ʻŌlelo Pōkole: ʻO nā mea kanu hua ka hana mua i ka hana ʻana i nā mea kanu, a he mea nui loa ka maikaʻi o nā mea kanu i ka hua a me ka maikaʻi o nā mea kanu ma hope o ke kanu ʻana. Me ka hoʻomaʻemaʻe mau ʻana o ka mahele o ka hana ma ka ʻoihana mea kanu, ua hoʻokumu mālie nā mea kanu hua i kahi kaulahao ʻoihana kūʻokoʻa a lawelawe i ka hana ʻana i nā mea kanu. Hoʻopilikia ʻia e ka wā ʻino, ke kū nei nā ʻano hana kanu kuʻuna i nā pilikia he nui e like me ka ulu lohi o nā mea kanu, ka ulu ʻana o nā wāwae, a me nā mea ʻino a me nā maʻi. No ka hoʻoponopono ʻana i nā mea kanu wāwae, hoʻohana ka nui o nā mea mahiʻai kalepa i nā mea hoʻoponopono ulu. Eia nō naʻe, aia nā pilikia o ka paʻakikī o nā mea kanu, ka palekana o ka meaʻai a me ka haumia o ke kaiapuni me ka hoʻohana ʻana i nā mea hoʻoponopono ulu. Ma waho aʻe o nā ʻano kaohi kemika, ʻoiai hiki i ka hoʻoulu ʻana o ka mīkini, ka mahana a me ka kaohi wai ke pāʻani i kahi kuleana i ka pale ʻana i ka ulu wāwae o nā mea kanu, ʻaʻole lākou i maʻalahi a maikaʻi. Ma lalo o ka hopena o ka maʻi ahulau Covid-19 hou o ka honua, ua ʻoi aku ka koʻikoʻi o nā pilikia o ka hoʻokele hana i hoʻokumu ʻia e ka nele o ka hana a me ka piʻi ʻana o nā kumukūʻai hana ma ka ʻoihana mea kanu.

Me ka hoʻomohala ʻana o ka ʻenehana kukui, ʻo ka hoʻohana ʻana i ke kukui hana no ka hānai ʻana i nā mea kanu he mau pono o ka pono o nā mea kanu, ka liʻiliʻi o nā mea ʻino a me nā maʻi, a me ka maʻalahi o ka hoʻohālikelike ʻana. Ke hoʻohālikelike ʻia me nā kumu kukui kuʻuna, ʻo ka hanauna hou o nā kumu kukui LED he mau ʻano o ka mālama ikehu, ka pono kiʻekiʻe, ke ola lōʻihi, ka palekana o ke kaiapuni a me ke kūpaʻa, ka liʻiliʻi, ka radiation thermal haʻahaʻa, a me ka amplitude wavelength liʻiliʻi. Hiki iā ia ke hoʻokumu i ka spectrum kūpono e like me nā pono ulu a me ka hoʻomohala ʻana o nā mea kanu i ke kaiapuni o nā hale hana mea kanu, a kaohi pono i ke kaʻina hana physiological a me ka metabolic o nā mea kanu, i ka manawa like, e hāʻawi ana i ka hana ʻole o ka haumia, ka maʻamau a me ka wikiwiki o nā mea kanu, a hoʻopōkole i ke kaʻina hana mea kanu. Ma Kina Hema, he 60 mau lā e mahi ai i nā mea kanu pepa a me ka tōmato (3-4 lau maoli) i loko o nā hale ʻōmaʻomaʻo plastik, a ma kahi o 35 mau lā no nā mea kanu kukumba (3-5 lau maoli). Ma lalo o nā kūlana o ka hale hana mea kanu, he 17 wale nō lā e mahi ai i nā mea kanu tōmato a me 25 mau lā no nā mea kanu pepa ma lalo o nā kūlana o ka photoperiod o 20 h a me ka PPF o 200-300 μmol/(m2•s). Ke hoʻohālikelike ʻia me ke ʻano mahi kanu kuʻuna i loko o ka hale kōmahana, ʻo ka hoʻohana ʻana i ke ʻano mahi kanu LED i hoʻopōkole nui i ke kaʻina ulu kukama ma 15-30 mau lā, a ua piʻi ka nui o nā pua wahine a me nā hua ma kēlā me kēia mea kanu e 33.8% a me 37.3%, kēlā me kēia, a ua hoʻonui ʻia ka hua kiʻekiʻe loa e 71.44%.

Ma ke ʻano o ka pono o ka hoʻohana ʻana i ka ikehu, ʻoi aku ka kiʻekiʻe o ka pono o ka hoʻohana ʻana i ka ikehu o nā hale hana mea kanu ma mua o nā hale ʻōmaʻomaʻo ʻano Venlo ma ka latitu like. No ka laʻana, ma kahi hale hana mea kanu Suedena, pono ʻia he 1411 MJ e hana i 1 kg o ka mea maloʻo o ka letuse, ʻoiai he 1699 MJ e pono ai i loko o kahi hale ʻōmaʻomaʻo. Eia nō naʻe, inā e helu ʻia ka uila e pono ai no kēlā me kēia kilokani o ka mea maloʻo o ka letuse, pono ka hale hana mea kanu i 247 kW·h e hana i 1 kg o ke kaumaha maloʻo o ka letuse, a ʻo nā hale ʻōmaʻomaʻo ma Suedena, Netherlands, a me United Arab Emirates e koi ana i 182 kW·h, 70 kW·h, a me 111 kW·h, kēlā me kēia.

I ka manawa like, ma ka hale hana mea kanu, ʻo ka hoʻohana ʻana i nā kamepiula, nā lako hana aunoa, ka naʻauao hana a me nā ʻenehana ʻē aʻe e hiki ke hoʻomalu pono i nā kūlana kaiapuni kūpono no ka mahi ʻana i nā hua kanu, e hoʻopau i nā palena o nā kūlana kaiapuni kūlohelohe, a hoʻokō i ka hana akamai, mīkini a paʻa makahiki o ka hana ʻana i nā hua kanu. I nā makahiki i hala iho nei, ua hoʻohana ʻia nā hua kanu o nā hale hana mea kanu i ka hana kalepa o nā lau nahele, nā hua kanu a me nā mea kanu waiwai ʻē aʻe ma Iapana, Kōlea Hema, ʻEulopa a me ʻAmelika Hui Pū ʻIa a me nā ʻāina ʻē aʻe. ʻO ke kālā mua kiʻekiʻe o nā hale hana mea kanu, nā kumukūʻai hana kiʻekiʻe, a me ka hoʻohana nui ʻana i ka ikehu o ka ʻōnaehana nā mea e kaupalena ana i ka hoʻolaha ʻana i ka ʻenehana mahi ʻana i nā hua kanu ma nā hale hana mea kanu Kina. No laila, pono e noʻonoʻo i nā koi o ka hua kiʻekiʻe a me ka mālama ikehu e pili ana i nā hoʻolālā hoʻokele mālamalama, ka hoʻokumu ʻana i nā hiʻohiʻona ulu mea kanu, a me nā lako hana automation e hoʻomaikaʻi i nā pono waiwai.

Ma kēia ʻatikala, ua loiloi ʻia ka hopena o ke kaiapuni kukui LED i ka ulu ʻana a me ka hoʻomohala ʻana o nā mea kanu huaʻai i nā hale hana mea kanu i nā makahiki i hala iho nei, me ka nānā ʻana i ke kuhikuhi noiʻi o ka hoʻoponopono mālamalama o nā mea kanu huaʻai i nā hale hana mea kanu.

1. Nā hopena o ke kaiapuni mālamalama i ka ulu ʻana a me ka ulu ʻana o nā hua kanu

Ma ke ʻano he hoʻokahi o nā mea koʻikoʻi o ke kaiapuni no ka ulu ʻana a me ka ulu ʻana o nā mea kanu, ʻaʻole wale ka mālamalama he kumu ikehu no nā mea kanu e hoʻokō ai i ka photosynthesis, akā he hōʻailona koʻikoʻi hoʻi e hoʻopilikia ana i ka photomorphogenesis o nā mea kanu. Hoʻomaopopo nā mea kanu i ke kuhikuhi, ka ikehu a me ke ʻano o ka mālamalama o ka hōʻailona ma o ka ʻōnaehana hōʻailona mālamalama, hoʻoponopono i ko lākou ulu ʻana a me ka ulu ʻana, a pane i ke alo a i ʻole ka ʻole, ka nalu, ka ikaika a me ka lōʻihi o ke kukui. ʻO nā photoreceptors mea kanu i ʻike ʻia i kēia manawa e komo pū ana me ʻekolu mau papa: nā phytochromes (PHYA~PHYE) e ʻike ana i ke kukui ʻulaʻula a me ka ʻulaʻula mamao (FR), nā cryptochromes (CRY1 a me CRY2) e ʻike ana i ka polū a me ka ultraviolet A, a me nā Elements (Phot1 a me Phot2), ka UV-B receptor UVR8 e ʻike ana iā UV-B. Ke komo nei kēia mau photoreceptors a hoʻoponopono i ka hōʻike ʻana o nā genes pili a laila hoʻoponopono i nā hana ola e like me ka germination hua mea kanu, photomorphogenesis, ka manawa pua, synthesis a me ka hōʻiliʻili ʻana o nā metabolites lua, a me ka hoʻomanawanui i nā pilikia biotic a me abiotic.

2. Ka hopena o ke kaiapuni kukui LED i ka hoʻokumu ʻana o nā mea kanu lāʻau photomorphological

2.1 Nā hopena o ke ʻano kukui like ʻole ma ka photomorphogenesis o nā hua kanu

Loaʻa i nā ʻāpana ʻulaʻula a me ka uliuli o ka spectrum nā pono quantum kiʻekiʻe no ka photosynthesis lau mea kanu. Eia nō naʻe, ʻo ka hōʻike lōʻihi ʻana o nā lau kukumba i ke kukui ʻulaʻula maʻemaʻe e hōʻino i ka photosystem, e hopena ana i ka hanana o ka "red light syndrome" e like me ka pane stomatal stunted, ka emi ʻana o ka hiki ke photosynthetic a me ka pono o ka hoʻohana ʻana i ka nitrogen, a me ka lohi o ka ulu ʻana. Ma lalo o ke kūlana o ka ikaika kukui haʻahaʻa (100±5 μmol/(m2•s)), hiki i ke kukui ʻulaʻula maʻemaʻe ke hōʻino i nā chloroplasts o nā lau ʻōpio a me nā lau makua o ke kukumba, akā ua hoʻihoʻi ʻia nā chloroplasts i hōʻino ʻia ma hope o ka hoʻololi ʻia ʻana mai ke kukui ʻulaʻula maʻemaʻe i ke kukui ʻulaʻula a me ka uliuli (R:B= 7:3). I ka ʻaoʻao ʻē aʻe, i ka wā i hoʻololi ai nā mea kanu kukumba mai ke kaiapuni kukui ʻulaʻula-uliuli i ke kaiapuni kukui ʻulaʻula maʻemaʻe, ʻaʻole i emi nui ka pono photosynthesis, e hōʻike ana i ka hiki ke hoʻololi i ke kaiapuni kukui ʻulaʻula. Ma o ka nānā ʻana o ka microscope electron i ke ʻano o ka lau o nā hua kukama me ka "red light syndrome", ua ʻike nā mea hoʻokolohua ua emi nui ka nui o nā chloroplasts, ka nui o nā granules starch, a me ka mānoanoa o ka grana i loko o nā lau ma lalo o ke kukui ʻulaʻula maʻemaʻe ma mua o nā mea i mālama ʻia me ke kukui keʻokeʻo. Hoʻomaikaʻi ka hana ʻana o ke kukui polū i nā ʻano ultrastructure a me ka photosynthetic o nā chloroplasts kukama a hoʻopau i ka hōʻiliʻili nui ʻana o nā meaʻai. Ke hoʻohālikelike ʻia me ke kukui keʻokeʻo a me ke kukui ʻulaʻula a me ka polū, ua hoʻolaha ke kukui ʻulaʻula maʻemaʻe i ka elongation hypocotyl a me ka hoʻonui ʻana o ka cotyledon o nā hua tōmato, ua hoʻonui nui i ke kiʻekiʻe o ka mea kanu a me ka ʻāpana lau, akā ua emi nui ka hiki ke photosynthetic, ua hoʻemi ʻia ka ʻike Rubisco a me ka pono photochemical, a ua hoʻonui nui i ka hoʻolaha wela. Hiki ke ʻike ʻia he ʻokoʻa ka pane ʻana o nā ʻano mea kanu like ʻole i ka maikaʻi o ke kukui like, akā i ka hoʻohālikelike ʻana me ke kukui monochromatic, ʻoi aku ka kiʻekiʻe o ka pono photosynthesis o nā mea kanu a me ka ulu ikaika i ke kaiapuni o ke kukui i hui ʻia.

Ua hana nui nā kānaka noiʻi i ka noiʻi ʻana i ka hoʻonui ʻana i ka maikaʻi o ka mālamalama o nā mea kanu. Ma lalo o ka ikaika like o ka mālamalama, me ka hoʻonui ʻia ʻana o ka lakio o ke kukui ʻulaʻula, ua hoʻomaikaʻi nui ʻia ke kiʻekiʻe o ka mea kanu a me ke kaumaha hou o nā mea kanu tōmato a me nā kukama, a ʻo ka mālama ʻana me ka lakio o ka ʻulaʻula a i ka uliuli o 3:1 ka hopena maikaʻi loa; ma ke ʻano ʻē aʻe, ʻo ka lakio kiʻekiʻe o ke kukui polū ua kāohi ia i ka ulu ʻana o nā mea kanu tōmato a me nā kukama, he pōkole a paʻa, akā ua hoʻonui i ka nui o ka mea maloʻo a me ka chlorophyll i loko o nā wana o nā mea kanu. ʻIke ʻia nā ʻano like i nā mea kanu ʻē aʻe, e like me nā pepa a me nā wai meli. Eia kekahi, i hoʻohālikelike ʻia me ke kukui keʻokeʻo, ʻaʻole wale ka mālamalama ʻulaʻula a me ka uliuli (R:B=3:1) i hoʻomaikaʻi nui i ka mānoanoa o ka lau, ka nui o ka chlorophyll, ka pono photosynthetic a me ka pono hoʻoili electron o nā mea kanu tōmato, akā ʻo nā pae hōʻike o nā enzymes e pili ana i ke kaʻina Calvin, ua hoʻomaikaʻi nui ʻia ka nui o ka mea kanu ulu a me ka hōʻiliʻili carbohydrate. Ke hoʻohālikelike nei i nā lakio ʻelua o ke kukui ʻulaʻula a me ka uliuli (R:B=2:1, 4:1), ʻoi aku ka maikaʻi o ka lakio o ke kukui polū i ka hoʻoulu ʻana i ka hoʻokumu ʻia ʻana o nā pua wahine i nā hua kukama a hoʻolalelale i ka manawa pua o nā pua wahine. ʻOiai ʻaʻohe hopena koʻikoʻi o nā lakio like ʻole o ke kukui ʻulaʻula a me ka uliuli i ka hua kaumaha hou o ka kale, arugula, a me nā hua sinapi, ʻo ka lakio kiʻekiʻe o ke kukui polū (30% kukui polū) i hōʻemi nui i ka lōʻihi hypocotyl a me ka ʻāpana cotyledon o nā hua kale a me ka sinapi, ʻoiai ua hohonu ke kala cotyledon. No laila, i ka hana ʻana i nā hua kanu, hiki i ka hoʻonui kūpono ʻana i ka hapa o ke kukui polū ke hoʻopōkole nui i ka mamao o nā node a me ka ʻāpana lau o nā hua kanu, paipai i ka hoʻonui ʻana o ka ʻaoʻao o nā hua kanu, a hoʻomaikaʻi i ka helu ikaika o ka hua kanu, kahi mea e kūpono ai i ka mahi ʻana i nā hua kanu ikaika. Ma lalo o ke kūlana i noho ʻole ka ikaika o ke kukui, ʻo ka hoʻonui ʻana o ke kukui ʻōmaʻomaʻo i ka kukui ʻulaʻula a me ka polū i hoʻomaikaʻi nui i ke kaumaha hou, ka ʻāpana lau a me ke kiʻekiʻe o nā mea kanu o nā hua pepa ʻono. I ka hoʻohālikelike ʻia me ke kukui fluorescent keʻokeʻo kuʻuna, ma lalo o nā kūlana kukui ʻulaʻula-ʻōmaʻomaʻo-uliuli (R3:G2:B5), ua hoʻomaikaʻi nui ʻia ka Y[II], qP a me ETR o nā mea kanu ʻōmato 'Okagi No. 1'. ʻO ka hoʻohui ʻana i ke kukui UV (100 μmol/(m2•s) kukui polū + 7% UV-A) i ke kukui polū maʻemaʻe ua hōʻemi nui i ka wikiwiki o ka hoʻolōʻihi ʻana o ke kumu o ka arugula a me ka sinapi, ʻoiai ʻo ka hoʻohui ʻana o FR ka mea ʻē aʻe. Hōʻike pū kēia ma waho aʻe o ke kukui ʻulaʻula a me ka polū, he kuleana koʻikoʻi ko nā ʻano kukui ʻē aʻe i ke kaʻina hana o ka ulu ʻana a me ka ulu ʻana o nā mea kanu. ʻOiai ʻaʻole ke kukui ultraviolet a me FR ke kumu ikehu o ka photosynthesis, pili lāua ʻelua i ka photomorphogenesis o nā mea kanu. He mea ʻino ke kukui UV kiʻekiʻe i ka DNA a me nā protein o nā mea kanu, a pēlā aku. Eia naʻe, hoʻāla ke kukui UV i nā pane koʻikoʻi o ke kelepona, e hoʻoulu ana i nā loli i ka ulu ʻana o nā mea kanu, ke ʻano a me ka ulu ʻana e hoʻololi i nā loli o ke kaiapuni. Ua hōʻike ʻia nā haʻawina ʻo ka haʻahaʻa o ka R/FR e hoʻoulu ai i nā pane pale malu i nā mea kanu, e hopena ana i nā loli morphological i nā mea kanu, e like me ka hoʻolōʻihi ʻana o ke kumu, ka lahilahi o ka lau, a me ka emi ʻana o ka hua maloʻo. ʻAʻole maikaʻi ke ʻano ulu o kahi kumu lahilahi no ka ulu ʻana i nā mea kanu ikaika. No nā mea kanu lau a me nā mea kanu hua maʻamau, ʻaʻole pilikia nā mea kanu paʻa, paʻa a palupalu i ka wā e lawe ʻia ai a kanu ʻia ai.

Hiki i ka UV-A ke hoʻopōkole a hoʻopaʻa i nā mea kanu kukama liʻiliʻi, a ʻaʻole ʻokoʻa loa ka hua ma hope o ke kanu ʻana mai ka mea hoʻomalu; ʻoiai ʻoi aku ka nui o ka hopena pale o ka UV-B, a ʻaʻole koʻikoʻi ka hopena hōʻemi hua ma hope o ke kanu ʻana. Ua hōʻike ʻia nā haʻawina mua e kāohi ana ka UV-A i ka ulu ʻana o nā mea kanu a hoʻolilo i nā mea kanu i liʻiliʻi. Akā, ke ulu nei nā hōʻike e hōʻike ana i ka loaʻa ʻana o ka UV-A, ma kahi o ke kāohi ʻana i ka biomass mea kanu, e hoʻolaha maoli iā ia. Ke hoʻohālikelike ʻia me ke kukui ʻulaʻula a me ke keʻokeʻo maʻamau (R:W=2:3, ʻo PPFD he 250 μmol/(m2·s)), ʻo ka ikaika hoʻohui i ke kukui ʻulaʻula a me ke keʻokeʻo he 10 W/m2 (ma kahi o 10 μmol/(m2·s)). Ua hoʻonui nui ka UV-A o ka kale i ka biomass, ka lōʻihi o ka internode, ke anawaena o ke kumu a me ka laulā o ka canopy mea kanu o nā mea kanu kale, akā ua hoʻonāwaliwali ʻia ka hopena hoʻolaha i ka wā i ʻoi aku ka ikaika o ka UV ma mua o 10 W/m2. ʻO ka hoʻohui ʻana o 2 hola UV-A i kēlā me kēia lā (0.45 J/(m2•s)) hiki ke hoʻonui nui i ke kiʻekiʻe o ka mea kanu, ka ʻāpana cotyledon a me ke kaumaha hou o nā mea kanu ʻōmato 'Oxheart', me ka hoʻemi ʻana i ka nui o ka H2O2 o nā mea kanu ʻōmato. Hiki ke ʻike ʻia he ʻokoʻa ka pane ʻana o nā mea kanu like ʻole i ka mālamalama UV, kahi e pili ana paha i ka ʻike o nā mea kanu i ka mālamalama UV.

No ka mahi ʻana i nā mea kanu i hoʻopili ʻia, pono e hoʻonui kūpono ʻia ka lōʻihi o ke kumu e hoʻomaʻalahi i ka hoʻopili ʻana i ke kumu. ʻO nā ʻano ikaika like ʻole o FR he mau hopena like ʻole i ka ulu ʻana o nā mea kanu tōmato, pepa, kukama, ʻumeke a me ka wai meli. ʻO ka hoʻohui ʻana o 18.9 μmol/(m2•s) o FR i ka mālamalama keʻokeʻo anuanu ua hoʻonui nui i ka lōʻihi hypocotyl a me ke anawaena o ke kumu o nā mea kanu tōmato a me ka pepa; ʻO FR o 34.1 μmol/(m2•s) ka hopena maikaʻi loa i ka hoʻolaha ʻana i ka lōʻihi hypocotyl a me ke anawaena o ke kumu o nā mea kanu kukama, ʻumeke a me ka wai meli; ʻO FR ikaika kiʻekiʻe (53.4 μmol/(m2•s)) ka hopena maikaʻi loa i kēia mau mea kanu ʻelima. ʻAʻole i piʻi nui ka lōʻihi hypocotyl a me ke anawaena o ke kumu o nā mea kanu, a hoʻomaka e hōʻike i kahi ʻano i lalo. Ua emi nui ke kaumaha hou o nā mea kanu pepa, e hōʻike ana ua emi nā waiwai saturation FR o nā mea kanu ʻelima ma mua o 53.4 μmol/(m2•s), a ua emi loa ka waiwai FR ma mua o FR. He ʻokoʻa nō hoʻi nā hopena o ka ulu ʻana o nā mea kanu like ʻole.

2.2 Nā hopena o nā ʻano like ʻole o ka hoʻohui ʻana o ke ao ma ka photomorphogenesis o nā hua kanu

Hōʻike ka Daylight Integral (DLI) i ka nui o nā photons photosynthetic i loaʻa i ka ʻili o ka mea kanu i hoʻokahi lā, e pili ana i ka ikaika o ka mālamalama a me ka manawa mālamalama. ʻO ke ʻano helu ʻo DLI (mol/m2/lā) = ikaika o ka mālamalama [μmol/(m2•s)] × Manawa mālamalama i kēlā me kēia lā (h) × 3600 × 10-6. I loko o kahi kaiapuni me ka ikaika haʻahaʻa o ka mālamalama, pane nā mea kanu i kahi kaiapuni haʻahaʻa o ka mālamalama ma ka hoʻolōʻihi ʻana i ka lōʻihi o ke kumu a me ka internode, e hoʻonui ana i ke kiʻekiʻe o ka mea kanu, ka lōʻihi o ka petiole a me ka ʻāpana lau, a me ka hoʻemi ʻana i ka mānoanoa o ka lau a me ka wikiwiki photosynthesis net. Me ka hoʻonui ʻana o ka ikaika o ka mālamalama, koe wale nō ka mustard, ua emi nui ka lōʻihi hypocotyl a me ka hoʻolōʻihi ʻana o ke kumu o nā mea kanu arugula, kāpeti a me ka kale ma lalo o ke ʻano kukui like. Hiki ke ʻike ʻia ua pili ka hopena o ka mālamalama i ka ulu ʻana o nā mea kanu a me ka morphogenesis i ka ikaika o ka mālamalama a me nā ʻano mea kanu. Me ka hoʻonui ʻana o DLI (8.64~28.8 mol/m2/lā), ua lilo ke ʻano o nā mea kanu o nā mea kanu kukumba i pōkole, ikaika a paʻa, a ua emi mālie ke kaumaha o ka lau kikoʻī a me ka nui o ka chlorophyll. 6~16 mau lā ma hope o ka lūlū ʻana i nā hua kanu kukumba, ua maloʻo nā lau a me nā aʻa. Ua piʻi mālie ke kaumaha, a ua wikiwiki ka ulu ʻana, akā 16 a 21 mau lā ma hope o ka lūlū ʻana, ua emi nui ka ulu ʻana o nā lau a me nā aʻa o nā hua kanu kukumba. Ua hoʻonui ka DLI i ka wikiwiki o ka photosynthesis o nā hua kanu kukumba, akā ma hope o kekahi waiwai, ua hoʻomaka ka emi ʻana o ka wikiwiki o ka photosynthesis. No laila, ʻo ke koho ʻana i ka DLI kūpono a me ka hoʻohana ʻana i nā hoʻolālā kukui hoʻohui like ʻole ma nā pae ulu like ʻole o nā hua kanu hiki ke hōʻemi i ka hoʻohana ʻana i ka mana. Ua piʻi ka nui o ke kō hiki ke hoʻoheheʻe ʻia a me ka enzyme SOD i loko o nā hua kanu kukumba a me ka tōmato me ka piʻi ʻana o ka ikaika DLI. I ka piʻi ʻana o ka ikaika DLI mai 7.47 mol/m2/lā a i 11.26 mol/m2/lā, ua piʻi ka nui o ke kō hiki ke hoʻoheheʻe ʻia a me ka enzyme SOD i loko o nā hua kanu kukumba ma 81.03%, a me 55.5%. Ma lalo o nā kūlana DLI like, me ka hoʻonui ʻia o ka ikaika o ka mālamalama a me ka pōkole ʻana o ka manawa mālamalama, ua kāohi ʻia ka hana PSII o nā hua ʻōmato a me nā kukama, a ʻo ke koho ʻana i kahi hoʻolālā kukui hoʻohui o ka ikaika haʻahaʻa o ka mālamalama a me ka lōʻihi o ka manawa ua ʻoi aku ka maikaʻi o ka mahi ʻana i ka helu hua kiʻekiʻe a me ka pono photochemical o nā hua kukama a me nā tōmato.

I ka hana ʻana i nā mea kanu i hoʻopili ʻia, hiki i ke kaiapuni haʻahaʻa ke alakaʻi i ka emi ʻana o ka maikaʻi o nā mea kanu i hoʻopili ʻia a me ka hoʻonui ʻana i ka manawa hoʻōla. ʻAʻole hiki i ka ikaika kūpono o ke kukui ke hoʻonui wale i ka hiki ke hoʻopaʻa i ka wahi hoʻōla i hoʻopili ʻia a hoʻomaikaʻi i ka helu o nā mea kanu ikaika, akā e hōʻemi pū i ke kūlana o nā pua wahine a hoʻonui i ka nui o nā pua wahine. I loko o nā hale hana mea kanu, ua lawa ka DLI o 2.5-7.5 mol/m2/lā e hoʻokō i nā pono hoʻōla o nā mea kanu i hoʻopili ʻia me ka tōmato. Ua piʻi nui ka liʻiliʻi a me ka mānoanoa o ka lau o nā mea kanu tōmato i hoʻopili ʻia me ka hoʻonui ʻana i ka ikaika DLI. Hōʻike kēia ʻaʻole pono nā mea kanu i hoʻopili ʻia i ka ikaika kiʻekiʻe no ka hoʻōla ʻana. No laila, me ka noʻonoʻo ʻana i ka hoʻohana ʻana i ka mana a me ke kaiapuni kanu, ʻo ke koho ʻana i ka ikaika kūpono o ke kukui e kōkua i ka hoʻomaikaʻi ʻana i nā pono waiwai.

3. Nā hopena o ke kaiapuni kukui LED i ke kūpaʻa koʻikoʻi o nā mea kanu kanu

Loaʻa i nā mea kanu nā hōʻailona kukui o waho ma o nā photoreceptors, e hana ana i ka synthesis a me ka hōʻiliʻili ʻana o nā molekala hōʻailona i loko o ka mea kanu, a laila e hoʻololi ana i ka ulu ʻana a me ka hana o nā ʻōkana mea kanu, a ma ka hopena e hoʻomaikaʻi ai i ke kūʻē ʻana o ka mea kanu i ke kaumaha. Loaʻa i nā ʻano kukui like ʻole kahi hopena hoʻolaha i ka hoʻomaikaʻi ʻana i ke ahonui anu a me ke ahonui paʻakai o nā mea kanu. No ka laʻana, i ka wā i hoʻohui ʻia ai nā mea kanu tōmato me ke kukui no 4 mau hola i ka pō, i hoʻohālikelike ʻia me ka mālama ʻana me ka ʻole o ke kukui hoʻohui, hiki i ke kukui keʻokeʻo, ke kukui ʻulaʻula, ke kukui polū, a me ke kukui ʻulaʻula a me ka polū ke hōʻemi i ka electrolyte permeability a me ka MDA o nā mea kanu tōmato, a hoʻomaikaʻi i ke ahonui anu. ʻOi aku ka kiʻekiʻe o nā hana o SOD, POD a me CAT i nā mea kanu tōmato ma lalo o ka mālama ʻana o ka lakio ʻulaʻula-polū 8:2 ma mua o nā lāʻau ʻē aʻe, a he kiʻekiʻe ko lākou hiki ke antioxidant a me ke ahonui anu.

ʻO ka hopena o ka UV-B i ka ulu ʻana o ke aʻa soybean, ʻo ia ka hoʻomaikaʻi ʻana i ke kūpaʻa o nā mea kanu i ke kaumaha ma o ka hoʻonui ʻana i ka nui o ke aʻa NO a me ROS, me nā molekala hōʻailona hormone e like me ABA, SA, a me JA, a kāohi i ka ulu ʻana o ke aʻa ma o ka hōʻemi ʻana i ka nui o IAA, CTK, a me GA. ʻO ka photoreceptor o UV-B, ʻo UVR8, ʻaʻole ia e pili wale i ka hoʻoponopono ʻana i ka photomorphogenesis, akā he kuleana koʻikoʻi nō hoʻi i ke kaumaha UV-B. I loko o nā hua ʻōmato, hoʻoponopono ʻo UVR8 i ka synthesis a me ka hōʻiliʻili ʻana o nā anthocyanins, a hoʻomaikaʻi nā hua ʻōmato hihiu i hoʻomaʻamaʻa ʻia e UV i ko lākou hiki ke hoʻomanawanui i ke kaumaha UV-B kiʻekiʻe. Eia nō naʻe, ʻaʻole hilinaʻi ka hoʻololi ʻana o UV-B i ke kaumaha maloʻo i hoʻokumu ʻia e Arabidopsis i ke ala UVR8, e hōʻike ana e hana ana ʻo UV-B ma ke ʻano he pane hōʻailona o nā ʻano pale lāʻau, i hui pū ʻia ai nā ʻano hormones like ʻole i ke kūʻē ʻana i ke kaumaha maloʻo, e hoʻonui ana i ka hiki ke scavenging ROS.

ʻO ka hoʻolōʻihi ʻana o ka hypocotyl mea kanu a i ʻole ke kumu i hoʻokumu ʻia e FR a me ka hoʻololi ʻana o nā mea kanu i ke kaumaha anu e hoʻoponopono ʻia e nā hormones mea kanu. No laila, ʻo ka "hopena pale malu" i hoʻokumu ʻia e FR e pili ana i ka hoʻololi anu o nā mea kanu. Ua hoʻohui nā mea hoʻokolohua i nā mea kanu bale 18 mau lā ma hope o ka germination ma 15°C no 10 mau lā, e hoʻomaʻalili ana i 5°C + e hoʻohui ana iā FR no 7 mau lā, a ua ʻike ʻia i ka hoʻohālikelike ʻana me ka mālama ʻana i ke kukui keʻokeʻo, ua hoʻonui ʻo FR i ke kūpaʻa hau o nā mea kanu bale. Hoʻopili ʻia kēia kaʻina hana e ka hoʻonui ʻia ʻana o ka ABA a me IAA i loko o nā mea kanu bale. ʻO ka hoʻoili ʻana ma hope o 15°C FR-pretreated bale seedlings i 5°C a me ka hoʻomau ʻana i ka hoʻohui FR no 7 mau lā i hopena i nā hopena like me nā lāʻau ʻelua i luna, akā me ka emi ʻana o ka pane ABA. ʻO nā mea kanu me nā waiwai R:FR like ʻole e kāohi i ka biosynthesis o nā phytohormones (GA, IAA, CTK, a me ABA), e pili pū ana i ka hoʻomanawanui paʻakai mea kanu. Ma lalo o ke kaumaha paʻakai, hiki i ke kaiapuni mālamalama R:FR ratio haʻahaʻa ke hoʻomaikaʻi i ka hiki ke antioxidant a me ka photosynthetic o nā hua kanu tōmato, hoʻemi i ka hana ʻana o ROS a me MDA i nā hua kanu, a hoʻomaikaʻi i ka hoʻomanawanui paʻakai. ʻO ke kaumaha paʻakai a me ka waiwai R:FR haʻahaʻa (R:FR=0.8) ua kāohi i ka biosynthesis o chlorophyll, kahi e pili ana paha i ka hoʻololi ʻana o PBG i UroIII ma ke ala synthesis chlorophyll, ʻoiai ʻo ke kaiapuni R:FR haʻahaʻa hiki ke hoʻomaha maikaʻi i ka paʻakai i hoʻoulu ʻia e ke kaumaha o ka synthesis chlorophyll. Hōʻike kēia mau hopena i kahi pilina koʻikoʻi ma waena o nā phytochromes a me ka hoʻomanawanui paʻakai.

Ma waho aʻe o ke kaiapuni mālamalama, hoʻopilikia pū kekahi mau mea kaiapuni i ka ulu ʻana a me ka maikaʻi o nā mea kanu kanu. No ka laʻana, ʻo ka hoʻonui ʻia ʻana o ka nui o ka CO2 e hoʻonui i ka waiwai kiʻekiʻe o ka saturation māmā Pn (Pnmax), e hoʻemi i ke kiko uku māmā, a hoʻomaikaʻi i ka pono o ka hoʻohana ʻana i ka mālamalama. ʻO ka hoʻonui ʻia ʻana o ka ikaika o ka mālamalama a me ka nui o ka CO2 e kōkua i ka hoʻomaikaʻi ʻana i ka ʻike o nā pigments photosynthetic, ka pono o ka hoʻohana ʻana i ka wai a me nā hana o nā enzymes e pili ana i ke kaʻina Calvin, a i ka hopena e hoʻokō i ka pono photosynthetic kiʻekiʻe a me ka hōʻiliʻili biomass o nā mea kanu tōmato. Ua pili maikaʻi ke kaumaha maloʻo a me ka compactness o nā mea kanu tōmato a me ka pepa me DLI, a ua hoʻopilikia pū ka loli o ka mahana i ka ulu ʻana ma lalo o ka mālama DLI like. ʻOi aku ka kūpono o ke kaiapuni o 23 ~ 25 ℃ no ka ulu ʻana o nā mea kanu tōmato. Wahi a nā kūlana mahana a me ka mālamalama, ua hoʻomohala nā mea noiʻi i kahi ʻano hana e wānana i ka nui o ka ulu ʻana o ka pepa e pili ana i ke kumu hoʻohālike bate distribution, hiki ke hāʻawi i ke alakaʻi ʻepekema no ka hoʻoponopono kaiapuni o ka hana ʻana o nā mea kanu pepa.

No laila, i ka hoʻolālā ʻana i kahi papahana hoʻoponopono mālamalama i ka hana ʻana, ʻaʻole wale nā ​​​​​​mea pili i ke kaiapuni mālamalama a me nā ʻano mea kanu e pono e noʻonoʻo ʻia, akā, ʻo nā mea mahiʻai a me ka hoʻokele e like me ka meaʻai a me ka hoʻokele wai o nā mea kanu, ke kaiapuni kinoea, ka mahana, a me ke kahua ulu o nā mea kanu.

4. Nā pilikia a me nā manaʻo

ʻO ka mea mua, he hana paʻakikī ka hoʻoponopono ʻana i ka mālamalama o nā mea kanu kanu, a pono e kālailai pono ʻia nā hopena o nā kūlana mālamalama like ʻole ma nā ʻano mea kanu kanu like ʻole i loko o ke kaiapuni hale hana mea kanu. ʻO ke ʻano kēia, no ka hoʻokō ʻana i ka pahuhopu o ka hana ʻana i nā mea kanu kanu me ka pono kiʻekiʻe a me ke kūlana kiʻekiʻe, pono ka ʻimi mau ʻana e hoʻokumu i kahi ʻōnaehana loea makua.

ʻO ka lua, ʻoiai ke kiʻekiʻe nei ka nui o ka hoʻohana ʻana i ka mana o ke kumu kukui LED, ʻo ka hoʻohana ʻana i ka mana no ke kukui ʻana i nā mea kanu ka mea nui e hoʻohana ai i ka ikehu no ka mahi ʻana i nā mea kanu me ka hoʻohana ʻana i ke kukui hana. ʻO ka nui o ka hoʻohana ʻana i ka ikehu o nā hale hana mea kanu ke kumu e pale ai i ka hoʻomohala ʻana o nā hale hana mea kanu.

ʻO ka mea hope loa, me ka hoʻohana nui ʻana o ke kukui mea kanu i ka mahiʻai, manaʻo ʻia e emi nui ke kumukūʻai o nā kukui mea kanu LED i ka wā e hiki mai ana; ma ke ʻano ʻē aʻe, ʻo ka piʻi ʻana o nā kumukūʻai hana, ʻoi aku hoʻi i ka wā ma hope o ke ahulau, ʻo ka nele o ka hana e hoʻolaha i ke kaʻina hana o ka mechanization a me ka automation o ka hana ʻana. I ka wā e hiki mai ana, ʻo nā hiʻohiʻona hoʻomalu e pili ana i ka naʻauao hana a me nā lako hana akamai e lilo i hoʻokahi o nā ʻenehana koʻikoʻi no ka hana ʻana i nā mea kanu huaʻai, a e hoʻomau i ka hoʻolaha ʻana i ka hoʻomohala ʻana o ka ʻenehana mea kanu hale hana.

Nā mea kākau: Jiehui Tan, Houcheng Liu
Punaewele ʻatikala: Moʻokāki Wechat o ka ʻenehana ʻenekinia mahiʻai (horticulture hale kōmaena)