සාරාංශය: එළවළු බීජ පැල එළවළු නිෂ්පාදනයේ පළමු පියවර වන අතර, සිටුවීමෙන් පසු එළවළු වල අස්වැන්න හා ගුණාත්මකභාවය සඳහා බීජ පැලවල ගුණාත්මකභාවය ඉතා වැදගත් වේ. එළවළු කර්මාන්තයේ ශ්‍රම බෙදීම අඛණ්ඩව පිරිපහදු කිරීමත් සමඟ, එළවළු බීජ පැල ක්‍රමයෙන් ස්වාධීන කාර්මික දාමයක් පිහිටුවා එළවළු නිෂ්පාදනයට සේවය කර ඇත. අයහපත් කාලගුණයෙන් බලපෑමට ලක් වූ සාම්ප්‍රදායික බීජ පැල ක්‍රම අනිවාර්යයෙන්ම බීජ පැලවල මන්දගාමී වර්ධනය, කකුල් සහිත වර්ධනය සහ පළිබෝධ සහ රෝග වැනි බොහෝ අභියෝගවලට මුහුණ දෙයි. කකුල් සහිත බීජ පැල සමඟ කටයුතු කිරීම සඳහා, බොහෝ වාණිජ වගාකරුවන් වර්ධන නියාමකයින් භාවිතා කරයි. කෙසේ වෙතත්, වර්ධන නියාමකයින් භාවිතා කරන විට බීජ පැල දෘඪතාව, ආහාර සුරක්ෂිතතාව සහ පාරිසරික දූෂණය වීමේ අවදානමක් ඇත. රසායනික පාලන ක්‍රමවලට අමතරව, යාන්ත්‍රික උත්තේජනය, උෂ්ණත්වය සහ ජල පාලනය ද බීජ පැලවල කකුල් සහිත වර්ධනය වැළැක්වීම සඳහා කාර්යභාරයක් ඉටු කළ හැකි වුවද, ඒවා තරමක් අඩු පහසු සහ ඵලදායී වේ. ගෝලීය නව කොවිඩ්-19 වසංගතයේ බලපෑම යටතේ, බීජ පැල කර්මාන්තයේ ශ්‍රම හිඟය සහ ශ්‍රම පිරිවැය ඉහළ යාම නිසා ඇතිවන නිෂ්පාදන කළමනාකරණ දුෂ්කරතා පිළිබඳ ගැටළු වඩාත් කැපී පෙනේ.

ආලෝකකරණ තාක්ෂණයේ දියුණුවත් සමඟ, එළවළු බීජ පැල වගා කිරීම සඳහා කෘතිම ආලෝකය භාවිතා කිරීමේ වාසි වන්නේ ඉහළ බීජ පැල කාර්යක්ෂමතාව, අඩු පළිබෝධ සහ රෝග සහ පහසු ප්‍රමිතිකරණයයි. සාම්ප්‍රදායික ආලෝක ප්‍රභවයන් හා සසඳන විට, නව පරම්පරාවේ LED ආලෝක ප්‍රභවයන් බලශක්ති ඉතිරිකිරීම, ඉහළ කාර්යක්ෂමතාව, දිගු ආයු කාලය, පාරිසරික ආරක්ෂාව සහ කල්පැවැත්ම, කුඩා ප්‍රමාණය, අඩු තාප විකිරණ සහ කුඩා තරංග ආයාම විස්තාරය යන ලක්ෂණ ඇත. ශාක කර්මාන්තශාලා පරිසරයේ බීජ පැලවල වර්ධනය හා සංවර්ධන අවශ්‍යතා අනුව සුදුසු වර්ණාවලියක් සකස් කළ හැකි අතර, බීජ පැලවල භෞතික විද්‍යාත්මක හා පරිවෘත්තීය ක්‍රියාවලිය නිවැරදිව පාලනය කළ හැකි අතර, ඒ සමඟම, දූෂණයෙන් තොර, ප්‍රමිතිගත සහ එළවළු බීජ පැල වේගවත් නිෂ්පාදනයට දායක වන අතර බීජ පැල චක්‍රය කෙටි කරයි. දකුණු චීනයේ, ප්ලාස්ටික් හරිතාගාර තුළ ගම්මිරිස් සහ තක්කාලි බීජ පැල (සැබෑ කොළ 3-4) වගා කිරීමට දින 60 ක් පමණ ගත වන අතර, පිපිඤ්ඤා බීජ පැල (සැබෑ කොළ 3-5) සඳහා දින 35 ක් පමණ ගත වේ. ශාක කර්මාන්තශාලා තත්වයන් යටතේ, තක්කාලි බීජ පැල වගා කිරීමට දින 17 ක් පමණක් ගත වන අතර ගම්මිරිස් බීජ පැල සඳහා දින 25 ක් ගතවේ. පැය 20 ක ප්‍රකාශ කාල පරිච්ඡේදයක් සහ 200-300 μmol/(m2•s) PPF කොන්දේසි යටතේ. හරිතාගාර තුළ සාම්ප්‍රදායික බීජ පැල වගා ක්‍රමය හා සසඳන විට, LED ශාක කර්මාන්තශාලා බීජ පැල වගා ක්‍රමය භාවිතා කිරීම පිපිඤ්ඤා වර්ධන චක්‍රය දින 15-30 කින් සැලකිය යුතු ලෙස කෙටි කළ අතර, ශාකයකට ගැහැණු මල් සහ පලතුරු ගණන පිළිවෙලින් 33.8% සහ 37.3% කින් වැඩි වූ අතර ඉහළම අස්වැන්න 71.44% කින් වැඩි විය.

බලශක්ති උපයෝගිතා කාර්යක්ෂමතාව අතින්, ශාක කර්මාන්තශාලාවල බලශක්ති උපයෝගිතා කාර්යක්ෂමතාව එකම අක්ෂාංශයේ වෙන්ලෝ වර්ගයේ හරිතාගාරවලට වඩා වැඩිය. උදාහරණයක් ලෙස, ස්වීඩන් ශාක කර්මාන්ත ශාලාවක, සලාද කොළ වියළි ද්‍රව්‍ය කිලෝග්‍රෑම් 1 ක් නිෂ්පාදනය කිරීමට 1411 MJ අවශ්‍ය වන අතර, හරිතාගාරයක 1699 MJ අවශ්‍ය වේ. කෙසේ වෙතත්, සලාද කොළ වියළි ද්‍රව්‍ය කිලෝග්‍රෑමයකට අවශ්‍ය විදුලිය ගණනය කළහොත්, සලාද කොළ කිලෝග්‍රෑම් 1 ක් වියළි බරක් නිෂ්පාදනය කිරීමට ශාක කර්මාන්ත ශාලාවට 247 kW·h අවශ්‍ය වන අතර, ස්වීඩනය, නෙදර්ලන්තය සහ එක්සත් අරාබි එමීර් රාජ්‍යයේ හරිතාගාර සඳහා පිළිවෙලින් 182 kW·h, 70 kW·h සහ 111 kW·h අවශ්‍ය වේ.

ඒ සමඟම, ශාක කර්මාන්ත ශාලාව තුළ, පරිගණක, ස්වයංක්‍රීය උපකරණ, කෘතිම බුද්ධිය සහ අනෙකුත් තාක්ෂණයන් භාවිතා කිරීමෙන් බීජ පැළ වගාවට සුදුසු පාරිසරික තත්ත්වයන් නිවැරදිව පාලනය කිරීමට, ස්වාභාවික පරිසර තත්ත්වයන්ගේ සීමාවන් ඉවත් කිරීමට සහ බීජ පැළ නිෂ්පාදනයේ බුද්ධිමත්, යාන්ත්‍රික හා වාර්ෂික ස්ථාවර නිෂ්පාදනය සාක්ෂාත් කර ගැනීමට හැකිය. මෑත වසරවලදී, ජපානය, දකුණු කොරියාව, යුරෝපය සහ ඇමරිකා එක්සත් ජනපදය සහ අනෙකුත් රටවල කොළ එළවළු, පලතුරු එළවළු සහ අනෙකුත් ආර්ථික භෝග වාණිජ නිෂ්පාදනය සඳහා ශාක කර්මාන්තශාලා බීජ පැල භාවිතා කර ඇත. ශාක කර්මාන්තශාලාවල ඉහළ ආරම්භක ආයෝජනය, ඉහළ මෙහෙයුම් පිරිවැය සහ විශාල පද්ධති බලශක්ති පරිභෝජනය තවමත් චීන ශාක කර්මාන්තශාලාවල බීජ පැළ වගා තාක්ෂණය ප්‍රවර්ධනය කිරීම සීමා කරන බාධක වේ. එබැවින්, ආර්ථික ප්‍රතිලාභ වැඩිදියුණු කිරීම සඳහා ආලෝක කළමනාකරණ උපාය මාර්ග, එළවළු වර්ධන ආකෘති ස්ථාපිත කිරීම සහ ස්වයංක්‍රීය උපකරණ අනුව ඉහළ අස්වැන්නක් සහ බලශක්ති ඉතිරිකිරීමේ අවශ්‍යතා සැලකිල්ලට ගැනීම අවශ්‍ය වේ.

මෙම ලිපියෙන්, මෑත වසරවල ශාක කර්මාන්තශාලාවල එළවළු බීජ පැල වර්ධනය හා සංවර්ධනය කෙරෙහි LED ආලෝක පරිසරයේ බලපෑම සමාලෝචනය කර ඇති අතර, ශාක කර්මාන්තශාලාවල එළවළු බීජ පැල ආලෝක නියාමනය පිළිබඳ පර්යේෂණ දිශාවේ ඉදිරි දැක්ම සමඟින්.

1. එළවළු බීජ පැල වර්ධනයට හා සංවර්ධනයට සැහැල්ලු පරිසරයේ බලපෑම

ශාක වර්ධනය හා සංවර්ධනය සඳහා අත්‍යවශ්‍ය පාරිසරික සාධකයක් ලෙස, ආලෝකය ශාක සඳහා ප්‍රභාසංස්ලේෂණය සිදු කිරීමට ශක්ති ප්‍රභවයක් පමණක් නොව, ශාක ප්‍රකාශ රූපජනකයට බලපාන ප්‍රධාන සංඥාවකි. ශාක ආලෝක සංඥා පද්ධතිය හරහා සංඥාවේ දිශාව, ශක්තිය සහ ආලෝකයේ ගුණාත්මකභාවය දැනේ, තමන්ගේම වර්ධනය හා සංවර්ධනය නියාමනය කරයි, සහ ආලෝකයේ පැවැත්ම හෝ නොපැවතීම, තරංග ආයාමය, තීව්‍රතාවය සහ කාලසීමාවට ප්‍රතිචාර දක්වයි. දැනට දන්නා ශාක ප්‍රකාශන ප්‍රතිග්‍රාහකවලට අවම වශයෙන් පන්ති තුනක් ඇතුළත් වේ: රතු සහ ඈත-රතු ආලෝකය (FR) සංවේදනය කරන ෆයිටොක්‍රෝම් (PHYA~PHYE), නිල් සහ පාරජම්බුල A සංවේදනය කරන ගුප්ත වර්ණක (CRY1 සහ CRY2) සහ UV-B සංවේදනය කරන UV-B ප්‍රතිග්‍රාහක UVR8 මූලද්‍රව්‍ය (Phot1 සහ Phot2). මෙම ප්‍රකාශ ප්‍රතිග්‍රාහක අදාළ ජාන ප්‍රකාශනයට සහභාගී වී නියාමනය කරන අතර පසුව ශාක බීජ ප්‍රරෝහණය, ප්‍රකාශ රූපජනකය, මල් පිපෙන කාලය, ද්විතියික පරිවෘත්තීය සංස්ලේෂණය සහ සමුච්චය කිරීම සහ ජෛව හා අජීවී ආතතීන්ට ඉවසීම වැනි ජීව ක්‍රියාකාරකම් නියාමනය කරයි.

2. එළවළු බීජ පැලවල ප්‍රකාශ රූප විද්‍යාත්මක ස්ථාපිත කිරීම සඳහා LED ආලෝක පරිසරයේ බලපෑම

2.1 එළවළු බීජ පැලවල ප්‍රකාශ රූපජනකකරණයට විවිධ ආලෝක ගුණාත්මක භාවයේ බලපෑම්

වර්ණාවලියේ රතු සහ නිල් කලාප ශාක පත්‍ර ප්‍රභාසංස්ලේෂණය සඳහා ඉහළ ක්වොන්ටම් කාර්යක්ෂමතාවයක් ඇත. කෙසේ වෙතත්, පිපිඤ්ඤා කොළ පිරිසිදු රතු ආලෝකයට දිගු කාලීනව නිරාවරණය වීමෙන් ප්‍රභාසංස්ලේෂණ පද්ධතියට හානි සිදු වන අතර, එහි ප්‍රතිඵලයක් ලෙස "රතු ආලෝක සින්ඩ්‍රෝමය" සංසිද්ධිය ඇති වේ, එනම් ස්ටෝමැටල් ප්‍රතිචාරය අඩු වීම, ප්‍රභාසංස්ලේෂණ ධාරිතාව අඩු වීම සහ නයිට්‍රජන් භාවිතයේ කාර්යක්ෂමතාව අඩු වීම සහ වර්ධන ප්‍රමාදය. අඩු ආලෝක තීව්‍රතාවය (100±5 μmol/(m2•s)) යටතේ, පිරිසිදු රතු ආලෝකය පිපිඤ්ඤා වල තරුණ සහ පරිණත කොළ දෙකෙහිම ක්ලෝරෝප්ලාස්ට් වලට හානි කළ හැකි නමුත්, පිරිසිදු රතු ආලෝකයේ සිට රතු සහ නිල් ආලෝකයට වෙනස් කිරීමෙන් පසු හානියට පත් ක්ලෝරෝප්ලාස්ට් නැවත ලබා ගන්නා ලදී (R:B= 7:3). ඊට පටහැනිව, පිපිඤ්ඤා ශාක රතු-නිල් ආලෝක පරිසරයෙන් පිරිසිදු රතු ආලෝක පරිසරයට මාරු වූ විට, ප්‍රභාසංස්ලේෂණ කාර්යක්ෂමතාව සැලකිය යුතු ලෙස අඩු නොවූ අතර, එය රතු ආලෝක පරිසරයට අනුවර්තනය වීමේ හැකියාව පෙන්නුම් කරයි. "රතු ආලෝක සින්ඩ්‍රෝමය" සහිත පිපිඤ්ඤා බීජ පැලවල පත්‍ර ව්‍යුහය ඉලෙක්ට්‍රෝන අන්වීක්ෂීය විශ්ලේෂණය හරහා, පිරිසිදු රතු ආලෝකය යටතේ කොළවල ක්ලෝරෝප්ලාස්ට් ගණන, පිෂ්ඨය කැටිති ප්‍රමාණය සහ ග්‍රානා ඝනකම සුදු ආලෝක ප්‍රතිකාර යටතේ ඇති ඒවාට වඩා සැලකිය යුතු ලෙස අඩු බව අත්හදා බැලීම් කරන්නන් සොයා ගත්හ. නිල් ආලෝකයේ මැදිහත්වීම පිපිඤ්ඤා ක්ලෝරෝප්ලාස්ට් වල අල්ට්‍රා ව්‍යුහය සහ ප්‍රභාසංස්ලේෂණ ලක්ෂණ වැඩි දියුණු කරන අතර පෝෂ්‍ය පදාර්ථ අධික ලෙස සමුච්චය වීම ඉවත් කරයි. සුදු ආලෝකය සහ රතු සහ නිල් ආලෝකය සමඟ සසඳන විට, පිරිසිදු රතු ආලෝකය තක්කාලි බීජ පැලවල හයිපොකොටයිල් දිගු කිරීම සහ කොටිලෙඩෝන් ප්‍රසාරණය ප්‍රවර්ධනය කළේය, ශාක උස සහ පත්‍ර ප්‍රදේශය සැලකිය යුතු ලෙස වැඩි කළේය, නමුත් ප්‍රභාසංස්ලේෂණ ධාරිතාව සැලකිය යුතු ලෙස අඩු විය, රුබිස්කෝ අන්තර්ගතය සහ ප්‍රකාශ රසායනික කාර්යක්ෂමතාව අඩු විය, සහ තාප විසර්ජනය සැලකිය යුතු ලෙස වැඩි විය. විවිධ වර්ගයේ ශාක එකම ආලෝක ගුණාත්මක භාවයට වෙනස් ලෙස ප්‍රතිචාර දක්වන බව දැකිය හැකිය, නමුත් ඒකවර්ණ ආලෝකය සමඟ සසඳන විට, ශාක මිශ්‍ර ආලෝකයේ පරිසරයේ ඉහළ ප්‍රභාසංස්ලේෂණ කාර්යක්ෂමතාවයක් සහ වඩාත් ප්‍රබල වර්ධනයක් ඇත.

එළවළු බීජ පැලවල ආලෝක ගුණාත්මක සංයෝජනය ප්‍රශස්තකරණය කිරීම පිළිබඳව පර්යේෂකයන් බොහෝ පර්යේෂණ සිදු කර ඇත. රතු ආලෝකයේ අනුපාතය වැඩිවීමත් සමඟම, තක්කාලි සහ පිපිඤ්ඤා බීජ පැලවල ශාක උස සහ නැවුම් බර සැලකිය යුතු ලෙස වැඩිදියුණු වූ අතර, රතු සහ නිල් 3:1 අනුපාතයකින් ප්‍රතිකාර කිරීම හොඳම බලපෑමක් ඇති කළේය; ඊට ප්‍රතිවිරුද්ධව, නිල් ආලෝකයේ ඉහළ අනුපාතයක් එය තක්කාලි සහ පිපිඤ්ඤා බීජ පැල වර්ධනයට බාධාවක් විය, ඒවා කෙටි හා සංයුක්ත වූ නමුත් බීජ පැලවල රිකිලි වල වියළි ද්‍රව්‍ය සහ හරිතප්‍රද අන්තර්ගතය වැඩි කළේය. ගම්මිරිස් සහ කොමඩු වැනි අනෙකුත් භෝග වලද සමාන රටා දක්නට ලැබේ. ඊට අමතරව, සුදු ආලෝකය සමඟ සසඳන විට, රතු සහ නිල් ආලෝකය (R:B=3:1) තක්කාලි බීජ පැලවල කොළ ඝණකම, හරිතප්‍රද අන්තර්ගතය, ප්‍රභාසංස්ලේෂණ කාර්යක්ෂමතාව සහ ඉලෙක්ට්‍රෝන හුවමාරු කාර්යක්ෂමතාව සැලකිය යුතු ලෙස වැඩිදියුණු කළා පමණක් නොව, කැල්වින් චක්‍රය, වර්ධන නිර්මාංශ අන්තර්ගතය සහ කාබෝහයිඩ්‍රේට් සමුච්චය හා සම්බන්ධ එන්සයිමවල ප්‍රකාශන මට්ටම් ද සැලකිය යුතු ලෙස වැඩිදියුණු විය. රතු සහ නිල් ආලෝකයේ අනුපාත දෙක සංසන්දනය කිරීමේදී (R:B=2:1, 4:1), නිල් ආලෝකයේ ඉහළ අනුපාතයක් පිපිඤ්ඤා බීජ පැලවල ගැහැණු මල් සෑදීමට පෙළඹවීමට වඩාත් හිතකර වූ අතර ගැහැණු මල් වල මල් පිපෙන කාලය වේගවත් කළේය. රතු සහ නිල් ආලෝකයේ විවිධ අනුපාත කේල්, අරුගුලා සහ අබ බීජ පැලවල නැවුම් බර අස්වැන්න කෙරෙහි සැලකිය යුතු බලපෑමක් ඇති නොකළද, නිල් ආලෝකයේ ඉහළ අනුපාතයක් (30% නිල් ආලෝකය) කේල් සහ අබ බීජ පැලවල හයිපොකොටයිල් දිග සහ කොටිලෙඩෝන් ප්‍රදේශය සැලකිය යුතු ලෙස අඩු කළ අතර කොටිලෙඩෝන් වර්ණය ගැඹුරු විය. එබැවින්, බීජ පැල නිෂ්පාදනයේදී, නිල් ආලෝකයේ අනුපාතයේ සුදුසු වැඩිවීමක් එළවළු බීජ පැලවල නෝඩ් පරතරය සහ පත්‍ර ප්‍රදේශය සැලකිය යුතු ලෙස කෙටි කළ හැකිය, බීජ පැලවල පාර්ශ්වීය දිගුව ප්‍රවර්ධනය කළ හැකිය, සහ ශක්තිමත් බීජ පැල වගා කිරීමට හිතකර බීජ පැල ශක්ති දර්ශකය වැඩි දියුණු කළ හැකිය. ආලෝක තීව්‍රතාවය නොවෙනස්ව පැවතුනහොත්, රතු සහ නිල් ආලෝකයේ කොළ ආලෝකයේ වැඩි වීම මිහිරි ගම්මිරිස් බීජ පැලවල නැවුම් බර, පත්‍ර ප්‍රදේශය සහ ශාක උස සැලකිය යුතු ලෙස වැඩිදියුණු කළේය. සාම්ප්‍රදායික සුදු ප්‍රතිදීප්ත ලාම්පුව හා සසඳන විට, රතු-කොළ-නිල් (R3:G2:B5) ආලෝක තත්ත්වයන් යටතේ, 'ඔකාගි අංක 1 තක්කාලි' බීජ පැලවල Y[II], qP සහ ETR සැලකිය යුතු ලෙස වැඩිදියුණු විය. පිරිසිදු නිල් ආලෝකයට UV ආලෝකය (100 μmol/(m2•s) නිල් ආලෝකය + 7% UV-A) අතිරේක කිරීම අරුගුලා සහ අබ වල කඳ දිගු කිරීමේ වේගය සැලකිය යුතු ලෙස අඩු කළ අතර, FR අතිරේකය ප්‍රතිවිරුද්ධ විය. රතු සහ නිල් ආලෝකයට අමතරව, අනෙකුත් ආලෝක ගුණාංග ද ශාක වර්ධනයේ සහ සංවර්ධනයේ ක්‍රියාවලියේදී වැදගත් කාර්යභාරයක් ඉටු කරන බව මෙයින් පෙන්නුම් කෙරේ. පාරජම්බුල කිරණ හෝ FR යන දෙකම ප්‍රභාසංස්ලේෂණයේ ශක්ති ප්‍රභවය නොවුනත්, ඒ දෙකම ශාක ප්‍රකාශ රූපජනකයට සම්බන්ධ වේ. ඉහළ තීව්‍රතාවයකින් යුත් UV ආලෝකය ශාක DNA සහ ප්‍රෝටීන ආදියට හානිකර වේ. කෙසේ වෙතත්, UV ආලෝකය සෛලීය ආතති ප්‍රතිචාර සක්‍රීය කරන අතර, ශාක වර්ධනය, රූප විද්‍යාව සහ සංවර්ධනයේ වෙනස්කම් පාරිසරික වෙනස්කම් වලට අනුවර්තනය වීමට හේතු වේ. අධ්‍යයනවලින් පෙන්වා දී ඇත්තේ අඩු R/FR අගය ශාකවල සෙවන වළක්වා ගැනීමේ ප්‍රතිචාර ඇති කරන බවත්, එහි ප්‍රතිඵලයක් ලෙස කඳන් දිගු වීම, පත්‍ර තුනී වීම සහ වියළි ද්‍රව්‍ය අස්වැන්න අඩු වීම වැනි ශාකවල රූප විද්‍යාත්මක වෙනස්කම් ඇති වන බවත්ය. ශක්තිමත් බීජ පැල වැඩීම සඳහා සිහින් කඳක් හොඳ වර්ධන ලක්ෂණයක් නොවේ. සාමාන්‍ය කොළ සහ පලතුරු එළවළු බීජ පැල සඳහා, ප්‍රවාහනය සහ සිටුවීමේදී ස්ථිර, සංයුක්ත සහ ප්‍රත්‍යාස්ථ බීජ පැල ගැටළු වලට ගොදුරු නොවේ.

UV-A මගින් පිපිඤ්ඤා බීජ පැල කෙටි හා වඩාත් සංයුක්ත කළ හැකි අතර, බද්ධ කිරීමෙන් පසු අස්වැන්න පාලනයට වඩා සැලකිය යුතු ලෙස වෙනස් නොවේ; UV-B වඩාත් සැලකිය යුතු නිෂේධනීය බලපෑමක් ඇති කරන අතර, බද්ධ කිරීමෙන් පසු අස්වැන්න අඩු කිරීමේ බලපෑම සැලකිය යුතු නොවේ. පෙර අධ්‍යයනයන් යෝජනා කර ඇත්තේ UV-A ශාක වර්ධනය වළක්වන අතර ශාක වාමන බවට පත් කරන බවයි. නමුත් බෝග ජෛව ස්කන්ධය මර්දනය කිරීම වෙනුවට UV-A පැවතීම ඇත්ත වශයෙන්ම එය ප්‍රවර්ධනය කරන බවට වර්ධනය වන සාක්ෂි තිබේ. මූලික රතු සහ සුදු ආලෝකය සමඟ සසඳන විට (R:W=2:3, PPFD 250 μmol/(m2·s)), රතු සහ සුදු ආලෝකයේ අතිරේක තීව්‍රතාවය 10 W/m2 (10 μmol/(m2·s) පමණ) වේ. කේල් වල UV-A මගින් කේල් බීජ පැලවල ජෛව ස්කන්ධය, අන්තර් නෝඩ දිග, කඳේ විෂ්කම්භය සහ ශාක වියන් පළල සැලකිය යුතු ලෙස වැඩි කළ නමුත් UV තීව්‍රතාවය 10 W/m2 ඉක්මවූ විට ප්‍රවර්ධන බලපෑම දුර්වල විය. දිනපතා පැය 2ක UV-A අතිරේකය (0.45 J/(m2•s)) මගින් 'Oxheart' තක්කාලි බීජ පැලවල ශාක උස, කොටිලඩෝන ප්‍රදේශය සහ නැවුම් බර සැලකිය යුතු ලෙස වැඩි කළ හැකි අතර තක්කාලි බීජ පැලවල H2O2 අන්තර්ගතය අඩු කරයි. විවිධ භෝග UV ආලෝකයට වෙනස් ලෙස ප්‍රතිචාර දක්වන බව දැකිය හැකි අතර, එය UV ආලෝකයට බෝග වල සංවේදීතාවයට සම්බන්ධ විය හැකිය.

බද්ධ කරන ලද බීජ පැල වගා කිරීම සඳහා, මූල කඳ බද්ධ කිරීම පහසු කිරීම සඳහා කඳේ දිග සුදුසු ලෙස වැඩි කළ යුතුය. තක්කාලි, ගම්මිරිස්, පිපිඤ්ඤා, කරවිල සහ කොමඩු බීජ පැල වර්ධනයට FR හි විවිධ තීව්‍රතාවයන් විවිධ බලපෑම් ඇති කළේය. සීතල සුදු ආලෝකයේ දී FR හි 18.9 μmol/(m2•s) අතිරේකය තක්කාලි සහ ගම්මිරිස් බීජ පැලවල හයිපොකොටයිල් දිග සහ කඳේ විෂ්කම්භය සැලකිය යුතු ලෙස වැඩි කළේය; 34.1 μmol/(m2•s) හි FR, පිපිඤ්ඤා, කරවිල සහ කොමඩු බීජ පැලවල හයිපොකොටයිල් දිග සහ කඳේ විෂ්කම්භය ප්‍රවර්ධනය කිරීම සඳහා හොඳම බලපෑමක් ඇති කළේය; ඉහළ තීව්‍රතාවයකින් යුත් FR (53.4 μmol/(m2•s)) මෙම එළවළු පහ කෙරෙහි හොඳම බලපෑමක් ඇති කළේය. බීජ පැලවල හයිපොකොටයිල් දිග සහ කඳේ විෂ්කම්භය තවදුරටත් සැලකිය යුතු ලෙස වැඩි නොවූ අතර, පහළට යාමේ ප්‍රවණතාවක් පෙන්වීමට පටන් ගත්තේය. ගම්මිරිස් බීජ පැලවල නැවුම් බර සැලකිය යුතු ලෙස අඩු වූ අතර, එළවළු බීජ පැල පහේ FR සන්තෘප්ත අගයන් සියල්ලම 53.4 μmol/(m2•s) ට වඩා අඩු බවත්, FR අගය FR ට වඩා සැලකිය යුතු ලෙස අඩු බවත් පෙන්නුම් කරයි. විවිධ එළවළු බීජ පැලවල වර්ධනයට ඇති බලපෑම් ද වෙනස් වේ.

2.2 එළවළු බීජ පැලවල ප්‍රකාශ රූපජනකයට විවිධ දිවා ආලෝක අනුකලනයේ බලපෑම්

දිවා ආලෝක අනුකලනය (DLI) යනු දිනක් තුළ ශාක මතුපිටට ලැබෙන මුළු ප්‍රභාසංස්ලේෂණ ෆෝටෝන ප්‍රමාණය නියෝජනය කරන අතර එය ආලෝක තීව්‍රතාවය සහ ආලෝක කාලයට සම්බන්ධ වේ. ගණනය කිරීමේ සූත්‍රය DLI (mol/m2/day) = ආලෝක තීව්‍රතාවය [μmol/(m2•s)] × දෛනික ආලෝක කාලය (h) × 3600 × 10-6 වේ. අඩු ආලෝක තීව්‍රතාවයක් ඇති පරිසරයක, ශාක කඳ සහ ඉන්ටර්නෝඩ් දිග දිගු කිරීමෙන්, ශාක උස, පොල් බීඩංග දිග සහ පත්‍ර ප්‍රදේශය වැඩි කිරීමෙන් සහ පත්‍ර ඝණකම සහ ශුද්ධ ප්‍රභාසංස්ලේෂණ අනුපාතය අඩු කිරීමෙන් අඩු ආලෝක පරිසරයකට ප්‍රතිචාර දක්වයි. අබ හැර, ආලෝක තීව්‍රතාවය වැඩි වීමත් සමඟ, එකම ආලෝක ගුණාත්මක භාවය යටතේ අරුගුලා, ගෝවා සහ කේල් බීජ පැලවල හයිපොකොටයිල් දිග සහ කඳ දිගු වීම සැලකිය යුතු ලෙස අඩු විය. ශාක වර්ධනයට සහ රූපජනකයට ආලෝකයේ බලපෑම ආලෝක තීව්‍රතාවයට සහ ශාක විශේෂවලට සම්බන්ධ බව දැකිය හැකිය. DLI (8.64~28.8 mol/m2/දිනකට) වැඩිවීමත් සමඟ, පිපිඤ්ඤා බීජ පැලවල ශාක වර්ගය කෙටි, ශක්තිමත් සහ සංයුක්ත වූ අතර, නිශ්චිත පත්‍ර බර සහ හරිතප්‍රද අන්තර්ගතය ක්‍රමයෙන් අඩු විය. පිපිඤ්ඤා බීජ වැපිරීමෙන් දින 6~16 කට පසු, කොළ සහ මුල් වියළී ගියේය. බර ක්‍රමයෙන් වැඩි වූ අතර, වර්ධන වේගය ක්‍රමයෙන් වේගවත් විය, නමුත් වැපිරීමෙන් දින 16 සිට 21 දක්වා, පිපිඤ්ඤා බීජ පැලවල කොළ සහ මුල්වල වර්ධන වේගය සැලකිය යුතු ලෙස අඩු විය. වැඩි දියුණු කළ DLI පිපිඤ්ඤා බීජ පැලවල ශුද්ධ ප්‍රභාසංස්ලේෂණ අනුපාතය ප්‍රවර්ධනය කළ නමුත්, යම් අගයකින් පසු, ශුද්ධ ප්‍රභාසංස්ලේෂණ අනුපාතය පහත වැටීමට පටන් ගත්තේය. එබැවින්, සුදුසු DLI තෝරා ගැනීම සහ බීජ පැලවල විවිධ වර්ධන අවධීන්හිදී විවිධ අතිරේක ආලෝක උපාය මාර්ග අනුගමනය කිරීම බලශක්ති පරිභෝජනය අඩු කළ හැකිය. DLI තීව්‍රතාවය වැඩි වීමත් සමඟ පිපිඤ්ඤා සහ තක්කාලි බීජ පැලවල ද්‍රාව්‍ය සීනි සහ SOD එන්සයිමයේ අන්තර්ගතය වැඩි විය. DLI තීව්‍රතාවය දිනකට 7.47 mol/m2 සිට 11.26 mol/m2/දින දක්වා වැඩි වූ විට, පිපිඤ්ඤා බීජ පැලවල ද්‍රාව්‍ය සීනි සහ SOD එන්සයිමයේ අන්තර්ගතය පිළිවෙලින් 81.03% සහ 55.5% කින් වැඩි විය. එම DLI තත්වයන් යටතේ, ආලෝක තීව්‍රතාවය වැඩි වීම සහ ආලෝක කාලය කෙටි වීමත් සමඟ, තක්කාලි සහ පිපිඤ්ඤා බීජ පැලවල PSII ක්‍රියාකාරිත්වය නිෂේධනය කරන ලද අතර, අඩු ආලෝක තීව්‍රතාවයකින් සහ දිගු කාලීනව පරිපූරක ආලෝක උපාය මාර්ගයක් තෝරා ගැනීම පිපිඤ්ඤා සහ තක්කාලි බීජ පැලවල ඉහළ බීජ පැළ දර්ශකය සහ ප්‍රකාශ රසායනික කාර්යක්ෂමතාව වගා කිරීමට වඩාත් හිතකර විය.

බද්ධ කරන ලද බීජ පැල නිෂ්පාදනයේදී, අඩු ආලෝක පරිසරය බද්ධ කරන ලද බීජ පැලවල ගුණාත්මකභාවය අඩුවීමට සහ සුවවීමේ කාලය වැඩි වීමට හේතු විය හැක. සුදුසු ආලෝක තීව්‍රතාවය බද්ධ කරන ලද සුව කිරීමේ ස්ථානයේ බන්ධන හැකියාව වැඩි දියුණු කිරීමට සහ ශක්තිමත් බීජ පැලවල දර්ශකය වැඩි දියුණු කිරීමට පමණක් නොව, ගැහැණු මල් වල නෝඩ් පිහිටීම අඩු කිරීමට සහ ගැහැණු මල් ගණන වැඩි කිරීමට ද හේතු විය හැක. ශාක කර්මාන්තශාලා වල, තක්කාලි බද්ධ කරන ලද බීජ පැලවල සුව කිරීමේ අවශ්‍යතා සපුරාලීම සඳහා 2.5-7.5 mol/m2/දිනක DLI ප්‍රමාණවත් විය. DLI තීව්‍රතාවය වැඩි වීමත් සමඟ බද්ධ කරන ලද තක්කාලි බීජ පැලවල සංයුක්තතාවය සහ පත්‍ර ඝණකම සැලකිය යුතු ලෙස වැඩි විය. මෙයින් පෙනී යන්නේ බද්ධ කරන ලද බීජ පැල සුව කිරීම සඳහා ඉහළ ආලෝක තීව්‍රතාවයක් අවශ්‍ය නොවන බවයි. එබැවින්, බල පරිභෝජනය සහ රෝපණ පරිසරය සැලකිල්ලට ගනිමින්, සුදුසු ආලෝක තීව්‍රතාවයක් තෝරා ගැනීම ආර්ථික ප්‍රතිලාභ වැඩිදියුණු කිරීමට උපකාරී වේ.

3. එළවළු බීජ පැලවල ආතති ප්‍රතිරෝධයට LED ආලෝක පරිසරයේ බලපෑම්

ශාකවලට ප්‍රභා ප්‍රතිග්‍රාහක හරහා බාහිර ආලෝක සංඥා ලැබෙන අතර, එමඟින් ශාකයේ සංඥා අණු සංස්ලේෂණය හා සමුච්චය වීමට හේතු වන අතර එමඟින් ශාක අවයවවල වර්ධනය හා ක්‍රියාකාරිත්වය වෙනස් වන අතර අවසානයේ ආතතියට ශාකයේ ප්‍රතිරෝධය වැඩි දියුණු වේ. විවිධ ආලෝක ගුණාත්මක භාවය බීජ පැලවල සීතල ඉවසීම සහ ලුණු ඉවසීම වැඩිදියුණු කිරීම සඳහා යම් ප්‍රවර්ධන බලපෑමක් ඇති කරයි. නිදසුනක් වශයෙන්, අතිරේක ආලෝකයක් නොමැතිව ප්‍රතිකාර කිරීම හා සසඳන විට, රාත්‍රියේ පැය 4 ක් තක්කාලි බීජ පැල ආලෝකයෙන් අතිරේක කළ විට, සුදු ආලෝකය, රතු ආලෝකය, නිල් ආලෝකය සහ රතු සහ නිල් ආලෝකය තක්කාලි බීජ පැලවල ඉලෙක්ට්‍රෝලය පාරගම්යතාව සහ MDA අන්තර්ගතය අඩු කර සීතල ඉවසීම වැඩි දියුණු කළ හැකිය. රතු-නිල් අනුපාතය 8:2 ප්‍රතිකාර යටතේ තක්කාලි බීජ පැලවල SOD, POD සහ CAT වල ක්‍රියාකාරකම් අනෙකුත් ප්‍රතිකාරවලට වඩා සැලකිය යුතු ලෙස වැඩි වූ අතර, ඒවාට ඉහළ ප්‍රතිඔක්සිකාරක ධාරිතාවක් සහ සීතල ඉවසීමක් තිබුණි.

සෝයා බෝංචි මූල වර්ධනයට UV-B වල බලපෑම ප්‍රධාන වශයෙන් ABA, SA, සහ JA වැනි හෝමෝන සංඥා අණු ඇතුළුව මූල NO සහ ROS වල අන්තර්ගතය වැඩි කිරීමෙන් ශාක ආතති ප්‍රතිරෝධය වැඩි දියුණු කිරීම සහ IAA, CTK සහ GA වල අන්තර්ගතය අඩු කිරීමෙන් මූල වර්ධනය වළක්වයි. UV-B හි ප්‍රභා ප්‍රතිග්‍රාහකය වන UVR8, ප්‍රකාශ රූපජනකය නියාමනය කිරීමට පමණක් නොව, UV-B ආතතියට ද ප්‍රධාන කාර්යභාරයක් ඉටු කරයි. තක්කාලි බීජ පැලවල, UVR8 ඇන්තොසියානින් සංස්ලේෂණය සහ සමුච්චය කිරීම මැදිහත් කරන අතර, UV-අනුවර්තිත වල් තක්කාලි බීජ පැල ඉහළ තීව්‍රතාවයකින් යුත් UV-B ආතතියට මුහුණ දීමේ හැකියාව වැඩි දියුණු කරයි. කෙසේ වෙතත්, අරාබිඩොප්සිස් මගින් ඇති කරන ලද නියඟ ආතතියට UV-B අනුවර්තනය UVR8 මාර්ගය මත රඳා නොපවතින අතර, එයින් පෙන්නුම් කරන්නේ UV-B ශාක ආරක්ෂක යාන්ත්‍රණවල සංඥා-ප්‍රේරිත හරස් ප්‍රතිචාරයක් ලෙස ක්‍රියා කරන බවයි, එබැවින් විවිධ හෝමෝන නියඟ ආතතියට ප්‍රතිරෝධය දැක්වීමට ඒකාබද්ධව සම්බන්ධ වන අතර ROS ඉවත් කිරීමේ හැකියාව වැඩි කරයි.

FR නිසා ඇතිවන ශාක හයිපොකොටයිල් හෝ කඳ දිගු වීම සහ ශාක සීතල ආතතියට අනුවර්තනය වීම යන දෙකම ශාක හෝමෝන මගින් නියාමනය කරනු ලැබේ. එබැවින්, FR නිසා ඇති වන "සෙවන වැළැක්වීමේ බලපෑම" ශාක සීතල අනුවර්තනයට සම්බන්ධ වේ. අත්හදා බැලීම් කරන්නන් දින 18 කට පසු 15°C දී දින 10 ක් සඳහා බාර්ලි බීජ පැල අතිරේකව ලබා දුන් අතර, 5°C + දක්වා සිසිල් කිරීම දින 7 ක් සඳහා FR අතිරේකව ලබා දුන් අතර, සුදු ආලෝක ප්‍රතිකාර සමඟ සසඳන විට, FR බාර්ලි බීජ පැලවල හිම ප්‍රතිරෝධය වැඩි කළ බව සොයා ගත්හ. මෙම ක්‍රියාවලිය බාර්ලි බීජ පැලවල ABA සහ IAA අන්තර්ගතය වැඩි වීමත් සමඟ සිදු වේ. පසුව 15°C FR-පූර්ව ප්‍රතිකාර කළ බාර්ලි බීජ පැල 5°C වෙත මාරු කිරීම සහ දින 7 ක් අඛණ්ඩව FR අතිරේකය ලබා දීමෙන් ඉහත ප්‍රතිකාර දෙකටම සමාන ප්‍රතිඵල ලැබුණි, නමුත් අඩු ABA ප්‍රතිචාරයක් ඇත. විවිධ R:FR අගයන් සහිත ශාක ශාක ලුණු ඉවසීමට ද සම්බන්ධ වන ෆයිටොහෝමෝන (GA, IAA, CTK, සහ ABA) ජෛව සංස්ලේෂණය පාලනය කරයි. ලුණු ආතතිය යටතේ, අඩු අනුපාතයකින් යුත් R:FR ආලෝක පරිසරය තක්කාලි බීජ පැලවල ප්‍රතිඔක්සිකාරක සහ ප්‍රභාසංස්ලේෂණ ධාරිතාව වැඩි දියුණු කළ හැකි අතර, බීජ පැලවල ROS සහ MDA නිෂ්පාදනය අඩු කළ හැකි අතර, ලුණු ඉවසීම වැඩි දියුණු කළ හැකිය. ලවණතා ආතතිය සහ අඩු R:FR අගය (R:FR=0.8) යන දෙකම ක්ලෝරෝෆිල් වල ජෛව සංස්ලේෂණය වළක්වන ලද අතර, එය ක්ලෝරෝෆිල් සංස්ලේෂණ මාර්ගයේ PBG UroIII බවට අවහිර කරන ලද පරිවර්තනයට සම්බන්ධ විය හැකි අතර, අඩු R:FR පරිසරය ක්ලෝරෝෆිල් සංස්ලේෂණයේ ලවණතා ආතතියෙන් ඇතිවන දුර්වලතාවය ඵලදායී ලෙස සමනය කළ හැකිය. මෙම ප්‍රතිඵල ෆයිටොක්‍රෝම් සහ ලුණු ඉවසීම අතර සැලකිය යුතු සහසම්බන්ධයක් පෙන්නුම් කරයි.

ආලෝක පරිසරයට අමතරව, අනෙකුත් පාරිසරික සාධක ද ​​එළවළු බීජ පැලවල වර්ධනයට සහ ගුණාත්මක භාවයට බලපායි. උදාහරණයක් ලෙස, CO2 සාන්ද්‍රණය වැඩිවීම ආලෝක සන්තෘප්ත උපරිම අගය Pn (Pnmax) වැඩි කරයි, ආලෝක වන්දි ලක්ෂ්‍යය අඩු කරයි, සහ ආලෝක උපයෝගිතා කාර්යක්ෂමතාව වැඩි දියුණු කරයි. ආලෝක තීව්‍රතාවය සහ CO2 සාන්ද්‍රණය වැඩි වීම ප්‍රභාසංස්ලේෂණ වර්ණකවල අන්තර්ගතය, ජල භාවිත කාර්යක්ෂමතාව සහ කැල්වින් චක්‍රයට අදාළ එන්සයිමවල ක්‍රියාකාරකම් වැඩි දියුණු කිරීමට සහ අවසානයේ තක්කාලි බීජ පැලවල ඉහළ ප්‍රභාසංස්ලේෂණ කාර්යක්ෂමතාව සහ ජෛව ස්කන්ධ සමුච්චය ලබා ගැනීමට උපකාරී වේ. තක්කාලි සහ ගම්මිරිස් බීජ පැලවල වියළි බර සහ සංයුක්තතාවය DLI සමඟ ධනාත්මකව සහසම්බන්ධ වූ අතර, උෂ්ණත්වයේ වෙනස ද එම DLI ප්‍රතිකාරය යටතේ වර්ධනයට බලපෑවේය. 23~25℃ පරිසරය තක්කාලි බීජ පැල වර්ධනය සඳහා වඩාත් සුදුසු විය. උෂ්ණත්වය සහ ආලෝක තත්ත්වයන්ට අනුව, ගම්මිරිස් බද්ධ කළ බීජ පැල නිෂ්පාදනයේ පාරිසරික නියාමනය සඳහා විද්‍යාත්මක මග පෙන්වීමක් ලබා දිය හැකි බේට් බෙදා හැරීමේ ආකෘතිය මත පදනම්ව ගම්මිරිස්වල සාපේක්ෂ වර්ධන වේගය පුරෝකථනය කිරීමේ ක්‍රමයක් පර්යේෂකයන් විසින් සකස් කරන ලදී.

එබැවින්, නිෂ්පාදනයේදී ආලෝක නියාමන යෝජනා ක්‍රමයක් සැලසුම් කිරීමේදී, ආලෝක පරිසර සාධක සහ ශාක විශේෂ පමණක් නොව, බීජ පැල පෝෂණය සහ ජල කළමනාකරණය, වායු පරිසරය, උෂ්ණත්වය සහ බීජ පැල වර්ධන අවධිය වැනි වගා සහ කළමනාකරණ සාධක ද ​​සලකා බැලිය යුතුය.

4. ගැටළු සහ අපේක්ෂාවන්

පළමුව, එළවළු බීජ පැලවල ආලෝක නියාමනය සංකීර්ණ ක්‍රියාවලියක් වන අතර, ශාක කර්මාන්තශාලා පරිසරයේ විවිධ වර්ගයේ එළවළු බීජ පැල කෙරෙහි විවිධ ආලෝක තත්ත්වයන්ගේ බලපෑම් විස්තරාත්මකව විශ්ලේෂණය කළ යුතුය. මෙයින් අදහස් කරන්නේ ඉහළ කාර්යක්ෂමතාවයකින් සහ උසස් තත්ත්වයේ බීජ පැල නිෂ්පාදනයේ ඉලක්කය සපුරා ගැනීම සඳහා, පරිණත තාක්ෂණික පද්ධතියක් ස්ථාපිත කිරීම සඳහා අඛණ්ඩ ගවේෂණයක් අවශ්‍ය බවයි.

දෙවනුව, LED ආලෝක ප්‍රභවයේ බල උපයෝගිතා අනුපාතය සාපේක්ෂව ඉහළ වුවද, කෘතිම ආලෝකය භාවිතයෙන් බීජ පැල වගා කිරීම සඳහා ප්‍රධාන බලශක්ති පරිභෝජනය වන්නේ ශාක ආලෝකකරණය සඳහා වන බලශක්ති පරිභෝජනයයි. ශාක කර්මාන්තශාලාවල දැවැන්ත බලශක්ති පරිභෝජනය තවමත් ශාක කර්මාන්තශාලා සංවර්ධනය සීමා කරන බාධකයයි.

අවසාන වශයෙන්, කෘෂිකර්මාන්තයේ ශාක ආලෝකකරණය පුළුල් ලෙස යෙදීමත් සමඟ, අනාගතයේ දී LED ශාක ලාම්පු වල පිරිවැය බෙහෙවින් අඩු වනු ඇතැයි අපේක්ෂා කෙරේ; ඊට ප්‍රතිවිරුද්ධව, ශ්‍රම පිරිවැය වැඩිවීම, විශේෂයෙන් පශ්චාත් වසංගත යුගයේ දී, ශ්‍රම හිඟය නිෂ්පාදනයේ යාන්ත්‍රිකකරණය සහ ස්වයංක්‍රීයකරණය කිරීමේ ක්‍රියාවලිය ප්‍රවර්ධනය කිරීමට බැඳී සිටී. අනාගතයේදී, කෘතිම බුද්ධිය මත පදනම් වූ පාලන ආකෘති සහ බුද්ධිමත් නිෂ්පාදන උපකරණ එළවළු බීජ පැල නිෂ්පාදනය සඳහා මූලික තාක්ෂණයන්ගෙන් එකක් බවට පත්වන අතර, ශාක කර්මාන්තශාලා බීජ පැල තාක්ෂණය සංවර්ධනය කිරීම දිගටම කරගෙන යනු ඇත.

කර්තෘ: Jiehui Tan, Houcheng Liu
ලිපි මූලාශ්‍රය: කෘෂිකාර්මික ඉංජිනේරු තාක්ෂණයේ Wechat ගිණුම (හරිතාගාර උද්‍යාන විද්‍යාව)