آیا گیاهان می توانند با چراغ های لوله ای فتوسنتز کنند؟

آیا گیاهان می توانند با چراغ های لوله ای فتوسنتز کنند؟

گیاهان می توانند از طریق فرآیند اساسی فتوسنتز، که شامل تبدیل انرژی نور به انرژی شیمیایی است، توسعه خود را حفظ کرده و به اکولوژی سیاره کمک کنند. چراغ‌های لوله‌ای نوعی منبع نور مصنوعی معمولی هستند و یکی از مهم‌ترین سؤالاتی که باغبانان داخلی و باغبانان باید به آن پاسخ دهند این است که آیا می‌توانند با موفقیت از این فرآیند ضروری پشتیبانی کنند یا خیر. برای یافتن راه حلی برای این مشکل، باید علم فتوسنتز، ویژگی‌های چراغ‌های لوله‌ای و روش‌هایی که این موارد ممکن است در زمینه کشت گیاهان به کار گرفته شوند را بررسی کنیم.

رنگدانه اصلی موجود در سلول های گیاهی، کلروفیل، مسئول فرآیند ضروری فتوسنتز است که شامل جذب نور می شود. حداکثر جذب در نواحی آبی (400-500 نانومتر) و قرمز (600-700 نانومتر) طیف نور برای کلروفیل a و کلروفیل b رخ می دهد که دو شکل کلروفیل هستند که بیشترین فراوانی را دارند. فرآیندهای وابسته به نور توسط این طول موج ها هدایت می شوند که منجر به شکافتن آب و تولید آدنوزین تری فسفات (ATP) و نیکوتین آمید آدنین دی نوکلئوتید فسفات (NADPH) می شود که حامل های انرژی هستند که برای تبدیل دی اکسید کربن به گلوکز ضروری هستند. با وجود این واقعیت که نور سبز (500 تا 600 نانومتر) در درجه اول منعکس می شود، که به گیاهان رنگ سبز می دهد، می تواند بر عملکرد روزنه ها و تکثیر برگ ها در برخی گونه ها تأثیر بگذارد.

طیف کاملی از طول موج ها توسط آفتاب طبیعی ارائه می شود. اما گاهی اوقات فضاهای داخلی به اندازه کافی نور خورشید دریافت نمی کنند که استفاده از نور مصنوعی را ضروری می کند. نوعی از نورهای فلورسنت که به عنوان چراغ‌های لوله‌ای شناخته می‌شوند، با تحریک بخار جیوه عمل می‌کنند که منجر به انتشار نور ماوراء بنفش (UV) می‌شود. این نور متعاقباً توسط یک پوشش فسفری که در داخل لامپ لوله قرار دارد به نور مرئی تبدیل می شود. خروجی طیف نور توسط نوع فسفر تعیین می شود که منجر به نوساناتی می شود که بر رشد گیاهان تأثیر می گذارد.

اکثر نوری که از لوله های فلورسنت سفید سرد ساطع می شود در طیف های آبی و سبز است و دمای رنگ آن از 4100K تا 6500K متغیر است. آنها کاربرد گسترده ای در محیط های خانگی و تجاری به منظور تامین روشنایی عمومی پیدا می کنند. علیرغم این واقعیت که طول موج های آبی برای رشد رویشی مفید هستند، زیرا رشد برگ ها را تشویق می کنند و ساختار گیاهی فشرده ای را حفظ می کنند، مقدار زیادی نور سبز که گیاهان قادر به جذب بسیار خوبی نیستند، مانع از توانایی آنها در انجام فتوسنتز می شود. این لوله ها برای گیاهانی که به نور کم نیاز دارند، مانند گیاهان مار یا پوتوس خوب هستند، اما ممکن است در حمایت از گونه هایی که سریعتر رشد می کنند، مشکل داشته باشند.

لوله های فلورسنت که طول موج های قرمز و زرد بیشتری تولید می کنند به عنوان لوله های فلورسنت سفید گرم شناخته می شوند. دمای رنگ آنها از 2700K تا 3000K متغیر است. یکی از مهم‌ترین نقش‌هایی که نور قرمز در گلدهی و باردهی ایفا می‌کند این است که برای فرآیندهای مستقل نور که در طول فتوسنتز اتفاق می‌افتد ضروری است. از سوی دیگر، کاهش خروجی نور آبی آنها ممکن است مانع از رشد برگها در مرحله رویشی شود، که باعث می شود آنها برای نهال ها یا سبزی های برگدار مناسب نباشند. آنها برای گیاهانی که در مرحله زایشی هستند، مانند گیاهان گلدار که به بلوغ رسیده اند، مفیدتر هستند.

طول موج‌های آبی (400-500 نانومتر) و قرمز (600-700 نانومتر) لوله‌های فلورسنت با طیف کامل{4} با مقادیر کمتری از طیف‌های سبز و سایر طیف‌ها متعادل می‌شوند. این چیدمان برای شبیه سازی نور طبیعی خورشید که در محیط وجود دارد طراحی شده است. شاخص رندر رنگی (CRI) این چراغ‌ها اغلب بالاتر از 85 است و آنها را به منبع نوری فراگیر تبدیل می‌کند که برای تمام مراحل رشد گیاه مناسب است. مطالعات، مانند آنچه در HortScience منتشر شد، نشان می‌دهد که گیاهانی که در لوله‌های{10}طیف کامل کشت می‌شوند، دارای محتوای زیست توده و کلروفیل هستند که معادل آنهایی است که در آفتاب رشد می‌کنند، بنابراین سودمندی این روش‌ها را تأیید می‌کنیم.

در مقایسه با لوله‌های معمولی، لوله‌های-خروجی بالا (HO) و خروجی بسیار بالا{{1} (VHO) شدت نور بالاتری را ارائه می‌کنند (که در چگالی شار فوتون فتوسنتزی یا PPFD اندازه‌گیری می‌شود). در فاصله 12 اینچی، لوله‌های HO قابلیت دستیابی به مقادیر PPFD 400-600 میکرومول در متر مربع بر ثانیه را دارند که آن‌ها را برای گیاهان متوسط ​​سبک مانند گوجه‌فرنگی قابل قبول می‌سازد. لوله‌های VHO که دارای ضریب قدرت تخلیه (PPFD) تا 800 میکرومول در متر مربع بر ثانیه هستند، برای سازگاری با گونه‌های{11}پر نور طراحی شده‌اند. با این حال، آنها به بالاست های تخصصی نیاز دارند و گرمای بیشتری تولید می کنند که نیاز به تهویه دارد.

شدت نور بسیار مهم است، زیرا اکثر گیاهان به چگالی شار فوتون (PPFD) 100-2000 میکرومول بر متر مربع بر ثانیه نیاز دارند. در فاصله 12 تا 18 اینچ، لوله‌های استاندارد می‌توانند 50 تا 300 میکرومول در متر مربع بر ثانیه را تحویل دهند، که برای گیاهان کم نور مانند کاهو و جعفری کافی است. با گسترش این طیف، لوله های HO برای گیاهانی که نیازهای کمی دارند کمک می کند. از آنجایی که شدت نور متناسب با قانون مربع معکوس است، که بیان می کند دو برابر کردن فاصله یک چهارم شدت است، راه بهینه برای بهینه سازی جذب، قرار دادن لوله ها بین 6 تا 12 اینچ بالاتر از گیاهان است.

زمان نورقرار گرفتن در معرض، که اغلب به عنوان دوره نوری شناخته می شود، به همان اندازه مهم است. نور برای 12 تا 16 ساعت در روز برای اکثر گیاهان کافی است، اما تاریکی برای تنفس ضروری است. به منظور به حداقل رساندن استرس ناشی از الگوهای نور نامنظم، چراغ های لوله که به راحتی توسط تایمر قابل تنظیم هستند، چرخه های ثابتی را ارائه می دهند.

حتی اگر آنها موثر باشند، چراغ های لوله دارای اشکالات خاصی هستند. آنها بازده انرژی کمتری در مقایسه با ال ای دی ها دارند که می توانند الکتریسیته بیشتری را به نور تبدیل کنند و طول موج های مورد نظر را ساطع کنند و در نتیجه ضایعات را کاهش دهند. علاوه بر این، LED ها طول عمر بیشتری دارند (50000 ساعت یا بیشتر، در مقایسه با 10000-20000 ساعت برای لوله ها) و گرمای کمتری ایجاد می کنند که منجر به هزینه های خنک کننده ارزان تر می شود. لامپ‌های تخلیه با شدت بالا (HID)، که شامل متال هالید (MH) و سدیم فشار بالا (HPS) می‌شوند، دارای ضریب توان بالاتر (PPFD) برای عملیات‌های مقیاس بزرگ هستند. با این حال، آنها به مقدار بیشتری انرژی نیاز دارند و مقدار قابل توجهی گرما تولید می کنند.

با وجود این، چراغ های لوله ای به دلیل هزینه اولیه مناسب، نصب ساده و در دسترس بودن گسترده، همچنان به طور گسترده برای باغبانی در مقیاس کوچکتر مورد استفاده قرار می گیرند. عملکرد فوق‌العاده‌ای برای رشد نهال‌ها، میکروگرین‌ها و محصولات برگی دارند که همگی به نور کمتری نیاز دارند. بر اساس یافته‌های تحقیقی که توسط دانشگاه کالیفرنیا انجام شد، برای مثال، اسفناج‌هایی که در لوله‌های{2}طیف کامل رشد می‌کنند، به نرخ رشدی نود درصد بیشتر از اسفناج‌هایی که در خارج کشت می‌شوند، می‌رسند.

در خاتمه،چراغ های لولهاگر طول موج های آبی و قرمز کافی، شدت قابل قبول و دوره های نوری مناسب لازم برای این فرآیند را ارائه دهند، پتانسیل تسهیل فتوسنتز را دارند. لوله‌های طیف کامل-بهینه آنهایی هستند که نیازهای طیفی اکثر گیاهان را برآورده می‌کنند. حتی اگر آنها به اندازه فن آوری پیچیده نیستندال ای دی هایا HID ها، راه حلی را به باغبانان سرپوشیده ارائه می دهند که هم کاربردی و هم مقرون به صرفه است. آنها نشان می دهند که گیاهان ممکن است در زیر نور لوله مصنوعی شکوفا شوند، مشروط بر اینکه شرایط مناسب برآورده شود.

اطلاعات بیشتر:https://www.benweilight.com/lighting-tube-bulb/100w-200w-300w-plant{10}}led-tube-light.html