Potřebují rostliny rýže pěstební osvětlení? Které světelné spektrum je nejúčinnější?
Rýže je jednou z nejdůležitějších potravinářských plodin v mé zemi a její stabilní produkce je zásadní pro národní potravinovou bezpečnost. Produkci rýže v současnosti vážně ohrožují zrychlující se globální změny klimatu a časté extrémní jevy počasí. K řešení tohoto problému je nezbytné urychlit proces šlechtění rýže a pěstovat více vysoce-kvalitních, vysoce{3}}výnosných a multi{4}}rezistentních nových odrůd, které splňují potřeby budoucího růstu populace. Technologie zemědělství s řízeným prostředím, vyznačující se přesným řízením světla a teploty, poskytuje novou cestu pro šlechtění plodin. Světelné zdroje LED díky svému nastavitelnému spektru, energetické účinnosti a dalším charakteristikám vykazují velký aplikační potenciál v továrnách. Využití prostředí s umělým osvětlením LED pro šlechtění rýže se může účinně vyhnout nejistotám přirozeného klimatu, umožňuje nepřetržitou celoroční-kultivaci a více generací šlechtění za rok, čímž se výrazně zkrátí cyklus šlechtění a zlepší se genetický zisk a účinnost šlechtění.
Základní otázky jsou: Je potřeba doplňkové osvětlení při přirozeném slunečním světle? Jaké světelné spektrum je nejvhodnější?
Kvalita světla je klíčovým environmentálním faktorem regulujícím růst a vývoj rostlin. Různé poměry kvality světla mohou mít přímý dopad na morfogenezi plodin a fyziologický metabolismus, čímž podporují vegetativní i reprodukční růst. U okrasných rostlin studie prokázaly, že modré světlo LED je nejpřínosnější pro růst rostlin taro a akumulaci antokyanů, zatímco červené -modré{3}}bílé-zelené složené světlo (1:1:1:1) může výrazně zvýšit plochu listu a obsah anthokyanů v listech. V tkáňové kultuře Dendrobium mohou specifické kombinace červeného-modrého{11}}zeleného světla účinně podpořit proliferaci a zakořenění klonálních semenáčků a zvýšit podíl primárních semenáčků. Výzkum na tkáňové kultuře Anthurium potvrzuje, že poptávka po kvalitě světla je specifická pro jednotlivé fáze: červené světlo je nejvhodnější pro indukci kalusu, poměr červené-modré 3:1 je prospěšný pro kultivaci proliferace a poměr červené-modré 4:1 je vhodnější pro diferenciaci pupenů a růst semenáčků. U travinových plodin je významný také efekt kvality světla. Modré světlo může podporovat vývoj kořenů ječmene a akumulaci biomasy, zatímco červené-modré světlo může vyvážit nárůst biomasy a vyvážený růst rostlin.
U sazenic rýže může červené světlo podporovat expanzi listů a akumulaci sušiny, zatímco modré světlo pomáhá zvětšit šířku základny stonku a index vitality sazenic. Ve srovnání s přirozeným slunečním světlem vykazovaly poměry světelného spektra LED v továrně na rostliny významné účinky na podporu růstu-v základní nutriční fázi i ve fázi -citlivosti rýže na světlo. Mezi různými úpravami poměrů světelného spektra existovaly významné rozdíly. Vysoké poměry červeného světla při podpoře výšky rostlin a délky listů také zvyšovaly riziko poléhání; vysoké poměry modrého světla významně inhibovaly vegetativní růst, jako je výška rostlin a odnožování. Kromě toho studie identifikovala kombinaci ošetření světelným spektrem, která vedla k největšímu snížení období růstu. Analýza hlavních složek však ukázala, že tato kombinace dosáhla nejvyššího celkového výnosového skóre u odrůd rýže japonica i indica, současně zkrátila celou dobu růstu rýže a zároveň dosáhla synergického zlepšení výnosu. Poměr světelného spektra může sloužit jako obecné řešení světelného prostředí pro rychlé šlechtění rýže v továrnách na výrobu LED s ohledem na faktory, jako je použitelnost odrůdy, období růstu, výnos semen a úrovně spotřeby energie.
