A rizsnövényeknek szükségük van világításra? Melyik fényspektrum a leghatékonyabb?
A rizs az egyik legfontosabb élelmiszernövény hazánkban, és stabil termelése kulcsfontosságú a nemzeti élelmezésbiztonság szempontjából. Jelenleg a gyorsuló globális klímaváltozás és a gyakori szélsőséges időjárási események súlyosan veszélyeztetik a rizstermelést. Ennek a kihívásnak a megválaszolásához elengedhetetlen a rizsnemesítési folyamat felgyorsítása, és több jó-minőségű, magas-hozamú és multi-rezisztens új fajta termesztése, hogy megfeleljenek a jövőbeni népességnövekedés igényeinek. Az ellenőrzött környezetű mezőgazdasági technológia, amelyet a precíz fény- és hőmérsékletszabályozás jellemez, új utat kínál a növénynemesítéshez. A LED fényforrások állítható spektrumuk, energiahatékonyságuk és egyéb tulajdonságaik miatt nagy alkalmazási potenciált mutatnak az üzemi gyárakban. A LED-es mesterséges fénykörnyezetek rizstermesztésben való felhasználásával hatékonyan elkerülhetők a természetes éghajlat bizonytalanságai, lehetővé téve a folyamatos, egész éven át tartó-termesztést és évente több nemzedék tenyésztését, ezáltal jelentősen lerövidül a tenyésztési ciklus, és javítható a genetikai haszon és a tenyésztési hatékonyság.
Az alapvető kérdések a következők: Szükség van-e kiegészítő világításra természetes napfényben? Melyik fényspektrum a legalkalmasabb?
A fény minősége kulcsfontosságú környezeti tényező, amely szabályozza a növények növekedését és fejlődését. A különböző fényminőségi arányok specifikusan befolyásolhatják a termés morfogenezisét és élettani anyagcseréjét, elősegítve mind a vegetatív, mind a szaporodási növekedést. Dísznövényeknél a vizsgálatok kimutatták, hogy a LED kék fény a legelőnyösebb a taronövények magasságának növekedésére és az antocianin felhalmozódására, míg a piros-kék-fehér-zöld összetett fény (1:1:1:1) jelentősen növelheti a levelek területét és a levelek antocianin tartalmát. A Dendrobium szövettenyészetben a specifikus piros{10}}kék-zöld fény kombinációk hatékonyan elősegíthetik a klonális palánták szaporodását és gyökeresedését, valamint növelhetik az elsődleges palánták arányát. Az Anthurium szövettenyésztéssel kapcsolatos kutatások megerősítik, hogy a fényminőség iránti igény stádium--specifikus: a vörös fény a legalkalmasabb a kalluszindukcióra, a 3:1-es piros{14}kék arány előnyös a proliferációs tenyészetben, a 4:1-es vörös{17}}kék arány pedig alkalmasabb a rügyek differenciálódására és a palántanevelésre. Szemes termésben a fényminőségi hatás is jelentős. A kék fény elősegítheti az árpa gyökérfejlődését és a biomassza felhalmozódását, míg a piros{22}}kék kombináció egyensúlyba hozhatja a biomassza növekedését és a növények kiegyensúlyozott növekedését.
A rizspalántákban a piros fény elősegítheti a levelek tágulását és a szárazanyag-felhalmozódást, míg a kék fény növeli a szár alapszélességét és a palánta vigor indexét. A természetes napfénnyel összehasonlítva a növénygyár LED-fényspektrum-arányai jelentős növekedést{1}}serkentő hatást mutattak mind a rizs alapvető táplálkozási szakaszában, mind a fényperiódus{2}}érzékeny szakaszában. Szignifikáns különbségek voltak a különböző fényspektrum arányú kezelések között. A magas vörös fényarány, miközben elősegíti a növény magasságát és levélhosszát, növelte a megtelepedés kockázatát is; a magas kékfény-arány jelentősen gátolta a vegetatív növekedést, mint például a növény magassága és a száradás. Ezenkívül a tanulmány azonosította azt a fényspektrumú kezelési kombinációt, amely a növekedési időszak legnagyobb csökkenését eredményezte. A főkomponens-analízis azonban azt mutatta, hogy ez a kombináció érte el a legmagasabb összterméspontszámot mind a japonica, mind az indica rizsfajtákban, ezzel egyidejűleg lerövidítette a rizs teljes növekedési időszakát, miközben szinergikus termésjavulást ért el. Figyelembe véve az olyan tényezőket, mint a fajta alkalmazhatósága, a növekedési időszak, a maghozam és az energiafogyasztás szintje, a fényspektrum aránya általános fénykörnyezeti megoldásként szolgálhat a LED-es növénygyárakban történő gyors rizsnemesítéshez.
