आधुनिक कृषि की एक महत्वपूर्ण शाखा के रूप में, संयंत्र कारखानों की अवधारणा बहुत लोकप्रिय हो गई है। इनडोर रोपण वातावरण में, प्रकाश संश्लेषण के लिए पौधों की रोशनी एक आवश्यक ऊर्जा स्रोत है। एलईडी प्लांट लाइट्स के भारी फायदे हैं जो पारंपरिक पूरक रोशनी में नहीं हैं, और निश्चित रूप से ऊर्ध्वाधर खेतों और ग्रीनहाउस जैसे बड़े वाणिज्यिक अनुप्रयोगों में मुख्य या पूरक रोशनी के लिए पहली पसंद बन जाएंगे।
पौधे इस ग्रह पर सबसे जटिल जीवन रूपों में से एक हैं। पौधों का रोपण अत्यंत सरल है, लेकिन कठिन और जटिल भी है। पौधों की रोशनी के अलावा, कई चर एक दूसरे को प्रभावित करते हैं, इन चरों को संतुलित करना एक शानदार कला है जिसे उत्पादकों को समझने और मास्टर करने की आवश्यकता है। लेकिन पौधों की रोशनी के मामले में, अभी भी कई कारक हैं जिन पर सावधानीपूर्वक विचार करने की आवश्यकता है।
सबसे पहले, [जीजी] # 39; सूर्य के स्पेक्ट्रम और पौधों द्वारा स्पेक्ट्रम के अवशोषण को समझते हैं। जैसा कि नीचे दिए गए चित्र से देखा जा सकता है, सौर स्पेक्ट्रम एक सतत स्पेक्ट्रम है, जिसमें नीला और हरा स्पेक्ट्रम लाल स्पेक्ट्रम से अधिक मजबूत होता है, और दृश्य प्रकाश स्पेक्ट्रम 380 से 780 एनएम तक होता है। पौधों की वृद्धि के लिए कई प्रमुख अवशोषण कारक हैं, और पौधों की वृद्धि को प्रभावित करने वाले कई प्रमुख ऑक्सिन के प्रकाश अवशोषण स्पेक्ट्रा काफी भिन्न हैं। इसलिए, एलईडी प्लांट ग्रोथ लाइट्स का अनुप्रयोग कोई साधारण मामला नहीं है, बल्कि बहुत लक्षित है। यहां दो सबसे महत्वपूर्ण प्रकाश संश्लेषक पौधों के विकास तत्वों की अवधारणाओं को पेश करना आवश्यक है।
पौधों का प्रकाश संश्लेषण पत्ती क्लोरोप्लास्ट में क्लोरोफिल पर निर्भर करता है, जो प्रकाश संश्लेषण से संबंधित सबसे महत्वपूर्ण वर्णकों में से एक है। यह सभी जीवों में मौजूद है जो हरे पौधों और प्रोकैरियोटिक पौधों सहित प्रकाश संश्लेषण कर सकते हैं। नील-हरित शैवाल (सायनोबैक्टीरिया) और यूकेरियोटिक शैवाल। क्लोरोफिल प्रकाश की ऊर्जा को अवशोषित करता है और कार्बन डाइऑक्साइड और पानी को हाइड्रोकार्बन में संश्लेषित करता है।
क्लोरोफिल ए नीला-हरा है और मुख्य रूप से लाल रोशनी को अवशोषित करता है; क्लोरोफिल बी पीला-हरा होता है और मुख्य रूप से नीले-बैंगनी प्रकाश को अवशोषित करता है। मुख्य रूप से छायादार पौधों को सूर्य के पौधों से अलग करना। छायादार पौधों में क्लोरोफिल बी और क्लोरोफिल ए का अनुपात छोटा होता है, इसलिए छायादार पौधे नीली रोशनी का दृढ़ता से उपयोग कर सकते हैं और छाया में बढ़ने के लिए अनुकूल हो सकते हैं। क्लोरोफिल ए और क्लोरोफिल बी के दो मजबूत अवशोषण हैं: 630 ~ 680 एनएम की तरंग दैर्ध्य वाला लाल क्षेत्र, और 400 ~ 460 एनएम की तरंग दैर्ध्य के साथ नीला-वायलेट क्षेत्र।
कैरोटेनॉयड्स (कैरोटेनॉयड्स) महत्वपूर्ण प्राकृतिक पिगमेंट के एक वर्ग के लिए एक सामान्य शब्द है, जो आमतौर पर जानवरों, उच्च पौधों, कवक और शैवाल में पीले, नारंगी-लाल या लाल वर्णक में पाए जाते हैं। अब तक 600 से अधिक प्राकृतिक कैरोटेनॉयड्स खोजे जा चुके हैं। पादप कोशिकाओं में उत्पादित कैरोटीनॉयड न केवल प्रकाश संश्लेषण की प्रगति में मदद करने के लिए ऊर्जा को अवशोषित और स्थानांतरित करते हैं, बल्कि उत्तेजित एकल-इलेक्ट्रॉन बंधन ऑक्सीजन अणुओं द्वारा कोशिकाओं को नष्ट होने से बचाने का कार्य भी करते हैं। कैरोटेनॉयड्स 303 ~ 505 एनएम की सीमा में प्रकाश को अवशोषित करते हैं। वे भोजन का रंग प्रदान करते हैं और मानव शरीर को प्रभावित करते हैं'भोजन का सेवन; शैवाल, पौधों और सूक्ष्मजीवों में, क्लोरोफिल द्वारा कवर किए जाने के कारण उनका रंग प्रस्तुत नहीं किया जा सकता है।
एलईडी प्लांट लाइटों को डिजाइन करने और चुनने की प्रक्रिया में, कई गलतफहमियां हैं जिनसे बचने की जरूरत है, मुख्यतः निम्नलिखित पहलुओं में।
1. प्रकाश तरंग दैर्ध्य का लाल और नीला तरंग दैर्ध्य अनुपात
दो पौधों के प्रकाश संश्लेषण के लिए दो मुख्य अवशोषण क्षेत्रों के रूप में, एलईडी संयंत्र रोशनी द्वारा उत्सर्जित स्पेक्ट्रम मुख्य रूप से लाल रोशनी और नीली रोशनी होना चाहिए। लेकिन इसे केवल लाल से नीले रंग के अनुपात से नहीं मापा जा सकता है। उदाहरण के लिए, लाल से नीले रंग का अनुपात 4:1, 6:1, 9:1 इत्यादि है।
पौधों की प्रजातियां बहुत विविध हैं और अलग-अलग आदतें हैं, और विभिन्न विकास चरणों में भी अलग-अलग प्रकाश फोकस की जरूरत है। पौधे की वृद्धि के लिए आवश्यक स्पेक्ट्रम एक निश्चित वितरण चौड़ाई के साथ एक सतत स्पेक्ट्रम होना चाहिए। यह स्पष्ट रूप से एक बहुत ही संकीर्ण स्पेक्ट्रम के साथ लाल और नीले रंग के दो विशिष्ट तरंग दैर्ध्य चिप्स से बने प्रकाश स्रोत का उपयोग करने के लिए अनुचित है। प्रयोगों में, यह पाया गया कि पौधे पीले रंग के होते हैं, पत्ती के तने बहुत हल्के होते हैं, और पत्ती के तने बहुत पतले होते हैं। विदेशों में विभिन्न स्पेक्ट्रा के लिए पौधों की प्रतिक्रिया पर बड़ी संख्या में अध्ययन हुए हैं, जैसे कि फोटोपेरियोड पर अवरक्त भाग का प्रभाव, छायांकन प्रभाव पर पीले-हरे हिस्से का प्रभाव, और प्रभाव कीटों और रोगों, पोषक तत्वों आदि के प्रतिरोध पर बैंगनी भाग।
वास्तविक अनुप्रयोगों में, अंकुर अक्सर जल जाते हैं या सूख जाते हैं। इसलिए, इस पैरामीटर का डिजाइन पौधों की प्रजातियों, विकास पर्यावरण और परिस्थितियों के अनुसार डिजाइन किया जाना चाहिए।
2. साधारण सफेद रोशनी और पूर्ण स्पेक्ट्रम
प्रकाश प्रभाव [जीजी] उद्धरण; देखा [जीजी] उद्धरण; पौधों द्वारा मानव आँख से अलग है। हमारे आमतौर पर उपयोग किए जाने वाले सफेद प्रकाश लैंप सूर्य' की रोशनी को प्रतिस्थापित नहीं कर सकते हैं, जैसे कि जापान में व्यापक रूप से उपयोग की जाने वाली तीन-प्राथमिक सफेद प्रकाश ट्यूब। इन स्पेक्ट्रमों के उपयोग से पौधों की वृद्धि पर एक निश्चित प्रभाव पड़ता है, लेकिन प्रभाव उतना अच्छा नहीं है जितना कि एल ई डी द्वारा बनाया गया प्रकाश स्रोत। .
तीन प्राथमिक रंगों के साथ फ्लोरोसेंट ट्यूबों के लिए आमतौर पर पिछले वर्षों में उपयोग किया जाता है, हालांकि सफेद को संश्लेषित किया जाता है, लाल, हरे और नीले रंग के स्पेक्ट्रा को अलग किया जाता है, और स्पेक्ट्रम की चौड़ाई बहुत संकीर्ण होती है, और स्पेक्ट्रम का निरंतर हिस्सा अपेक्षाकृत कमजोर होता है। इसी समय, एलईडी की तुलना में बिजली अभी भी अपेक्षाकृत बड़ी है, ऊर्जा खपत का 1.5 से 3 गुना। विशेष रूप से प्लांट लाइटिंग के लिए डिज़ाइन किए गए एल ई डी का पूरा स्पेक्ट्रम स्पेक्ट्रम का अनुकूलन करता है। यद्यपि दृश्य प्रभाव अभी भी सफेद है, इसमें पौधे प्रकाश संश्लेषण के लिए आवश्यक प्रकाश का महत्वपूर्ण हिस्सा शामिल है।
3. रोशनी तीव्रता पैरामीटर पीपीएफडी
प्रकाश संश्लेषण फ्लक्स घनत्व (पीपीएफडी) पौधों की प्रकाश तीव्रता को मापने के लिए एक महत्वपूर्ण पैरामीटर है। इसे या तो प्रकाश क्वांटा या दीप्तिमान ऊर्जा द्वारा व्यक्त किया जा सकता है। यह प्रकाश संश्लेषण में प्रकाश के प्रभावी विकिरण प्रवाह घनत्व को संदर्भित करता है, जो 400 से 700 एनएम प्रति यूनिट समय और इकाई क्षेत्र की तरंग दैर्ध्य रेंज में पौधे के पत्ते के तनों पर प्रकाश क्वांटा घटना की कुल संख्या का प्रतिनिधित्व करता है। इसकी इकाई μE·m-2·s-1 (μmol·m-2·s-1) है। प्रकाश संश्लेषक रूप से सक्रिय विकिरण (PAR) 400 से 700 एनएम की सीमा में तरंग दैर्ध्य के साथ कुल सौर विकिरण को संदर्भित करता है।
पौधों का प्रकाश-क्षतिपूर्ति बिंदु, जिसे प्रकाश-क्षतिपूर्ति बिंदु भी कहा जाता है, का अर्थ है कि पीपीएफडी को इस बिंदु से अधिक होना चाहिए ताकि प्रकाश संश्लेषण श्वसन से अधिक हो, और पौधों के बढ़ने से पहले पौधों की वृद्धि खपत से अधिक हो। विभिन्न पौधों में अलग-अलग प्रकाश क्षतिपूर्ति बिंदु होते हैं, और इसे केवल एक निश्चित सूचकांक तक पहुंचने के रूप में नहीं माना जा सकता है, जैसे कि पीपीएफडी 200μmol·m-2·s-1 से अधिक है।
अतीत में उपयोग किए जाने वाले रोशनी मीटर की प्रकाश तीव्रता चमक है, लेकिन क्योंकि पौधे से प्रकाश स्रोत की ऊंचाई, प्रकाश की कवरेज, और क्या प्रकाश पत्तियों से गुजर सकता है, के कारण पौधे के विकास का स्पेक्ट्रम बदलता है। आदि, प्रकाश संश्लेषण का अध्ययन करते समय इसका उपयोग प्रकाश के रूप में किया जाता है। मजबूत संकेतक पर्याप्त सटीक नहीं हैं, और PAR अब ज्यादातर उपयोग किया जाता है।
आम तौर पर, प्रकाश संश्लेषण तंत्र सकारात्मक संयंत्र पीपीएफडी [जीजी] जीटी द्वारा शुरू किया जा सकता है; ५० μmol·m-2·s-1; जबकि शेड प्लांट PPFD को केवल 20 μmol·m-2·s-1 की आवश्यकता होती है। इसलिए, एलईडी प्लांट लाइट स्थापित करते समय, आप इसे इस संदर्भ मूल्य के अनुसार स्थापित और सेट कर सकते हैं, उपयुक्त स्थापना ऊंचाई का चयन कर सकते हैं, और पत्ती की सतह पर आदर्श पीपीएफडी मूल्य और एकरूपता प्राप्त कर सकते हैं।
4. प्रकाश सूत्र
प्रकाश सूत्र हाल ही में प्रस्तावित एक नई अवधारणा है, जिसमें मुख्य रूप से तीन कारक शामिल हैं: प्रकाश गुणवत्ता, प्रकाश मात्रा और अवधि। सीधे शब्दों में समझें कि प्रकाश की गुणवत्ता पादप प्रकाश संश्लेषण के लिए सबसे उपयुक्त स्पेक्ट्रम है; प्रकाश मात्रा उपयुक्त पीपीएफडी मूल्य और एकरूपता है; अवधि विकिरण का संचयी मूल्य और दिन से रात के समय का अनुपात है। डच कृषकों ने पता लगाया है कि पौधे दिन-रात के परिवर्तन का न्याय करने के लिए अवरक्त और लाल बत्ती के अनुपात का उपयोग करते हैं। सूर्यास्त के समय इन्फ्रारेड अनुपात काफी बढ़ जाता है, और पौधे सोने के लिए जल्दी प्रतिक्रिया देते हैं। इस प्रक्रिया के बिना, संयंत्र को इस प्रक्रिया को पूरा करने में कई घंटे लगेंगे।
व्यावहारिक अनुप्रयोगों में, परीक्षण के माध्यम से अनुभव संचित करना और सर्वोत्तम संयोजन का चयन करना आवश्यक है।
