ভূমিকা

উদ্ভিদ বৃদ্ধির প্রক্রিয়ায় আলো একটি মুখ্য ভূমিকা পালন করে। উদ্ভিদের ক্লোরোফিল শোষণ এবং ক্যারোটিনের মতো উদ্ভিদের বিভিন্ন বৃদ্ধির গুণাবলীর শোষণকে উৎসাহিত করার জন্য এটি সর্বোত্তম সার। যাইহোক, নির্ণায়ক ফ্যাক্টর যা উদ্ভিদের বৃদ্ধি নির্ধারণ করে একটি ব্যাপক ফ্যাক্টর, শুধুমাত্র আলোর সাথে সম্পর্কিত নয়, জল, মাটি এবং সার, বৃদ্ধির পরিবেশ পরিস্থিতি এবং ব্যাপক প্রযুক্তিগত নিয়ন্ত্রণের কনফিগারেশন থেকেও অবিচ্ছেদ্য।

গত দুই বা তিন বছরে, ত্রিমাত্রিক উদ্ভিদ কারখানা বা উদ্ভিদের বৃদ্ধি সম্পর্কিত অর্ধপরিবাহী আলো প্রযুক্তির প্রয়োগের উপর অবিরাম রিপোর্ট এসেছে। কিন্তু মনোযোগ সহকারে পড়ার পরে, সবসময় কিছু অস্বস্তিকর অনুভূতি হয়। সাধারণভাবে বলতে গেলে, উদ্ভিদের বৃদ্ধিতে আলোর কী ভূমিকা পালন করা উচিত সে সম্পর্কে কোনও প্রকৃত ধারণা নেই।

প্রথমত, আসুন সূর্যের বর্ণালীটি বুঝতে পারি, যেমন চিত্র 1-এ দেখানো হয়েছে। এটি দেখা যায় যে সৌর বর্ণালী একটি অবিচ্ছিন্ন বর্ণালী, যেখানে নীল এবং সবুজ বর্ণালী লাল বর্ণালী থেকে শক্তিশালী এবং দৃশ্যমান আলোর বর্ণালী সীমা থেকে 380 থেকে 780 এনএম। প্রকৃতিতে জীবের বৃদ্ধি বর্ণালীর তীব্রতার সাথে সম্পর্কিত। উদাহরণস্বরূপ, বিষুবরেখার কাছাকাছি এলাকার বেশিরভাগ গাছপালা খুব দ্রুত বৃদ্ধি পায় এবং একই সময়ে, তাদের বৃদ্ধির আকার তুলনামূলকভাবে বড়। কিন্তু সূর্যের বিকিরণের উচ্চ তীব্রতা সবসময় ভালো হয় না এবং প্রাণী ও উদ্ভিদের বৃদ্ধির জন্য একটি নির্দিষ্ট মাত্রার নির্বাচনীতা রয়েছে।

চিত্র 1, সৌর বর্ণালীর বৈশিষ্ট্য এবং এর দৃশ্যমান আলোক বর্ণালী

দ্বিতীয়ত, উদ্ভিদের বৃদ্ধির কয়েকটি মূল শোষণ উপাদানের দ্বিতীয় বর্ণালী চিত্রটি চিত্র 2-এ দেখানো হয়েছে।

চিত্র 2, উদ্ভিদের বৃদ্ধিতে বিভিন্ন অক্সিনের শোষণ বর্ণালী

এটি চিত্র 2 থেকে দেখা যায় যে উদ্ভিদের বৃদ্ধিকে প্রভাবিত করে এমন কয়েকটি মূল অক্সিনের আলো শোষণের বর্ণালী উল্লেখযোগ্যভাবে ভিন্ন। অতএব, LED উদ্ভিদ বৃদ্ধি লাইটের প্রয়োগ একটি সহজ বিষয় নয়, কিন্তু খুব লক্ষ্যবস্তু। এখানে দুটি সবচেয়ে গুরুত্বপূর্ণ সালোকসংশ্লেষী উদ্ভিদের বৃদ্ধির উপাদানের ধারণাগুলি প্রবর্তন করা প্রয়োজন।

• ক্লোরোফিল

ক্লোরোফিল সালোকসংশ্লেষণের সাথে সম্পর্কিত সবচেয়ে গুরুত্বপূর্ণ রঙ্গকগুলির মধ্যে একটি। সবুজ উদ্ভিদ, প্রোক্যারিওটিক নীল-সবুজ শৈবাল (সায়ানোব্যাকটেরিয়া) এবং ইউক্যারিওটিক শৈবাল সহ সালোকসংশ্লেষণ তৈরি করতে পারে এমন সমস্ত জীবের মধ্যে এটি বিদ্যমান। ক্লোরোফিল আলো থেকে শক্তি শোষণ করে, যা কার্বন ডাই অক্সাইডকে কার্বোহাইড্রেটে রূপান্তর করতে ব্যবহৃত হয়।

ক্লোরোফিল a প্রধানত লাল আলো শোষণ করে এবং ক্লোরোফিল b প্রধানত নীল-বেগুনি আলো শোষণ করে, প্রধানত সূর্যের উদ্ভিদ থেকে ছায়াযুক্ত উদ্ভিদকে আলাদা করতে। ছায়াযুক্ত উদ্ভিদের ক্লোরোফিল b-এর সাথে ক্লোরোফিল a-এর অনুপাত ছোট, তাই ছায়াযুক্ত গাছগুলি নীল আলোকে শক্তিশালীভাবে ব্যবহার করতে পারে এবং ছায়ায় বেড়ে ওঠার জন্য মানিয়ে নিতে পারে। ক্লোরোফিল a হল নীল-সবুজ, এবং ক্লোরোফিল b হল হলুদ-সবুজ। ক্লোরোফিল a এবং ক্লোরোফিল b এর দুটি শক্তিশালী শোষণ রয়েছে, একটি লাল অঞ্চলে যার তরঙ্গদৈর্ঘ্য 630-680 nm, এবং অন্যটি 400-460 nm তরঙ্গদৈর্ঘ্যের নীল-বেগুনি অঞ্চলে।

• ক্যারোটিনয়েড

ক্যারোটিনয়েড হল গুরুত্বপূর্ণ প্রাকৃতিক রঙ্গকগুলির একটি শ্রেণীর সাধারণ শব্দ, যা সাধারণত প্রাণী, উচ্চতর গাছপালা, ছত্রাক এবং শেওলার মধ্যে হলুদ, কমলা-লাল বা লাল রঙ্গকগুলিতে পাওয়া যায়। এখন পর্যন্ত, 600 টিরও বেশি প্রাকৃতিক ক্যারোটিনয়েড আবিষ্কৃত হয়েছে।

ক্যারোটিনয়েডের হালকা শোষণ OD303 ~ 505 nm এর পরিসরকে কভার করে, যা খাদ্যের রঙ প্রদান করে এবং শরীরের খাদ্য গ্রহণকে প্রভাবিত করে। শেত্তলাগুলি, গাছপালা এবং অণুজীবের মধ্যে, এর রঙ ক্লোরোফিল দ্বারা আচ্ছাদিত এবং প্রদর্শিত হতে পারে না। উদ্ভিদ কোষে, ক্যারোটিনয়েডগুলি শুধুমাত্র সালোকসংশ্লেষণে সাহায্য করার জন্য শক্তি শোষণ এবং স্থানান্তর করে না, বরং উত্তেজিত একক-ইলেক্ট্রন বন্ড অক্সিজেন অণু দ্বারা ধ্বংস হওয়া থেকে কোষকে রক্ষা করার কাজও করে।

কিছু ধারণাগত ভুল বোঝাবুঝি

শক্তি-সাশ্রয়ী প্রভাব নির্বিশেষে, আলোর নির্বাচনীতা এবং আলোর সমন্বয়, অর্ধপরিবাহী আলো দুর্দান্ত সুবিধা দেখিয়েছে। যাইহোক, গত দুই বছরের দ্রুত বিকাশ থেকে, আমরা আলোর নকশা এবং প্রয়োগের ক্ষেত্রে অনেক ভুল বোঝাবুঝিও দেখেছি, যা প্রধানত নিম্নলিখিত দিকগুলিতে প্রতিফলিত হয়।

①যতক্ষণ একটি নির্দিষ্ট তরঙ্গদৈর্ঘ্যের লাল এবং নীল চিপগুলি একটি নির্দিষ্ট অনুপাতে একত্রিত হয়, সেগুলি উদ্ভিদ চাষে ব্যবহার করা যেতে পারে, উদাহরণস্বরূপ, লাল থেকে নীলের অনুপাত 4:1, 6:1, 9:1 এবং তাই অন

②যতক্ষণ এটি সাদা আলো থাকে, এটি সূর্যের আলোকে প্রতিস্থাপন করতে পারে, যেমন জাপানে ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত তিন-প্রাথমিক সাদা আলোর টিউব ইত্যাদি। এই বর্ণালীগুলির ব্যবহার উদ্ভিদের বৃদ্ধিতে একটি নির্দিষ্ট প্রভাব ফেলে, তবে প্রভাব LED দ্বারা তৈরি আলোর উত্স হিসাবে ভাল নয়।

③ যতক্ষণ পর্যন্ত PPFD (আলোক কোয়ান্টাম ফ্লাক্স ঘনত্ব), আলোকসজ্জার একটি গুরুত্বপূর্ণ প্যারামিটার, একটি নির্দিষ্ট সূচকে পৌঁছায়, উদাহরণস্বরূপ, PPFD 200 μmol·m-2·s-1 এর চেয়ে বেশি। যাইহোক, এই নির্দেশক ব্যবহার করার সময়, আপনি এটি একটি ছায়া গাছ বা একটি সূর্য উদ্ভিদ কিনা তা মনোযোগ দিতে হবে। আপনাকে এই উদ্ভিদের আলোর ক্ষতিপূরণ স্যাচুরেশন পয়েন্ট অনুসন্ধান করতে বা খুঁজে বের করতে হবে, যাকে হালকা ক্ষতিপূরণ পয়েন্টও বলা হয়। প্রকৃত প্রয়োগে, চারা প্রায়ই পুড়ে যায় বা শুকিয়ে যায়। অতএব, এই প্যারামিটারের নকশাটি অবশ্যই উদ্ভিদের প্রজাতি, বৃদ্ধির পরিবেশ এবং শর্ত অনুসারে ডিজাইন করা উচিত।

প্রথম দিকটি সম্পর্কে, যেমন ভূমিকায় বলা হয়েছে, উদ্ভিদের বৃদ্ধির জন্য প্রয়োজনীয় বর্ণালী একটি নির্দিষ্ট বন্টন প্রস্থ সহ একটি অবিচ্ছিন্ন বর্ণালী হওয়া উচিত। খুব সংকীর্ণ বর্ণালী সহ লাল এবং নীল রঙের দুটি নির্দিষ্ট তরঙ্গদৈর্ঘ্যের চিপ দিয়ে তৈরি একটি আলোর উত্স ব্যবহার করা স্পষ্টতই অনুপযুক্ত (যেমন চিত্র 3(a) এ দেখানো হয়েছে)। পরীক্ষা-নিরীক্ষায় দেখা গেছে যে গাছের পাতা হলুদাভ, পাতার কান্ড খুবই হালকা এবং পাতার কান্ড খুবই পাতলা।

পূর্ববর্তী বছরগুলিতে সাধারণত ব্যবহৃত তিনটি প্রাথমিক রঙের ফ্লুরোসেন্ট টিউবগুলির জন্য, যদিও সাদা সংশ্লেষিত হয়, লাল, সবুজ এবং নীল বর্ণালী আলাদা করা হয় (চিত্র 3(বি) তে দেখানো হয়েছে), এবং বর্ণালীর প্রস্থ খুবই সংকীর্ণ। নিম্নলিখিত অবিচ্ছিন্ন অংশের বর্ণালী তীব্রতা তুলনামূলকভাবে দুর্বল, এবং শক্তি এখনও LED-এর তুলনায় তুলনামূলকভাবে বড়, শক্তি খরচের 1.5 থেকে 3 গুণ। অতএব, ব্যবহারের প্রভাব LED লাইটের মতো ভাল নয়।

চিত্র 3, লাল এবং নীল চিপ এলইডি উদ্ভিদ আলো এবং তিন-প্রাথমিক রঙের ফ্লুরোসেন্ট আলো বর্ণালী

PPFD হল আলোর কোয়ান্টাম ফ্লাক্স ঘনত্ব, যা সালোকসংশ্লেষণে আলোর কার্যকরী বিকিরণ আলোক প্রবাহের ঘনত্বকে বোঝায়, যা প্রতি ইউনিট সময় এবং একক ক্ষেত্রফল 400 থেকে 700 এনএম তরঙ্গদৈর্ঘ্যের পরিসরে উদ্ভিদের পাতার কান্ডে আলোক কোয়ান্টা ঘটনার মোট সংখ্যাকে প্রতিনিধিত্ব করে। . এর একক হল μE·m-2·s-1 (μmol·m-2·s-1)। সালোকসংশ্লেষকভাবে সক্রিয় বিকিরণ (PAR) বলতে 400 থেকে 700 এনএম তরঙ্গদৈর্ঘ্যের মোট সৌর বিকিরণকে বোঝায়। এটি হালকা কোয়ান্টা বা দীপ্তিমান শক্তি দ্বারা প্রকাশ করা যেতে পারে।

অতীতে, ইলুমিনোমিটার দ্বারা প্রতিফলিত আলোর তীব্রতা ছিল উজ্জ্বলতা, কিন্তু উদ্ভিদ থেকে আলোর ফিক্সচারের উচ্চতা, আলোর কভারেজ এবং পাতার মধ্য দিয়ে আলো যেতে পারে কিনা এর কারণে উদ্ভিদের বৃদ্ধির বর্ণালী পরিবর্তিত হয়। অতএব, সালোকসংশ্লেষণের গবেষণায় আলোর তীব্রতার সূচক হিসাবে সমান ব্যবহার করা সঠিক নয়।

সাধারণত, সালোকসংশ্লেষণ প্রক্রিয়া শুরু করা যেতে পারে যখন সূর্য-প্রেমী উদ্ভিদের PPFD 50 μmol·m-2·s-1 এর চেয়ে বড় হয়, যখন ছায়াময় উদ্ভিদের PPFD-এর জন্য শুধুমাত্র 20 μmol·m-2·s-1 প্রয়োজন হয়। . অতএব, এলইডি গ্রো লাইট কেনার সময়, আপনি এই রেফারেন্স মান এবং আপনি যে ধরণের গাছ লাগান তার উপর ভিত্তি করে আপনি এলইডি গ্রো লাইটের সংখ্যা বেছে নিতে পারেন। উদাহরণস্বরূপ, যদি একটি একক LED lght-এর PPFD হয় 20 μmol·m-2·s-1, তাহলে সূর্য-প্রেমী উদ্ভিদ জন্মাতে 3টির বেশি LED উদ্ভিদ বাল্ব প্রয়োজন।

সেমিকন্ডাক্টর আলোর বেশ কিছু নকশা সমাধান

অর্ধপরিবাহী আলো উদ্ভিদ বৃদ্ধি বা রোপণের জন্য ব্যবহৃত হয়, এবং দুটি মৌলিক রেফারেন্স পদ্ধতি আছে।

• বর্তমানে, ইন্ডোর প্ল্যান্টিং মডেলটি চীনে খুব গরম। এই মডেলের বেশ কয়েকটি বৈশিষ্ট্য রয়েছে:

① LED লাইটের ভূমিকা হল উদ্ভিদ আলোর সম্পূর্ণ বর্ণালী প্রদান করা, এবং আলোক ব্যবস্থার জন্য সমস্ত আলোক শক্তি সরবরাহ করা প্রয়োজন, এবং উৎপাদন খরচ তুলনামূলকভাবে বেশি;
②এলইডি গ্রো লাইটের ডিজাইনের জন্য বর্ণালীটির ধারাবাহিকতা এবং অখণ্ডতা বিবেচনা করা প্রয়োজন;
③আলোর সময় এবং আলোর তীব্রতা কার্যকরভাবে নিয়ন্ত্রণ করা প্রয়োজন, যেমন গাছপালাকে কয়েক ঘন্টা বিশ্রাম দিতে দেওয়া, বিকিরণের তীব্রতা যথেষ্ট নয় বা খুব বেশি শক্তিশালী নয় ইত্যাদি;
④পুরো প্রক্রিয়াটি বাইরের গাছপালাগুলির প্রকৃত সর্বোত্তম বৃদ্ধির পরিবেশ যেমন আর্দ্রতা, তাপমাত্রা এবং CO2 ঘনত্বের জন্য প্রয়োজনীয় শর্তগুলি অনুকরণ করতে হবে।

• ভালো বহিরঙ্গন গ্রিনহাউস রোপণ ফাউন্ডেশন সহ আউটডোর রোপণ মোড। এই মডেলের বৈশিষ্ট্য হল:

① LED লাইটের ভূমিকা হল আলোর পরিপূরক। একটি হল গাছের সালোকসংশ্লেষণকে উৎসাহিত করার জন্য দিনের বেলা সূর্যালোকের বিকিরণের অধীনে নীল এবং লাল অঞ্চলে আলোর তীব্রতা বৃদ্ধি করা এবং অন্যটি হল উদ্ভিদের বৃদ্ধির হার বৃদ্ধির জন্য রাতে সূর্যালোক না থাকলে ক্ষতিপূরণ করা।
②পরিপূরক আলোকে বিবেচনা করতে হবে যে উদ্ভিদটি কোন বৃদ্ধির পর্যায়ে রয়েছে, যেমন চারা তোলার সময়কাল বা ফুল ও ফলের সময়কাল।

অতএব, এলইডি প্ল্যান্ট গ্রো লাইটের ডিজাইনে প্রথমে দুটি মৌলিক ডিজাইনের মোড থাকা উচিত, যথা, 24 ঘন্টা আলো (ইনডোর) এবং প্ল্যান্ট গ্রোথ সাপ্লিমেন্ট লাইটিং (আউটডোর)। ইনডোর প্ল্যান্ট চাষের জন্য, এলইডি গ্রো লাইটের ডিজাইনে তিনটি দিক বিবেচনা করতে হবে, যেমনটি চিত্র 4-এ দেখানো হয়েছে। একটি নির্দিষ্ট অনুপাতে তিনটি প্রাথমিক রং দিয়ে চিপগুলি প্যাকেজ করা সম্ভব নয়।

চিত্র 4, 24 ঘন্টা আলোর জন্য ইনডোর LED প্ল্যান্ট বুস্টার লাইট ব্যবহার করার নকশা ধারণা

উদাহরণ স্বরূপ, নার্সারি পর্যায়ে বর্ণালীর জন্য, শিকড় ও কান্ডের বৃদ্ধি, পাতার শাখা প্রশাখাকে শক্তিশালী করতে এবং আলোর উৎস ঘরের অভ্যন্তরে ব্যবহার করা প্রয়োজন বিবেচনা করে, চিত্র 5-এ দেখানো হিসাবে বর্ণালীটি ডিজাইন করা যেতে পারে।

চিত্র 5, LED ইনডোর নার্সারি সময়ের জন্য উপযুক্ত বর্ণালী কাঠামো

দ্বিতীয় ধরণের এলইডি গ্রো লাইটের ডিজাইনের জন্য, এটি মূলত বহিরঙ্গন গ্রিনহাউসের গোড়ায় রোপণের প্রচারের জন্য পরিপূরক আলোর নকশা সমাধানের লক্ষ্যে। নকশা ধারণা চিত্র 6 দেখানো হয়েছে.

চিত্র 6, আউটডোর গ্রো লাইটের ডিজাইন আইডিয়া 

লেখক পরামর্শ দিয়েছেন যে আরো রোপণকারী সংস্থাগুলি উদ্ভিদের বৃদ্ধিকে উন্নীত করার জন্য LED লাইট ব্যবহার করার দ্বিতীয় বিকল্প গ্রহণ করে।

প্রথমত, চীনের বহিরঙ্গন গ্রিনহাউস চাষে দক্ষিণ ও উত্তর উভয় ক্ষেত্রেই কয়েক দশক ধরে প্রচুর পরিমাণে এবং বিস্তৃত অভিজ্ঞতা রয়েছে। এটির গ্রিনহাউস চাষ প্রযুক্তির একটি ভাল ভিত্তি রয়েছে এবং এটি আশেপাশের শহরগুলির জন্য বাজারে প্রচুর পরিমাণে তাজা ফল এবং সবজি সরবরাহ করে। বিশেষ করে মাটি ও পানি এবং সার রোপণের ক্ষেত্রে সমৃদ্ধ গবেষণার ফল পাওয়া গেছে।

দ্বিতীয়ত, এই ধরনের সম্পূরক আলোক দ্রবণ শক্তির অপ্রয়োজনীয় খরচকে অনেকটাই কমাতে পারে এবং একই সঙ্গে ফল ও সবজির ফলন কার্যকরভাবে বাড়াতে পারে। উপরন্তু, চীনের বিশাল ভৌগলিক এলাকা প্রচারের জন্য খুবই সুবিধাজনক।

এলইডি উদ্ভিদ আলোর বৈজ্ঞানিক গবেষণা হিসাবে, এটি এটির জন্য একটি বিস্তৃত পরীক্ষামূলক ভিত্তিও সরবরাহ করে। চিত্র 7 হল এই গবেষণা দল দ্বারা তৈরি এক ধরনের LED গ্রো লাইট, যা গ্রিনহাউসে জন্মানোর জন্য উপযুক্ত, এবং এর বর্ণালী চিত্র 8-এ দেখানো হয়েছে।

চিত্র 7, এক ধরনের এলইডি গ্রো লাইট

চিত্র 8, এক ধরনের LED গ্রো লাইটের বর্ণালী

উপরোক্ত নকশা ধারণা অনুযায়ী, গবেষণা দল পরীক্ষা-নিরীক্ষার একটি সিরিজ পরিচালনা করেছে, এবং পরীক্ষামূলক ফলাফল খুবই তাৎপর্যপূর্ণ। উদাহরণ স্বরূপ, নার্সারি চলাকালীন বাড়ন্ত আলোর জন্য, ব্যবহৃত আসল বাতি হল একটি ফ্লুরোসেন্ট বাতি যার শক্তি 32 ওয়াট এবং একটি নার্সারি চক্র 40 দিনের। আমরা একটি 12 W LED আলো সরবরাহ করি, যা চারা তৈরির চক্রকে 30 দিন পর্যন্ত ছোট করে, চারা তৈরির কর্মশালায় আলোর তাপমাত্রার প্রভাবকে কার্যকরভাবে হ্রাস করে এবং এয়ার কন্ডিশনারটির শক্তি খরচ বাঁচায়। চারার পুরুত্ব, দৈর্ঘ্য এবং রঙ মূল চারা তোলার দ্রবণ থেকে ভালো। সাধারণ সবজির চারাগুলির জন্য, ভাল যাচাইকরণের সিদ্ধান্তও পাওয়া গেছে, যা নিম্নলিখিত সারণীতে সংক্ষিপ্ত করা হয়েছে।

তাদের মধ্যে, সম্পূরক আলোর গ্রুপ PPFD: 70-80 μmol·m-2·s-1, এবং লাল-নীল অনুপাত: 0.6-0.7। প্রাকৃতিক গোষ্ঠীর দিনের সময়ের PPFD মান ছিল 40~800 μmol·m-2·s-1, এবং লাল থেকে নীলের অনুপাত ছিল 0.6~1.2। এটি দেখা যায় যে উপরের সূচকগুলি প্রাকৃতিকভাবে জন্মানো চারাগুলির তুলনায় ভাল।

উপসংহার

এই নিবন্ধটি উদ্ভিদ চাষে এলইডি গ্রো লাইটের প্রয়োগের সর্বশেষ বিকাশের সাথে পরিচয় করিয়ে দেয় এবং উদ্ভিদ চাষে এলইডি গ্রো লাইট প্রয়োগের ক্ষেত্রে কিছু ভুল বোঝাবুঝি তুলে ধরে। অবশেষে, উদ্ভিদ চাষের জন্য ব্যবহৃত এলইডি গ্রো লাইটের বিকাশের জন্য প্রযুক্তিগত ধারণা এবং স্কিমগুলি চালু করা হয়েছে। এটি উল্লেখ করা উচিত যে আলোর ইনস্টলেশন এবং ব্যবহারে কিছু কারণও বিবেচনা করা প্রয়োজন, যেমন আলো এবং উদ্ভিদের মধ্যে দূরত্ব, বাতির বিকিরণ পরিসীমা এবং কীভাবে আলো প্রয়োগ করতে হয়। স্বাভাবিক পানি, সার এবং মাটি।

লেখক: ই ওয়াং এট আল। সূত্র: CNKI