరం ఉంది. దీని అర్థం అధిక సామర్థ్యం మరియు అధిక-నాణ్యత గల మొలకల ఉత్పత్తి లక్ష్యాన్ని సాధించడానికి, పరిణతి చెందిన సాంకేతిక వ్యవస్థను ఏర్పాటు చేయడానికి నిరంతర అన్వేషణ అవసరం.

రెండవది, LED లైట్ సోర్స్ యొక్క విద్యుత్ వినియోగ రేటు సాపేక్షంగా ఎక్కువగా ఉన్నప్పటికీ, కృత్రిమ కాంతిని ఉపయోగించి మొలకల పెంపకానికి మొక్కల లైటింగ్ కోసం విద్యుత్ వినియోగం ప్రధాన శక్తి వినియోగం. మొక్కల కర్మాగారాల భారీ శక్తి వినియోగం ఇప్పటికీ మొక్కల కర్మాగారాల అభివృద్ధిని పరిమితం చేసే అడ్డంకిగా ఉంది.

చివరగా, వ్యవసాయంలో ప్లాంట్ లైటింగ్‌ను విస్తృతంగా ఉపయోగించడంతో, భవిష్యత్తులో LED ప్లాంట్ లైట్ల ధర బాగా తగ్గుతుందని భావిస్తున్నారు; దీనికి విరుద్ధంగా, కార్మిక వ్యయాల పెరుగుదల, ముఖ్యంగా అంటువ్యాధి అనంతర కాలంలో, కార్మికుల కొరత ఉత్పత్తి యొక్క యాంత్రీకరణ మరియు ఆటోమేషన్ ప్రక్రియను ప్రోత్సహించడానికి కట్టుబడి ఉంటుంది. భవిష్యత్తులో, కృత్రిమ మేధస్సు ఆధారిత నియంత్రణ నమూనాలు మరియు తెలివైన ఉత్పత్తి పరికరాలు కూరగాయల మొలకల ఉత్పత్తికి ప్రధాన సాంకేతికతలలో ఒకటిగా మారతాయి మరియు మొక్కల ఫ్యాక్టరీ మొలకల సాంకేతికత అభివృద్ధిని ప్రోత్సహిస్తూనే ఉంటాయి.

రచయితలు: జీహుయ్ టాన్, హౌచెంగ్ లియు
వ్యాస మూలం: వ్యవసాయ ఇంజనీరింగ్ టెక్నాలజీ (గ్రీన్‌హౌస్ హార్టికల్చర్) యొక్క వెచాట్ ఖాతా