هل تحتاج نباتات الأرز إلى أضواء النمو؟ أي طيف الضوء هو الأكثر فعالية؟
يعد الأرز أحد أهم المحاصيل الغذائية في بلدي، وإنتاجه المستقر أمر بالغ الأهمية للأمن الغذائي الوطني. في الوقت الحالي، يهدد تسارع تغير المناخ العالمي والظواهر الجوية المتطرفة المتكررة إنتاج الأرز بشكل خطير. ولمواجهة هذا التحدي، من الضروري تسريع عملية تربية الأرز وزراعة المزيد من الأصناف الجديدة عالية الجودة-والعالية-المحصول والمتعددة-المقاومة لتلبية احتياجات النمو السكاني في المستقبل. توفر تكنولوجيا الزراعة في بيئة خاضعة للرقابة، والتي تتميز بالتحكم الدقيق في الضوء ودرجة الحرارة، طريقًا جديدًا لتربية المحاصيل. تُظهِر مصادر إضاءة LED، نظرًا للطيف القابل للتعديل، وكفاءة استخدام الطاقة، وخصائص أخرى، إمكانات تطبيق كبيرة في مصانع النباتات. يمكن أن يؤدي استخدام بيئات الإضاءة الاصطناعية LED لتربية الأرز إلى تجنب حالات عدم اليقين في المناخ الطبيعي بشكل فعال، مما يتيح زراعة مستمرة على مدار العام -وأجيال متعددة من التكاثر سنويًا، وبالتالي تقصير دورة التكاثر بشكل كبير وتحسين المكتسب الوراثي وكفاءة التكاثر.
الأسئلة الأساسية هي: هل هناك حاجة إلى إضاءة تكميلية تحت ضوء الشمس الطبيعي؟ ما هو طيف الضوء الأكثر ملاءمة؟
تعد جودة الضوء عاملاً بيئيًا رئيسيًا ينظم نمو النبات وتطوره. يمكن أن تؤثر نسب جودة الضوء المختلفة بشكل خاص على تكوين المحاصيل والتمثيل الغذائي الفسيولوجي، مما يعزز النمو الخضري والإنجابي. في نباتات الزينة، أظهرت الدراسات أن الضوء الأزرق LED هو الأكثر فائدة لنمو ارتفاع نبات القلقاس وتراكم الأنثوسيانين، في حين أن الضوء الأحمر المركب -الأزرق-الأبيض-الأخضر (1:1:1:1) يمكن أن يزيد بشكل كبير من مساحة الورقة ومحتوى الأنثوسيانين في الورقة. في زراعة أنسجة Dendrobium، يمكن لمجموعات محددة من الضوء الأخضر الأحمر-الأزرق- أن تعزز بشكل فعال تكاثر وتجذير الشتلات المستنسخة وزيادة نسبة الشتلات الأولية. تؤكد الأبحاث التي أجريت على زراعة أنسجة أنثوريوم أن الطلب على جودة الضوء يعتمد على المرحلة-: الضوء الأحمر هو الأكثر ملاءمة لتحريض الكالس، ونسبة الأحمر-الأزرق 3:1 مفيدة لثقافة التكاثر، ونسبة الأحمر-الأزرق 4:1 أكثر ملاءمة لتمييز البراعم ونمو البادرات. في المحاصيل الحبيبية، يكون تأثير جودة الضوء مهمًا أيضًا. يمكن للضوء الأزرق أن يعزز نمو جذور الشعير وتراكم الكتلة الحيوية، في حين أن الضوء الأحمر -الأزرق يمكن أن يوازن بين زيادة الكتلة الحيوية ونمو النبات المتوازن.
في شتلات الأرز، يمكن للضوء الأحمر أن يعزز توسع الأوراق وتراكم المادة الجافة، بينما يساعد الضوء الأزرق على زيادة عرض قاعدة الجذع ومؤشر قوة الشتلات. بالمقارنة مع ضوء الشمس الطبيعي، أظهرت نسب طيف ضوء LED في مصنع النباتات نموًا ملحوظًا-مما يعزز التأثيرات أثناء كل من مرحلة التغذية الأساسية والمرحلة الحساسة للفترة الضوئية-للأرز. توجد اختلافات كبيرة بين المعالجات المختلفة لنسبة طيف الضوء. ارتفاع نسب الضوء الأحمر، مع تعزيز ارتفاع النبات وطول الورقة، يزيد أيضًا من خطر السكن؛ أدت نسب الضوء الأزرق العالية إلى تثبيط النمو الخضري مثل ارتفاع النبات والحراثة بشكل معنوي. علاوة على ذلك، حددت الدراسة مجموعة العلاج بطيف الضوء التي أدت إلى أكبر انخفاض في فترة النمو. ومع ذلك، أظهر تحليل المكون الرئيسي أن هذا المزيج حقق أعلى درجة إنتاجية إجمالية في كل من أصناف أرز جابونيكا وإنديكا، مما أدى في الوقت نفسه إلى تقصير فترة نمو الأرز بأكملها مع تحقيق تحسين محصولي تآزري. مع الأخذ في الاعتبار عوامل مثل قابلية تطبيق الصنف، وفترة النمو، وإنتاجية البذور، ومستويات استهلاك الطاقة، يمكن أن تكون نسبة طيف الضوء بمثابة حل عام لبيئة الإضاءة لتربية الأرز السريع في مصانع نباتات LED.
