Kas riisitaimed vajavad kasvuvalgust? Milline valgusspekter on kõige tõhusam?
Riis on minu kodumaal üks tähtsamaid toidukultuure ja selle stabiilne tootmine on riikliku toiduga kindlustatuse seisukohalt ülioluline. Kiirenev globaalne kliimamuutus ja sagedased äärmuslikud ilmastikunähtused ohustavad praegu tõsiselt riisi tootmist. Selle väljakutsega toimetulemiseks on oluline kiirendada riisi aretusprotsessi ja kasvatada rohkem kvaliteetseid, kõrge-saagilisi ja multi-resistentseid sorte, et rahuldada tulevase populatsiooni kasvu vajadusi. Kontrollitud keskkonnaga põllumajandustehnoloogia, mida iseloomustab täpne valguse ja temperatuuri reguleerimine, pakub põllukultuuride aretamiseks uue tee. LED-valgusallikad näitavad oma reguleeritava spektri, energiatõhususe ja muude omaduste tõttu suurt kasutuspotentsiaali taimetehastes. LED-i tehisvalguskeskkonna kasutamine riisikasvatuses võib tõhusalt vältida loodusliku kliima ebakindlust, võimaldades pidevat aastaringset-kasvatamist ja mitut põlvkonda aastas, lühendades seega oluliselt aretustsüklit ning parandades geneetilist kasu ja aretuse tõhusust.
Põhiküsimused on järgmised: kas loomuliku päikesevalguse korral on vaja lisavalgustust? Milline valgusspekter on sobivaim?
Valguse kvaliteet on peamine keskkonnategur, mis reguleerib taimede kasvu ja arengut. Erinevad valguse kvaliteedi suhted võivad otseselt mõjutada põllukultuuride morfogeneesi ja füsioloogilist ainevahetust, soodustades nii vegetatiivset kui ka reproduktiivset kasvu. Dekoratiivtaimede puhul on uuringud näidanud, et LED-sinine valgus on tarotaimede kasvu ja antotsüaniini kogunemise jaoks kõige kasulikum, samas kui punane -sinine-valge-roheline liitvalgus (1:1:1:1) võib märkimisväärselt suurendada lehtede pindala ja lehtede antotsüaniinisisaldust. Dendrobiumi koekultuuris võivad spetsiifilised punase{10}}sinise-rohelise valguse kombinatsioonid tõhusalt soodustada kloonide seemikute vohamist ja juurdumist ning suurendada esmaste seemikute osakaalu. Antuuriumi koekultuuri uuringud kinnitavad, et nõudlus valguse kvaliteedi järele on staadiumis -spetsiifiline: kalluse esilekutsumiseks sobib kõige paremini punane tuli, proliferatsioonikultuuri jaoks on kasulik punase-sinise suhe 3:1 ning pungade eristamiseks ja seemikute kasvuks on sobivam punase{17}}sinise suhe 4:1. Teraviljade puhul on oluline ka valguse kvaliteedi mõju. Sinine valgus võib soodustada odrajuure arengut ja biomassi akumuleerumist, samas kui punane{22}}sinine kombinatsioon võib tasakaalustada biomassi suurenemist ja tasakaalustatud taimekasvu.
Riisi seemikute puhul võib punane valgus soodustada lehtede laienemist ja kuivaine kogunemist, sinine valgus aga suurendab varre põhja laiust ja seemikute elujõulisuse indeksit. Võrreldes loomuliku päikesevalgusega näitasid taimetehase LED-valgusspektri suhted märkimisväärset kasvu{1}}soodustavat mõju nii riisi toitumise põhifaasis kui ka fotoperioodil{2}}tundlikul etapil. Valgusspektri suhete erinevate käsitluste vahel esines olulisi erinevusi. Punase valguse kõrge suhe suurendas samal ajal taimede kõrgust ja lehtede pikkust, suurendades ka mahajäämise ohtu; kõrge sinise valguse suhe pärssis oluliselt vegetatiivset kasvu, näiteks taimede kõrgust ja harimist. Lisaks tuvastati uuringus valgusspektri ravikombinatsioon, mis põhjustas kasvuperioodi suurima vähenemise. Põhikomponentide analüüs näitas aga, et see kombinatsioon saavutas kõrgeima üldise saagiskoori nii japonica kui ka indica riisi sortide puhul, lühendades samaaegselt kogu riisi kasvuperioodi, saavutades sünergilise saagikuse paranemise. Valgusspektri suhe võib olla üldine valguskeskkonna lahendus kiireks riisi aretamiseks LED taimetehastes, võttes arvesse selliseid tegureid nagu sordi sobivus, kasvuperiood, seemnesaak ja energiatarbimise tase.
