Hebben rijstplanten groeilampen nodig? Welk lichtspectrum is het meest effectief?
Rijst is een van de belangrijkste voedselgewassen in mijn land, en de stabiele productie ervan is van cruciaal belang voor de nationale voedselzekerheid. Momenteel vormen de versnelde mondiale klimaatverandering en frequente extreme weersomstandigheden een ernstige bedreiging voor de rijstproductie. Om deze uitdaging aan te gaan, is het essentieel om het rijstveredelingsproces te versnellen en meer nieuwe variëteiten van hoge{2}}kwaliteit, hoge-opbrengst en multi-resistente te verbouwen om aan de behoeften van de toekomstige bevolkingsgroei te voldoen. Landbouwtechnologie met gecontroleerde omgeving, gekenmerkt door nauwkeurige licht- en temperatuurregeling, biedt een nieuwe weg voor de veredeling van gewassen. LED-lichtbronnen vertonen, vanwege hun aanpasbare spectrum, energie-efficiëntie en andere kenmerken, een groot toepassingspotentieel in fabrieksfabrieken. Het gebruik van LED-kunstlichtomgevingen voor de rijstveredeling kan effectief de onzekerheden van het natuurlijke klimaat vermijden, waardoor een continue teelt-het hele jaar door en meerdere generaties veredeling per jaar mogelijk worden, waardoor de veredelingscyclus aanzienlijk wordt verkort en de genetische vooruitgang en veredelingsefficiëntie worden verbeterd.
De kernvragen zijn: Is aanvullende verlichting nodig bij natuurlijk zonlicht? Welk lichtspectrum is het meest geschikt?
Lichtkwaliteit is een belangrijke omgevingsfactor die de groei en ontwikkeling van planten reguleert. Verschillende lichtkwaliteitsverhoudingen kunnen specifiek de gewasmorfogenese en het fysiologische metabolisme beïnvloeden, waardoor zowel de vegetatieve als de reproductieve groei worden bevorderd. Bij sierplanten hebben onderzoeken aangetoond dat blauw LED-licht het meest gunstig is voor de hoogtegroei van taroplanten en de accumulatie van anthocyanine, terwijl rood{2}}blauw-wit-groen samengesteld licht (1:1:1:1) het bladoppervlak en het bladanthocyaninegehalte aanzienlijk kan vergroten. In de weefselkweek van Dendrobium kunnen specifieke combinaties van rood{10}}blauw-groen licht de proliferatie en beworteling van klonale zaailingen effectief bevorderen en het aandeel primaire zaailingen vergroten. Onderzoek naar Anthurium-weefselkweek bevestigt dat de vraag naar lichtkwaliteit fasespecifiek is: rood licht is het meest geschikt voor callusinductie, een rood{14}}blauw-verhouding van 3:1 is gunstig voor de proliferatiecultuur, en een rood-blauw-verhouding van 4:1 is geschikter voor knopdifferentiatie en zaailinggroei. Bij grasachtige gewassen is het effect op de lichtkwaliteit ook aanzienlijk. Blauw licht kan de ontwikkeling van gerstwortels en de accumulatie van biomassa bevorderen, terwijl rood-blauw combinatielicht de toename van de biomassa en de evenwichtige plantengroei in evenwicht kan brengen.
Bij rijstzaailingen kan rood licht de bladuitbreiding en de accumulatie van droge stof bevorderen, terwijl blauw licht de breedte van de stengelbasis en de krachtindex van zaailingen helpt vergroten. Vergeleken met natuurlijk zonlicht vertoonden de LED-lichtspectrumverhoudingen in de plantenfabriek aanzienlijke groei--bevorderende effecten tijdens zowel het basisvoedingsstadium als het fotoperiode-gevoelige stadium van rijst. Er bestonden significante verschillen tussen de verschillende behandelingen met lichtspectrumverhoudingen. Hoge roodlichtverhoudingen verhoogden weliswaar de planthoogte en bladlengte, maar verhoogden ook het risico op vastlopen; hoge blauwlichtverhoudingen remden de vegetatieve groei, zoals planthoogte en uitloper, aanzienlijk. Bovendien identificeerde het onderzoek de lichtspectrumbehandelingscombinatie die resulteerde in de grootste verkorting van de groeiperiode. Uit de analyse van de hoofdcomponenten bleek echter dat deze combinatie de hoogste totale opbrengstscore behaalde in zowel japonica- als indica-rijstvariëteiten, waardoor tegelijkertijd de gehele groeiperiode van rijst werd verkort en tegelijkertijd een synergetische opbrengstverbetering werd bereikt. Rekening houdend met factoren zoals de toepasbaarheid van de variëteit, de groeiperiode, de zaadopbrengst en het energieverbruik, kan de lichtspectrumverhouding dienen als een algemene lichtomgevingsoplossing voor snelle rijstveredeling in LED-fabrieken.
