Tarvitsevatko riisikasvit kasvuvaloja? Mikä valospektri on tehokkain?
Riisi on yksi tärkeimmistä ruokakasveista maassani, ja sen vakaa tuotanto on ratkaisevan tärkeää kansallisen elintarviketurvan kannalta. Tällä hetkellä kiihtyvä globaali ilmastonmuutos ja toistuvat äärimmäiset sääilmiöt uhkaavat vakavasti riisintuotantoa. Tämän haasteen ratkaisemiseksi on välttämätöntä nopeuttaa riisinjalostusprosessia ja viljellä lisää korkealaatuisia-laadukkaita, korkea-tuottoisia ja moni-vastustuskykyisiä uusia lajikkeita vastaamaan tulevan väestönkasvun tarpeisiin. Hallitun ympäristön maataloustekniikka, jolle on ominaista tarkka valon ja lämpötilan hallinta, tarjoaa uuden polun viljelykasvien jalostukseen. Säädettävän spektrin, energiatehokkuuden ja muiden ominaisuuksiensa ansiosta LED-valonlähteillä on suuri sovelluspotentiaali kasvitehtaissa. LED-keinovaloympäristöjen hyödyntäminen riisinjalostukseen voi tehokkaasti välttää luonnollisen ilmaston epävarmuudet, mikä mahdollistaa jatkuvan vuoden-viljelyn ja useiden sukupolvien jalostuksen vuodessa, mikä lyhentää merkittävästi jalostussykliä ja parantaa geneettistä hyötyä ja jalostuksen tehokkuutta.
Keskeiset kysymykset ovat: Tarvitaanko lisävaloa luonnollisessa auringonvalossa? Mikä valospektri on sopivin?
Valon laatu on keskeinen kasvien kasvua ja kehitystä säätelevä ympäristötekijä. Erilaiset valonlaatusuhteet voivat vaikuttaa suoraan sadon morfogeneesiin ja fysiologiseen aineenvaihduntaan, mikä edistää sekä vegetatiivista että lisääntymiskasvua. Koristekasveissa tutkimukset ovat osoittaneet, että LED-sininen valo on hyödyllisin tarokasvien kasvulle ja antosyaanien kertymiselle, kun taas punainen-sininen-valkoinen-vihreä yhdistelmävalo (1:1:1:1) voi merkittävästi lisätä lehtien pinta-alaa ja antosyaanipitoisuutta. Dendrobium-kudosviljelmässä tietyt punaisen-sinisen-vihreän valon yhdistelmät voivat tehokkaasti edistää kloonisten taimien lisääntymistä ja juurtumista ja lisätä primääritaimien osuutta. Anthurium-kudosviljelmätutkimus vahvistaa, että valonlaadun vaatimus on vaihekohtaista: punainen valo soveltuu parhaiten kallusinduktioon, punainen{14}}sininen suhde 3:1 on hyödyllinen proliferaatioviljelmässä ja punaisen{17}}sininen suhde 4:1 sopii paremmin silmujen erilaistumiseen ja taimien kasvuun. Viljakasveissa valonlaatuvaikutus on myös merkittävä. Sininen valo voi edistää ohran juurien kehitystä ja biomassan kertymistä, kun taas punainen{22}}sininen yhdistelmävalo voi tasapainottaa biomassan kasvua ja tasapainoista kasvien kasvua.
Riisin taimissa punainen valo voi edistää lehtien leviämistä ja kuiva-aineen kertymistä, kun taas sininen valo auttaa lisäämään varren pohjan leveyttä ja taimien elinvoimaa. Luonnolliseen auringonvaloon verrattuna kasvitehtaan LED-valon spektrisuhteet osoittivat merkittäviä kasvua edistäviä{1}}vaikutuksia sekä riisin perusravitsemusvaiheessa että valojakson -herkässä vaiheessa. Valon spektrisuhteiden eri käsittelyjen välillä oli merkittäviä eroja. Korkeat punaisen valon suhteet, vaikka ne edistävät kasvien korkeutta ja lehtien pituutta, lisäsivät myös yöpymisriskiä; korkea sinisen valon suhde esti merkittävästi vegetatiivista kasvua, kuten kasvien korkeutta ja kasvua. Lisäksi tutkimuksessa tunnistettiin valospektrihoitoyhdistelmä, joka johti suurimman kasvukauden vähenemiseen. Pääkomponenttianalyysi osoitti kuitenkin, että tämä yhdistelmä saavutti korkeimman kokonaissadon sekä japonica- että indica-riisilajikkeissa, lyhentäen samanaikaisesti riisin koko kasvujaksoa ja saavuttivat synergistisen sadonparannuksen. Valospektrisuhde voi toimia yleisenä valoympäristöratkaisuna nopeaan riisinjalostukseen LED-kasvitehtaissa huomioiden muun muassa lajikkeen soveltuvuus, kasvukausi, siemensato ja energiankulutus.
