সারাংশ: সবজি উৎপাদনের প্রথম ধাপ হলো সবজির চারা, এবং রোপণের পর সবজির ফলন এবং গুণমানের জন্য চারাগাছের গুণমান অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ। সবজি শিল্পে শ্রম বিভাজনের ক্রমাগত পরিমার্জনের সাথে সাথে, সবজির চারাগাছ ধীরে ধীরে একটি স্বাধীন শিল্প শৃঙ্খল তৈরি করেছে এবং সবজি উৎপাদনে অবদান রেখেছে। খারাপ আবহাওয়ার কারণে, ঐতিহ্যবাহী চারাগাছ পদ্ধতি অনিবার্যভাবে অনেক চ্যালেঞ্জের মুখোমুখি হয় যেমন চারাগাছের ধীর বৃদ্ধি, লেগি বৃদ্ধি এবং কীটপতঙ্গ ও রোগ। লেগি চারাগাছ মোকাবেলা করার জন্য, অনেক বাণিজ্যিক চাষি বৃদ্ধি নিয়ন্ত্রক ব্যবহার করেন। তবে, বৃদ্ধি নিয়ন্ত্রক ব্যবহারের ফলে চারাগাছের অনমনীয়তা, খাদ্য নিরাপত্তা এবং পরিবেশগত দূষণের ঝুঁকি রয়েছে। রাসায়নিক নিয়ন্ত্রণ পদ্ধতি ছাড়াও, যদিও যান্ত্রিক উদ্দীপনা, তাপমাত্রা এবং জল নিয়ন্ত্রণও চারাগাছের লেগি বৃদ্ধি রোধে ভূমিকা রাখতে পারে, তবে এগুলি কিছুটা কম সুবিধাজনক এবং কার্যকর। বিশ্বব্যাপী নতুন কোভিড-১৯ মহামারীর প্রভাবে, চারা শিল্পে শ্রমিক ঘাটতি এবং ক্রমবর্ধমান শ্রম খরচের কারণে উৎপাদন ব্যবস্থাপনার অসুবিধার সমস্যাগুলি আরও স্পষ্ট হয়ে উঠেছে।

আলোক প্রযুক্তির বিকাশের সাথে সাথে, উদ্ভিজ্জ চারা উৎপাদনের জন্য কৃত্রিম আলো ব্যবহারের সুবিধা হল উচ্চ চারা উৎপাদন দক্ষতা, কম পোকামাকড় এবং রোগ এবং সহজ মানসম্মতকরণ। ঐতিহ্যবাহী আলোর উৎসের তুলনায়, নতুন প্রজন্মের LED আলোর উৎসগুলিতে শক্তি সঞ্চয়, উচ্চ দক্ষতা, দীর্ঘ জীবন, পরিবেশ সুরক্ষা এবং স্থায়িত্ব, ছোট আকার, কম তাপীয় বিকিরণ এবং ছোট তরঙ্গদৈর্ঘ্যের প্রশস্ততার বৈশিষ্ট্য রয়েছে। এটি উদ্ভিদ কারখানার পরিবেশে চারা উৎপাদনের চাহিদা অনুসারে উপযুক্ত বর্ণালী তৈরি করতে পারে এবং চারা উৎপাদনের শারীরবৃত্তীয় এবং বিপাকীয় প্রক্রিয়া সঠিকভাবে নিয়ন্ত্রণ করতে পারে, একই সাথে দূষণমুক্ত, মানসম্মত এবং দ্রুত সবজি চারা উৎপাদনে অবদান রাখে এবং চারা চক্রকে সংক্ষিপ্ত করে। দক্ষিণ চীনে, প্লাস্টিকের গ্রিনহাউসে মরিচ এবং টমেটো চারা (৩-৪টি আসল পাতা) চাষ করতে প্রায় ৬০ দিন এবং শসার চারা (৩-৫টি আসল পাতা) চাষ করতে প্রায় ৩৫ দিন সময় লাগে। কারখানার পরিবেশে, ২০ ঘন্টার আলোককালীন সময়কাল এবং ২০০-৩০০ μmol/(m2•s) PPF এর শর্তে টমেটোর চারা চাষ করতে মাত্র ১৭ দিন এবং গোলমরিচের চারা চাষে ২৫ দিন সময় লাগে। গ্রিনহাউসে প্রচলিত চারা চাষ পদ্ধতির তুলনায়, LED প্ল্যান্ট কারখানার চারা চাষ পদ্ধতির ব্যবহার শসার বৃদ্ধি চক্রকে উল্লেখযোগ্যভাবে ১৫-৩০ দিন কমিয়ে দেয় এবং প্রতি গাছে স্ত্রী ফুল ও ফলের সংখ্যা যথাক্রমে ৩৩.৮% এবং ৩৭.৩% বৃদ্ধি পায় এবং সর্বোচ্চ ফলন ৭১.৪৪% বৃদ্ধি পায়।

শক্তি ব্যবহারের দক্ষতার দিক থেকে, একই অক্ষাংশে অবস্থিত ভেনলো-টাইপ গ্রিনহাউসগুলির তুলনায় উদ্ভিদ কারখানাগুলির শক্তি ব্যবহারের দক্ষতা বেশি। উদাহরণস্বরূপ, একটি সুইডিশ উদ্ভিদ কারখানায়, ১ কেজি লেটুস শুষ্ক পদার্থ উৎপাদনের জন্য ১৪১১ MJ প্রয়োজন হয়, যেখানে একটি গ্রিনহাউসে ১৬৯৯ MJ প্রয়োজন হয়। যাইহোক, যদি প্রতি কেজি লেটুস শুষ্ক পদার্থ উৎপাদনের জন্য প্রয়োজনীয় বিদ্যুতের পরিমাণ গণনা করা হয়, তাহলে উদ্ভিদ কারখানার ১ কেজি শুকনো ওজনের লেটুস উৎপাদনের জন্য ২৪৭ kW·h প্রয়োজন হয় এবং সুইডেন, নেদারল্যান্ডস এবং সংযুক্ত আরব আমিরাতের গ্রিনহাউসগুলির যথাক্রমে ১৮২ kW·h, ৭০ kW·h এবং ১১১ kW·h প্রয়োজন হয়।

একই সময়ে, উদ্ভিদ কারখানায়, কম্পিউটার, স্বয়ংক্রিয় সরঞ্জাম, কৃত্রিম বুদ্ধিমত্তা এবং অন্যান্য প্রযুক্তির ব্যবহার চারা চাষের জন্য উপযুক্ত পরিবেশগত পরিস্থিতি সঠিকভাবে নিয়ন্ত্রণ করতে পারে, প্রাকৃতিক পরিবেশগত অবস্থার সীমাবদ্ধতা থেকে মুক্তি পেতে পারে এবং বুদ্ধিমান, যান্ত্রিক এবং বার্ষিক স্থিতিশীল চারা উৎপাদন বাস্তবায়ন করতে পারে। সাম্প্রতিক বছরগুলিতে, জাপান, দক্ষিণ কোরিয়া, ইউরোপ এবং মার্কিন যুক্তরাষ্ট্র এবং অন্যান্য দেশে পাতাযুক্ত শাকসবজি, ফলমূল এবং অন্যান্য অর্থনৈতিক ফসলের বাণিজ্যিক উৎপাদনে উদ্ভিদ কারখানার চারা ব্যবহার করা হয়েছে। উদ্ভিদ কারখানার উচ্চ প্রাথমিক বিনিয়োগ, উচ্চ পরিচালন ব্যয় এবং বিশাল সিস্টেম শক্তি খরচ এখনও চীনা উদ্ভিদ কারখানাগুলিতে চারা চাষ প্রযুক্তির প্রচারকে সীমাবদ্ধ করে এমন বাধা। অতএব, অর্থনৈতিক সুবিধা উন্নত করার জন্য আলো ব্যবস্থাপনা কৌশল, উদ্ভিজ্জ বৃদ্ধির মডেল স্থাপন এবং অটোমেশন সরঞ্জামের ক্ষেত্রে উচ্চ ফলন এবং শক্তি সাশ্রয়ের প্রয়োজনীয়তাগুলি বিবেচনা করা প্রয়োজন।

এই প্রবন্ধে, সাম্প্রতিক বছরগুলিতে উদ্ভিদ কারখানায় উদ্ভিজ্জ চারা বৃদ্ধি এবং বিকাশের উপর LED আলোর পরিবেশের প্রভাব পর্যালোচনা করা হয়েছে, উদ্ভিদ কারখানায় উদ্ভিজ্জ চারা আলো নিয়ন্ত্রণের গবেষণার দিকনির্দেশনার দৃষ্টিভঙ্গি সহ।

১. সবজির চারার বৃদ্ধি এবং বিকাশের উপর আলোক পরিবেশের প্রভাব

উদ্ভিদের বৃদ্ধি এবং বিকাশের জন্য অপরিহার্য পরিবেশগত কারণগুলির মধ্যে একটি হিসেবে, আলো কেবল উদ্ভিদের সালোকসংশ্লেষণ পরিচালনার জন্য একটি শক্তির উৎস নয়, বরং উদ্ভিদের ফটোমর্ফোজেনেসিসকে প্রভাবিত করে এমন একটি মূল সংকেতও। উদ্ভিদ আলোক সংকেত ব্যবস্থার মাধ্যমে সংকেতের দিক, শক্তি এবং আলোর গুণমান অনুভব করে, তাদের নিজস্ব বৃদ্ধি এবং বিকাশ নিয়ন্ত্রণ করে এবং আলোর উপস্থিতি বা অনুপস্থিতি, তরঙ্গদৈর্ঘ্য, তীব্রতা এবং সময়কাল সম্পর্কে সাড়া দেয়। বর্তমানে পরিচিত উদ্ভিদ ফটোরিসেপ্টরগুলির মধ্যে কমপক্ষে তিনটি শ্রেণী রয়েছে: ফাইটোক্রোম (PHYA~PHYE) যা লাল এবং দূর-লাল আলো (FR) অনুভব করে, ক্রিপ্টোক্রোম (CRY1 এবং CRY2) যা নীল এবং অতিবেগুনী A অনুভব করে, এবং উপাদান (Phot1 এবং Phot2), UV-B রিসেপ্টর UVR8 যা UV-B অনুভব করে। এই ফটোরিসেপ্টরগুলি সম্পর্কিত জিনের প্রকাশে অংশগ্রহণ করে এবং নিয়ন্ত্রণ করে এবং তারপরে উদ্ভিদের বীজ অঙ্কুরোদগম, ফটোমর্ফোজেনেসিস, ফুল ফোটার সময়, গৌণ বিপাকের সংশ্লেষণ এবং সঞ্চয় এবং জৈবিক এবং অজৈব চাপের প্রতি সহনশীলতার মতো জীবন কার্যকলাপ নিয়ন্ত্রণ করে।

২. সবজির চারা তৈরির ফটোমরফোলজিক্যাল স্থাপনের উপর LED আলোর পরিবেশের প্রভাব

২.১ উদ্ভিজ্জ চারার ফটোমরফোজেনেসিসের উপর বিভিন্ন আলোর মানের প্রভাব

বর্ণালীর লাল এবং নীল অঞ্চলগুলিতে উদ্ভিদ পাতার সালোকসংশ্লেষণের জন্য উচ্চ কোয়ান্টাম দক্ষতা রয়েছে। তবে, শসার পাতার বিশুদ্ধ লাল আলোর দীর্ঘমেয়াদী সংস্পর্শে আসার ফলে আলোকতন্ত্র ক্ষতিগ্রস্ত হবে, যার ফলে "লাল আলো সিন্ড্রোম" দেখা দেবে যেমন স্টোম্যাটাল প্রতিক্রিয়া স্থবির হয়ে যাওয়া, সালোকসংশ্লেষণ ক্ষমতা এবং নাইট্রোজেন ব্যবহারের দক্ষতা হ্রাস এবং বৃদ্ধি মন্দা। কম আলোর তীব্রতার (100±5 μmol/(m2•s)) অবস্থায়, বিশুদ্ধ লাল আলো শসার তরুণ এবং পরিণত উভয় পাতার ক্লোরোপ্লাস্টকে ক্ষতিগ্রস্ত করতে পারে, তবে বিশুদ্ধ লাল আলো থেকে লাল এবং নীল আলোতে পরিবর্তন করার পরে ক্ষতিগ্রস্ত ক্লোরোপ্লাস্টগুলি পুনরুদ্ধার করা হয়েছিল (R:B= 7:3)। বিপরীতে, যখন শসার গাছগুলি লাল-নীল আলো পরিবেশ থেকে বিশুদ্ধ লাল আলো পরিবেশে স্যুইচ করে, তখন সালোকসংশ্লেষণ দক্ষতা উল্লেখযোগ্যভাবে হ্রাস পায়নি, যা লাল আলো পরিবেশের সাথে অভিযোজনযোগ্যতা দেখায়। "রেড লাইট সিনড্রোম" আক্রান্ত শসার চারাগাছের পাতার গঠনের ইলেকট্রন মাইক্রোস্কোপ বিশ্লেষণের মাধ্যমে, পরীক্ষাকারীরা দেখতে পান যে বিশুদ্ধ লাল আলোর অধীনে ক্লোরোপ্লাস্টের সংখ্যা, স্টার্চ দানার আকার এবং পাতায় গ্রানার পুরুত্ব সাদা আলোর চিকিত্সার অধীনে থাকা গাছের তুলনায় উল্লেখযোগ্যভাবে কম। নীল আলোর হস্তক্ষেপ শসার ক্লোরোপ্লাস্টের অতি-গঠন এবং সালোকসংশ্লেষণ বৈশিষ্ট্যগুলিকে উন্নত করে এবং পুষ্টির অত্যধিক সঞ্চয় দূর করে। সাদা আলো এবং লাল এবং নীল আলোর তুলনায়, বিশুদ্ধ লাল আলো টমেটো চারাগাছের হাইপোকোটাইল দীর্ঘায়ন এবং কোটিলেডন সম্প্রসারণকে উৎসাহিত করে, গাছের উচ্চতা এবং পাতার ক্ষেত্রফল উল্লেখযোগ্যভাবে বৃদ্ধি করে, তবে সালোকসংশ্লেষণ ক্ষমতা উল্লেখযোগ্যভাবে হ্রাস করে, রুবিস্কোর পরিমাণ এবং আলোক-রাসায়নিক দক্ষতা হ্রাস করে এবং তাপ অপচয় উল্লেখযোগ্যভাবে বৃদ্ধি করে। এটি দেখা যায় যে বিভিন্ন ধরণের উদ্ভিদ একই আলোর মানের প্রতি ভিন্নভাবে প্রতিক্রিয়া দেখায়, তবে একরঙা আলোর তুলনায়, উদ্ভিদের সালোকসংশ্লেষণ দক্ষতা বেশি এবং মিশ্র আলোর পরিবেশে আরও জোরালো বৃদ্ধি পায়।

গবেষকরা উদ্ভিজ্জ চারাগুলির আলোর মানের সংমিশ্রণের অপ্টিমাইজেশনের উপর অনেক গবেষণা করেছেন। একই আলোর তীব্রতার অধীনে, লাল আলোর অনুপাত বৃদ্ধির সাথে সাথে, টমেটো এবং শসার চারার উচ্চতা এবং তাজা ওজন উল্লেখযোগ্যভাবে উন্নত হয়েছিল এবং লাল থেকে নীল 3:1 অনুপাতের সাথে চিকিত্সা সর্বোত্তম প্রভাব ফেলেছিল; বিপরীতে, নীল আলোর উচ্চ অনুপাত এটি টমেটো এবং শসার চারার বৃদ্ধিকে বাধা দেয়, যা ছোট এবং ঘন ছিল, কিন্তু চারার অঙ্কুরে শুষ্ক পদার্থ এবং ক্লোরোফিলের পরিমাণ বৃদ্ধি করে। মরিচ এবং তরমুজের মতো অন্যান্য ফসলেও একই ধরণের ধরণ লক্ষ্য করা যায়। এছাড়াও, সাদা আলোর তুলনায়, লাল এবং নীল আলো (R:B=3:1) কেবল পাতার পুরুত্ব, ক্লোরোফিলের পরিমাণ, সালোকসংশ্লেষণ দক্ষতা এবং টমেটো চারাগুলির ইলেকট্রন স্থানান্তর দক্ষতা উল্লেখযোগ্যভাবে উন্নত করেনি, বরং ক্যালভিন চক্র, বৃদ্ধি নিরামিষ সামগ্রী এবং কার্বোহাইড্রেট সঞ্চয়ের সাথে সম্পর্কিত এনজাইমের প্রকাশের মাত্রাও উল্লেখযোগ্যভাবে উন্নত হয়েছিল। লাল এবং নীল আলোর দুটি অনুপাতের তুলনা করলে (R:B=2:1, 4:1), নীল আলোর উচ্চ অনুপাত শসার চারায় স্ত্রী ফুলের গঠনকে উৎসাহিত করার জন্য বেশি সহায়ক ছিল এবং স্ত্রী ফুলের ফুল ফোটার সময়কে ত্বরান্বিত করেছিল। যদিও লাল এবং নীল আলোর বিভিন্ন অনুপাত কেল, আরগুলা এবং সরিষার চারায় তাজা ওজনের ফলনের উপর উল্লেখযোগ্য প্রভাব ফেলেনি, নীল আলোর উচ্চ অনুপাত (30% নীল আলো) কেল এবং সরিষার চারায় হাইপোকোটাইল দৈর্ঘ্য এবং কোটিলেডন এলাকা উল্লেখযোগ্যভাবে হ্রাস করে, অন্যদিকে কোটিলেডনের রঙ আরও গভীর হয়। অতএব, চারা উৎপাদনে, নীল আলোর অনুপাতের যথাযথ বৃদ্ধি উদ্ভিজ্জ চারায় নোড ব্যবধান এবং পাতার ক্ষেত্রফল উল্লেখযোগ্যভাবে হ্রাস করতে পারে, চারায় পার্শ্বীয় প্রসারণকে উৎসাহিত করতে পারে এবং চারায় শক্তি সূচক উন্নত করতে পারে, যা শক্তিশালী চারা চাষের জন্য সহায়ক। আলোর তীব্রতা অপরিবর্তিত থাকার শর্তে, লাল এবং নীল আলোতে সবুজ আলোর বৃদ্ধি মিষ্টি মরিচের চারায় তাজা ওজন, পাতার ক্ষেত্রফল এবং গাছের উচ্চতা উল্লেখযোগ্যভাবে উন্নত করে। ঐতিহ্যবাহী সাদা ফ্লুরোসেন্ট ল্যাম্পের তুলনায়, লাল-সবুজ-নীল (R3:G2:B5) আলোর অবস্থার অধীনে, 'ওকাগি নং 1 টমেটো' চারাগুলির Y[II], qP এবং ETR উল্লেখযোগ্যভাবে উন্নত হয়েছে। UV আলো (100 μmol/(m2•s) নীল আলো + 7% UV-A) বিশুদ্ধ নীল আলোতে পরিপূরক করার ফলে আরুগুলা এবং সরিষার কাণ্ডের প্রসারণ গতি উল্লেখযোগ্যভাবে হ্রাস পেয়েছে, যেখানে FR এর পরিপূরক ছিল বিপরীত। এটি আরও দেখায় যে লাল এবং নীল আলো ছাড়াও, অন্যান্য আলোর গুণাবলীও উদ্ভিদের বৃদ্ধি এবং বিকাশের প্রক্রিয়ায় গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা পালন করে। যদিও অতিবেগুনী আলো বা FR কোনটিই সালোকসংশ্লেষণের শক্তির উৎস নয়, উভয়ই উদ্ভিদের ফটোমর্ফোজেনেসিসে জড়িত। উচ্চ-তীব্রতা UV আলো উদ্ভিদের DNA এবং প্রোটিন ইত্যাদির জন্য ক্ষতিকারক। তবে, UV আলো কোষীয় চাপ প্রতিক্রিয়া সক্রিয় করে, পরিবেশগত পরিবর্তনের সাথে খাপ খাইয়ে নিতে উদ্ভিদের বৃদ্ধি, রূপবিদ্যা এবং বিকাশে পরিবর্তন আনে। গবেষণায় দেখা গেছে যে কম R/FR গাছপালায় ছায়া এড়িয়ে চলার প্রতিক্রিয়া সৃষ্টি করে, যার ফলে গাছের আকারগত পরিবর্তন ঘটে, যেমন কাণ্ড লম্বা হওয়া, পাতা পাতলা হওয়া এবং শুষ্ক পদার্থের ফলন হ্রাস। শক্তিশালী চারা জন্মানোর জন্য সরু কাণ্ড ভালো বৃদ্ধির বৈশিষ্ট্য নয়। সাধারণ পাতাযুক্ত এবং ফলমূল সবজির চারাগুলির জন্য, দৃঢ়, কম্প্যাক্ট এবং স্থিতিস্থাপক চারা পরিবহন এবং রোপণের সময় সমস্যার সম্মুখীন হয় না।

UV-A শসার চারাগাছকে ছোট এবং আরও ঘন করে তুলতে পারে, এবং প্রতিস্থাপনের পরে ফলন নিয়ন্ত্রণের চেয়ে উল্লেখযোগ্যভাবে আলাদা নয়; অন্যদিকে UV-B এর আরও উল্লেখযোগ্য প্রতিরোধমূলক প্রভাব রয়েছে, এবং প্রতিস্থাপনের পরে ফলন হ্রাসের প্রভাব উল্লেখযোগ্য নয়। পূর্ববর্তী গবেষণায় পরামর্শ দেওয়া হয়েছে যে UV-A উদ্ভিদের বৃদ্ধিকে বাধা দেয় এবং গাছগুলিকে বামন করে তোলে। কিন্তু ক্রমবর্ধমান প্রমাণ রয়েছে যে UV-A এর উপস্থিতি, ফসলের জৈববস্তুকে দমন করার পরিবর্তে, আসলে এটিকে উৎসাহিত করে। মৌলিক লাল এবং সাদা আলোর সাথে তুলনা করে (R:W=2:3, PPFD হল 250 μmol/(m2·s)), লাল এবং সাদা আলোতে পরিপূরক তীব্রতা 10 W/m2 (প্রায় 10 μmol/(m2·s))। কেলের UV-A কেলের চারাগাছের জৈববস্তু, ইন্টারনোড দৈর্ঘ্য, কান্ডের ব্যাস এবং উদ্ভিদের ছাউনির প্রস্থ উল্লেখযোগ্যভাবে বৃদ্ধি করে, কিন্তু UV তীব্রতা 10 W/m2 অতিক্রম করলে প্রচার প্রভাব দুর্বল হয়ে পড়ে। দৈনিক ২ ঘন্টা UV-A সম্পূরক (0.45 J/(m2•s)) গাছের উচ্চতা, বীজপত্রের ক্ষেত্রফল এবং 'অক্সহার্ট' টমেটোর চারাগুলির তাজা ওজন উল্লেখযোগ্যভাবে বৃদ্ধি করতে পারে, একই সাথে টমেটোর চারাগুলিতে H2O2 এর পরিমাণ হ্রাস করতে পারে। এটি দেখা যায় যে বিভিন্ন ফসল UV রশ্মির প্রতি ভিন্নভাবে প্রতিক্রিয়া দেখায়, যা UV রশ্মির প্রতি ফসলের সংবেদনশীলতার সাথে সম্পর্কিত হতে পারে।

কলম করা চারা চাষের জন্য, মূল স্টক কলম করার সুবিধার্থে কাণ্ডের দৈর্ঘ্য যথাযথভাবে বৃদ্ধি করা উচিত। টমেটো, মরিচ, শসা, লাউ এবং তরমুজের চারার বৃদ্ধির উপর FR এর বিভিন্ন তীব্রতার বিভিন্ন প্রভাব ছিল। ঠান্ডা সাদা আলোতে FR এর 18.9 μmol/(m2•s) পরিপূরক টমেটো এবং মরিচের চারার হাইপোকোটাইল দৈর্ঘ্য এবং কাণ্ডের ব্যাস উল্লেখযোগ্যভাবে বৃদ্ধি করেছে; 34.1 μmol/(m2•s) এর FR শসা, লাউ এবং তরমুজের চারার হাইপোকোটাইল দৈর্ঘ্য এবং কাণ্ডের ব্যাস বৃদ্ধিতে সবচেয়ে ভাল প্রভাব ফেলেছে; উচ্চ-তীব্রতা FR (53.4 μmol/(m2•s)) এই পাঁচটি সবজির উপর সবচেয়ে ভাল প্রভাব ফেলেছে। চারার হাইপোকোটাইল দৈর্ঘ্য এবং কাণ্ডের ব্যাস আর উল্লেখযোগ্যভাবে বৃদ্ধি পায়নি, এবং নিম্নমুখী প্রবণতা দেখাতে শুরু করে। মরিচের চারার তাজা ওজন উল্লেখযোগ্যভাবে হ্রাস পেয়েছে, যা নির্দেশ করে যে পাঁচটি সবজির চারার FR স্যাচুরেশন মান 53.4 μmol/(m2•s) এর চেয়ে কম ছিল এবং FR মান FR এর তুলনায় উল্লেখযোগ্যভাবে কম ছিল। বিভিন্ন সবজির চারার বৃদ্ধির উপর প্রভাবও ভিন্ন।

২.২ সবজির চারার ফটোমরফোজেনেসিসের উপর বিভিন্ন দিবালোকের ইন্টিগ্রালের প্রভাব

দিবালোক ইন্টিগ্রাল (DLI) হল উদ্ভিদ পৃষ্ঠে একদিনে প্রাপ্ত মোট সালোকসংশ্লেষী ফোটনের পরিমাণ, যা আলোর তীব্রতা এবং আলোর সময়ের সাথে সম্পর্কিত। গণনার সূত্র হল DLI (mol/m2/day) = আলোর তীব্রতা [μmol/(m2•s)] × দৈনিক আলোর সময় (h) × 3600 × 10-6। কম আলোর তীব্রতার পরিবেশে, উদ্ভিদ কান্ড এবং ইন্টারনোডের দৈর্ঘ্য দীর্ঘ করে, গাছের উচ্চতা, বৃন্তের দৈর্ঘ্য এবং পাতার ক্ষেত্রফল বৃদ্ধি করে এবং পাতার পুরুত্ব এবং নেট সালোকসংশ্লেষণের হার হ্রাস করে কম আলোর পরিবেশে সাড়া দেয়। আলোর তীব্রতা বৃদ্ধির সাথে সাথে, সরিষা ব্যতীত, একই আলোর মানের অধীনে আরুগুলা, বাঁধাকপি এবং কেল চারাগুলির হাইপোকোটাইল দৈর্ঘ্য এবং কান্ডের দৈর্ঘ্য উল্লেখযোগ্যভাবে হ্রাস পায়। দেখা যায় যে উদ্ভিদের বৃদ্ধি এবং মরফোজেনেসিসের উপর আলোর প্রভাব আলোর তীব্রতা এবং উদ্ভিদ প্রজাতির সাথে সম্পর্কিত। DLI বৃদ্ধির সাথে সাথে (8.64~28.8 mol/m2/day), শসার চারা গাছের ধরণের ছোট, শক্তিশালী এবং ঘন হয়ে ওঠে এবং নির্দিষ্ট পাতার ওজন এবং ক্লোরোফিলের পরিমাণ ধীরে ধীরে হ্রাস পায়। শসার চারা বপনের 6~16 দিন পরে, পাতা এবং শিকড় শুকিয়ে যায়। ওজন ধীরে ধীরে বৃদ্ধি পায় এবং বৃদ্ধির হার ধীরে ধীরে ত্বরান্বিত হয়, কিন্তু বপনের 16 থেকে 21 দিন পরে, শসার চারা পাতা এবং শিকড়ের বৃদ্ধির হার উল্লেখযোগ্যভাবে হ্রাস পায়। বর্ধিত DLI শসার চারাগুলির নেট সালোকসংশ্লেষণ হারকে উৎসাহিত করে, কিন্তু একটি নির্দিষ্ট মানের পরে, নেট সালোকসংশ্লেষণ হার হ্রাস পেতে শুরু করে। অতএব, উপযুক্ত DLI নির্বাচন করা এবং চারার বিভিন্ন বৃদ্ধির পর্যায়ে বিভিন্ন পরিপূরক আলো কৌশল গ্রহণ করলে বিদ্যুৎ খরচ কমানো যায়। শসা এবং টমেটো চারাগুলিতে দ্রবণীয় চিনি এবং SOD এনজাইমের পরিমাণ DLI তীব্রতা বৃদ্ধির সাথে সাথে বৃদ্ধি পায়। যখন DLI তীব্রতা 7.47 mol/m2/day থেকে 11.26 mol/m2/day এ বৃদ্ধি পায়, তখন শসার চারাগুলিতে দ্রবণীয় চিনি এবং SOD এনজাইমের পরিমাণ যথাক্রমে 81.03% এবং 55.5% বৃদ্ধি পায়। একই DLI পরিস্থিতিতে, আলোর তীব্রতা বৃদ্ধি এবং আলোর সময় হ্রাসের সাথে, টমেটো এবং শসার চারাগুলির PSII কার্যকলাপ বাধাগ্রস্ত হয় এবং কম আলোর তীব্রতা এবং দীর্ঘ সময়কালের একটি সম্পূরক আলো কৌশল বেছে নেওয়া শসা এবং টমেটো চারাগুলির উচ্চ চারা সূচক এবং আলোক-রাসায়নিক দক্ষতা চাষের জন্য আরও সহায়ক ছিল।

কলম করা চারা উৎপাদনের সময়, কম আলোর পরিবেশ কলম করা চারাগুলির গুণমান হ্রাস এবং নিরাময়ের সময় বৃদ্ধির কারণ হতে পারে। উপযুক্ত আলোর তীব্রতা কেবল কলম করা নিরাময় স্থানের বাঁধন ক্ষমতা বৃদ্ধি করতে পারে না এবং শক্তিশালী চারার সূচক উন্নত করতে পারে না, বরং স্ত্রী ফুলের নোড অবস্থানও হ্রাস করতে পারে এবং স্ত্রী ফুলের সংখ্যা বৃদ্ধি করতে পারে। উদ্ভিদ কারখানাগুলিতে, টমেটো কলম করা চারাগুলির নিরাময়ের চাহিদা মেটাতে 2.5-7.5 মোল/মিটার/দিনের DLI যথেষ্ট ছিল। ক্রমবর্ধমান DLI তীব্রতার সাথে কলম করা টমেটো চারাগুলির কম্প্যাক্টনেস এবং পাতার পুরুত্ব উল্লেখযোগ্যভাবে বৃদ্ধি পায়। এটি দেখায় যে কলম করা চারাগুলির নিরাময়ের জন্য উচ্চ আলোর তীব্রতার প্রয়োজন হয় না। অতএব, বিদ্যুৎ খরচ এবং রোপণের পরিবেশ বিবেচনা করে, উপযুক্ত আলোর তীব্রতা নির্বাচন করা অর্থনৈতিক সুবিধা উন্নত করতে সহায়তা করবে।

৩. সবজির চারাগাছের চাপ প্রতিরোধের উপর LED আলোর পরিবেশের প্রভাব

উদ্ভিদ আলোকসংবেদকগুলির মাধ্যমে বহিরাগত আলোর সংকেত গ্রহণ করে, যার ফলে উদ্ভিদের মধ্যে সংকেত অণুগুলির সংশ্লেষণ এবং জমা হয়, যার ফলে উদ্ভিদের অঙ্গগুলির বৃদ্ধি এবং কার্যকারিতা পরিবর্তন হয় এবং পরিণামে উদ্ভিদের চাপ প্রতিরোধ ক্ষমতা উন্নত হয়। বিভিন্ন আলোর গুণমান চারার ঠান্ডা সহনশীলতা এবং লবণ সহনশীলতার উন্নতিতে একটি নির্দিষ্ট প্রচারমূলক প্রভাব ফেলে। উদাহরণস্বরূপ, যখন টমেটোর চারাগুলিকে রাতে 4 ঘন্টা আলো দিয়ে পরিপূরক করা হয়, তখন সম্পূরক আলো ছাড়া চিকিৎসার তুলনায়, সাদা আলো, লাল আলো, নীল আলো এবং লাল এবং নীল আলো টমেটো চারাগুলির ইলেক্ট্রোলাইট ব্যাপ্তিযোগ্যতা এবং MDA সামগ্রী হ্রাস করতে পারে এবং ঠান্ডা সহনশীলতা উন্নত করতে পারে। 8:2 লাল-নীল অনুপাতের চিকিৎসার অধীনে টমেটো চারাগুলিতে SOD, POD এবং CAT এর কার্যকলাপ অন্যান্য চিকিৎসার তুলনায় উল্লেখযোগ্যভাবে বেশি ছিল এবং তাদের অ্যান্টিঅক্সিডেন্ট ক্ষমতা এবং ঠান্ডা সহনশীলতা বেশি ছিল।

সয়াবিনের মূল বৃদ্ধির উপর UV-B এর প্রভাব মূলত মূল NO এবং ROS এর পরিমাণ বৃদ্ধি করে উদ্ভিদের চাপ প্রতিরোধ ক্ষমতা উন্নত করে, যার মধ্যে ABA, SA, এবং JA এর মতো হরমোন সংকেত অণু অন্তর্ভুক্ত থাকে, এবং IAA, CTK, এবং GA এর পরিমাণ হ্রাস করে মূল বিকাশকে বাধা দেয়। UV-B, UVR8 এর আলোকগ্রাহী কেবল ফটোমর্ফোজেনেসিস নিয়ন্ত্রণে জড়িত নয়, বরং UV-B চাপেও গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা পালন করে। টমেটোর চারাগুলিতে, UVR8 অ্যান্থোসায়ানিনগুলির সংশ্লেষণ এবং সঞ্চয়নের মধ্যস্থতা করে এবং UV-অভিযোজিত বন্য টমেটো চারাগুলি উচ্চ-তীব্রতা UV-B চাপের সাথে মোকাবিলা করার ক্ষমতা উন্নত করে। তবে, আরবিডোপসিস দ্বারা সৃষ্ট খরার চাপের সাথে UV-B এর অভিযোজন UVR8 পথের উপর নির্ভর করে না, যা নির্দেশ করে যে UV-B উদ্ভিদ প্রতিরক্ষা ব্যবস্থার সংকেত-প্ররোচিত ক্রস-প্রতিক্রিয়া হিসাবে কাজ করে, যাতে বিভিন্ন হরমোন যৌথভাবে খরার চাপ প্রতিরোধে জড়িত থাকে, ROS স্ক্যাভেঞ্জিং ক্ষমতা বৃদ্ধি করে।

FR-এর কারণে উদ্ভিদের হাইপোকোটাইল বা কাণ্ডের দীর্ঘতা এবং ঠান্ডা চাপের সাথে উদ্ভিদের অভিযোজন উভয়ই উদ্ভিদ হরমোন দ্বারা নিয়ন্ত্রিত হয়। অতএব, FR-এর কারণে "ছায়া পরিহারের প্রভাব" উদ্ভিদের ঠান্ডা অভিযোজনের সাথে সম্পর্কিত। পরীক্ষকরা অঙ্কুরোদগমের 18 দিন পরে 15°C তাপমাত্রায় 10 দিনের জন্য বার্লি চারা পরিপূরক করেন, 5°C তাপমাত্রায় ঠান্ডা করেন + 7 দিনের জন্য FR পরিপূরক করেন এবং দেখেন যে সাদা আলো চিকিত্সার তুলনায়, FR বার্লি চারাগুলির হিম প্রতিরোধ ক্ষমতা বৃদ্ধি করে। এই প্রক্রিয়াটি বার্লি চারাগুলিতে ABA এবং IAA পরিমাণ বৃদ্ধির সাথে সাথে ঘটে। পরবর্তীকালে 15°C FR-পূর্ব-চিকিত্সা করা বার্লি চারা 5°C তাপমাত্রায় স্থানান্তরিত করা এবং 7 দিন ধরে FR পরিপূরক অব্যাহত রাখার ফলে উপরের দুটি চিকিত্সার মতোই ফলাফল পাওয়া যায়, তবে ABA প্রতিক্রিয়া হ্রাস পায়। বিভিন্ন R:FR মান সহ উদ্ভিদগুলি ফাইটোহরমোন (GA, IAA, CTK, এবং ABA) এর জৈব সংশ্লেষণ নিয়ন্ত্রণ করে, যা উদ্ভিদের লবণ সহনশীলতার সাথেও জড়িত। লবণের চাপের অধীনে, কম অনুপাতের R:FR আলোক পরিবেশ টমেটো চারাগুলির অ্যান্টিঅক্সিডেন্ট এবং সালোকসংশ্লেষণ ক্ষমতা উন্নত করতে পারে, চারাগুলিতে ROS এবং MDA উৎপাদন কমাতে পারে এবং লবণ সহনশীলতা উন্নত করতে পারে। লবণাক্ততার চাপ এবং কম R:FR মান (R:FR=0.8) উভয়ই ক্লোরোফিলের জৈব সংশ্লেষণকে বাধাগ্রস্ত করে, যা ক্লোরোফিল সংশ্লেষণ পথে PBG-এর UroIII-তে রূপান্তরের বাধার সাথে সম্পর্কিত হতে পারে, অন্যদিকে কম R:FR পরিবেশ কার্যকরভাবে ক্লোরোফিল সংশ্লেষণের লবণাক্ততার চাপ-প্ররোচিত ব্যাঘাতকে হ্রাস করতে পারে। এই ফলাফলগুলি ফাইটোক্রোম এবং লবণ সহনশীলতার মধ্যে একটি উল্লেখযোগ্য সম্পর্ক নির্দেশ করে।

আলোক পরিবেশের পাশাপাশি, অন্যান্য পরিবেশগত কারণগুলিও উদ্ভিজ্জ চারার বৃদ্ধি এবং গুণমানকে প্রভাবিত করে। উদাহরণস্বরূপ, CO2 ঘনত্ব বৃদ্ধির ফলে আলোর স্যাচুরেশনের সর্বোচ্চ মান Pn (Pnmax) বৃদ্ধি পাবে, আলোর ক্ষতিপূরণ বিন্দু হ্রাস পাবে এবং আলোর ব্যবহারের দক্ষতা উন্নত হবে। আলোর তীব্রতা এবং CO2 ঘনত্ব বৃদ্ধি সালোকসংশ্লেষণকারী রঙ্গকগুলির পরিমাণ, জল ব্যবহারের দক্ষতা এবং ক্যালভিন চক্রের সাথে সম্পর্কিত এনজাইমগুলির ক্রিয়াকলাপ উন্নত করতে সহায়তা করে এবং অবশেষে টমেটো চারাগুলির উচ্চতর সালোকসংশ্লেষণ দক্ষতা এবং জৈববস্তু সঞ্চয় অর্জন করতে সহায়তা করে। টমেটো এবং গোলমরিচের চারাগুলির শুষ্ক ওজন এবং কম্প্যাক্টনেস DLI-এর সাথে ইতিবাচকভাবে সম্পর্কিত ছিল এবং তাপমাত্রার পরিবর্তন একই DLI চিকিত্সার অধীনে বৃদ্ধিকেও প্রভাবিত করেছিল। টমেটো চারা বৃদ্ধির জন্য 23~25℃ পরিবেশ আরও উপযুক্ত ছিল। তাপমাত্রা এবং আলোর অবস্থা অনুসারে, গবেষকরা বেট বিতরণ মডেলের উপর ভিত্তি করে মরিচের আপেক্ষিক বৃদ্ধির হার পূর্বাভাস দেওয়ার জন্য একটি পদ্ধতি তৈরি করেছেন, যা মরিচের কলমযুক্ত চারা উৎপাদনের পরিবেশগত নিয়ন্ত্রণের জন্য বৈজ্ঞানিক নির্দেশিকা প্রদান করতে পারে।

অতএব, উৎপাদনে আলো নিয়ন্ত্রণ প্রকল্প তৈরি করার সময়, কেবল আলোর পরিবেশগত কারণ এবং উদ্ভিদের প্রজাতিই বিবেচনা করা উচিত নয়, বরং চাষাবাদ এবং ব্যবস্থাপনার বিষয়গুলি যেমন চারা পুষ্টি এবং জল ব্যবস্থাপনা, গ্যাস পরিবেশ, তাপমাত্রা এবং চারা বৃদ্ধির পর্যায়ও বিবেচনা করা উচিত।

৪. সমস্যা এবং সম্ভাবনা

প্রথমত, উদ্ভিজ্জ চারার আলো নিয়ন্ত্রণ একটি জটিল প্রক্রিয়া, এবং উদ্ভিদ কারখানার পরিবেশে বিভিন্ন ধরণের উদ্ভিজ্জ চারার উপর বিভিন্ন আলোর অবস্থার প্রভাব বিশদভাবে বিশ্লেষণ করা প্রয়োজন। এর অর্থ হল উচ্চ-দক্ষতা এবং উচ্চ-মানের চারা উৎপাদনের লক্ষ্য অর্জনের জন্য, একটি পরিপক্ক প্রযুক্তিগত ব্যবস্থা প্রতিষ্ঠার জন্য ক্রমাগত অনুসন্ধান প্রয়োজন।

দ্বিতীয়ত, যদিও LED আলোর উৎসের বিদ্যুৎ ব্যবহারের হার তুলনামূলকভাবে বেশি, তবুও কৃত্রিম আলো ব্যবহার করে চারা চাষের জন্য উদ্ভিদ আলোর জন্য বিদ্যুৎ খরচই প্রধান শক্তি খরচ। উদ্ভিদ কারখানার বিশাল শক্তি খরচ এখনও উদ্ভিদ কারখানার উন্নয়নে বাধা হয়ে দাঁড়িয়েছে।

পরিশেষে, কৃষিতে উদ্ভিদ আলোর ব্যাপক প্রয়োগের ফলে, ভবিষ্যতে LED উদ্ভিদ আলোর খরচ অনেক কমে যাবে বলে আশা করা হচ্ছে; বিপরীতে, শ্রম ব্যয় বৃদ্ধি, বিশেষ করে মহামারী-পরবর্তী যুগে, শ্রমের অভাব উৎপাদনের যান্ত্রিকীকরণ এবং স্বয়ংক্রিয়করণ প্রক্রিয়াকে উৎসাহিত করবে। ভবিষ্যতে, কৃত্রিম বুদ্ধিমত্তা-ভিত্তিক নিয়ন্ত্রণ মডেল এবং বুদ্ধিমান উৎপাদন সরঞ্জাম উদ্ভিজ্জ চারা উৎপাদনের অন্যতম মূল প্রযুক্তি হয়ে উঠবে এবং উদ্ভিদ কারখানার চারা প্রযুক্তির বিকাশকে উৎসাহিত করবে।

লেখক: জিহুই তান, হাউচেং লিউ
নিবন্ধের উৎস: কৃষি প্রকৌশল প্রযুক্তির ওয়েচ্যাট অ্যাকাউন্ট (গ্রিনহাউস উদ্যানপালন)