[सारांश] प्रयोगात्मक आंकड़ों की एक विस्तृत श्रृंखला के आधार पर, यह लेख संयंत्र कारखानों में प्रकाश की गुणवत्ता के चयन से संबंधित कई महत्वपूर्ण मुद्दों पर चर्चा करता है, जिनमें प्रकाश स्रोतों का चयन, लाल, नीले और पीले प्रकाश के प्रभाव और वर्णक्रमीय श्रेणियों का चयन शामिल है, ताकि संयंत्र कारखानों में प्रकाश की गुणवत्ता के बारे में गहन जानकारी प्रदान की जा सके। उपयुक्त रणनीति का निर्धारण कुछ व्यावहारिक समाधान प्रस्तुत करता है जिनका संदर्भ के रूप में उपयोग किया जा सकता है।
प्रकाश स्रोत का चयन

पौधशालाओं में आमतौर पर एलईडी लाइटों का उपयोग किया जाता है। इसका कारण यह है कि एलईडी लाइटों में उच्च प्रकाश दक्षता, कम ऊर्जा खपत, कम ताप उत्पादन, लंबी आयु और समायोज्य प्रकाश तीव्रता एवं स्पेक्ट्रम जैसी विशेषताएं होती हैं, जो न केवल पौधों की वृद्धि और प्रभावी पोषण संचय की आवश्यकताओं को पूरा करती हैं, बल्कि ऊर्जा की बचत, ताप उत्पादन में कमी और बिजली के खर्च को भी कम करती हैं। एलईडी ग्रो लाइटों को आगे सामान्य उपयोग के लिए सिंगल-चिप वाइड-स्पेक्ट्रम एलईडी लाइट, विशिष्ट पौधों के लिए सिंगल-चिप वाइड-स्पेक्ट्रम एलईडी लाइट और मल्टी-चिप संयुक्त समायोज्य-स्पेक्ट्रम एलईडी लाइट में विभाजित किया जा सकता है। बाद की दो प्रकार की विशिष्ट पौधों के लिए एलईडी लाइटों की कीमत आमतौर पर साधारण एलईडी लाइटों की तुलना में 5 गुना से अधिक होती है, इसलिए विभिन्न उद्देश्यों के अनुसार अलग-अलग प्रकाश स्रोतों का चयन किया जाना चाहिए। बड़ी पौधशालाओं में, उगाए जाने वाले पौधों के प्रकार बाजार की मांग के अनुसार बदलते रहते हैं। निर्माण लागत को कम करने और उत्पादन दक्षता को महत्वपूर्ण रूप से प्रभावित न करने के लिए, लेखक प्रकाश स्रोत के रूप में सामान्य प्रकाश व्यवस्था के लिए ब्रॉड-स्पेक्ट्रम एलईडी चिप्स का उपयोग करने की सलाह देता है। छोटे संयंत्र कारखानों के लिए, यदि पौधों के प्रकार अपेक्षाकृत स्थिर हैं, तो निर्माण लागत में उल्लेखनीय वृद्धि किए बिना उच्च उत्पादन क्षमता और गुणवत्ता प्राप्त करने के लिए, विशिष्ट पौधों या सामान्य प्रकाश व्यवस्था के लिए व्यापक स्पेक्ट्रम वाले एलईडी चिप्स का उपयोग प्रकाश स्रोत के रूप में किया जा सकता है। यदि पौधों की वृद्धि और लाभकारी पदार्थों के संचय पर प्रकाश के प्रभाव का अध्ययन करना हो, ताकि भविष्य में बड़े पैमाने पर उत्पादन के लिए सर्वोत्तम प्रकाश सूत्र प्रदान किया जा सके, तो समायोज्य स्पेक्ट्रम वाले एलईडी लाइटों के बहु-चिप संयोजन का उपयोग प्रकाश की तीव्रता, स्पेक्ट्रम और प्रकाश अवधि जैसे कारकों को बदलकर प्रत्येक पौधे के लिए सर्वोत्तम प्रकाश सूत्र प्राप्त करने के लिए किया जा सकता है, जिससे बड़े पैमाने पर उत्पादन का आधार तैयार होता है।

लाल और नीली रोशनी

विशिष्ट प्रायोगिक परिणामों के संदर्भ में, जब लाल प्रकाश (R) की मात्रा नीले प्रकाश (B) की मात्रा से अधिक होती है (सलाद पत्ता R:B = 6:2 और 7:3; पालक R:B = 4:1; लौकी के पौधे R:B = 7:3; खीरे के पौधे R:B = 7:3), तो प्रयोग से पता चला कि पौधों का जैव द्रव्यमान (जिसमें ऊपरी भाग की ऊंचाई, अधिकतम पत्ती क्षेत्रफल, ताज़ा वजन और सूखा वजन आदि शामिल हैं) अधिक होता है, लेकिन जब नीले प्रकाश की मात्रा लाल प्रकाश की मात्रा से अधिक होती है, तो पौधों का तना व्यास और अंकुरण सूचकांक भी अधिक होता है। जैव रासायनिक संकेतकों के लिए, नीले प्रकाश की तुलना में लाल प्रकाश की अधिक मात्रा आमतौर पर पौधों में घुलनशील शर्करा की मात्रा बढ़ाने के लिए लाभकारी होती है। हालांकि, पौधों में वसा, घुलनशील प्रोटीन, क्लोरोफिल और कैरोटीनॉयड के संचय के लिए, लाल प्रकाश की तुलना में नीले प्रकाश की अधिक मात्रा वाले एलईडी प्रकाश का उपयोग करना अधिक लाभदायक होता है, और इस प्रकाश व्यवस्था में मैलोंडिएल्डिहाइड की मात्रा भी अपेक्षाकृत कम होती है।

चूंकि प्लांट फैक्ट्री का मुख्य उपयोग पत्तेदार सब्जियों की खेती या औद्योगिक पौध संवर्धन के लिए किया जाता है, इसलिए उपरोक्त परिणामों से यह निष्कर्ष निकाला जा सकता है कि उपज बढ़ाने और गुणवत्ता को ध्यान में रखते हुए, प्रकाश स्रोत के रूप में नीले प्रकाश की तुलना में लाल प्रकाश की मात्रा अधिक वाले एलईडी चिप्स का उपयोग करना उपयुक्त है। बेहतर अनुपात R:B = 7:3 है। इसके अलावा, लाल और नीले प्रकाश का ऐसा अनुपात मूल रूप से सभी प्रकार की पत्तेदार सब्जियों या पौध के लिए उपयुक्त है, और विभिन्न पौधों के लिए कोई विशिष्ट आवश्यकताएँ नहीं हैं।

लाल और नीली तरंगदैर्घ्य का चयन

प्रकाश संश्लेषण के दौरान, प्रकाश ऊर्जा मुख्य रूप से क्लोरोफिल ए और क्लोरोफिल बी द्वारा अवशोषित होती है। नीचे दिए गए चित्र में क्लोरोफिल ए और क्लोरोफिल बी के अवशोषण स्पेक्ट्रम दिखाए गए हैं, जहाँ हरी रेखा क्लोरोफिल ए का अवशोषण स्पेक्ट्रम है और नीली रेखा क्लोरोफिल बी का अवशोषण स्पेक्ट्रम है। चित्र से देखा जा सकता है कि क्लोरोफिल ए और क्लोरोफिल बी दोनों में दो अवशोषण शिखर हैं, एक नीले प्रकाश क्षेत्र में और दूसरा लाल प्रकाश क्षेत्र में। लेकिन क्लोरोफिल ए और क्लोरोफिल बी के ये दो अवशोषण शिखर थोड़े भिन्न हैं। सटीक रूप से कहें तो, क्लोरोफिल ए के दो शिखर तरंगदैर्ध्य क्रमशः 430 एनएम और 662 एनएम हैं, और क्लोरोफिल बी के दो शिखर तरंगदैर्ध्य क्रमशः 453 एनएम और 642 एनएम हैं। ये चारों तरंगदैर्ध्य मान विभिन्न पौधों के साथ नहीं बदलेंगे, इसलिए प्रकाश स्रोत में लाल और नीले तरंगदैर्ध्य का चयन विभिन्न पौधों की प्रजातियों के साथ नहीं बदलेगा।

क्लोरोफिल ए और क्लोरोफिल बी के अवशोषण स्पेक्ट्रा

एक सामान्य एलईडी प्रकाश व्यवस्था, जिसमें व्यापक स्पेक्ट्रम हो, का उपयोग पौध संयंत्र में प्रकाश स्रोत के रूप में किया जा सकता है, बशर्ते लाल और नीली रोशनी क्लोरोफिल ए और क्लोरोफिल बी की दो चरम तरंग दैर्ध्य को कवर करती हो। अर्थात्, लाल प्रकाश की तरंग दैर्ध्य सीमा आमतौर पर 620 से 680 एनएम होती है, जबकि नीली रोशनी की तरंग दैर्ध्य सीमा 400 से 480 एनएम तक होती है। हालांकि, लाल और नीली रोशनी की तरंग दैर्ध्य सीमा बहुत अधिक विस्तृत नहीं होनी चाहिए, क्योंकि इससे न केवल प्रकाश ऊर्जा की बर्बादी होती है, बल्कि अन्य दुष्प्रभाव भी हो सकते हैं।

यदि लाल, पीले और नीले चिप्स से बनी एलईडी लाइट का उपयोग प्लांट फैक्ट्री के प्रकाश स्रोत के रूप में किया जाता है, तो लाल प्रकाश की चरम तरंगदैर्ध्य को क्लोरोफिल ए की चरम तरंगदैर्ध्य के बराबर, यानी 660 एनएम पर, और नीले प्रकाश की चरम तरंगदैर्ध्य को क्लोरोफिल बी की चरम तरंगदैर्ध्य के बराबर, यानी 450 एनएम पर सेट किया जाना चाहिए।

पीली और हरी बत्ती की भूमिका

लाल, हरे और नीले प्रकाश का अनुपात R:G:B=6:1:3 होने पर यह अधिक उपयुक्त होता है। हरे प्रकाश की चरम तरंगदैर्ध्य के निर्धारण के लिए, चूंकि यह मुख्य रूप से पौधों की वृद्धि की प्रक्रिया में नियामक भूमिका निभाता है, इसलिए इसकी तरंगदैर्ध्य 530 और 550 एनएम के बीच होनी चाहिए।

सारांश

यह लेख पौधों के कारखानों में प्रकाश की गुणवत्ता के चयन की रणनीति पर सैद्धांतिक और व्यावहारिक दोनों पहलुओं से चर्चा करता है, जिसमें एलईडी प्रकाश स्रोत में लाल और नीले प्रकाश की तरंगदैर्ध्य सीमा का चयन और पीले और हरे प्रकाश की भूमिका और अनुपात शामिल हैं। पौधों की वृद्धि की प्रक्रिया में, प्रकाश की तीव्रता, प्रकाश की गुणवत्ता और प्रकाश की अवधि, इन तीन कारकों के बीच उचित तालमेल और पोषक तत्वों, तापमान, आर्द्रता और कार्बन डाइऑक्साइड की सांद्रता के साथ उनके संबंध पर व्यापक रूप से विचार किया जाना चाहिए। वास्तविक उत्पादन के लिए, चाहे आप व्यापक स्पेक्ट्रम या मल्टी-चिप संयोजन वाले ट्यूनेबल स्पेक्ट्रम एलईडी प्रकाश का उपयोग करने की योजना बना रहे हों, तरंगदैर्ध्य का अनुपात प्राथमिक विचारणीय बिंदु है, क्योंकि प्रकाश की गुणवत्ता के अलावा, संचालन के दौरान अन्य कारकों को वास्तविक समय में समायोजित किया जा सकता है। इसलिए, पौधों के कारखानों के डिजाइन चरण में सबसे महत्वपूर्ण विचारणीय बिंदु प्रकाश की गुणवत्ता का चयन होना चाहिए।

लेखक: योंग जू

लेख का स्रोत: कृषि इंजीनियरिंग प्रौद्योगिकी (ग्रीनहाउस बागवानी) का वीचैट खाता

संदर्भ: योंग जू,प्लांट फैक्ट्रियों में प्रकाश गुणवत्ता चयन रणनीति [जे]. कृषि इंजीनियरिंग प्रौद्योगिकी, 2022, 42(4): 22-25.