Riassunto: Le piantine di ortaggi rappresentano il primo passo nella produzione di ortaggi e la loro qualità è fondamentale per la resa e la qualità degli ortaggi dopo la semina. Con il continuo perfezionamento della divisione del lavoro nell'industria orticola, le piantine di ortaggi hanno gradualmente formato una filiera industriale indipendente e sono state utilizzate per la produzione orticola. Colpiti dalle avverse condizioni meteorologiche, i metodi tradizionali di coltivazione delle piantine devono inevitabilmente affrontare numerose sfide, come la crescita lenta delle piantine, la crescita stentata e l'insorgenza di parassiti e malattie. Per gestire la crescita stentata delle piantine, molti coltivatori commerciali utilizzano regolatori di crescita. Tuttavia, l'uso di regolatori di crescita comporta rischi di rigidità delle piantine, sicurezza alimentare e contaminazione ambientale. Oltre ai metodi di controllo chimico, sebbene anche la stimolazione meccanica, il controllo della temperatura e dell'acqua possano svolgere un ruolo nel prevenire la crescita stentata delle piantine, questi sono leggermente meno convenienti ed efficaci. Sotto l'impatto della nuova epidemia globale di Covid-19, i problemi di gestione della produzione causati dalla carenza di manodopera e dall'aumento dei costi del lavoro nell'industria delle piantine sono diventati più evidenti.

Con lo sviluppo della tecnologia di illuminazione, l'uso della luce artificiale per la coltivazione di piantine di ortaggi offre i vantaggi di un'elevata efficienza di crescita, una minore diffusione di parassiti e malattie e una facile standardizzazione. Rispetto alle sorgenti luminose tradizionali, la nuova generazione di sorgenti luminose a LED offre le seguenti caratteristiche: risparmio energetico, elevata efficienza, lunga durata, protezione ambientale e durevolezza, dimensioni ridotte, bassa radiazione termica e piccola ampiezza di lunghezza d'onda. È in grado di formulare uno spettro appropriato in base alle esigenze di crescita e sviluppo delle piantine nell'ambiente delle fabbriche vegetali e di controllarne accuratamente i processi fisiologici e metabolici, contribuendo al contempo a una produzione di piantine di ortaggi senza inquinamento, standardizzata e rapida, riducendone il ciclo vitale. Nella Cina meridionale, la coltivazione di piantine di peperoni e pomodori (3-4 foglie vere) in serre di plastica richiede circa 60 giorni, mentre quella di cetrioli (3-5 foglie vere) circa 35 giorni. In condizioni di coltivazione in serra, occorrono solo 17 giorni per coltivare piantine di pomodoro e 25 giorni per quelle di peperone, con un fotoperiodo di 20 ore e un PPF di 200-300 μmol/(m²•s). Rispetto al metodo di coltivazione convenzionale in serra, l'uso del metodo di coltivazione in serra con LED ha ridotto significativamente il ciclo di crescita del cetriolo di 15-30 giorni, mentre il numero di fiori e frutti femminili per pianta è aumentato rispettivamente del 33,8% e del 37,3%, e la resa massima è aumentata del 71,44%.

In termini di efficienza energetica, l'efficienza energetica degli impianti di produzione di lattuga è superiore a quella delle serre di tipo Venlo alla stessa latitudine. Ad esempio, in uno stabilimento svedese di produzione di lattuga sono necessari 1411 MJ per produrre 1 kg di sostanza secca di lattuga, mentre in una serra ne servono 1699. Tuttavia, se si calcola l'elettricità richiesta per chilogrammo di sostanza secca di lattuga, lo stabilimento di produzione di lattuga necessita di 247 kW·h per produrre 1 kg di peso secco di lattuga, mentre le serre in Svezia, Paesi Bassi ed Emirati Arabi Uniti richiedono rispettivamente 182 kW·h, 70 kW·h e 111 kW·h.

Allo stesso tempo, nelle fabbriche vegetali, l'uso di computer, apparecchiature automatiche, intelligenza artificiale e altre tecnologie consente di controllare accuratamente le condizioni ambientali idonee alla coltivazione delle piantine, eliminando i limiti delle condizioni ambientali naturali e realizzando una produzione intelligente, meccanizzata e stabile annualmente. Negli ultimi anni, le piantine delle fabbriche vegetali sono state utilizzate nella produzione commerciale di ortaggi a foglia, frutta e altre colture economiche in Giappone, Corea del Sud, Europa, Stati Uniti e altri paesi. L'elevato investimento iniziale delle fabbriche vegetali, gli elevati costi operativi e l'enorme consumo energetico del sistema sono ancora i colli di bottiglia che limitano la promozione della tecnologia di coltivazione delle piantine nelle fabbriche vegetali cinesi. Pertanto, è necessario tenere conto dei requisiti di elevata resa e risparmio energetico in termini di strategie di gestione della luce, definizione di modelli di crescita vegetale e apparecchiature di automazione per migliorare i benefici economici.

In questo articolo viene esaminata l'influenza dell'ambiente luminoso a LED sulla crescita e sullo sviluppo delle piantine di ortaggi nelle fabbriche di piante negli ultimi anni, con una prospettiva sulla direzione della ricerca sulla regolazione della luce delle piantine di ortaggi nelle fabbriche di piante.

1. Effetti dell'ambiente luminoso sulla crescita e lo sviluppo delle piantine di ortaggi

Essendo uno dei fattori ambientali essenziali per la crescita e lo sviluppo delle piante, la luce non è solo una fonte di energia per le piante per svolgere la fotosintesi, ma anche un segnale chiave che influenza la fotomorfogenesi delle piante. Le piante percepiscono la direzione, l'energia e la qualità della luce del segnale attraverso il sistema di segnalazione luminosa, regolano la propria crescita e il proprio sviluppo e rispondono alla presenza o assenza, alla lunghezza d'onda, all'intensità e alla durata della luce. I fotorecettori vegetali attualmente noti includono almeno tre classi: i fitocromi (PHYA~PHYE) che percepiscono la luce rossa e rosso-lontano (FR), i criptocromi (CRY1 e CRY2) che percepiscono la luce blu e ultravioletta A, e gli elementi (Phot1 e Phot2), il recettore UV-B UVR8 che percepisce i raggi UV-B. Questi fotorecettori partecipano e regolano l'espressione di geni correlati e quindi regolano le attività vitali come la germinazione dei semi delle piante, la fotomorfogenesi, il periodo di fioritura, la sintesi e l'accumulo di metaboliti secondari e la tolleranza agli stress biotici e abiotici.

2. Influenza dell'ambiente luminoso a LED sull'insediamento fotomorfologico delle piantine di ortaggi

2.1 Effetti della diversa qualità della luce sulla fotomorfogenesi delle piantine di ortaggi

Le regioni rosse e blu dello spettro presentano elevate efficienze quantiche per la fotosintesi fogliare delle piante. Tuttavia, l'esposizione prolungata delle foglie di cetriolo alla luce rossa pura danneggia il fotosistema, provocando il fenomeno della "sindrome da luce rossa", che comprende una risposta stomatica stentata, una ridotta capacità fotosintetica e un'efficienza di utilizzo dell'azoto ridotta, e un ritardo della crescita. In condizioni di bassa intensità luminosa (100±5 μmol/(m2•s)), la luce rossa pura può danneggiare i cloroplasti delle foglie giovani e mature del cetriolo, ma i cloroplasti danneggiati sono stati recuperati dopo il passaggio dalla luce rossa pura alla luce rossa e blu (R:B= 7:3). Al contrario, quando le piante di cetriolo sono passate dall'ambiente con luce rosso-blu all'ambiente con luce rossa pura, l'efficienza fotosintetica non è diminuita in modo significativo, dimostrando l'adattabilità all'ambiente con luce rossa. Attraverso l'analisi al microscopio elettronico della struttura fogliare di piantine di cetriolo con "sindrome della luce rossa", gli sperimentatori hanno scoperto che il numero di cloroplasti, la dimensione dei granuli di amido e lo spessore dei granuli nelle foglie sottoposte a luce rossa pura erano significativamente inferiori rispetto a quelle sottoposte a trattamento con luce bianca. L'intervento della luce blu migliora l'ultrastruttura e le caratteristiche fotosintetiche dei cloroplasti del cetriolo ed elimina l'accumulo eccessivo di nutrienti. Rispetto alla luce bianca e alla luce rossa e blu, la luce rossa pura ha promosso l'allungamento dell'ipocotile e l'espansione dei cotiledoni nelle piantine di pomodoro, aumentando significativamente l'altezza della pianta e la superficie fogliare, ma riducendo significativamente la capacità fotosintetica, riducendo il contenuto di Rubisco e l'efficienza fotochimica e aumentando significativamente la dissipazione del calore. Si può osservare che diverse tipologie di piante rispondono in modo diverso alla stessa qualità di luce, ma rispetto alla luce monocromatica, le piante hanno una maggiore efficienza fotosintetica e una crescita più vigorosa in un ambiente con luce mista.

I ricercatori hanno condotto numerose ricerche sull'ottimizzazione della combinazione di qualità della luce per le piantine di ortaggi. A parità di intensità luminosa, con l'aumento del rapporto di luce rossa, l'altezza e il peso fresco delle piantine di pomodoro e cetriolo sono migliorati significativamente, e il trattamento con un rapporto rosso/blu di 3:1 ha avuto l'effetto migliore; al contrario, un rapporto elevato di luce blu ha inibito la crescita delle piantine di pomodoro e cetriolo, che erano basse e compatte, ma ha aumentato il contenuto di sostanza secca e clorofilla nei germogli delle piantine. Modelli simili si osservano in altre colture, come peperoni e angurie. Inoltre, rispetto alla luce bianca, la luce rossa e blu (R:B = 3:1) non solo ha migliorato significativamente lo spessore delle foglie, il contenuto di clorofilla, l'efficienza fotosintetica e l'efficienza del trasferimento di elettroni delle piantine di pomodoro, ma anche i livelli di espressione degli enzimi correlati al ciclo di Calvin, il contenuto di fibre vegetali e l'accumulo di carboidrati sono stati significativamente migliorati. Confrontando i due rapporti di luce rossa e blu (R:B = 2:1, 4:1), un rapporto più elevato di luce blu è risultato più favorevole alla formazione di fiori femminili nelle piantine di cetriolo e ne ha accelerato la fioritura. Sebbene diversi rapporti di luce rossa e blu non abbiano avuto effetti significativi sulla resa in peso fresco di piantine di cavolo riccio, rucola e senape, un rapporto elevato di luce blu (30% di luce blu) ha ridotto significativamente la lunghezza dell'ipocotile e l'area dei cotiledoni delle piantine di cavolo riccio e senape, mentre il colore dei cotiledoni si è intensificato. Pertanto, nella produzione di piantine, un aumento appropriato della proporzione di luce blu può ridurre significativamente la spaziatura tra i nodi e l'area fogliare delle piantine di ortaggi, promuovere l'estensione laterale delle piantine e migliorare l'indice di robustezza delle piantine, favorendo la coltivazione di piantine robuste. A condizione che l'intensità luminosa rimanesse invariata, l'aumento della luce verde rispetto alla luce rossa e blu ha migliorato significativamente il peso fresco, la superficie fogliare e l'altezza delle piantine di peperone dolce. Rispetto alla tradizionale lampada fluorescente bianca, in condizioni di luce rosso-verde-blu (R3:G2:B5), Y[II], qP ed ETR delle piantine di pomodoro 'Okagi No. 1' sono migliorati significativamente. L'integrazione di luce UV (100 μmol/(m2•s) di luce blu + 7% UV-A) alla luce blu pura ha ridotto significativamente la velocità di allungamento del fusto di rucola e senape, mentre l'integrazione di luce infrarossa ha avuto l'effetto opposto. Ciò dimostra anche che, oltre alla luce rossa e blu, anche altre qualità di luce svolgono un ruolo importante nel processo di crescita e sviluppo delle piante. Sebbene né la luce ultravioletta né la luce infrarossa siano la fonte di energia della fotosintesi, entrambe sono coinvolte nella fotomorfogenesi delle piante. La luce UV ad alta intensità è dannosa per il DNA e le proteine ​​delle piante, ecc. Tuttavia, la luce UV attiva risposte di stress cellulare, causando cambiamenti nella crescita, nella morfologia e nello sviluppo delle piante per adattarsi ai cambiamenti ambientali. Studi hanno dimostrato che un rapporto R/FR inferiore induce risposte di evitamento dell'ombra nelle piante, con conseguenti cambiamenti morfologici nelle piante, come l'allungamento del fusto, l'assottigliamento delle foglie e una riduzione della resa in sostanza secca. Un fusto sottile non è una buona caratteristica di crescita per la crescita di piantine forti. Per le piantine di ortaggi a foglia e da frutto in generale, piantine sode, compatte ed elastiche non sono soggette a problemi durante il trasporto e la semina.

I raggi UV-A possono rendere le piantine di cetriolo più basse e compatte, e la resa dopo il trapianto non è significativamente diversa da quella del controllo; mentre i raggi UV-B hanno un effetto inibitorio più significativo, e l'effetto di riduzione della resa dopo il trapianto non è significativo. Studi precedenti hanno suggerito che i raggi UV-A inibiscono la crescita delle piante e le rendono nanizzate. Tuttavia, vi sono sempre più prove che la presenza di raggi UV-A, anziché sopprimere la biomassa delle colture, la promuova. Rispetto alla luce rossa e bianca di base (R:W = 2:3, PPFD è 250 μmol/(m2·s)), l'intensità supplementare nella luce rossa e bianca è di 10 W/m2 (circa 10 μmol/(m2·s)) I raggi UV-A del cavolo riccio hanno aumentato significativamente la biomassa, la lunghezza degli internodi, il diametro del fusto e l'ampiezza della chioma delle piantine di cavolo riccio, ma l'effetto di promozione si è indebolito quando l'intensità UV ha superato i 10 W/m2. L'integrazione giornaliera di 2 ore di UV-A (0,45 J/(m2•s)) potrebbe aumentare significativamente l'altezza della pianta, l'area dei cotiledoni e il peso fresco delle piantine di pomodoro 'Oxheart', riducendone al contempo il contenuto di H2O2. Si può osservare che diverse colture rispondono in modo diverso alla luce UV, il che potrebbe essere correlato alla sensibilità delle colture alla luce UV.

Per la coltivazione di piantine innestate, la lunghezza del fusto deve essere opportunamente aumentata per facilitare l'innesto del portinnesto. Diverse intensità di FR hanno avuto effetti diversi sulla crescita di piantine di pomodoro, peperone, cetriolo, zucca e anguria. L'integrazione di 18,9 μmol/(m²•s) di FR in luce bianca fredda ha aumentato significativamente la lunghezza dell'ipocotile e il diametro del fusto di piantine di pomodoro e peperone; FR di 34,1 μmol/(m²•s) ha avuto l'effetto migliore nel promuovere la lunghezza dell'ipocotile e il diametro del fusto di piantine di cetriolo, zucca e anguria; FR ad alta intensità (53,4 μmol/(m²•s)) ha avuto l'effetto migliore su questi cinque ortaggi. La lunghezza dell'ipocotile e il diametro del fusto delle piantine non sono più aumentati in modo significativo e hanno iniziato a mostrare una tendenza al ribasso. Il peso fresco delle piantine di peperone è diminuito significativamente, indicando che i valori di saturazione FR delle cinque piantine di ortaggi erano tutti inferiori a 53,4 μmol/(m2•s) e il valore FR era significativamente inferiore a quello FR. Anche gli effetti sulla crescita delle diverse piantine di ortaggi sono diversi.

2.2 Effetti di diversi integrali di luce diurna sulla fotomorfogenesi delle piantine di ortaggi

L'integrale della luce diurna (DLI) rappresenta la quantità totale di fotoni fotosintetici ricevuti dalla superficie della pianta in un giorno, che è correlata all'intensità luminosa e alla durata della luce. La formula di calcolo è DLI (mol/m²/giorno) = intensità luminosa [μmol/(m²•s)] × durata della luce giornaliera (h) × 3600 × 10-6. In un ambiente con bassa intensità luminosa, le piante rispondono a tale condizione allungando il fusto e la lunghezza degli internodi, aumentando l'altezza della pianta, la lunghezza del picciolo e l'area fogliare, e diminuendo lo spessore delle foglie e il tasso fotosintetico netto. Con l'aumento dell'intensità luminosa, ad eccezione della senape, la lunghezza dell'ipocotile e l'allungamento del fusto delle piantine di rucola, cavolo cappuccio e cavolo riccio, sotto la stessa qualità di luce, sono diminuiti significativamente. Si può osservare che l'effetto della luce sulla crescita e sulla morfogenesi delle piante è correlato all'intensità luminosa e alla specie vegetale. Con l'aumento del DLI (8,64~28,8 mol/m²/giorno), la tipologia di pianta delle piantine di cetriolo è diventata bassa, forte e compatta, e il peso specifico delle foglie e il contenuto di clorofilla sono gradualmente diminuiti. 6~16 giorni dopo la semina delle piantine di cetriolo, foglie e radici si sono seccate. Il peso è gradualmente aumentato e il tasso di crescita è gradualmente accelerato, ma da 16 a 21 giorni dopo la semina, il tasso di crescita di foglie e radici delle piantine di cetriolo è diminuito significativamente. L'aumento del DLI ha promosso il tasso di fotosintesi netto delle piantine di cetriolo, ma dopo un certo valore, il tasso di fotosintesi netto ha iniziato a diminuire. Pertanto, la selezione del DLI appropriato e l'adozione di diverse strategie di illuminazione supplementare nelle diverse fasi di crescita delle piantine possono ridurre il consumo di energia. Il contenuto di zuccheri solubili ed enzimi SOD nelle piantine di cetriolo e pomodoro è aumentato con l'aumento dell'intensità del DLI. Quando l'intensità di DLI è aumentata da 7,47 mol/m²/giorno a 11,26 mol/m²/giorno, il contenuto di zuccheri solubili e di enzima SOD nelle piantine di cetriolo è aumentato rispettivamente dell'81,03% e del 55,5%. Nelle stesse condizioni di DLI, con l'aumento dell'intensità luminosa e la riduzione del tempo di esposizione, l'attività PSII delle piantine di pomodoro e cetriolo è stata inibita, e la scelta di una strategia di illuminazione supplementare a bassa intensità luminosa e lunga durata si è rivelata più favorevole alla coltivazione di piantine con un indice di germinabilità elevato e un'efficienza fotochimica elevata.

Nella produzione di piantine innestate, un ambiente con scarsa illuminazione può portare a una diminuzione della qualità delle piantine innestate e a un aumento dei tempi di guarigione. Un'intensità luminosa adeguata può non solo migliorare la capacità di legame del sito di guarigione innestato e migliorare l'indice di robustezza delle piantine, ma anche ridurre la posizione dei nodi dei fiori femminili e aumentarne il numero. Nelle fabbriche di piante, un DLI di 2,5-7,5 mol/m²/giorno è stato sufficiente a soddisfare le esigenze di guarigione delle piantine di pomodoro innestate. La compattezza e lo spessore fogliare delle piantine di pomodoro innestate sono aumentati significativamente con l'aumento dell'intensità del DLI. Ciò dimostra che le piantine innestate non richiedono un'elevata intensità luminosa per la guarigione. Pertanto, tenendo conto del consumo energetico e dell'ambiente di impianto, la scelta di un'intensità luminosa adeguata contribuirà a migliorare i benefici economici.

3. Effetti dell'ambiente luminoso a LED sulla resistenza allo stress delle piantine di ortaggi

Le piante ricevono segnali luminosi esterni attraverso i fotorecettori, che causano la sintesi e l'accumulo di molecole segnale nella pianta, modificando così la crescita e la funzionalità degli organi e, in definitiva, migliorando la resistenza della pianta allo stress. Una diversa qualità della luce ha un certo effetto positivo sul miglioramento della tolleranza al freddo e alla salinità delle piantine. Ad esempio, quando le piantine di pomodoro sono state esposte a luce per 4 ore di notte, rispetto al trattamento senza luce supplementare, la luce bianca, la luce rossa, la luce blu e la luce rossa e blu hanno potuto ridurre la permeabilità elettrolitica e il contenuto di MDA delle piantine di pomodoro e migliorarne la tolleranza al freddo. Le attività di SOD, POD e CAT nelle piantine di pomodoro sottoposte a trattamento con un rapporto rosso-blu di 8:2 sono risultate significativamente superiori rispetto a quelle di altri trattamenti, e hanno mostrato una maggiore capacità antiossidante e una maggiore tolleranza al freddo.

L'effetto dei raggi UV-B sulla crescita delle radici di soia è principalmente quello di migliorare la resistenza delle piante allo stress aumentando il contenuto di NO radicale e ROS, comprese le molecole di segnalazione ormonale come ABA, SA e JA, e di inibire lo sviluppo radicale riducendo il contenuto di IAA, CTK e GA. Il fotorecettore dei raggi UV-B, UVR8, non è solo coinvolto nella regolazione della fotomorfogenesi, ma svolge anche un ruolo chiave nello stress da UV-B. Nelle piantine di pomodoro, UVR8 media la sintesi e l'accumulo di antociani, e le piantine di pomodoro selvatico acclimatate ai raggi UV migliorano la loro capacità di affrontare lo stress da UV-B ad alta intensità. Tuttavia, l'adattamento dei raggi UV-B allo stress da siccità indotto da Arabidopsis non dipende dal pathway UVR8, il che indica che i raggi UV-B agiscono come una risposta incrociata indotta da un segnale dei meccanismi di difesa delle piante, in modo che una varietà di ormoni sia coinvolta congiuntamente nella resistenza allo stress da siccità, aumentando la capacità di rimozione dei ROS.

Sia l'allungamento dell'ipocotile o del fusto causato dalla FR sia l'adattamento delle piante allo stress da freddo sono regolati dagli ormoni vegetali. Pertanto, l'"effetto di evitamento dell'ombra" causato dalla FR è correlato all'adattamento delle piante al freddo. Gli sperimentatori hanno integrato le piantine di orzo 18 giorni dopo la germinazione a 15 °C per 10 giorni, raffreddando a 5 °C + integrazione di FR per 7 giorni, e hanno scoperto che, rispetto al trattamento con luce bianca, la FR ha migliorato la resistenza al gelo delle piantine di orzo. Questo processo è accompagnato da un aumento del contenuto di ABA e IAA nelle piantine di orzo. Il successivo trasferimento di piantine di orzo pretrattate con FR a 15 °C a 5 °C e la continua integrazione di FR per 7 giorni hanno prodotto risultati simili ai due trattamenti precedenti, ma con una ridotta risposta all'ABA. Piante con diversi valori di R:FR controllano la biosintesi dei fitormoni (GA, IAA, CTK e ABA), che sono anche coinvolti nella tolleranza al sale delle piante. In condizioni di stress salino, un ambiente luminoso con un basso rapporto R:FR può migliorare la capacità antiossidante e fotosintetica delle piantine di pomodoro, ridurre la produzione di ROS e MDA nelle piantine e migliorare la tolleranza al sale. Sia lo stress salino che un basso valore R:FR (R:FR=0,8) hanno inibito la biosintesi della clorofilla, il che potrebbe essere correlato al blocco della conversione di PBG in UroIII nel percorso di sintesi della clorofilla, mentre un ambiente con un basso rapporto R:FR può efficacemente alleviare il deterioramento della sintesi della clorofilla indotto dallo stress salino. Questi risultati indicano una correlazione significativa tra fitocromi e tolleranza al sale.

Oltre all'ambiente luminoso, anche altri fattori ambientali influenzano la crescita e la qualità delle piantine di ortaggi. Ad esempio, l'aumento della concentrazione di CO₂ aumenterà il valore massimo di saturazione luminosa Pn (Pnmax), ridurrà il punto di compensazione luminosa e migliorerà l'efficienza di utilizzo della luce. L'aumento dell'intensità luminosa e della concentrazione di CO₂ contribuisce a migliorare il contenuto di pigmenti fotosintetici, l'efficienza d'uso dell'acqua e l'attività degli enzimi correlati al ciclo di Calvin, ottenendo infine una maggiore efficienza fotosintetica e un maggiore accumulo di biomassa nelle piantine di pomodoro. Il peso secco e la compattezza delle piantine di pomodoro e peperone sono risultati positivamente correlati con l'esposizione diretta al sole (DLI), e anche la variazione di temperatura ha influenzato la crescita sotto lo stesso trattamento DLI. Un ambiente di 23~25°C è risultato più adatto alla crescita delle piantine di pomodoro. In base alle condizioni di temperatura e luce, i ricercatori hanno sviluppato un metodo per prevedere il tasso di crescita relativo del peperone basato sul modello di distribuzione delle esche, che può fornire una guida scientifica per la regolazione ambientale della produzione di piantine innestate di peperone.

Pertanto, quando si progetta uno schema di regolazione della luce in produzione, non si dovrebbero considerare solo i fattori ambientali legati alla luce e alle specie vegetali, ma anche fattori di coltivazione e gestione quali la nutrizione delle piantine e la gestione dell'acqua, l'ambiente gassoso, la temperatura e lo stadio di crescita delle piantine.

4. Problemi e prospettive

In primo luogo, la regolazione della luce nelle piantine di ortaggi è un processo sofisticato e gli effetti delle diverse condizioni di luce sulle diverse tipologie di piantine nell'ambiente di coltivazione devono essere analizzati in dettaglio. Ciò significa che per raggiungere l'obiettivo di una produzione di piantine ad alta efficienza e qualità, è necessaria una continua esplorazione per stabilire un sistema tecnico maturo.

In secondo luogo, sebbene il tasso di utilizzo energetico della sorgente luminosa a LED sia relativamente elevato, il consumo energetico per l'illuminazione delle piante rappresenta il principale consumo energetico per la coltivazione di piantine con luce artificiale. L'enorme consumo energetico delle fabbriche di piante rappresenta ancora il collo di bottiglia che ne limita lo sviluppo.

Infine, con l'ampia applicazione dell'illuminazione delle piante in agricoltura, si prevede che il costo delle luci a LED per le piante subirà una notevole riduzione in futuro; al contrario, l'aumento del costo del lavoro, soprattutto nell'era post-epidemia, e la carenza di manodopera sono destinati a promuovere il processo di meccanizzazione e automazione della produzione. In futuro, i modelli di controllo basati sull'intelligenza artificiale e le apparecchiature di produzione intelligenti diventeranno una delle tecnologie fondamentali per la produzione di piantine di ortaggi e continueranno a promuovere lo sviluppo della tecnologia di produzione di piantine in fabbrica.

Autori: Jiehui Tan, Houcheng Liu
Fonte dell'articolo: account Wechat di Agricultural Engineering Technology (orticoltura in serra)