লেখক: ইয়ামিন লি এবং হাউচেং লিউ, ইত্যাদি, দক্ষিণ চীন কৃষি বিশ্ববিদ্যালয়ের উদ্যানতত্ত্ব কলেজ থেকে

প্রবন্ধের উৎস: গ্রিনহাউস উদ্যানতত্ত্ব

সুবিধা উদ্যানপালন সুবিধার ধরণগুলির মধ্যে প্রধানত প্লাস্টিক গ্রিনহাউস, সৌর গ্রিনহাউস, মাল্টি-স্প্যান গ্রিনহাউস এবং উদ্ভিদ কারখানা অন্তর্ভুক্ত। যেহেতু সুবিধা ভবনগুলি প্রাকৃতিক আলোর উৎসগুলিকে কিছুটা অবরুদ্ধ করে, তাই পর্যাপ্ত অভ্যন্তরীণ আলো থাকে না, যা ফলস্বরূপ ফসলের ফলন এবং গুণমান হ্রাস করে। অতএব, সুবিধার উচ্চ-মানের এবং উচ্চ-ফলনশীল ফসলের ক্ষেত্রে সম্পূরক আলো একটি অপরিহার্য ভূমিকা পালন করে, তবে এটি সুবিধার শক্তি খরচ এবং পরিচালনা খরচ বৃদ্ধির একটি প্রধান কারণও হয়ে উঠেছে।

দীর্ঘদিন ধরে, সুবিধা উদ্যানপালনের ক্ষেত্রে ব্যবহৃত কৃত্রিম আলোর উৎসগুলির মধ্যে রয়েছে প্রধানত উচ্চ চাপের সোডিয়াম ল্যাম্প, ফ্লুরোসেন্ট ল্যাম্প, ধাতব হ্যালোজেন ল্যাম্প, ভাস্বর বাতি ইত্যাদি। এর উল্লেখযোগ্য অসুবিধাগুলি হল উচ্চ তাপ উৎপাদন, উচ্চ শক্তি খরচ এবং উচ্চ পরিচালন খরচ। নতুন প্রজন্মের আলো নির্গমনকারী ডায়োড (LED) এর বিকাশ সুবিধা উদ্যানপালনের ক্ষেত্রে কম শক্তির কৃত্রিম আলোর উৎস ব্যবহার করা সম্ভব করে তোলে। LED এর সুবিধা রয়েছে উচ্চ আলোক বৈদ্যুতিক রূপান্তর দক্ষতা, ডিসি শক্তি, ছোট আয়তন, দীর্ঘ জীবন, কম শক্তি খরচ, স্থির তরঙ্গদৈর্ঘ্য, কম তাপীয় বিকিরণ এবং পরিবেশগত সুরক্ষা। বর্তমানে সাধারণত ব্যবহৃত উচ্চ-চাপ সোডিয়াম ল্যাম্প এবং ফ্লুরোসেন্ট ল্যাম্পের সাথে তুলনা করে, LED কেবল উদ্ভিদের বৃদ্ধির চাহিদা অনুসারে আলোর পরিমাণ এবং গুণমান (বিভিন্ন ব্যান্ড আলোর অনুপাত) সামঞ্জস্য করতে পারে না, এবং এর ঠান্ডা আলোর কারণে কাছাকাছি দূরত্বে গাছপালা বিকিরণ করতে পারে। এইভাবে, চাষের স্তরের সংখ্যা এবং স্থান ব্যবহারের হার উন্নত করা যেতে পারে, এবং শক্তি সঞ্চয়, পরিবেশ সুরক্ষা এবং স্থান দক্ষ ব্যবহারের কার্যকারিতাগুলি বাস্তবায়িত করা যেতে পারে যা ঐতিহ্যবাহী আলোর উৎস দ্বারা প্রতিস্থাপিত করা যায় না।

এই সুবিধার উপর ভিত্তি করে, LED সফলভাবে সুবিধা উদ্যানগত আলো, নিয়ন্ত্রণযোগ্য পরিবেশের মৌলিক গবেষণা, উদ্ভিদ টিস্যু কালচার, উদ্ভিদ কারখানার চারা এবং মহাকাশ বাস্তুতন্ত্রে ব্যবহৃত হয়েছে। সাম্প্রতিক বছরগুলিতে, LED গ্রো লাইটিংয়ের কর্মক্ষমতা উন্নত হচ্ছে, দাম কমছে এবং নির্দিষ্ট তরঙ্গদৈর্ঘ্যের সকল ধরণের পণ্য ধীরে ধীরে বিকশিত হচ্ছে, তাই কৃষি ও জীববিজ্ঞানের ক্ষেত্রে এর প্রয়োগ আরও বিস্তৃত হবে।

এই প্রবন্ধটি সুবিধা উদ্যানপালনের ক্ষেত্রে LED-এর গবেষণার অবস্থা সংক্ষিপ্ত করে, আলোক জীববিজ্ঞান ফাউন্ডেশনে LED সম্পূরক আলোর প্রয়োগ, উদ্ভিদের আলো গঠনে LED গ্রো লাইট, পুষ্টির গুণমান এবং বার্ধক্য বিলম্বিত করার প্রভাব, আলোক সূত্রের নির্মাণ ও প্রয়োগের উপর আলোকপাত করে এবং LED সম্পূরক আলো প্রযুক্তির বর্তমান সমস্যা এবং সম্ভাবনার বিশ্লেষণ এবং সম্ভাবনা।

উদ্যান ফসলের বৃদ্ধিতে LED সম্পূরক আলোর প্রভাব

উদ্ভিদের বৃদ্ধি এবং বিকাশের উপর আলোর নিয়ন্ত্রক প্রভাবগুলির মধ্যে রয়েছে বীজ অঙ্কুরোদগম, কাণ্ডের প্রসারণ, পাতা এবং মূলের বিকাশ, ফটোট্রপিজম, ক্লোরোফিল সংশ্লেষণ এবং পচন এবং ফুলের আবেশন। সুবিধার আলোক পরিবেশের উপাদানগুলির মধ্যে রয়েছে আলোর তীব্রতা, আলোক চক্র এবং বর্ণালী বিতরণ। আবহাওয়ার সীমাবদ্ধতা ছাড়াই কৃত্রিম আলোর পরিপূরক দ্বারা উপাদানগুলি সামঞ্জস্য করা যেতে পারে।

বর্তমানে, উদ্ভিদে কমপক্ষে তিন ধরণের আলোকগ্রাহী রয়েছে: ফাইটোক্রোম (লাল আলো এবং দূরবর্তী লাল আলো শোষণকারী), ক্রিপ্টোক্রোম (নীল আলো এবং অতিবেগুনী আলো শোষণকারী) এবং UV-A এবং UV-B। ফসলের বিকিরণের জন্য নির্দিষ্ট তরঙ্গদৈর্ঘ্যের আলোক উৎসের ব্যবহার উদ্ভিদের সালোকসংশ্লেষণ দক্ষতা উন্নত করতে পারে, আলোর আকার পরিবর্তনকে ত্বরান্বিত করতে পারে এবং উদ্ভিদের বৃদ্ধি এবং বিকাশকে উৎসাহিত করতে পারে। উদ্ভিদ সালোকসংশ্লেষণে লাল কমলা আলো (610 ~ 720 nm) এবং নীল বেগুনি আলো (400 ~ 510 nm) ব্যবহার করা হয়েছিল। LED প্রযুক্তি ব্যবহার করে, একরঙা আলো (যেমন 660nm শিখর সহ লাল আলো, 450nm শিখর সহ নীল আলো ইত্যাদি) ক্লোরোফিলের সবচেয়ে শক্তিশালী শোষণ ব্যান্ডের সাথে সঙ্গতিপূর্ণভাবে বিকিরণ করা যেতে পারে এবং বর্ণালী ডোমেন প্রস্থ মাত্র ± 20 nm।

বর্তমানে বিশ্বাস করা হয় যে লাল-কমলা আলো উদ্ভিদের বিকাশকে উল্লেখযোগ্যভাবে ত্বরান্বিত করবে, শুষ্ক পদার্থের সঞ্চয়, কন্দ, কন্দ, পাতার কন্দ এবং অন্যান্য উদ্ভিদ অঙ্গ গঠনে উৎসাহিত করবে, উদ্ভিদকে আগে ফুল ফোটাবে এবং ফল ধরবে এবং উদ্ভিদের রঙ বৃদ্ধিতে অগ্রণী ভূমিকা পালন করবে; নীল এবং বেগুনি আলো উদ্ভিদের পাতার ফটোট্রপিজম নিয়ন্ত্রণ করতে পারে, স্টোমাটা খোলা এবং ক্লোরোপ্লাস্ট চলাচলকে উৎসাহিত করতে পারে, কাণ্ডের প্রসারণকে বাধা দিতে পারে, উদ্ভিদের দৈর্ঘ্য রোধ করতে পারে, উদ্ভিদের ফুল ফোটাতে বিলম্ব করতে পারে এবং উদ্ভিদ অঙ্গগুলির বৃদ্ধিকে উৎসাহিত করতে পারে; লাল এবং নীল LED এর সংমিশ্রণ দুটির একক রঙের অপর্যাপ্ত আলোর জন্য ক্ষতিপূরণ দিতে পারে এবং একটি বর্ণালী শোষণের শিখর তৈরি করতে পারে যা মূলত ফসলের সালোকসংশ্লেষণ এবং রূপবিদ্যার সাথে সামঞ্জস্যপূর্ণ। আলোক শক্তি ব্যবহারের হার 80% থেকে 90% পর্যন্ত পৌঁছাতে পারে এবং শক্তি সঞ্চয় প্রভাব উল্লেখযোগ্য।

উদ্যানপালনের ক্ষেত্রে LED সম্পূরক আলো দিয়ে সজ্জিত করলে উৎপাদন উল্লেখযোগ্যভাবে বৃদ্ধি পেতে পারে। গবেষণায় দেখা গেছে যে ১২ ঘন্টা (৮:০০-২০:০০) পর্যন্ত ৩০০ μmol/(m²·s) LED স্ট্রিপ এবং LED টিউবের সম্পূরক আলোর অধীনে ফলের সংখ্যা, মোট উৎপাদন এবং প্রতিটি চেরি টমেটোর ওজন উল্লেখযোগ্যভাবে বৃদ্ধি পায়। LED স্ট্রিপের সম্পূরক আলো যথাক্রমে ৪২.৬৭%, ৬৬.৮৯% এবং ১৬.৯৭% বৃদ্ধি পেয়েছে এবং LED টিউবের সম্পূরক আলো যথাক্রমে ৪৮.৯১%, ৯৪.৮৬% এবং ৩০.৮৬% বৃদ্ধি পেয়েছে। পুরো বৃদ্ধির সময়কালে LED গ্রো লাইটিং ফিক্সচারের LED সম্পূরক আলো [লাল এবং নীল আলোর অনুপাত ৩:২, এবং আলোর তীব্রতা ৩০০ μmol/(m²·s)] চিহোয়া এবং বেগুনের প্রতি ইউনিট এলাকায় একক ফলের গুণমান এবং ফলন উল্লেখযোগ্যভাবে বৃদ্ধি করতে পারে। চিকুকুয়ান ৫.৩% এবং ১৫.৬% বৃদ্ধি পেয়েছে এবং বেগুন ৭.৬% এবং ৭.৮% বৃদ্ধি পেয়েছে। LED আলোর গুণমান এবং এর তীব্রতা এবং পুরো বৃদ্ধির সময়কালের সময়কালের মাধ্যমে, উদ্ভিদের বৃদ্ধি চক্রকে সংক্ষিপ্ত করা যেতে পারে, বাণিজ্যিক ফলন, পুষ্টির গুণমান এবং কৃষি পণ্যের রূপগত মূল্য উন্নত করা যেতে পারে এবং সুবিধাজনক উদ্যান ফসলের উচ্চ-দক্ষতা, শক্তি-সাশ্রয়ী এবং বুদ্ধিমান উৎপাদন অর্জন করা যেতে পারে।

সবজির চারা চাষে LED সম্পূরক আলোর প্রয়োগ

গ্রিনহাউস চাষের ক্ষেত্রে LED আলোর উৎসের মাধ্যমে উদ্ভিদের আকারবিদ্যা এবং বৃদ্ধি ও বিকাশ নিয়ন্ত্রণ করা একটি গুরুত্বপূর্ণ প্রযুক্তি। উচ্চতর উদ্ভিদ ফাইটোক্রোম, ক্রিপ্টোক্রোম এবং ফটোরিসেপ্টরের মতো ফটোরিসেপ্টর সিস্টেমের মাধ্যমে আলোর সংকেত অনুভব করতে এবং গ্রহণ করতে পারে এবং উদ্ভিদের টিস্যু এবং অঙ্গগুলিকে নিয়ন্ত্রণ করার জন্য অন্তঃকোষীয় বার্তাবাহকের মাধ্যমে আকারগত পরিবর্তন পরিচালনা করতে পারে। ফটোমর্ফোজেনেসিসের অর্থ হল উদ্ভিদ কোষের পার্থক্য, কাঠামোগত এবং কার্যকরী পরিবর্তন, সেইসাথে টিস্যু এবং অঙ্গগুলির গঠন নিয়ন্ত্রণ করতে আলোর উপর নির্ভর করে, যার মধ্যে কিছু বীজের অঙ্কুরোদগমের উপর প্রভাব, শীর্ষ আধিপত্য বৃদ্ধি, পার্শ্বীয় কুঁড়ি বৃদ্ধির বাধা, কাণ্ডের প্রসারণ এবং ট্রপিজম অন্তর্ভুক্ত।

সবজি চারা চাষ সুবিধা কৃষির একটি গুরুত্বপূর্ণ অংশ। ক্রমাগত বৃষ্টিপাতের ফলে সুবিধাটিতে পর্যাপ্ত আলোর অভাব হয় এবং চারা লম্বা হওয়ার সম্ভাবনা থাকে, যা সবজির বৃদ্ধি, ফুলের কুঁড়ি পার্থক্য এবং ফলের বিকাশকে প্রভাবিত করে এবং শেষ পর্যন্ত তাদের ফলন এবং গুণমানকে প্রভাবিত করে। উৎপাদনে, কিছু উদ্ভিদ বৃদ্ধি নিয়ন্ত্রক, যেমন গিবেরেলিন, অক্সিন, প্যাক্লোবুট্রাজল এবং ক্লোরমেকোয়াট, চারা বৃদ্ধি নিয়ন্ত্রণ করতে ব্যবহৃত হয়। তবে, উদ্ভিদ বৃদ্ধি নিয়ন্ত্রকগুলির অযৌক্তিক ব্যবহার সহজেই শাকসবজি এবং সুবিধাগুলির পরিবেশ দূষিত করতে পারে, যা মানুষের স্বাস্থ্যের জন্য প্রতিকূল।

LED সম্পূরক আলোর সম্পূরক আলোর অনেক অনন্য সুবিধা রয়েছে এবং চারা উৎপাদনের জন্য LED সম্পূরক আলো ব্যবহার করা এটি একটি সম্ভাব্য উপায়। কম আলো [0~35 μmol/(m²·s)] অবস্থায় পরিচালিত LED সম্পূরক আলো [25±5 μmol/(m²·s)] পরীক্ষায় দেখা গেছে যে সবুজ আলো শসার চারাগুলির দৈর্ঘ্য এবং বৃদ্ধিকে উৎসাহিত করে। লাল আলো এবং নীল আলো চারা বৃদ্ধিতে বাধা দেয়। প্রাকৃতিক দুর্বল আলোর তুলনায়, লাল এবং নীল আলোর সাথে সম্পূরক চারাগুলির শক্তিশালী চারা সূচক যথাক্রমে 151.26% এবং 237.98% বৃদ্ধি পেয়েছে। একরঙা আলোর মানের তুলনায়, যৌগিক আলোর পরিপূরক আলোর সাথে চিকিত্সার অধীনে লাল এবং নীল উপাদান ধারণকারী শক্তিশালী চারাগুলির সূচক 304.46% বৃদ্ধি পেয়েছে।

শসার চারায় লাল আলো যোগ করলে প্রকৃত পাতার সংখ্যা, পাতার ক্ষেত্রফল, গাছের উচ্চতা, কাণ্ডের ব্যাস, শুষ্ক ও তাজা গুণমান, শক্তিশালী চারা সূচক, মূলের প্রাণশক্তি, SOD কার্যকলাপ এবং শসার চারায় দ্রবণীয় প্রোটিনের পরিমাণ বৃদ্ধি পায়। UV-B সম্পূরক শসার চারা পাতায় ক্লোরোফিল a, ক্লোরোফিল b এবং ক্যারোটিনয়েডের পরিমাণ বৃদ্ধি করতে পারে। প্রাকৃতিক আলোর তুলনায়, লাল এবং নীল LED আলো সম্পূরক করলে টমেটো চারা পাতার ক্ষেত্রফল, শুষ্ক পদার্থের গুণমান এবং শক্তিশালী চারা সূচক উল্লেখযোগ্যভাবে বৃদ্ধি পেতে পারে। LED লাল আলো এবং সবুজ আলো সম্পূরক করলে টমেটো চারা গাছের উচ্চতা এবং কাণ্ডের পুরুত্ব উল্লেখযোগ্যভাবে বৃদ্ধি পায়। LED সবুজ আলো সম্পূরক আলো চিকিৎসা শসা এবং টমেটো চারা গাছের জৈববস্তু উল্লেখযোগ্যভাবে বৃদ্ধি করতে পারে এবং সবুজ আলো সম্পূরক আলোর তীব্রতা বৃদ্ধির সাথে সাথে চারা গাছের তাজা ও শুষ্ক ওজন বৃদ্ধি পায়, অন্যদিকে টমেটো চারা গাছের পুরু কাণ্ড এবং শক্তিশালী চারা সূচক সবুজ আলো সম্পূরক আলো অনুসরণ করে। শক্তি বৃদ্ধি পায়। LED লাল এবং নীল আলোর সংমিশ্রণ কাণ্ডের পুরুত্ব, পাতার ক্ষেত্রফল, পুরো গাছের শুষ্ক ওজন, মূল থেকে অঙ্কুর অনুপাত এবং বেগুনের শক্তিশালী চারা সূচক বৃদ্ধি করতে পারে। সাদা আলোর তুলনায়, LED লাল আলো বাঁধাকপির চারার জৈববস্তু বৃদ্ধি করতে পারে এবং বাঁধাকপির চারার লম্বা বৃদ্ধি এবং পাতার প্রসারণকে উৎসাহিত করতে পারে। LED নীল আলো বাঁধাকপির চারার ঘন বৃদ্ধি, শুষ্ক পদার্থ জমা এবং শক্তিশালী চারা সূচককে উৎসাহিত করে এবং বাঁধাকপির চারাগুলিকে বামন করে তোলে। উপরের ফলাফলগুলি দেখায় যে আলো নিয়ন্ত্রণ প্রযুক্তির মাধ্যমে চাষ করা সবজির চারাগুলির সুবিধাগুলি খুবই স্পষ্ট।

ফল ও সবজির পুষ্টিগুণের উপর LED সম্পূরক আলোর প্রভাব

ফল ও শাকসবজিতে থাকা প্রোটিন, চিনি, জৈব অ্যাসিড এবং ভিটামিন হল পুষ্টি উপাদান যা মানব স্বাস্থ্যের জন্য উপকারী। আলোর গুণমান উদ্ভিদের ভিসি সংশ্লেষণ এবং পচনশীল এনজাইমের কার্যকলাপ নিয়ন্ত্রণ করে উদ্ভিদের ভিসি উপাদানকে প্রভাবিত করতে পারে এবং এটি উদ্যানপালনকারী উদ্ভিদে প্রোটিন বিপাক এবং কার্বোহাইড্রেট জমা নিয়ন্ত্রণ করতে পারে। লাল আলো কার্বোহাইড্রেট জমাতে সাহায্য করে, নীল আলোর চিকিত্সা প্রোটিন গঠনের জন্য উপকারী, অন্যদিকে লাল এবং নীল আলোর সংমিশ্রণ একরঙা আলোর তুলনায় উদ্ভিদের পুষ্টির মান উল্লেখযোগ্যভাবে উন্নত করতে পারে।

লাল বা নীল LED আলো যোগ করলে লেটুসে নাইট্রেটের পরিমাণ কমে যেতে পারে, নীল বা সবুজ LED আলো যোগ করলে লেটুসে দ্রবণীয় চিনি জমা হতে পারে এবং ইনফ্রারেড LED আলো যোগ করলে লেটুসে VC জমা হতে পারে। ফলাফলে দেখা গেছে যে নীল আলোর সম্পূরক টমেটোর VC পরিমাণ এবং দ্রবণীয় প্রোটিনের পরিমাণ উন্নত করতে পারে; লাল আলো এবং লাল নীল মিলিত আলো টমেটো ফলের চিনি এবং অ্যাসিডের পরিমাণ বৃদ্ধি করতে পারে এবং লাল নীল মিলিত আলোর অধীনে চিনির সাথে অ্যাসিডের অনুপাত সর্বোচ্চ ছিল; লাল নীল মিলিত আলো শসা ফলের VC পরিমাণ উন্নত করতে পারে।

ফল ও সবজিতে থাকা ফেনল, ফ্ল্যাভোনয়েড, অ্যান্থোসায়ানিন এবং অন্যান্য পদার্থ কেবল ফল ও সবজির রঙ, স্বাদ এবং পণ্যমূল্যের উপর গুরুত্বপূর্ণ প্রভাব ফেলে না, বরং প্রাকৃতিক অ্যান্টিঅক্সিডেন্ট কার্যকলাপও ধারণ করে এবং মানবদেহে কার্যকরভাবে মুক্ত র‍্যাডিকেলগুলিকে বাধা দিতে বা অপসারণ করতে পারে।

আলোর পরিপূরক হিসেবে LED নীল আলো ব্যবহার করলে বেগুনের খোসার অ্যান্থোসায়ানিনের পরিমাণ উল্লেখযোগ্যভাবে ৭৩.৬% বৃদ্ধি পেতে পারে, অন্যদিকে LED লাল আলো এবং লাল ও নীল আলোর সংমিশ্রণ ব্যবহার করলে ফ্ল্যাভোনয়েড এবং মোট ফেনোলের পরিমাণ বৃদ্ধি পেতে পারে। নীল আলো টমেটো ফলের মধ্যে লাইকোপিন, ফ্ল্যাভোনয়েড এবং অ্যান্থোসায়ানিনের জমা হতে পারে। লাল ও নীল আলোর সংমিশ্রণ অ্যান্থোসায়ানিনের উৎপাদনকে কিছুটা উৎসাহিত করে, কিন্তু ফ্ল্যাভোনয়েডের সংশ্লেষণকে বাধা দেয়। সাদা আলোর চিকিত্সার তুলনায়, লাল আলোর চিকিত্সা লেটুসের অঙ্কুরের অ্যান্থোসায়ানিনের পরিমাণ উল্লেখযোগ্যভাবে বৃদ্ধি করতে পারে, তবে নীল আলোর চিকিত্সায় অ্যান্থোসায়ানিনের পরিমাণ সবচেয়ে কম থাকে। সাদা আলো, লাল-নীল সম্মিলিত আলো এবং নীল আলোর চিকিত্সার অধীনে সবুজ পাতা, বেগুনি পাতা এবং লাল পাতার লেটুসের মোট ফেনোলের পরিমাণ বেশি ছিল, তবে লাল আলোর চিকিত্সার অধীনে এটি ছিল সবচেয়ে কম। LED অতিবেগুনী আলো বা কমলা আলোর পরিপূরক লেটুসের পাতায় ফেনোলিক যৌগের পরিমাণ বৃদ্ধি করতে পারে, অন্যদিকে সবুজ আলোর পরিপূরক অ্যান্থোসায়ানিনের পরিমাণ বৃদ্ধি করতে পারে। অতএব, সুবিধাজনক উদ্যান চাষে ফল ও সবজির পুষ্টির মান নিয়ন্ত্রণের জন্য LED গ্রো লাইটের ব্যবহার একটি কার্যকর উপায়।

উদ্ভিদের বার্ধক্য প্রতিরোধের উপর LED সম্পূরক আলোর প্রভাব

ক্লোরোফিলের ক্ষয়, দ্রুত প্রোটিন ক্ষয় এবং উদ্ভিদের বার্ধক্যের সময় RNA হাইড্রোলাইসিস মূলত পাতার বার্ধক্য হিসাবে প্রকাশিত হয়। ক্লোরোপ্লাস্টগুলি বাহ্যিক আলোর পরিবেশের পরিবর্তনের প্রতি অত্যন্ত সংবেদনশীল, বিশেষ করে আলোর গুণমান দ্বারা প্রভাবিত। লাল আলো, নীল আলো এবং লাল-নীল সম্মিলিত আলো ক্লোরোপ্লাস্টের মরফোজেনেসিসের জন্য সহায়ক, নীল আলো ক্লোরোপ্লাস্টে স্টার্চ দানা জমার জন্য সহায়ক, এবং, লাল আলো এবং দূর-লাল আলো ক্লোরোপ্লাস্ট বিকাশের উপর নেতিবাচক প্রভাব ফেলে। নীল আলো এবং লাল এবং নীল আলোর সংমিশ্রণ শসার চারা পাতায় ক্লোরোফিলের সংশ্লেষণকে উৎসাহিত করতে পারে এবং লাল এবং নীল আলোর সংমিশ্রণ পরবর্তী পর্যায়ে পাতার ক্লোরোফিলের পরিমাণের ক্ষয়কেও বিলম্বিত করতে পারে। লাল আলোর অনুপাত হ্রাস এবং নীল আলোর অনুপাত বৃদ্ধির সাথে এই প্রভাব আরও স্পষ্ট। LED লাল এবং নীল সম্মিলিত আলো চিকিত্সার অধীনে শসার চারা পাতার ক্লোরোফিলের পরিমাণ ফ্লুরোসেন্ট আলো নিয়ন্ত্রণ এবং একরঙা লাল এবং নীল আলো চিকিত্সার তুলনায় উল্লেখযোগ্যভাবে বেশি ছিল। LED নীল আলো Wutacai এবং সবুজ রসুনের চারাগুলির ক্লোরোফিল a/b মান উল্লেখযোগ্যভাবে বৃদ্ধি করতে পারে।

বার্ধক্যের সময়, সাইটোকিনিন (CTK), অক্সিন (IAA), অ্যাবসিসিক অ্যাসিডের পরিমাণের পরিবর্তন (ABA) এবং এনজাইমের কার্যকলাপে বিভিন্ন পরিবর্তন ঘটে। উদ্ভিদ হরমোনের পরিমাণ সহজেই আলোক পরিবেশ দ্বারা প্রভাবিত হয়। বিভিন্ন আলোক গুণাবলী উদ্ভিদ হরমোনের উপর বিভিন্ন নিয়ন্ত্রক প্রভাব ফেলে এবং আলোক সংকেত ট্রান্সডাকশন পথের প্রাথমিক ধাপগুলিতে সাইটোকিনিন জড়িত।

CTK পাতার কোষের প্রসারণকে উৎসাহিত করে, পাতার সালোকসংশ্লেষণকে উন্নত করে, একই সাথে রাইবোনিউক্লিজ, ডিঅক্সিরাইবোনিউক্লিজ এবং প্রোটিজের কার্যকলাপকে বাধা দেয় এবং নিউক্লিক অ্যাসিড, প্রোটিন এবং ক্লোরোফিলের অবক্ষয়কে বিলম্বিত করে, তাই এটি পাতার বার্ধক্যকে উল্লেখযোগ্যভাবে বিলম্বিত করতে পারে। আলো এবং CTK-মধ্যস্থতাযুক্ত বিকাশ নিয়ন্ত্রণের মধ্যে একটি মিথস্ক্রিয়া রয়েছে এবং আলো এন্ডোজেনাস সাইটোকিনিন স্তরের বৃদ্ধিকে উদ্দীপিত করতে পারে। যখন উদ্ভিদ টিস্যু বার্ধক্যের অবস্থায় থাকে, তখন তাদের এন্ডোজেনাস সাইটোকিনিন পরিমাণ হ্রাস পায়।

IAA মূলত জোরালো বৃদ্ধির অংশগুলিতে ঘনীভূত হয় এবং বার্ধক্যজনিত টিস্যু বা অঙ্গগুলিতে খুব কম পরিমাণে থাকে। বেগুনি আলো ইন্ডোল অ্যাসিটিক অ্যাসিড অক্সিডেসের কার্যকলাপ বৃদ্ধি করতে পারে এবং কম IAA স্তর উদ্ভিদের দৈর্ঘ্য এবং বৃদ্ধিকে বাধা দিতে পারে।

ABA মূলত বৃদ্ধ পাতার টিস্যু, পরিপক্ক ফল, বীজ, কাণ্ড, শিকড় এবং অন্যান্য অংশে গঠিত হয়। লাল এবং নীল আলোর সংমিশ্রণে শসা এবং বাঁধাকপির ABA উপাদান সাদা এবং নীল আলোর তুলনায় কম।

উদ্ভিদের ক্ষেত্রে পেরোক্সিডেস (POD), সুপারঅক্সাইড ডিসমিউটেজ (SOD), অ্যাসকরবেট পেরোক্সিডেস (APX), ক্যাটালেস (CAT) হল আরও গুরুত্বপূর্ণ এবং আলো-সম্পর্কিত প্রতিরক্ষামূলক এনজাইম। উদ্ভিদের বয়স বৃদ্ধি পেলে, এই এনজাইমগুলির কার্যকলাপ দ্রুত হ্রাস পাবে।

বিভিন্ন আলোর গুণাবলী উদ্ভিদের অ্যান্টিঅক্সিডেন্ট এনজাইম কার্যকলাপের উপর উল্লেখযোগ্য প্রভাব ফেলে। ৯ দিন লাল আলোর চিকিৎসার পর, ধর্ষণের চারাগাছের APX কার্যকলাপ উল্লেখযোগ্যভাবে বৃদ্ধি পায় এবং POD কার্যকলাপ হ্রাস পায়। ১৫ দিন লাল আলো এবং নীল আলো ব্যবহারের পর টমেটোর POD কার্যকলাপ সাদা আলোর তুলনায় যথাক্রমে ২০.৯% এবং ১১.৭% বেশি ছিল। ২০ দিন সবুজ আলোর চিকিৎসার পর, টমেটোর POD কার্যকলাপ ছিল সর্বনিম্ন, সাদা আলোর মাত্র ৫৫.৪%। ৪ ঘন্টা নীল আলোর পরিপূরক চারা পর্যায়ে শসার পাতায় দ্রবণীয় প্রোটিনের পরিমাণ, POD, SOD, APX এবং CAT এনজাইমের কার্যকলাপ উল্লেখযোগ্যভাবে বৃদ্ধি করতে পারে। এছাড়াও, আলো দীর্ঘায়িত হওয়ার সাথে সাথে SOD এবং APX এর কার্যকলাপ ধীরে ধীরে হ্রাস পায়। নীল আলো এবং লাল আলোর অধীনে SOD এবং APX এর কার্যকলাপ ধীরে ধীরে হ্রাস পায় তবে সর্বদা সাদা আলোর চেয়ে বেশি থাকে। লাল আলোর বিকিরণ টমেটো পাতার পেরোক্সিডেস এবং IAA পেরোক্সিডেস এবং বেগুন পাতার IAA পেরোক্সিডেসের কার্যকলাপ উল্লেখযোগ্যভাবে হ্রাস করেছে, তবে বেগুন পাতার পেরোক্সিডেস কার্যকলাপ উল্লেখযোগ্যভাবে বৃদ্ধি পেয়েছে। অতএব, একটি যুক্তিসঙ্গত LED সম্পূরক আলো কৌশল গ্রহণ করলে সুবিধাজনক উদ্যান ফসলের বার্ধক্য বিলম্বিত হতে পারে এবং ফলন এবং গুণমান উন্নত হতে পারে।

LED আলোর সূত্রের নির্মাণ এবং প্রয়োগ

আলোর গুণমান এবং এর বিভিন্ন গঠন অনুপাত উদ্ভিদের বৃদ্ধি এবং বিকাশকে উল্লেখযোগ্যভাবে প্রভাবিত করে। আলোর সূত্রে মূলত আলোর গুণমান অনুপাত, আলোর তীব্রতা এবং আলোর সময় এর মতো বেশ কয়েকটি উপাদান অন্তর্ভুক্ত থাকে। যেহেতু বিভিন্ন উদ্ভিদের আলোর জন্য বিভিন্ন প্রয়োজনীয়তা এবং বিভিন্ন বৃদ্ধি এবং বিকাশের পর্যায় থাকে, তাই চাষ করা ফসলের জন্য আলোর গুণমান, আলোর তীব্রতা এবং আলোর পরিপূরক সময়ের সর্বোত্তম সমন্বয় প্রয়োজন।

 ◆আলোক বর্ণালী অনুপাত

সাদা আলো এবং একক লাল ও নীল আলোর তুলনায়, LED লাল ও নীল আলোর সংমিশ্রণ শসা ও বাঁধাকপির চারার বৃদ্ধি ও বিকাশে ব্যাপক সুবিধা প্রদান করে।

যখন লাল এবং নীল আলোর অনুপাত ৮:২ হয়, তখন গাছের কাণ্ডের পুরুত্ব, গাছের উচ্চতা, গাছের শুষ্ক ওজন, তাজা ওজন, শক্তিশালী চারা সূচক ইত্যাদি উল্লেখযোগ্যভাবে বৃদ্ধি পায় এবং এটি ক্লোরোপ্লাস্ট ম্যাট্রিক্স এবং বেসাল ল্যামেলা গঠন এবং আত্তীকরণের আউটপুটের জন্যও উপকারী।

লাল শিমের অঙ্কুরোদগমের জন্য লাল, সবুজ এবং নীল রঙের মিশ্রণ ব্যবহার এর শুষ্ক পদার্থ জমার জন্য উপকারী, এবং সবুজ আলো লাল শিমের অঙ্কুরোদগমের শুষ্ক পদার্থ জমার প্রচার করতে পারে। লাল, সবুজ এবং নীল আলোর অনুপাত 6:2:1 হলে বৃদ্ধি সবচেয়ে স্পষ্ট হয়। লাল শিমের অঙ্কুরোদগমের চারাগাছের হাইপোকোটাইল প্রসারণ প্রভাব 8:1 লাল এবং নীল আলোর অনুপাতের অধীনে সবচেয়ে ভাল ছিল এবং লাল শিমের অঙ্কুরোদগমের হাইপোকোটাইল প্রসারণ স্পষ্টতই 6:3 লাল এবং নীল আলোর অনুপাতের অধীনে বাধাপ্রাপ্ত হয়েছিল, তবে দ্রবণীয় প্রোটিনের পরিমাণ ছিল সর্বোচ্চ।

যখন লুফাহ চারায় লাল ও নীল আলোর অনুপাত ৮:১ হয়, তখন লুফাহ চারায় শক্তিশালী চারা সূচক এবং দ্রবণীয় চিনির পরিমাণ সর্বোচ্চ থাকে। ৬:৩ লাল ও নীল আলোর অনুপাত সহ হালকা মানের ব্যবহার করার সময়, লুফাহ চারায় ক্লোরোফিল a, ক্লোরোফিল a/b অনুপাত এবং দ্রবণীয় প্রোটিনের পরিমাণ সর্বোচ্চ ছিল।

সেলারিতে লাল এবং নীল আলোর ৩:১ অনুপাত ব্যবহার করলে, এটি সেলারি গাছের উচ্চতা, বৃন্তের দৈর্ঘ্য, পাতার সংখ্যা, শুষ্ক পদার্থের গুণমান, ভিসির পরিমাণ, দ্রবণীয় প্রোটিনের পরিমাণ এবং দ্রবণীয় চিনির পরিমাণ কার্যকরভাবে বৃদ্ধি করতে পারে। টমেটো চাষে, এলইডি নীল আলোর অনুপাত বৃদ্ধি লাইকোপিন, মুক্ত অ্যামিনো অ্যাসিড এবং ফ্ল্যাভোনয়েড গঠনে উৎসাহিত করে এবং লাল আলোর অনুপাত বৃদ্ধি টাইট্রেটেবল অ্যাসিড গঠনে উৎসাহিত করে। যখন লেটুস পাতায় লাল এবং নীল আলোর অনুপাত সহ আলো ৮:১ হয়, তখন এটি ক্যারোটিনয়েড জমার জন্য উপকারী, এবং কার্যকরভাবে নাইট্রেটের পরিমাণ হ্রাস করে এবং ভিসির পরিমাণ বৃদ্ধি করে।

 ◆আলোর তীব্রতা

কম আলোতে বেড়ে ওঠা গাছগুলি তীব্র আলোর তুলনায় আলোক সংকোচনের জন্য বেশি সংবেদনশীল। আলোর তীব্রতা বৃদ্ধির সাথে সাথে টমেটোর চারাগুলির নেট সালোকসংশ্লেষণের হার বৃদ্ধি পায় [50, 150, 200, 300, 450, 550μmol/(m²·s)], যা প্রথমে বৃদ্ধি এবং পরে হ্রাসের প্রবণতা দেখায় এবং 300μmol/(m²·s) সর্বোচ্চে পৌঁছায়। 150μmol/(m²·s) আলোর তীব্রতা চিকিত্সার অধীনে লেটুসের গাছের উচ্চতা, পাতার ক্ষেত্রফল, জলের পরিমাণ এবং VC পরিমাণ উল্লেখযোগ্যভাবে বৃদ্ধি পায়। 200μmol/(m²·s) আলোর তীব্রতা চিকিত্সার অধীনে, তাজা ওজন, মোট ওজন এবং মুক্ত অ্যামিনো অ্যাসিডের পরিমাণ উল্লেখযোগ্যভাবে বৃদ্ধি পায় এবং 300μmol/(m²·s) আলোর তীব্রতা চিকিত্সার অধীনে, লেটুসের পাতার ক্ষেত্রফল, জলের পরিমাণ, ক্লোরোফিল a, ক্লোরোফিল a+b এবং ক্যারোটিনয়েডগুলি হ্রাস পায়। অন্ধকারের তুলনায়, LED গ্রো লাইটের তীব্রতা [3, 9, 15 μmol/(m²·s)] বৃদ্ধির সাথে সাথে, কালো শিমের অঙ্কুরগুলিতে ক্লোরোফিল a, ক্লোরোফিল b, এবং ক্লোরোফিল a+b এর পরিমাণ উল্লেখযোগ্যভাবে বৃদ্ধি পেয়েছে। VC এর পরিমাণ 3μmol/(m²·s) এ সর্বোচ্চ এবং দ্রবণীয় প্রোটিন, দ্রবণীয় চিনি এবং সুক্রোজের পরিমাণ 9μmol/(m²·s) এ সর্বোচ্চ। একই তাপমাত্রার পরিস্থিতিতে, আলোর তীব্রতা [(2~2.5)lx×103 lx, (4~4.5)lx×103 lx, (6~6.5)lx×103 lx] বৃদ্ধির সাথে সাথে, মরিচের চারা রোপণের সময় সংক্ষিপ্ত হয়, দ্রবণীয় চিনির পরিমাণ বৃদ্ধি পায়, তবে ক্লোরোফিল a এবং ক্যারোটিনয়েডের পরিমাণ ধীরে ধীরে হ্রাস পায়।

 ◆হালকা সময়

আলোর সময় সঠিকভাবে দীর্ঘায়িত করলে অপর্যাপ্ত আলোর তীব্রতার কারণে সৃষ্ট কম আলোর চাপ কিছুটা হলেও কমানো যায়, উদ্যান ফসলের সালোকসংশ্লেষণ পণ্যের সঞ্চয়ে সহায়তা করা যায় এবং ফলন বৃদ্ধি এবং গুণমান উন্নত করার প্রভাব অর্জন করা যায়। আলোর সময় (০, ৪, ৮, ১২, ১৬, ২০ ঘন্টা/দিন) দীর্ঘায়িত হওয়ার সাথে সাথে অঙ্কুরিত বীজের ভিসি উপাদান ধীরে ধীরে বৃদ্ধির প্রবণতা দেখিয়েছে, যেখানে মুক্ত অ্যামিনো অ্যাসিডের পরিমাণ, এসওডি এবং সিএটি কার্যকলাপ সবই হ্রাসের প্রবণতা দেখিয়েছে। আলোর সময় (১২, ১৫, ১৮ ঘন্টা) দীর্ঘায়িত হওয়ার সাথে সাথে চীনা বাঁধাকপি গাছের তাজা ওজন উল্লেখযোগ্যভাবে বৃদ্ধি পেয়েছে। চীনা বাঁধাকপির পাতা এবং কাণ্ডে ভিসির পরিমাণ যথাক্রমে ১৫ এবং ১২ ঘন্টা সর্বোচ্চ ছিল। চীনা বাঁধাকপির পাতায় দ্রবণীয় প্রোটিনের পরিমাণ ধীরে ধীরে হ্রাস পেয়েছে, তবে ডালপালা ১৫ ঘন্টা পরে সর্বোচ্চ ছিল। চীনা বাঁধাকপির পাতায় দ্রবণীয় চিনির পরিমাণ ধীরে ধীরে বৃদ্ধি পেয়েছে, যখন ডালপালা ১২ ঘন্টায় সর্বোচ্চ ছিল। যখন লাল এবং নীল আলোর অনুপাত ১২ ঘন্টা আলোর সময়ের তুলনায় ১:২ হয়, তখন ২০ ঘন্টা আলোর চিকিৎসা সবুজ পাতার লেটুসে মোট ফেনল এবং ফ্ল্যাভোনয়েডের আপেক্ষিক পরিমাণ হ্রাস করে, কিন্তু যখন লাল এবং নীল আলোর অনুপাত ২:১ হয়, তখন ২০ ঘন্টা আলোর চিকিৎসা সবুজ পাতার লেটুসে মোট ফেনল এবং ফ্ল্যাভোনয়েডের আপেক্ষিক পরিমাণ উল্লেখযোগ্যভাবে বৃদ্ধি করে।

উপরোক্ত থেকে দেখা যায় যে, বিভিন্ন ধরণের ফসলের সালোকসংশ্লেষণ, আলোকরশ্মি এবং কার্বন ও নাইট্রোজেন বিপাকের উপর বিভিন্ন আলোক সূত্রের বিভিন্ন প্রভাব রয়েছে। সর্বোত্তম আলোক সূত্র, আলোক উৎসের কনফিগারেশন এবং বুদ্ধিমান নিয়ন্ত্রণ কৌশল প্রণয়নের জন্য উদ্ভিদ প্রজাতিকে সূচনা বিন্দু হিসেবে গ্রহণ করতে হবে এবং উদ্যান ফসলের পণ্য চাহিদা, উৎপাদন লক্ষ্য, উৎপাদন উপাদান ইত্যাদি অনুসারে যথাযথ সমন্বয় করা উচিত, যাতে শক্তি-সাশ্রয়ী পরিস্থিতিতে আলোক পরিবেশ এবং উচ্চ-মানের এবং উচ্চ-ফলনশীল উদ্যান ফসলের বুদ্ধিমান নিয়ন্ত্রণের লক্ষ্য অর্জন করা যায়।

বিদ্যমান সমস্যা এবং সম্ভাবনা

LED গ্রো লাইটের উল্লেখযোগ্য সুবিধা হল এটি বিভিন্ন উদ্ভিদের সালোকসংশ্লেষণ বৈশিষ্ট্য, রূপবিদ্যা, গুণমান এবং ফলনের চাহিদা বর্ণালী অনুসারে বুদ্ধিমান সমন্বয় সমন্বয় করতে পারে। বিভিন্ন ধরণের ফসল এবং একই ফসলের বিভিন্ন বৃদ্ধির সময়কালের আলোর গুণমান, আলোর তীব্রতা এবং আলোককালীন সময়ের জন্য বিভিন্ন প্রয়োজনীয়তা রয়েছে। এর জন্য একটি বিশাল আলোর সূত্র ডাটাবেস তৈরির জন্য আলোক সূত্র গবেষণার আরও বিকাশ এবং উন্নতি প্রয়োজন। পেশাদার ল্যাম্পগুলির গবেষণা এবং বিকাশের সাথে মিলিত হয়ে, কৃষি প্রয়োগে LED সম্পূরক আলোর সর্বাধিক মূল্য অর্জন করা যেতে পারে, যাতে শক্তি সঞ্চয় করা যায়, উৎপাদন দক্ষতা উন্নত করা যায় এবং অর্থনৈতিক সুবিধা পাওয়া যায়। সুবিধা উদ্যানপালনে LED গ্রো লাইটের প্রয়োগ প্রাণবন্ততা দেখিয়েছে, তবে LED আলো সরঞ্জাম বা ডিভাইসের দাম তুলনামূলকভাবে বেশি এবং এককালীন বিনিয়োগও বড়। বিভিন্ন পরিবেশগত পরিস্থিতিতে বিভিন্ন ফসলের পরিপূরক আলোর প্রয়োজনীয়তা স্পষ্ট নয়, পরিপূরক আলো বর্ণালী, অযৌক্তিক তীব্রতা এবং গ্রো লাইটের সময় অনিবার্যভাবে গ্রো লাইটিং শিল্পের প্রয়োগে বিভিন্ন সমস্যা সৃষ্টি করবে।

তবে, প্রযুক্তির অগ্রগতি ও উন্নতি এবং LED গ্রো লাইটের উৎপাদন খরচ হ্রাসের সাথে সাথে, সুবিধা উদ্যানপালনে LED সম্পূরক আলোর ব্যবহার আরও ব্যাপকভাবে বৃদ্ধি পাবে। একই সাথে, LED সম্পূরক আলো প্রযুক্তি ব্যবস্থার উন্নয়ন ও অগ্রগতি এবং নতুন শক্তির সংমিশ্রণ সুবিধা কৃষি, পারিবারিক কৃষি, নগর কৃষি এবং মহাকাশ কৃষির দ্রুত বিকাশকে বিশেষ পরিবেশে উদ্যান ফসলের জন্য মানুষের চাহিদা মেটাতে সক্ষম করবে।