એબ્સ્ટ્રેક્ટ: શાકભાજીના રોપા એ શાકભાજીના ઉત્પાદનમાં પ્રથમ પગલું છે, અને રોપણી પછી શાકભાજીની ઉપજ અને ગુણવત્તા માટે રોપાઓની ગુણવત્તા ખૂબ જ મહત્વપૂર્ણ છે.વનસ્પતિ ઉદ્યોગમાં શ્રમના વિભાજનના સતત શુદ્ધિકરણ સાથે, શાકભાજીના રોપાઓએ ધીમે ધીમે સ્વતંત્ર ઔદ્યોગિક સાંકળ રચી છે અને શાકભાજીનું ઉત્પાદન કર્યું છે.ખરાબ હવામાનથી પ્રભાવિત, પરંપરાગત રોપાની પદ્ધતિઓ અનિવાર્યપણે ઘણા પડકારોનો સામનો કરે છે જેમ કે રોપાઓની ધીમી વૃદ્ધિ, પગની વૃદ્ધિ અને જીવાતો અને રોગો.પગવાળા રોપાઓ સાથે વ્યવહાર કરવા માટે, ઘણા વ્યવસાયિક ખેતી કરનારાઓ વૃદ્ધિ નિયમનકારોનો ઉપયોગ કરે છે.જો કે, વૃદ્ધિ નિયમનકારોના ઉપયોગથી બીજની કઠોરતા, ખાદ્ય સુરક્ષા અને પર્યાવરણીય દૂષણના જોખમો છે.રાસાયણિક નિયંત્રણ પદ્ધતિઓ ઉપરાંત, જો કે યાંત્રિક ઉત્તેજના, તાપમાન અને પાણીનું નિયંત્રણ પણ રોપાઓના પગની વૃદ્ધિને રોકવામાં ભૂમિકા ભજવી શકે છે, તેઓ થોડા ઓછા અનુકૂળ અને અસરકારક છે.વૈશ્વિક નવા કોવિડ-19 રોગચાળાની અસર હેઠળ, મજૂરની અછત અને બીજ ઉદ્યોગમાં મજૂરીના વધતા ખર્ચને કારણે ઉત્પાદન વ્યવસ્થાપનની મુશ્કેલીઓની સમસ્યાઓ વધુ પ્રબળ બની છે.

લાઇટિંગ ટેક્નોલૉજીના વિકાસ સાથે, વનસ્પતિના રોપા ઉછેરવા માટે કૃત્રિમ પ્રકાશનો ઉપયોગ ઉચ્ચ રોપાની કાર્યક્ષમતા, ઓછી જીવાતો અને રોગો અને સરળ માનકીકરણના ફાયદા ધરાવે છે.પરંપરાગત પ્રકાશ સ્ત્રોતોની તુલનામાં, એલઇડી પ્રકાશ સ્રોતોની નવી પેઢીમાં ઊર્જા બચત, ઉચ્ચ કાર્યક્ષમતા, લાંબુ આયુષ્ય, પર્યાવરણીય સંરક્ષણ અને ટકાઉપણું, નાનું કદ, નીચું થર્મલ રેડિયેશન અને નાની તરંગલંબાઇના કંપનવિસ્તારની લાક્ષણિકતાઓ છે.તે છોડના કારખાનાના વાતાવરણમાં રોપાઓની વૃદ્ધિ અને વિકાસની જરૂરિયાતો અનુસાર યોગ્ય સ્પેક્ટ્રમ ઘડી શકે છે, અને રોપાઓની શારીરિક અને ચયાપચયની પ્રક્રિયાને સચોટપણે નિયંત્રિત કરી શકે છે, તે જ સમયે, વનસ્પતિ રોપાઓના પ્રદૂષણ મુક્ત, પ્રમાણિત અને ઝડપી ઉત્પાદનમાં ફાળો આપે છે. , અને રોપાના ચક્રને ટૂંકાવે છે.દક્ષિણ ચીનમાં, પ્લાસ્ટિક ગ્રીનહાઉસમાં મરી અને ટામેટાના રોપાઓ (3-4 સાચા પાંદડાઓ) ઉગાડવામાં લગભગ 60 દિવસ અને કાકડીના રોપાઓ (3-5 સાચા પાંદડા) માટે લગભગ 35 દિવસ લાગે છે.પ્લાન્ટ ફેક્ટરીની પરિસ્થિતિઓમાં, 20 કલાકના ફોટોપીરિયડ અને 200-300 μmol/(m2•s)ના PPFની સ્થિતિમાં ટામેટાના રોપાઓ ઉગાડવામાં માત્ર 17 દિવસ અને મરીના રોપાઓ માટે 25 દિવસનો સમય લાગે છે.ગ્રીનહાઉસમાં પરંપરાગત બીજ ઉગાડવાની પદ્ધતિની તુલનામાં, એલઇડી પ્લાન્ટ ફેક્ટરી બીજ ઉગાડવાની પદ્ધતિના ઉપયોગથી કાકડીના વિકાસ ચક્રને નોંધપાત્ર રીતે 15-30 દિવસ ટૂંકાવી શકાય છે, અને છોડ દીઠ સ્ત્રી ફૂલો અને ફળોની સંખ્યામાં 33.8% અને 37.3% નો વધારો થયો છે. , અનુક્રમે, અને સૌથી વધુ ઉપજમાં 71.44% નો વધારો થયો હતો.

ઉર્જા વપરાશ કાર્યક્ષમતાના સંદર્ભમાં, પ્લાન્ટ ફેક્ટરીઓની ઉર્જા વપરાશ કાર્યક્ષમતા સમાન અક્ષાંશ પર વેન્લો-પ્રકારના ગ્રીનહાઉસ કરતા વધારે છે.ઉદાહરણ તરીકે, સ્વીડિશ પ્લાન્ટ ફેક્ટરીમાં, લેટીસના 1 કિલો સૂકા પદાર્થના ઉત્પાદન માટે 1411 MJ જરૂરી છે, જ્યારે ગ્રીનહાઉસમાં 1699 MJ જરૂરી છે.જો કે, જો લેટીસના સૂકા પદાર્થના કિલોગ્રામ દીઠ જરૂરી વીજળીની ગણતરી કરવામાં આવે તો, પ્લાન્ટ ફેક્ટરીને લેટીસના 1 કિલો સૂકા વજનના ઉત્પાદન માટે 247 kW·hની જરૂર પડે છે, અને સ્વીડન, નેધરલેન્ડ અને સંયુક્ત આરબ અમીરાતમાં ગ્રીનહાઉસને 182 kW·ની જરૂર પડે છે. h, 70 kW·h, અને 111 kW·h, અનુક્રમે.

તે જ સમયે, પ્લાન્ટ ફેક્ટરીમાં, કમ્પ્યુટર્સ, સ્વચાલિત સાધનો, કૃત્રિમ બુદ્ધિમત્તા અને અન્ય તકનીકોનો ઉપયોગ રોપાઓ ઉગાડવા માટે યોગ્ય પર્યાવરણીય પરિસ્થિતિઓને સચોટપણે નિયંત્રિત કરી શકે છે, કુદરતી પર્યાવરણીય પરિસ્થિતિઓની મર્યાદાઓમાંથી છૂટકારો મેળવી શકે છે, અને બુદ્ધિશાળી, બીજ ઉત્પાદનનું યાંત્રિક અને વાર્ષિક સ્થિર ઉત્પાદન.તાજેતરના વર્ષોમાં, જાપાન, દક્ષિણ કોરિયા, યુરોપ અને યુનાઇટેડ સ્ટેટ્સ અને અન્ય દેશોમાં પાંદડાવાળા શાકભાજી, ફળ શાકભાજી અને અન્ય આર્થિક પાકોના વ્યવસાયિક ઉત્પાદનમાં પ્લાન્ટ ફેક્ટરીના રોપાઓનો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે.પ્લાન્ટ ફેક્ટરીઓનું ઊંચું પ્રારંભિક રોકાણ, ઊંચો ઓપરેટિંગ ખર્ચ અને જંગી સિસ્ટમ ઉર્જાનો વપરાશ હજુ પણ એવી અડચણો છે જે ચાઈનીઝ પ્લાન્ટ ફેક્ટરીઓમાં બીજ ઉછેરવાની ટેક્નોલોજીના પ્રચારને મર્યાદિત કરે છે.તેથી, આર્થિક લાભોને સુધારવા માટે પ્રકાશ વ્યવસ્થાપન વ્યૂહરચનાઓ, વનસ્પતિ વૃદ્ધિ મોડલની સ્થાપના અને ઓટોમેશન સાધનોના સંદર્ભમાં ઉચ્ચ ઉપજ અને ઊર્જા બચતની જરૂરિયાતોને ધ્યાનમાં લેવી જરૂરી છે.

આ લેખમાં, તાજેતરના વર્ષોમાં છોડના કારખાનાઓમાં વનસ્પતિ રોપાઓના વિકાસ અને વિકાસ પર એલઇડી પ્રકાશ વાતાવરણના પ્રભાવની સમીક્ષા કરવામાં આવી છે, જેમાં છોડના કારખાનાઓમાં વનસ્પતિ રોપાઓના પ્રકાશ નિયમનની સંશોધન દિશાના દૃષ્ટિકોણ સાથે.

1. શાકભાજીના રોપાઓના વિકાસ અને વિકાસ પર હળવા વાતાવરણની અસરો

છોડની વૃદ્ધિ અને વિકાસ માટેના એક આવશ્યક પર્યાવરણીય પરિબળોમાંના એક તરીકે, પ્રકાશ એ છોડ માટે પ્રકાશસંશ્લેષણ કરવા માટે માત્ર ઉર્જાનો સ્ત્રોત નથી, પણ છોડના ફોટોમોર્ફોજેનેસિસને અસર કરતા મુખ્ય સંકેત પણ છે.છોડ પ્રકાશ સિગ્નલ સિસ્ટમ દ્વારા સિગ્નલની દિશા, ઉર્જા અને પ્રકાશની ગુણવત્તાને સમજે છે, તેમની પોતાની વૃદ્ધિ અને વિકાસનું નિયમન કરે છે અને પ્રકાશની હાજરી અથવા ગેરહાજરી, તરંગલંબાઇ, તીવ્રતા અને અવધિને પ્રતિભાવ આપે છે.હાલમાં જાણીતા પ્લાન્ટ ફોટોરિસેપ્ટર્સમાં ઓછામાં ઓછા ત્રણ વર્ગોનો સમાવેશ થાય છે: ફાયટોક્રોમ્સ (PHYA~PHYE) જે લાલ અને દૂર-લાલ પ્રકાશને સમજે છે (FR), ક્રિપ્ટોક્રોમ્સ (CRY1 અને CRY2) જે વાદળી અને અલ્ટ્રાવાયોલેટ A, અને તત્વો (Phot1 અને Phot2), UV-B રીસેપ્ટર UVR8 જે UV-B ને સંવેદના કરે છે.આ ફોટોરિસેપ્ટર્સ સંબંધિત જનીનોની અભિવ્યક્તિમાં ભાગ લે છે અને તેનું નિયમન કરે છે અને પછી છોડના બીજ અંકુરણ, ફોટોમોર્ફોજેનેસિસ, ફૂલોનો સમય, સંશ્લેષણ અને ગૌણ ચયાપચયનું સંચય, અને જૈવિક અને અજૈવિક તાણ પ્રત્યે સહનશીલતા જેવી જીવન પ્રવૃત્તિઓનું નિયમન કરે છે.

2. શાકભાજીના રોપાઓની ફોટોમોર્ફોલોજિકલ સ્થાપના પર એલઇડી પ્રકાશ વાતાવરણનો પ્રભાવ

2.1 શાકભાજીના રોપાઓના ફોટોમોર્ફોજેનેસિસ પર વિવિધ પ્રકાશ ગુણવત્તાની અસરો

સ્પેક્ટ્રમના લાલ અને વાદળી પ્રદેશોમાં છોડના પાંદડા પ્રકાશસંશ્લેષણ માટે ઉચ્ચ માત્રામાં કાર્યક્ષમતા હોય છે.જો કે, કાકડીના પાંદડાઓના શુદ્ધ લાલ પ્રકાશમાં લાંબા ગાળાના સંપર્કમાં રહેવાથી ફોટોસિસ્ટમને નુકસાન થાય છે, પરિણામે "રેડ લાઇટ સિન્ડ્રોમ" જેવી ઘટનાઓ થાય છે જેમ કે સ્ટોમેટલ રિસ્પોન્સમાં ઘટાડો, પ્રકાશસંશ્લેષણ ક્ષમતામાં ઘટાડો અને નાઇટ્રોજનનો ઉપયોગ કાર્યક્ષમતા અને વૃદ્ધિ મંદતા.ઓછી પ્રકાશની તીવ્રતા (100±5 μmol/(m2•s))ની સ્થિતિમાં, શુદ્ધ લાલ પ્રકાશ કાકડીના યુવાન અને પરિપક્વ બંને પાંદડાઓના હરિતકણને નુકસાન પહોંચાડી શકે છે, પરંતુ ક્ષતિગ્રસ્ત હરિતકણ શુદ્ધ લાલ પ્રકાશથી બદલાયા પછી પુનઃપ્રાપ્ત કરવામાં આવ્યા હતા. લાલ અને વાદળી પ્રકાશ સુધી (R:B= 7:3).તેનાથી વિપરિત, જ્યારે કાકડીના છોડ લાલ-વાદળી પ્રકાશના વાતાવરણમાંથી શુદ્ધ લાલ પ્રકાશના વાતાવરણમાં બદલાયા, ત્યારે પ્રકાશસંશ્લેષણ કાર્યક્ષમતામાં નોંધપાત્ર ઘટાડો થયો ન હતો, જે લાલ પ્રકાશના વાતાવરણમાં અનુકૂલનક્ષમતા દર્શાવે છે."રેડ લાઇટ સિન્ડ્રોમ" સાથે કાકડીના રોપાઓના પાંદડાની રચનાના ઇલેક્ટ્રોન માઇક્રોસ્કોપ વિશ્લેષણ દ્વારા, પ્રયોગકર્તાઓએ શોધી કાઢ્યું કે ક્લોરોપ્લાસ્ટની સંખ્યા, સ્ટાર્ચ ગ્રાન્યુલ્સનું કદ અને શુદ્ધ લાલ પ્રકાશ હેઠળના પાંદડાઓમાં ગ્રાનાની જાડાઈ નોંધપાત્ર રીતે ઓછી હતી. સફેદ પ્રકાશ સારવાર.વાદળી પ્રકાશનો હસ્તક્ષેપ કાકડી ક્લોરોપ્લાસ્ટ્સની અલ્ટ્રાસ્ટ્રક્ચર અને પ્રકાશસંશ્લેષણ લાક્ષણિકતાઓમાં સુધારો કરે છે અને પોષક તત્વોના વધુ પડતા સંચયને દૂર કરે છે.સફેદ પ્રકાશ અને લાલ અને વાદળી પ્રકાશની તુલનામાં, શુદ્ધ લાલ પ્રકાશે ટામેટાંના રોપાઓના હાયપોકોટાઇલ લંબાણ અને કોટિલેડોન વિસ્તરણને પ્રોત્સાહન આપ્યું, છોડની ઊંચાઈ અને પાંદડાના વિસ્તારમાં નોંધપાત્ર વધારો કર્યો, પરંતુ પ્રકાશસંશ્લેષણ ક્ષમતામાં નોંધપાત્ર ઘટાડો થયો, રુબિસ્કો સામગ્રી અને ફોટોકેમિકલ કાર્યક્ષમતામાં ઘટાડો થયો, અને નોંધપાત્ર રીતે ગરમીનું વિસર્જન કર્યું.તે જોઈ શકાય છે કે વિવિધ પ્રકારના છોડ સમાન પ્રકાશની ગુણવત્તાને અલગ રીતે પ્રતિસાદ આપે છે, પરંતુ મોનોક્રોમેટિક પ્રકાશની તુલનામાં, છોડમાં વધુ પ્રકાશસંશ્લેષણ કાર્યક્ષમતા હોય છે અને મિશ્ર પ્રકાશના વાતાવરણમાં વધુ ઉત્સાહી વૃદ્ધિ થાય છે.

સંશોધકોએ વનસ્પતિ રોપાઓના પ્રકાશ ગુણવત્તાના મિશ્રણના ઑપ્ટિમાઇઝેશન પર ઘણું સંશોધન કર્યું છે.સમાન પ્રકાશની તીવ્રતા હેઠળ, લાલ પ્રકાશના ગુણોત્તરમાં વધારો થવાથી, છોડની ઊંચાઈ અને ટામેટા અને કાકડીના રોપાના તાજા વજનમાં નોંધપાત્ર સુધારો થયો હતો, અને 3:1 ના લાલ અને વાદળીના ગુણોત્તર સાથેની સારવારની શ્રેષ્ઠ અસર હતી;તેનાથી વિપરિત, વાદળી પ્રકાશનો ઉચ્ચ ગુણોત્તર તે ટમેટા અને કાકડીના રોપાઓના વિકાસને અટકાવે છે, જે ટૂંકા અને કોમ્પેક્ટ હતા, પરંતુ રોપાઓના અંકુરમાં શુષ્ક પદાર્થ અને હરિતદ્રવ્યની સામગ્રીમાં વધારો કરે છે.મરી અને તરબૂચ જેવા અન્ય પાકોમાં સમાન પેટર્ન જોવા મળે છે.વધુમાં, સફેદ પ્રકાશ, લાલ અને વાદળી પ્રકાશ (R:B=3:1) ની સરખામણીએ માત્ર પાંદડાની જાડાઈ, હરિતદ્રવ્ય સામગ્રી, પ્રકાશસંશ્લેષણ કાર્યક્ષમતા અને ટામેટાંના રોપાઓની ઈલેક્ટ્રોન ટ્રાન્સફર કાર્યક્ષમતામાં નોંધપાત્ર સુધારો કર્યો છે, પરંતુ સંબંધિત ઉત્સેચકોના અભિવ્યક્તિ સ્તરમાં પણ સુધારો થયો છે. કેલ્વિન ચક્રમાં, વૃદ્ધિ શાકાહારી સામગ્રી અને કાર્બોહાઇડ્રેટ સંચયમાં પણ નોંધપાત્ર સુધારો થયો હતો.લાલ અને વાદળી પ્રકાશના બે ગુણોત્તરની તુલના (R:B=2:1, 4:1), વાદળી પ્રકાશનો ઉચ્ચ ગુણોત્તર કાકડીના રોપાઓમાં માદા ફૂલોની રચનાને પ્રેરિત કરવા માટે વધુ અનુકૂળ હતો અને માદા ફૂલોના ફૂલોના સમયને વેગ આપતો હતો. .જો કે લાલ અને વાદળી પ્રકાશના વિવિધ ગુણોત્તરોએ કાલે, અરુગુલા અને સરસવના રોપાઓના તાજા વજનની ઉપજ પર કોઈ નોંધપાત્ર અસર કરી ન હતી, વાદળી પ્રકાશના ઊંચા ગુણોત્તર (30% વાદળી પ્રકાશ)એ કાલેના હાયપોકોટિલ લંબાઈ અને કોટિલેડોન વિસ્તારમાં નોંધપાત્ર ઘટાડો કર્યો હતો. અને સરસવના રોપાઓ, જ્યારે કોટિલેડોનનો રંગ ઊંડો થયો.તેથી, રોપાઓના ઉત્પાદનમાં, વાદળી પ્રકાશના પ્રમાણમાં યોગ્ય વધારો શાકભાજીના રોપાઓના નોડના અંતર અને પાંદડાના વિસ્તારને નોંધપાત્ર રીતે ટૂંકાવી શકે છે, રોપાઓના પાર્શ્વીય વિસ્તરણને પ્રોત્સાહન આપી શકે છે અને બીજની શક્તિના સૂચકાંકમાં સુધારો કરી શકે છે, જે માટે અનુકૂળ છે મજબૂત રોપાઓ ઉગાડવી.પ્રકાશની તીવ્રતા યથાવત રહે તેવી સ્થિતિ હેઠળ, લાલ અને વાદળી પ્રકાશમાં લીલા પ્રકાશના વધારાથી મીઠી મરીના રોપાઓના તાજા વજન, પાંદડાનો વિસ્તાર અને છોડની ઊંચાઈમાં નોંધપાત્ર સુધારો થયો છે.પરંપરાગત સફેદ ફ્લોરોસન્ટ લેમ્પની સરખામણીમાં, લાલ-લીલા-વાદળી (R3:G2:B5) પ્રકાશની સ્થિતિમાં, 'ઓકાગી નંબર 1 ટામેટા' રોપાઓના Y[II], qP અને ETR નોંધપાત્ર રીતે સુધર્યા હતા.શુદ્ધ વાદળી પ્રકાશમાં UV પ્રકાશ (100 μmol/(m2•s) વાદળી પ્રકાશ + 7% UV-A) ના પૂરક એરુગુલા અને મસ્ટર્ડના સ્ટેમ લંબાવવાની ગતિમાં નોંધપાત્ર ઘટાડો કરે છે, જ્યારે FR નું પૂરક વિપરીત હતું.આ એ પણ દર્શાવે છે કે લાલ અને વાદળી પ્રકાશ ઉપરાંત, અન્ય પ્રકાશ ગુણો પણ છોડની વૃદ્ધિ અને વિકાસની પ્રક્રિયામાં મહત્વપૂર્ણ ભૂમિકા ભજવે છે.અલ્ટ્રાવાયોલેટ પ્રકાશ કે FR પ્રકાશસંશ્લેષણના ઉર્જા સ્ત્રોત ન હોવા છતાં, તે બંને છોડના ફોટોમોર્ફોજેનેસિસમાં સામેલ છે.ઉચ્ચ-તીવ્રતાનો યુવી પ્રકાશ છોડના ડીએનએ અને પ્રોટીન વગેરે માટે હાનિકારક છે. જો કે, યુવી પ્રકાશ સેલ્યુલર તણાવ પ્રતિભાવોને સક્રિય કરે છે, જેના કારણે પર્યાવરણીય ફેરફારોને અનુકૂલિત થવા માટે છોડની વૃદ્ધિ, મોર્ફોલોજી અને વિકાસમાં ફેરફાર થાય છે.અભ્યાસોએ દર્શાવ્યું છે કે નીચા આર/એફઆર છોડમાં છાંયડો ટાળવાના પ્રતિભાવોને પ્રેરિત કરે છે, જેના પરિણામે છોડમાં મોર્ફોલોજિકલ ફેરફારો થાય છે, જેમ કે સ્ટેમ લંબાવવું, પાંદડા પાતળા થવા અને શુષ્ક પદાર્થની ઉપજમાં ઘટાડો.મજબૂત રોપાઓ ઉગાડવા માટે પાતળી દાંડી સારી વૃદ્ધિની લાક્ષણિકતા નથી.સામાન્ય પાંદડાવાળા અને ફળ શાકભાજીના રોપાઓ માટે, મક્કમ, કોમ્પેક્ટ અને સ્થિતિસ્થાપક રોપાઓ પરિવહન અને વાવેતર દરમિયાન સમસ્યાઓનો ભોગ બનતા નથી.

UV-A કાકડીના રોપાના છોડને ટૂંકા અને વધુ સઘન બનાવી શકે છે, અને ટ્રાન્સપ્લાન્ટિંગ પછીની ઉપજ નિયંત્રણ કરતા નોંધપાત્ર રીતે અલગ હોતી નથી;જ્યારે UV-B ની વધુ નોંધપાત્ર અવરોધક અસર હોય છે, અને ટ્રાન્સપ્લાન્ટિંગ પછી ઉપજ ઘટાડાની અસર નોંધપાત્ર હોતી નથી.અગાઉના અભ્યાસોએ સૂચવ્યું છે કે UV-A છોડના વિકાસને અટકાવે છે અને છોડને વામણું બનાવે છે.પરંતુ એવા વધતા પુરાવા છે કે UV-A ની હાજરી, પાકના બાયોમાસને દબાવવાને બદલે, વાસ્તવમાં તેને પ્રોત્સાહન આપે છે.મૂળભૂત લાલ અને સફેદ પ્રકાશ (R:W=2:3, PPFD 250 μmol/(m2·s) છે) સાથે સરખામણી કરીએ તો, લાલ અને સફેદ પ્રકાશમાં પૂરક તીવ્રતા 10 W/m2 (લગભગ 10 μmol/(m2·s) છે. s)) કાલેના UV-A એ કાલેના રોપાઓના બાયોમાસ, ઇન્ટરનોડ લંબાઈ, સ્ટેમ વ્યાસ અને છોડની છત્રની પહોળાઈમાં નોંધપાત્ર વધારો કર્યો, પરંતુ જ્યારે UV તીવ્રતા 10 W/m2 થી વધી ગઈ ત્યારે પ્રમોશન અસર નબળી પડી.દૈનિક 2 કલાક UV-A પૂરક (0.45 J/(m2•s)) છોડની ઊંચાઈ, કોટિલેડોન વિસ્તાર અને 'ઓક્સહાર્ટ' ટમેટાના રોપાના તાજા વજનમાં નોંધપાત્ર વધારો કરી શકે છે, જ્યારે ટામેટાના રોપાઓમાં H2O2 સામગ્રી ઘટાડીને.તે જોઈ શકાય છે કે વિવિધ પાકો અલ્ટ્રાવાયોલેટ કિરણોત્સર્ગને અલગ રીતે પ્રતિભાવ આપે છે, જે યુવી પ્રકાશ પ્રત્યે પાકની સંવેદનશીલતા સાથે સંબંધિત હોઈ શકે છે.

કલમી રોપાઓ ઉગાડવા માટે, રૂટસ્ટોક કલમ બનાવવાની સુવિધા માટે દાંડીની લંબાઈ યોગ્ય રીતે વધારવી જોઈએ.એફઆરની વિવિધ તીવ્રતાની ટામેટા, મરી, કાકડી, ગોળ અને તરબૂચના રોપાઓના વિકાસ પર અલગ-અલગ અસરો હતી.ઠંડા સફેદ પ્રકાશમાં FR ના 18.9 μmol/(m2•s) ની પૂરવણીએ ટામેટા અને મરીના રોપાઓના હાયપોકોટીલ લંબાઈ અને સ્ટેમ વ્યાસમાં નોંધપાત્ર વધારો કર્યો છે;34.1 μmol/(m2•s) ની FR એ કાકડી, ગોળ અને તરબૂચના રોપાઓના હાઇપોકોટીલ લંબાઈ અને સ્ટેમ વ્યાસને પ્રોત્સાહન આપવા પર શ્રેષ્ઠ અસર કરી હતી;ઉચ્ચ-તીવ્રતા FR (53.4 μmol/(m2•s)) ની આ પાંચ શાકભાજી પર શ્રેષ્ઠ અસર હતી.રોપાઓની હાઇપોકોટીલ લંબાઈ અને સ્ટેમ વ્યાસ હવે નોંધપાત્ર રીતે વધ્યો નથી, અને નીચે તરફનું વલણ બતાવવાનું શરૂ કર્યું.મરીના રોપાઓના તાજા વજનમાં નોંધપાત્ર ઘટાડો થયો છે, જે દર્શાવે છે કે પાંચ શાકભાજીના રોપાઓના FR સંતૃપ્તિ મૂલ્યો 53.4 μmol/(m2•s) કરતા ઓછા હતા, અને FR મૂલ્ય FR કરતા નોંધપાત્ર રીતે ઓછું હતું.વિવિધ શાકભાજીના રોપાઓના વિકાસ પરની અસરો પણ અલગ અલગ હોય છે.

2.2 શાકભાજીના રોપાઓના ફોટોમોર્ફોજેનેસિસ પર વિવિધ ડેલાઇટ ઇન્ટિગ્રલની અસરો

ડેલાઇટ ઇન્ટિગ્રલ (DLI) એક દિવસમાં છોડની સપાટી દ્વારા પ્રાપ્ત થયેલ પ્રકાશસંશ્લેષણ ફોટોનની કુલ રકમનું પ્રતિનિધિત્વ કરે છે, જે પ્રકાશની તીવ્રતા અને પ્રકાશ સમય સાથે સંબંધિત છે.ગણતરીનું સૂત્ર DLI (mol/m2/day) = પ્રકાશની તીવ્રતા [μmol/(m2•s)] × દૈનિક પ્રકાશ સમય (h) × 3600 × 10-6 છે.ઓછી પ્રકાશની તીવ્રતાવાળા વાતાવરણમાં, છોડ સ્ટેમ અને ઇન્ટરનોડની લંબાઈને લંબાવીને, છોડની ઊંચાઈ, પેટીઓલ લંબાઈ અને પાંદડાના વિસ્તારને વધારીને અને પાંદડાની જાડાઈ અને ચોખ્ખી પ્રકાશસંશ્લેષણ દરમાં ઘટાડો કરીને ઓછા પ્રકાશના વાતાવરણને પ્રતિભાવ આપે છે.પ્રકાશની તીવ્રતામાં વધારો થવાથી, સરસવ સિવાય, સમાન પ્રકાશની ગુણવત્તા હેઠળના એરુગુલા, કોબી અને કાલેના રોપાઓની હાયપોકોટીલ લંબાઈ અને દાંડીની લંબાઈ નોંધપાત્ર રીતે ઘટી ગઈ છે.તે જોઈ શકાય છે કે છોડની વૃદ્ધિ અને મોર્ફોજેનેસિસ પર પ્રકાશની અસર પ્રકાશની તીવ્રતા અને છોડની પ્રજાતિઓ સાથે સંબંધિત છે.DLI (8.64~28.8 mol/m2/day) ના વધારા સાથે, કાકડીના રોપાના છોડના પ્રકાર ટૂંકા, મજબૂત અને કોમ્પેક્ટ બન્યા છે, અને ચોક્કસ પાંદડાનું વજન અને હરિતદ્રવ્યનું પ્રમાણ ધીમે ધીમે ઘટતું જાય છે.કાકડીના રોપા વાવ્યાના 6-16 દિવસ પછી, પાંદડા અને મૂળ સુકાઈ જાય છે.વજન ધીમે ધીમે વધતું ગયું, અને વૃદ્ધિ દર ધીમે ધીમે ઝડપી થયો, પરંતુ વાવણીના 16 થી 21 દિવસ પછી, કાકડીના રોપાઓના પાંદડા અને મૂળના વિકાસ દરમાં નોંધપાત્ર ઘટાડો થયો.ઉન્નત DLI એ કાકડીના રોપાઓના ચોખ્ખા પ્રકાશસંશ્લેષણ દરને પ્રોત્સાહન આપ્યું, પરંતુ ચોક્કસ મૂલ્ય પછી, ચોખ્ખો પ્રકાશસંશ્લેષણ દર ઘટવા લાગ્યો.તેથી, રોપાઓના વિકાસના વિવિધ તબક્કામાં યોગ્ય DLI પસંદ કરીને અને વિવિધ પૂરક પ્રકાશ વ્યૂહરચનાઓ અપનાવવાથી વીજ વપરાશ ઘટાડી શકાય છે.કાકડી અને ટામેટાંના રોપાઓમાં દ્રાવ્ય ખાંડ અને SOD એન્ઝાઇમની સામગ્રી DLI ની તીવ્રતાના વધારા સાથે વધી છે.જ્યારે DLI ની તીવ્રતા 7.47 mol/m2/day થી વધીને 11.26 mol/m2/day થઈ, ત્યારે કાકડીના રોપાઓમાં દ્રાવ્ય ખાંડ અને SOD એન્ઝાઇમનું પ્રમાણ અનુક્રમે 81.03% અને 55.5% વધ્યું.સમાન ડીએલઆઈ પરિસ્થિતિઓ હેઠળ, પ્રકાશની તીવ્રતામાં વધારો અને પ્રકાશનો સમય ઓછો થવા સાથે, ટામેટા અને કાકડીના રોપાઓની PSII પ્રવૃત્તિને અટકાવવામાં આવી હતી, અને ઓછી પ્રકાશની તીવ્રતા અને લાંબા ગાળાની પૂરક પ્રકાશ વ્યૂહરચના પસંદ કરવી ઉચ્ચ રોપા ઉગાડવા માટે વધુ અનુકૂળ હતી. કાકડી અને ટામેટાના રોપાઓની અનુક્રમણિકા અને ફોટોકેમિકલ કાર્યક્ષમતા.

કલમી રોપાઓના ઉત્પાદનમાં, ઓછા પ્રકાશના વાતાવરણને કારણે કલમી રોપાઓની ગુણવત્તામાં ઘટાડો થઈ શકે છે અને હીલિંગ સમયમાં વધારો થઈ શકે છે.યોગ્ય પ્રકાશની તીવ્રતા માત્ર કલમી હીલિંગ સાઇટની બંધન ક્ષમતાને વધારી શકતી નથી અને મજબૂત રોપાઓના અનુક્રમણિકામાં સુધારો કરી શકે છે, પરંતુ માદા ફૂલોની નોડની સ્થિતિને પણ ઘટાડી શકે છે અને માદા ફૂલોની સંખ્યામાં વધારો કરી શકે છે.છોડના કારખાનાઓમાં, 2.5-7.5 mol/m2/day નું DLI ટામેટાંની કલમવાળા રોપાઓની હીલિંગ જરૂરિયાતોને પહોંચી વળવા માટે પૂરતું હતું.કલમી ટમેટાના રોપાઓની કોમ્પેક્ટનેસ અને પાંદડાની જાડાઈ DLI ની તીવ્રતામાં નોંધપાત્ર વધારો થયો છે.આ દર્શાવે છે કે કલમી રોપાઓને હીલિંગ માટે ઉચ્ચ પ્રકાશની તીવ્રતાની જરૂર નથી.તેથી, વીજ વપરાશ અને વાવેતરના વાતાવરણને ધ્યાનમાં રાખીને, યોગ્ય પ્રકાશની તીવ્રતા પસંદ કરવાથી આર્થિક લાભમાં સુધારો કરવામાં મદદ મળશે.

3. વનસ્પતિ રોપાઓના તાણ પ્રતિકાર પર એલઇડી પ્રકાશ વાતાવરણની અસરો

છોડ ફોટોરિસેપ્ટર્સ દ્વારા બાહ્ય પ્રકાશ સિગ્નલો મેળવે છે, જેના કારણે છોડમાં સિગ્નલ પરમાણુઓનું સંશ્લેષણ અને સંચય થાય છે, જેનાથી છોડના અવયવોની વૃદ્ધિ અને કાર્યમાં ફેરફાર થાય છે અને આખરે તાણ સામે છોડના પ્રતિકારમાં સુધારો થાય છે.રોપાઓની ઠંડા સહિષ્ણુતા અને મીઠું સહિષ્ણુતાના સુધારણા પર વિવિધ પ્રકાશ ગુણવત્તાની ચોક્કસ પ્રમોશન અસર હોય છે.ઉદાહરણ તરીકે, જ્યારે ટામેટાના રોપાઓને રાત્રે 4 કલાક માટે પ્રકાશ સાથે પૂરક કરવામાં આવે છે, ત્યારે પૂરક પ્રકાશ વિનાની સારવારની તુલનામાં, સફેદ પ્રકાશ, લાલ પ્રકાશ, વાદળી પ્રકાશ અને લાલ અને વાદળી પ્રકાશ ટામેટાના રોપાઓની ઇલેક્ટ્રોલાઇટ અભેદ્યતા અને MDA સામગ્રીને ઘટાડી શકે છે, અને ઠંડા સહિષ્ણુતામાં સુધારો.8:2 લાલ-વાદળી ગુણોત્તરની સારવાર હેઠળ ટામેટાના રોપાઓમાં SOD, POD અને CAT ની પ્રવૃત્તિઓ અન્ય સારવાર કરતા નોંધપાત્ર રીતે વધારે હતી, અને તેમની એન્ટિઓક્સિડન્ટ ક્ષમતા અને ઠંડા સહિષ્ણુતા વધારે હતી.

સોયાબીનના મૂળના વિકાસ પર UV-B ની અસર મુખ્યત્વે ABA, SA, અને JA જેવા હોર્મોન સિગ્નલિંગ પરમાણુઓ સહિત રુટ NO અને ROS ની સામગ્રીને વધારીને છોડના તણાવ પ્રતિકારને સુધારવા માટે છે અને IAA ની સામગ્રીને ઘટાડીને મૂળના વિકાસને અટકાવે છે. , CTK અને GA.UV-B, UVR8 ના ફોટોરિસેપ્ટર માત્ર ફોટોમોર્ફોજેનેસિસના નિયમનમાં સામેલ નથી, પણ UV-B તણાવમાં પણ મુખ્ય ભૂમિકા ભજવે છે.ટામેટાંના રોપાઓમાં, UVR8 એન્થોકયાનિનના સંશ્લેષણ અને સંચયમાં મધ્યસ્થી કરે છે, અને યુવી-અનુરૂપ જંગલી ટામેટાના રોપાઓ ઉચ્ચ-તીવ્રતાના UV-B તણાવનો સામનો કરવાની તેમની ક્ષમતામાં સુધારો કરે છે.જો કે, Arabidopsis દ્વારા પ્રેરિત દુષ્કાળના તાણમાં UV-B નું અનુકૂલન UVR8 પાથવે પર આધારિત નથી, જે દર્શાવે છે કે UV-B વનસ્પતિ સંરક્ષણ મિકેનિઝમ્સના સિગ્નલ-પ્રેરિત ક્રોસ-પ્રતિભાવ તરીકે કામ કરે છે, જેથી વિવિધ પ્રકારના હોર્મોન્સ સંયુક્ત રીતે સંયોજિત થાય છે. દુષ્કાળના તાણનો પ્રતિકાર કરવામાં સામેલ છે, ROS સ્કેવેન્જિંગ ક્ષમતામાં વધારો કરે છે.

FR ને કારણે છોડના હાયપોકોટીલ અથવા સ્ટેમનું વિસ્તરણ અને ઠંડા તણાવમાં છોડનું અનુકૂલન બંને છોડના હોર્મોન્સ દ્વારા નિયંત્રિત થાય છે.તેથી, FR દ્વારા થતી "છાંયો ટાળવાની અસર" છોડના ઠંડા અનુકૂલન સાથે સંબંધિત છે.પ્રયોગકર્તાઓએ જવના રોપાને અંકુરણના 18 દિવસ પછી 15°C તાપમાને 10 દિવસ માટે પૂરક બનાવ્યા, 5°C + 7 દિવસ માટે FR પૂરક ઠંડક આપી, અને જાણવા મળ્યું કે સફેદ પ્રકાશની સારવારની તુલનામાં, FR એ જવના રોપાઓના હિમ પ્રતિકારને વધાર્યો છે.આ પ્રક્રિયા જવના રોપાઓમાં ABA અને IAA સામગ્રીમાં વધારો સાથે છે.અનુગામી 15°C FR-પ્રીટ્રીટેડ જવના રોપાઓનું 5°C પર સ્થાનાંતરણ અને 7 દિવસ સુધી FR પૂરક ચાલુ રાખવાથી ઉપરોક્ત બે સારવારો જેવા જ પરિણામો આવ્યા, પરંતુ ABA પ્રતિભાવમાં ઘટાડો થયો.વિવિધ R:FR મૂલ્યો ધરાવતા છોડ ફાયટોહોર્મોન્સ (GA, IAA, CTK અને ABA) ના જૈવસંશ્લેષણને નિયંત્રિત કરે છે, જે છોડની મીઠું સહિષ્ણુતામાં પણ સામેલ છે.મીઠાના તાણ હેઠળ, નીચા ગુણોત્તર R:FR પ્રકાશ વાતાવરણ ટામેટાના રોપાઓની એન્ટિઓક્સિડન્ટ અને પ્રકાશસંશ્લેષણ ક્ષમતામાં સુધારો કરી શકે છે, રોપાઓમાં આરઓએસ અને એમડીએનું ઉત્પાદન ઘટાડી શકે છે અને મીઠાની સહિષ્ણુતામાં સુધારો કરી શકે છે.બંને ખારાશ તણાવ અને નીચા R:FR મૂલ્ય (R:FR=0.8) હરિતદ્રવ્યના જૈવસંશ્લેષણને અવરોધે છે, જે હરિતદ્રવ્ય સંશ્લેષણ માર્ગમાં PBG થી UroIII ના અવરોધિત રૂપાંતર સાથે સંબંધિત હોઈ શકે છે, જ્યારે નીચા R:FR વાતાવરણ અસરકારક રીતે દૂર કરી શકે છે. ખારાશ તાણ-પ્રેરિત હરિતદ્રવ્ય સંશ્લેષણની ક્ષતિ.આ પરિણામો ફાયટોક્રોમ્સ અને મીઠું સહિષ્ણુતા વચ્ચે નોંધપાત્ર સંબંધ દર્શાવે છે.

હળવા વાતાવરણ ઉપરાંત, અન્ય પર્યાવરણીય પરિબળો પણ શાકભાજીના રોપાઓના વિકાસ અને ગુણવત્તાને અસર કરે છે.ઉદાહરણ તરીકે, CO2 સાંદ્રતામાં વધારો પ્રકાશ સંતૃપ્તિ મહત્તમ મૂલ્ય Pn (Pnmax) વધારશે, પ્રકાશ વળતર બિંદુ ઘટાડશે, અને પ્રકાશ ઉપયોગ કાર્યક્ષમતામાં સુધારો કરશે.પ્રકાશની તીવ્રતા અને CO2 સાંદ્રતામાં વધારો પ્રકાશસંશ્લેષણ રંગદ્રવ્યોની સામગ્રી, પાણીના ઉપયોગની કાર્યક્ષમતા અને કેલ્વિન ચક્ર સંબંધિત ઉત્સેચકોની પ્રવૃત્તિઓને સુધારવામાં મદદ કરે છે અને અંતે ઉચ્ચ પ્રકાશસંશ્લેષણ કાર્યક્ષમતા અને ટામેટાના રોપાઓના બાયોમાસ સંચયને પ્રાપ્ત કરે છે.ટામેટા અને મરીના રોપાઓનું શુષ્ક વજન અને કોમ્પેક્ટનેસ DLI સાથે સકારાત્મક રીતે સંકળાયેલા હતા, અને તાપમાનમાં ફેરફાર એ સમાન DLI સારવાર હેઠળ વૃદ્ધિને પણ અસર કરે છે.ટામેટાના રોપાઓના વિકાસ માટે 23~25℃નું વાતાવરણ વધુ યોગ્ય હતું.તાપમાન અને પ્રકાશની સ્થિતિ અનુસાર, સંશોધકોએ બેટ ડિસ્ટ્રિબ્યુશન મોડલના આધારે મરીના સાપેક્ષ વૃદ્ધિ દરની આગાહી કરવા માટે એક પદ્ધતિ વિકસાવી છે, જે મરી કલમી રોપાઓના ઉત્પાદનના પર્યાવરણીય નિયમન માટે વૈજ્ઞાનિક માર્ગદર્શન પૂરું પાડી શકે છે.

તેથી, ઉત્પાદનમાં પ્રકાશ નિયમન યોજનાની રચના કરતી વખતે, માત્ર પ્રકાશ પર્યાવરણ પરિબળો અને છોડની જાતો જ નહીં, પરંતુ વાવેતર અને વ્યવસ્થાપન પરિબળો જેમ કે બીજનું પોષણ અને પાણી વ્યવસ્થાપન, વાયુ વાતાવરણ, તાપમાન અને બીજની વૃદ્ધિના તબક્કાને પણ ધ્યાનમાં લેવા જોઈએ.

4. સમસ્યાઓ અને દૃષ્ટિકોણ

પ્રથમ, વનસ્પતિના રોપાઓનું પ્રકાશ નિયમન એ એક અત્યાધુનિક પ્રક્રિયા છે, અને છોડના કારખાનાના વાતાવરણમાં વિવિધ પ્રકારના વનસ્પતિ રોપાઓ પર વિવિધ પ્રકાશની સ્થિતિની અસરોનું વિગતવાર વિશ્લેષણ કરવાની જરૂર છે.આનો અર્થ એ છે કે ઉચ્ચ-કાર્યક્ષમતા અને ઉચ્ચ-ગુણવત્તાવાળા બીજ ઉત્પાદનના ધ્યેયને હાંસલ કરવા માટે, પરિપક્વ તકનીકી સિસ્ટમ સ્થાપિત કરવા માટે સતત સંશોધન જરૂરી છે.

બીજું, એલઇડી લાઇટ સ્ત્રોતનો પાવર ઉપયોગ દર પ્રમાણમાં ઊંચો હોવા છતાં, પ્લાન્ટ લાઇટિંગ માટે પાવર વપરાશ એ કૃત્રિમ પ્રકાશનો ઉપયોગ કરીને રોપાઓના ઉછેર માટે મુખ્ય ઊર્જા વપરાશ છે.પ્લાન્ટ ફેક્ટરીઓનો વિશાળ ઉર્જાનો વપરાશ હજુ પણ પ્લાન્ટ ફેક્ટરીઓના વિકાસમાં અવરોધરૂપ અવરોધ છે.

છેવટે, કૃષિમાં પ્લાન્ટ લાઇટિંગના વ્યાપક ઉપયોગ સાથે, LED પ્લાન્ટ લાઇટની કિંમત ભવિષ્યમાં મોટા પ્રમાણમાં ઘટાડવાની અપેક્ષા છે;તેનાથી વિપરિત, શ્રમ ખર્ચમાં વધારો, ખાસ કરીને મહામારી પછીના યુગમાં, શ્રમની અછત યાંત્રિકીકરણ અને ઉત્પાદનના સ્વચાલિતકરણની પ્રક્રિયાને પ્રોત્સાહન આપવા માટે બંધાયેલ છે.ભવિષ્યમાં, આર્ટિફિશિયલ ઇન્ટેલિજન્સ-આધારિત નિયંત્રણ મોડલ અને બુદ્ધિશાળી ઉત્પાદન સાધનો શાકભાજીના રોપાના ઉત્પાદન માટેની મુખ્ય તકનીકોમાંની એક બની જશે, અને છોડના કારખાનાના બીજ બનાવવાની તકનીકના વિકાસને પ્રોત્સાહન આપવાનું ચાલુ રાખશે.

લેખકો: જીહુઇ ટેન, હાઉચેંગ લિયુ
લેખ સ્ત્રોત: કૃષિ ઇજનેરી ટેકનોલોજી (ગ્રીનહાઉસ બાગાયત)નું વેચેટ એકાઉન્ટ