लेखक: यामिन ली आणि हौचेंग लिऊ इ. कॉलेज ऑफ हॉर्टिकल्चर, दक्षिण चीन कृषी विद्यापीठातून

लेख स्रोत: ग्रीनहाऊस फलोत्पादन

फलोत्पादन सुविधांच्या प्रकारांमध्ये प्रामुख्याने प्लास्टिकची हरितगृहे, सौर हरितगृहे, बहु-स्पॅन हरितगृहे आणि वनस्पती कारखाने यांचा समावेश होतो.कारण सुविधा इमारती नैसर्गिक प्रकाश स्रोतांना काही प्रमाणात अवरोधित करतात, अपुरा घरातील प्रकाश असतो, ज्यामुळे पीक उत्पादन आणि गुणवत्ता कमी होते.म्हणून, सुविधेच्या उच्च-गुणवत्तेच्या आणि उच्च-उत्पादनाच्या पिकांमध्ये पूरक प्रकाश एक अपरिहार्य भूमिका बजावते, परंतु सुविधेतील ऊर्जेचा वापर आणि परिचालन खर्च वाढवण्यामध्ये देखील तो एक प्रमुख घटक बनला आहे.

बर्याच काळापासून, सुविधा फलोत्पादनाच्या क्षेत्रात वापरल्या जाणार्‍या कृत्रिम प्रकाशाच्या स्त्रोतांमध्ये प्रामुख्याने उच्च दाब सोडियम दिवा, फ्लोरोसेंट दिवा, धातूचा हॅलोजन दिवा, इनकॅन्डेसेंट दिवा इत्यादींचा समावेश होतो. प्रमुख तोटे म्हणजे उच्च उष्णता उत्पादन, उच्च ऊर्जा वापर आणि उच्च परिचालन खर्च.नवीन पिढीच्या प्रकाश उत्सर्जक डायोड (एलईडी) च्या विकासामुळे सुविधा फलोत्पादन क्षेत्रात कमी उर्जेचा कृत्रिम प्रकाश स्रोत वापरणे शक्य होते.एलईडीमध्ये उच्च फोटोइलेक्ट्रिक रूपांतरण कार्यक्षमता, डीसी पॉवर, लहान आकारमान, दीर्घ आयुष्य, कमी ऊर्जा वापर, निश्चित तरंगलांबी, कमी थर्मल रेडिएशन आणि पर्यावरण संरक्षण असे फायदे आहेत.सध्या वापरल्या जाणार्‍या उच्च-दाब सोडियम दिवा आणि फ्लोरोसेंट दिव्याच्या तुलनेत, एलईडी केवळ प्रकाशाचे प्रमाण आणि गुणवत्ता (विविध बँड लाइटचे प्रमाण) वनस्पतींच्या वाढीच्या गरजेनुसार समायोजित करू शकत नाही आणि जवळच्या अंतरावर वनस्पतींना विकिरण करू शकते. त्याच्या थंड प्रकाशापर्यंत, अशा प्रकारे, लागवडीच्या स्तरांची संख्या आणि जागेचा वापर दर सुधारला जाऊ शकतो, आणि ऊर्जा बचत, पर्यावरण संरक्षण आणि अंतराळ कार्यक्षम वापराची कार्ये पारंपारिक प्रकाश स्रोताद्वारे बदलली जाऊ शकत नाहीत.

या फायद्यांच्या आधारे, बागायती प्रकाशयोजना, नियंत्रण करण्यायोग्य वातावरणाचे मूलभूत संशोधन, वनस्पती ऊती संवर्धन, वनस्पती कारखाना रोपे आणि एरोस्पेस इकोसिस्टममध्ये एलईडीचा यशस्वीपणे वापर केला गेला आहे.अलिकडच्या वर्षांत, एलईडी ग्रोथ लाइटिंगचे कार्यप्रदर्शन सुधारत आहे, किंमत कमी होत आहे आणि विशिष्ट तरंगलांबी असलेली सर्व प्रकारची उत्पादने हळूहळू विकसित केली जात आहेत, त्यामुळे कृषी आणि जीवशास्त्र क्षेत्रात त्याचा उपयोग अधिक व्यापक होईल.

हा लेख सुविधा फलोत्पादन क्षेत्रात एलईडीच्या संशोधन स्थितीचा सारांश देतो, प्रकाश जीवशास्त्र फाउंडेशनमध्ये एलईडी पूरक प्रकाशाच्या वापरावर लक्ष केंद्रित करतो, वनस्पतींच्या प्रकाशाच्या निर्मितीवर एलईडी वाढणारे दिवे, पौष्टिक गुणवत्ता आणि वृद्धत्वाचा विलंब होण्याचा परिणाम, बांधकाम आणि अनुप्रयोग यावर लक्ष केंद्रित करतो. प्रकाश फॉर्म्युला, आणि LED पूरक प्रकाश तंत्रज्ञानाच्या वर्तमान समस्या आणि संभावनांचे विश्लेषण आणि संभाव्यता.

बागायती पिकांच्या वाढीवर एलईडी पूरक प्रकाशाचा प्रभाव

वनस्पतींच्या वाढीवर आणि विकासावर प्रकाशाच्या नियामक प्रभावांमध्ये बियाणे उगवण, स्टेम वाढवणे, पानांचा आणि मुळांचा विकास, फोटोट्रॉपिझम, क्लोरोफिल संश्लेषण आणि विघटन आणि फुलांचा समावेश होतो.सुविधेतील प्रकाश वातावरणातील घटकांमध्ये प्रकाशाची तीव्रता, प्रकाश चक्र आणि वर्णक्रमीय वितरण समाविष्ट आहे.हवामानाच्या मर्यादेशिवाय घटक कृत्रिम प्रकाश परिशिष्टाद्वारे समायोजित केले जाऊ शकतात.

सध्या, वनस्पतींमध्ये किमान तीन प्रकारचे फोटोरिसेप्टर्स आहेत: फायटोक्रोम (लाल प्रकाश आणि दूरचा लाल प्रकाश शोषून घेणारा), क्रिप्टोक्रोम (निळा प्रकाश आणि अतिनील प्रकाश शोषून घेणारा) आणि UV-A आणि UV-B.पिकांचे विकिरण करण्यासाठी विशिष्ट तरंगलांबीच्या प्रकाश स्रोताचा वापर केल्याने वनस्पतींची प्रकाशसंश्लेषण क्षमता सुधारू शकते, प्रकाश मॉर्फोजेनेसिसला गती मिळू शकते आणि वनस्पतींच्या वाढीस आणि विकासास चालना मिळते.लाल नारंगी प्रकाश (610 ~ 720 nm) आणि निळा व्हायोलेट प्रकाश (400 ~ 510 nm) वनस्पती प्रकाशसंश्लेषणात वापरला गेला.LED तंत्रज्ञानाचा वापर करून, मोनोक्रोमॅटिक प्रकाश (जसे की 660nm शिखरासह लाल प्रकाश, 450nm शिखरासह निळा प्रकाश, इ.) क्लोरोफिलच्या सर्वात मजबूत शोषण बँडच्या अनुषंगाने विकिरण केले जाऊ शकते आणि वर्णक्रमीय डोमेन रुंदी केवळ ± 20 nm आहे.

सध्या असे मानले जाते की लाल-केशरी प्रकाश वनस्पतींच्या विकासास लक्षणीय गती देईल, कोरड्या पदार्थांच्या संचयनास प्रोत्साहन देईल, बल्ब, कंद, लीफ बल्ब आणि इतर वनस्पतींच्या अवयवांच्या निर्मितीस प्रोत्साहन देईल, झाडे लवकर बहरतात आणि फळ देतात आणि खेळतात. वनस्पती रंग सुधारण्यात एक प्रमुख भूमिका;निळा आणि जांभळा प्रकाश वनस्पतींच्या पानांच्या फोटोट्रॉपिझमवर नियंत्रण ठेवू शकतो, रंध्र उघडणे आणि क्लोरोप्लास्टच्या हालचालींना प्रोत्साहन देऊ शकतो, स्टेम लांब होण्यास प्रतिबंध करू शकतो, वनस्पती लांब होण्यास प्रतिबंध करू शकतो, वनस्पती फुलण्यास विलंब करू शकतो आणि वनस्पतिजन्य अवयवांच्या वाढीस प्रोत्साहन देऊ शकतो;लाल आणि निळ्या LEDs चे संयोजन या दोघांच्या एकाच रंगाच्या अपुर्‍या प्रकाशाची भरपाई करू शकते आणि एक वर्णक्रमीय शोषण शिखर तयार करू शकते जे मुळात पीक प्रकाशसंश्लेषण आणि आकारविज्ञानाशी सुसंगत आहे.प्रकाश ऊर्जा वापर दर 80% ते 90% पर्यंत पोहोचू शकतो आणि ऊर्जा बचत प्रभाव लक्षणीय आहे.

फलोत्पादनात एलईडी पूरक दिवे लावल्यास उत्पादनात लक्षणीय वाढ होऊ शकते.अभ्यासातून असे दिसून आले आहे की 12h (8:00-20:00) साठी 300 μmol/(m²·s) LED स्ट्रिप्स आणि LED ट्यूबच्या पूरक प्रकाशाखाली फळांची संख्या, एकूण उत्पादन आणि प्रत्येक चेरी टोमॅटोचे वजन लक्षणीय आहे. वाढलेLED पट्टीचा पूरक प्रकाश अनुक्रमे 42.67%, 66.89% आणि 16.97% ने वाढला आहे आणि LED ट्यूबचा पूरक प्रकाश अनुक्रमे 48.91%, 94.86% आणि 30.86% ने वाढला आहे.संपूर्ण वाढीच्या काळात एलईडी ग्रोथ लाइटिंग फिक्स्चरचा एलईडी पुरवणी प्रकाश [लाल आणि निळ्या प्रकाशाचे गुणोत्तर 3:2 आहे आणि प्रकाशाची तीव्रता 300 μmol/(m²·s) आहे]] एका फळाची गुणवत्ता आणि उत्पन्न लक्षणीयरीत्या वाढवू शकते. चिहवा आणि वांग्याचे प्रति युनिट क्षेत्र.चिकुक्वान 5.3% आणि 15.6% ने वाढले आणि वांगी 7.6% आणि 7.8% वाढली.LED प्रकाशाची गुणवत्ता आणि त्याची तीव्रता आणि संपूर्ण वाढीच्या कालावधीद्वारे, वनस्पतींच्या वाढीचे चक्र लहान केले जाऊ शकते, कृषी उत्पादनांचे व्यावसायिक उत्पन्न, पौष्टिक गुणवत्ता आणि आकृतीशास्त्रीय मूल्य सुधारले जाऊ शकते आणि उच्च-कार्यक्षमता, ऊर्जा-बचत आणि सुविधा बागायती पिकांचे बुद्धिमान उत्पादन साकार केले जाऊ शकते.

भाजीपाला रोपांच्या लागवडीमध्ये एलईडी पूरक प्रकाशाचा वापर

एलईडी प्रकाश स्रोताद्वारे वनस्पती आकारविज्ञान आणि वाढ आणि विकासाचे नियमन करणे हे हरितगृह लागवडीच्या क्षेत्रातील एक महत्त्वाचे तंत्रज्ञान आहे.उच्च वनस्पती फायटोक्रोम, क्रिप्टोक्रोम आणि फोटोरिसेप्टर यांसारख्या फोटोरिसेप्टर प्रणालींद्वारे प्रकाश सिग्नल समजू शकतात आणि प्राप्त करू शकतात आणि वनस्पतींच्या ऊती आणि अवयवांचे नियमन करण्यासाठी इंट्रासेल्युलर मेसेंजर्सद्वारे आकारशास्त्रीय बदल करू शकतात.फोटोमॉर्फोजेनेसिसचा अर्थ असा आहे की वनस्पती पेशी भिन्नता, संरचनात्मक आणि कार्यात्मक बदल तसेच ऊती आणि अवयवांची निर्मिती नियंत्रित करण्यासाठी प्रकाशावर अवलंबून असतात, ज्यात काही बियांच्या उगवणांवर प्रभाव पडतो, शिखर वर्चस्व वाढवणे, बाजूकडील कळ्यांची वाढ रोखणे, स्टेम वाढवणे. , आणि उष्णकटिबंधीय.

भाजीपाला रोपांची लागवड हा सुविधायुक्त शेतीचा एक महत्त्वाचा भाग आहे.सतत पावसाळी हवामानामुळे सुविधेत अपुरा प्रकाश पडेल, आणि रोपे लांब होण्याची शक्यता असते, ज्यामुळे भाज्यांच्या वाढीवर, फुलांच्या कळ्यांचा फरक आणि फळांच्या विकासावर परिणाम होतो आणि शेवटी त्यांच्या उत्पादनावर आणि गुणवत्तेवर परिणाम होतो.उत्पादनामध्ये, काही वनस्पती वाढ नियामक, जसे की गिबेरेलिन, ऑक्सीन, पॅक्लोब्युट्राझोल आणि क्लोरमेक्वॅट, रोपांच्या वाढीचे नियमन करण्यासाठी वापरले जातात.तथापि, वनस्पतींच्या वाढ नियामकांच्या अवास्तव वापरामुळे भाजीपाला आणि सुविधांचे वातावरण सहजपणे प्रदूषित होऊ शकते, मानवी आरोग्यास प्रतिकूल आहे.

LED पूरक प्रकाशामध्ये पूरक प्रकाशाचे अनेक अद्वितीय फायदे आहेत आणि रोपे वाढवण्यासाठी LED पूरक प्रकाश वापरणे हा एक व्यवहार्य मार्ग आहे.LED सप्लीमेंट लाईट [25±5 μmol/(m²·s)] कमी प्रकाशाच्या स्थितीत [0~35 μmol/(m²·s)] केलेल्या प्रयोगात, असे आढळून आले की हिरवा प्रकाश वाढण्यास आणि वाढीस प्रोत्साहन देतो. काकडीची रोपे.लाल प्रकाश आणि निळा प्रकाश रोपांच्या वाढीस प्रतिबंध करतात.नैसर्गिक कमकुवत प्रकाशाच्या तुलनेत, लाल आणि निळ्या प्रकाशासह पूरक असलेल्या रोपांच्या मजबूत रोपांच्या निर्देशांकात अनुक्रमे 151.26% आणि 237.98% वाढ झाली आहे.मोनोक्रोमॅटिक प्रकाश गुणवत्तेच्या तुलनेत, कंपाऊंड लाइट सप्लिमेंट लाइटच्या उपचारांतर्गत लाल आणि निळे घटक असलेल्या मजबूत रोपांच्या निर्देशांकात 304.46% वाढ झाली आहे.

काकडीच्या रोपांना लाल दिवा जोडल्याने खऱ्या पानांची संख्या, पानांचे क्षेत्रफळ, झाडाची उंची, खोडाचा व्यास, कोरडी आणि ताजी गुणवत्ता, मजबूत रोपांचा निर्देशांक, मुळांची जीवनशक्ती, SOD क्रियाकलाप आणि काकडीच्या रोपांची विरघळणारी प्रथिने वाढू शकतात.UV-B पूरक केल्याने काकडीच्या रोपांच्या पानांमध्ये क्लोरोफिल ए, क्लोरोफिल बी आणि कॅरोटीनॉइड्सचे प्रमाण वाढू शकते.नैसर्गिक प्रकाशाच्या तुलनेत, लाल आणि निळ्या एलईडी दिव्याला पूरक केल्याने पानांचे क्षेत्रफळ, कोरड्या पदार्थाची गुणवत्ता आणि टोमॅटोच्या रोपांच्या मजबूत रोपण निर्देशांकात लक्षणीय वाढ होऊ शकते.एलईडी लाल दिवा आणि हिरवा दिवा पूरक केल्याने टोमॅटोच्या रोपांची उंची आणि कांडाची जाडी लक्षणीय वाढते.एलईडी ग्रीन लाईट सप्लिमेंट लाईट ट्रीटमेंटमुळे काकडी आणि टोमॅटोच्या रोपांच्या बायोमासमध्ये लक्षणीय वाढ होऊ शकते आणि हिरव्या दिव्याच्या पूरक प्रकाशाच्या तीव्रतेसह रोपांचे ताजे आणि कोरडे वजन वाढते, तर टोमॅटोचे जाड स्टेम आणि मजबूत रोपे निर्देशांक वाढतात. रोपे सर्व हिरव्या प्रकाश पूरक प्रकाशाचे अनुसरण करतात.ताकद वाढल्याने वाढते.LED लाल आणि निळ्या प्रकाशाच्या मिश्रणामुळे स्टेमची जाडी, पानांचे क्षेत्रफळ, संपूर्ण झाडाचे कोरडे वजन, रूट ते शूटचे प्रमाण आणि वांग्याचा मजबूत रोपांचा निर्देशांक वाढू शकतो.पांढऱ्या प्रकाशाच्या तुलनेत, एलईडी लाल दिवा कोबीच्या रोपांचे बायोमास वाढवू शकतो आणि कोबीच्या रोपांची वाढ आणि पानांच्या विस्तारास प्रोत्साहन देऊ शकतो.एलईडी निळा प्रकाश कोबीच्या रोपांची घट्ट वाढ, कोरडे पदार्थ जमा होण्यास आणि मजबूत रोपांच्या निर्देशांकाला प्रोत्साहन देते आणि कोबीची रोपे बटू बनवते.वरील परिणाम दर्शवितात की प्रकाश नियमन तंत्रज्ञानासह लागवड केलेल्या भाजीपाला रोपांचे फायदे अगदी स्पष्ट आहेत.

फळे आणि भाज्यांच्या पौष्टिक गुणवत्तेवर एलईडी पूरक प्रकाशाचा प्रभाव

फळे आणि भाज्यांमध्ये असलेली प्रथिने, साखर, सेंद्रिय आम्ल आणि जीवनसत्त्वे हे मानवी आरोग्यासाठी फायदेशीर पोषक घटक आहेत.प्रकाशाची गुणवत्ता VC संश्लेषण आणि विघटन करणार्‍या एन्झाइमच्या क्रियाकलापांचे नियमन करून वनस्पतींमधील VC सामग्रीवर परिणाम करू शकते आणि ते बागायती वनस्पतींमध्ये प्रथिने चयापचय आणि कार्बोहायड्रेट जमा होण्याचे नियमन करू शकते.लाल दिवा कार्बोहायड्रेट जमा होण्यास प्रोत्साहन देते, निळा प्रकाश उपचार प्रथिने निर्मितीसाठी फायदेशीर आहे, तर लाल आणि निळ्या प्रकाशाच्या मिश्रणामुळे वनस्पतींच्या पौष्टिक गुणवत्तेमध्ये मोनोक्रोमॅटिक प्रकाशापेक्षा लक्षणीय सुधारणा होऊ शकते.

लाल किंवा निळा एलईडी दिवा जोडल्याने कोशिंबिरीसाठी वापरण्यात येणारा एक पाला व त्याचे झाड मध्ये नायट्रेट सामग्री कमी करू शकता, निळा किंवा हिरवा LED प्रकाश जोडणे लेट्युसमध्ये विरघळणारी साखर जमा होण्यास प्रोत्साहन देऊ शकते आणि इन्फ्रारेड LED प्रकाश जोडणे लेट्युसमध्ये VC जमा होण्यास अनुकूल आहे.परिणामांनी दर्शविले की निळ्या प्रकाशाच्या परिशिष्टामुळे टोमॅटोमधील व्हीसी सामग्री आणि विद्रव्य प्रथिने सामग्री सुधारू शकते;लाल दिवा आणि लाल निळा एकत्रित प्रकाश टोमॅटोच्या फळातील साखर आणि आम्ल सामग्री वाढवू शकतो आणि लाल निळ्या एकत्रित प्रकाशात साखर आणि आम्लाचे प्रमाण सर्वाधिक होते;लाल निळा एकत्रित प्रकाश काकडीच्या फळातील VC सामग्री सुधारू शकतो.

फळे आणि भाज्यांमधील फिनॉल्स, फ्लेव्होनॉइड्स, अँथोसायनिन्स आणि इतर पदार्थांचा फळे आणि भाज्यांच्या रंग, चव आणि कमोडिटी मूल्यावरच महत्त्वाचा प्रभाव पडत नाही, तर नैसर्गिक अँटिऑक्सिडेंट क्रिया देखील असते आणि मानवी शरीरातील मुक्त रॅडिकल्स प्रभावीपणे रोखू किंवा काढून टाकू शकतात.

प्रकाश पूरक करण्यासाठी एलईडी निळ्या प्रकाशाचा वापर केल्यास वांग्याच्या त्वचेतील अँथोसायनिन सामग्री 73.6% ने लक्षणीयरीत्या वाढू शकते, तर एलईडी लाल दिवा आणि लाल आणि निळा प्रकाश यांचे मिश्रण वापरल्याने फ्लेव्होनॉइड्स आणि एकूण फिनॉलचे प्रमाण वाढू शकते.निळा प्रकाश टोमॅटोच्या फळांमध्ये लाइकोपीन, फ्लेव्होनॉइड्स आणि अँथोसायनिन्स जमा होण्यास प्रोत्साहन देऊ शकतो.लाल आणि निळ्या प्रकाशाचे मिश्रण काही प्रमाणात अँथोसायनिनच्या उत्पादनास प्रोत्साहन देते, परंतु फ्लेव्होनॉइड्सचे संश्लेषण प्रतिबंधित करते.पांढऱ्या प्रकाशाच्या उपचारांच्या तुलनेत, लाल दिवा उपचार लेट्युसच्या कोंबांच्या अँथोसायनिन सामग्रीमध्ये लक्षणीय वाढ करू शकतो, परंतु निळ्या प्रकाशाच्या उपचारांमध्ये सर्वात कमी अँथोसायनिन सामग्री असते.पांढऱ्या प्रकाशात, लाल-निळ्या एकत्रित प्रकाशात आणि निळ्या प्रकाशाच्या उपचारांत हिरवे पान, जांभळे पान आणि लाल पानांच्या कोशिंबिरीत एकूण फिनॉलचे प्रमाण जास्त होते, परंतु लाल दिवा उपचारांत ते सर्वात कमी होते.एलईडी अल्ट्राव्हायोलेट प्रकाश किंवा नारिंगी प्रकाश पूरक केल्याने लेट्युसच्या पानांमध्ये फिनोलिक संयुगेची सामग्री वाढू शकते, तर हिरव्या प्रकाशाला पूरक केल्याने अँथोसायनिन्सची सामग्री वाढू शकते.म्हणून, बागायती लागवडीमध्ये फळे आणि भाज्यांच्या पौष्टिक गुणवत्तेचे नियमन करण्यासाठी एलईडी ग्रोलाइटचा वापर हा एक प्रभावी मार्ग आहे.

LED पूरक प्रकाशाचा परिणाम वनस्पतींच्या वृद्धत्वावर होतो

क्लोरोफिलचा ऱ्हास, प्रथिनांचे जलद नुकसान आणि वनस्पतींच्या वृद्धत्वादरम्यान आरएनए हायड्रोलिसिस प्रामुख्याने पानांचा वृद्धत्व म्हणून प्रकट होतो.क्लोरोप्लास्ट बाह्य प्रकाश वातावरणातील बदलांसाठी अत्यंत संवेदनशील असतात, विशेषत: प्रकाशाच्या गुणवत्तेमुळे प्रभावित होतात.लाल प्रकाश, निळा प्रकाश आणि लाल-निळा एकत्रित प्रकाश क्लोरोप्लास्ट मॉर्फोजेनेसिससाठी अनुकूल आहे, निळा प्रकाश क्लोरोप्लास्टमध्ये स्टार्च कणांच्या संचयनास अनुकूल आहे आणि, लाल प्रकाश आणि दूर-लाल प्रकाशाचा क्लोरोप्लास्टच्या विकासावर नकारात्मक प्रभाव पडतो.निळा प्रकाश आणि लाल आणि निळा प्रकाश यांचे मिश्रण काकडीच्या रोपांच्या पानांमध्ये क्लोरोफिलच्या संश्लेषणास प्रोत्साहन देऊ शकते आणि लाल आणि निळ्या प्रकाशाच्या संयोजनामुळे नंतरच्या टप्प्यात पानांच्या क्लोरोफिल सामग्रीच्या क्षीणतेस विलंब होऊ शकतो.लाल प्रकाशाचे प्रमाण कमी झाल्याने आणि निळ्या प्रकाशाचे प्रमाण वाढल्याने हा परिणाम अधिक स्पष्ट होतो.एलईडी लाल आणि निळ्या एकत्रित प्रकाश उपचारांतर्गत काकडीच्या रोपांच्या पानांमध्ये क्लोरोफिल सामग्री फ्लोरोसेंट लाइट कंट्रोल आणि मोनोक्रोमॅटिक लाल आणि निळ्या प्रकाश उपचारांच्या तुलनेत लक्षणीयरीत्या जास्त होती.एलईडी निळा प्रकाश Wutacai आणि हिरव्या लसूण रोपांच्या क्लोरोफिल a/b मूल्यामध्ये लक्षणीय वाढ करू शकतो.

वृद्धत्वादरम्यान, सायटोकिनिन्स (CTK), ऑक्सिन (IAA), ऍब्सिसिक ऍसिड सामग्री बदल (ABA) आणि एंजाइम क्रियाकलापांमध्ये विविध प्रकारचे बदल होतात.वनस्पती संप्रेरकांची सामग्री प्रकाश वातावरणामुळे सहजपणे प्रभावित होते.वेगवेगळ्या प्रकाशाच्या गुणांचा वनस्पतींच्या संप्रेरकांवर वेगवेगळा नियामक प्रभाव असतो आणि प्रकाश सिग्नल ट्रान्सडक्शन मार्गाच्या सुरुवातीच्या पायऱ्यांमध्ये सायटोकिनिन्सचा समावेश होतो.

CTK पानांच्या पेशींच्या विस्तारास प्रोत्साहन देते, पानांचे प्रकाशसंश्लेषण वाढवते, तसेच ribonuclease, deoxyribonuclease आणि protease च्या क्रियाकलापांना प्रतिबंधित करते आणि न्यूक्लिक अॅसिड, प्रथिने आणि क्लोरोफिलच्या ऱ्हासास विलंब करते, त्यामुळे पानांच्या वृद्धत्वात लक्षणीय विलंब होतो.प्रकाश आणि CTK-मध्यस्थ विकास नियमन यांच्यात परस्परसंवाद आहे आणि प्रकाश अंतर्जात साइटोकिनिन पातळी वाढण्यास उत्तेजित करू शकतो.जेव्हा वनस्पतीच्या ऊती वृद्धत्वाच्या अवस्थेत असतात तेव्हा त्यांच्या अंतर्जात साइटोकिनिनचे प्रमाण कमी होते.

IAA प्रामुख्याने जोमदार वाढीच्या भागांमध्ये केंद्रित आहे आणि वृद्धत्वाच्या ऊती किंवा अवयवांमध्ये फारच कमी सामग्री आहे.व्हायलेट लाइट इंडोल एसिटिक ऍसिड ऑक्सिडेसची क्रिया वाढवू शकतो आणि कमी IAA पातळी वनस्पतींच्या वाढीस आणि वाढीस प्रतिबंध करू शकते.

ABA मुख्यत्वे सेन्सेंट पानांच्या ऊती, परिपक्व फळे, बिया, देठ, मुळे आणि इतर भागांमध्ये तयार होते.लाल आणि निळ्या प्रकाशाच्या मिश्रणाखाली काकडी आणि कोबीमधील ABA सामग्री पांढरा प्रकाश आणि निळा प्रकाशापेक्षा कमी आहे.

पेरोक्सिडेस (पीओडी), सुपरऑक्साइड डिसम्युटेस (एसओडी), एस्कॉर्बेट पेरोक्सिडेस (एपीएक्स), कॅटालेस (सीएटी) हे वनस्पतींमध्ये अधिक महत्त्वाचे आणि प्रकाश-संबंधित संरक्षणात्मक एन्झाइम आहेत.जर झाडे म्हातारी झाली तर या एन्झाईम्सची क्रिया झपाट्याने कमी होईल.

वेगवेगळ्या प्रकाश गुणांचा वनस्पतींच्या अँटिऑक्सिडंट एंझाइमच्या क्रियाकलापांवर महत्त्वपूर्ण प्रभाव पडतो.9 दिवसांच्या लाल दिव्याच्या उपचारानंतर, बलात्काराच्या रोपांची APX क्रियाकलाप लक्षणीय वाढली आणि POD क्रियाकलाप कमी झाला.15 दिवसांच्या लाल दिवा आणि निळ्या प्रकाशानंतर टोमॅटोची POD क्रिया पांढऱ्या प्रकाशापेक्षा अनुक्रमे 20.9% आणि 11.7% जास्त होती.20 दिवसांच्या हिरव्या प्रकाशाच्या उपचारानंतर, टोमॅटोची POD क्रिया सर्वात कमी होती, फक्त 55.4% पांढरा प्रकाश.4 तास निळ्या प्रकाशाची पूर्तता केल्याने रोपांच्या अवस्थेत काकडीच्या पानांमध्ये विरघळणारे प्रथिने, पीओडी, एसओडी, एपीएक्स आणि सीएटी एंझाइम क्रियाकलाप लक्षणीयरीत्या वाढू शकतात.याव्यतिरिक्त, SOD आणि APX च्या क्रियाकलाप प्रकाशाच्या लांबणीवर हळूहळू कमी होतात.निळा प्रकाश आणि लाल दिवा अंतर्गत SOD आणि APX ची क्रिया हळूहळू कमी होते परंतु पांढर्‍या प्रकाशापेक्षा नेहमीच जास्त असते.लाल दिव्याच्या किरणोत्सर्गामुळे टोमॅटोच्या पानांच्या पेरोक्सिडेस आणि आयएए पेरोक्सिडेस क्रियाकलाप आणि वांग्याच्या पानांच्या आयएए पेरोक्सिडेस क्रियाकलापांमध्ये लक्षणीय घट झाली, परंतु वांग्याच्या पानांची पेरोक्सिडेस क्रियाकलाप लक्षणीय वाढ झाली.म्हणून, वाजवी एलईडी पूरक प्रकाश धोरणाचा अवलंब केल्यास बागायती पिकांची वृद्धी प्रभावीपणे विलंब होऊ शकते आणि उत्पादन आणि गुणवत्ता सुधारू शकते.

एलईडी लाईट फॉर्म्युलाचे बांधकाम आणि वापर

प्रकाशाच्या गुणवत्तेमुळे आणि त्याच्या विविध रचना गुणोत्तरांमुळे वनस्पतींची वाढ आणि विकास लक्षणीयरीत्या प्रभावित होतो.प्रकाश फॉर्म्युलामध्ये प्रामुख्याने प्रकाश गुणवत्ता गुणोत्तर, प्रकाशाची तीव्रता आणि प्रकाश वेळ यासारख्या अनेक घटकांचा समावेश होतो.वेगवेगळ्या वनस्पतींना प्रकाशासाठी आणि वेगवेगळ्या वाढीच्या आणि विकासाच्या टप्प्यांसाठी वेगवेगळ्या गरजा असल्याने, लागवड केलेल्या पिकांसाठी प्रकाशाची गुणवत्ता, प्रकाशाची तीव्रता आणि प्रकाश पूरक वेळ यांचे सर्वोत्तम संयोजन आवश्यक आहे.

 ◆प्रकाश स्पेक्ट्रम प्रमाण

पांढरा प्रकाश आणि एकल लाल आणि निळा प्रकाश यांच्या तुलनेत, एलईडी लाल आणि निळ्या प्रकाशाच्या संयोजनाचा काकडी आणि कोबी रोपांच्या वाढ आणि विकासावर व्यापक फायदा आहे.

जेव्हा लाल आणि निळ्या प्रकाशाचे गुणोत्तर 8:2 असते, तेव्हा रोपाच्या स्टेमची जाडी, झाडाची उंची, रोपाचे कोरडे वजन, ताजे वजन, मजबूत रोपांचा निर्देशांक इत्यादी लक्षणीय वाढतात आणि क्लोरोप्लास्ट मॅट्रिक्स आणि क्लोरोप्लास्ट मॅट्रिक्सच्या निर्मितीसाठी देखील फायदेशीर ठरते. बेसल लॅमेला आणि आत्मसात करण्याचे आउटपुट महत्त्वाचे आहे.

लाल बीन स्प्राउट्ससाठी लाल, हिरव्या आणि निळ्या गुणवत्तेच्या मिश्रणाचा वापर कोरड्या पदार्थांच्या संचयनासाठी फायदेशीर आहे आणि हिरवा प्रकाश लाल बीन स्प्राउट्सच्या कोरड्या पदार्थांच्या संचयनास प्रोत्साहन देऊ शकतो.जेव्हा लाल, हिरवा आणि निळा प्रकाशाचे गुणोत्तर 6:2:1 असते तेव्हा वाढ सर्वात स्पष्ट असते.लाल बीन स्प्राउट रोपांचा भाजीपाला हायपोकोटाइल लांबणाचा प्रभाव 8:1 च्या लाल आणि निळ्या प्रकाशाच्या गुणोत्तराखाली सर्वोत्कृष्ट होता, आणि लाल बीन स्प्राउट हायपोकोटाइल वाढवण्याचा परिणाम स्पष्टपणे 6:3 च्या लाल आणि निळ्या प्रकाश गुणोत्तराखाली प्रतिबंधित होता, परंतु विरघळणारे प्रथिने सामग्री सर्वोच्च होती.

जेव्हा लूफाह रोपांसाठी लाल आणि निळ्या प्रकाशाचे गुणोत्तर 8:1 असते, तेव्हा लूफाह रोपांचा मजबूत रोपांचा निर्देशांक आणि विद्राव्य साखरेचे प्रमाण सर्वाधिक असते.6:3 च्या लाल आणि निळ्या प्रकाशाच्या गुणोत्तरासह प्रकाश गुणवत्तेचा वापर करताना, क्लोरोफिल a सामग्री, क्लोरोफिल a/b गुणोत्तर आणि लूफाह रोपांमध्ये विरघळणारे प्रथिन प्रमाण सर्वाधिक होते.

सेलेरीमध्ये लाल आणि निळ्या प्रकाशाचे 3:1 गुणोत्तर वापरताना, ते सेलेरीच्या रोपाची उंची, पानांची लांबी, पानांची संख्या, कोरड्या पदार्थाची गुणवत्ता, VC सामग्री, विरघळणारे प्रथिने आणि विरघळणारी साखर सामग्री प्रभावीपणे वाढवू शकते.टोमॅटोच्या लागवडीमध्ये, एलईडी निळ्या प्रकाशाचे प्रमाण वाढल्याने लाइकोपीन, मुक्त अमीनो ऍसिड आणि फ्लेव्होनॉइड्स तयार होण्यास प्रोत्साहन मिळते आणि लाल प्रकाशाचे प्रमाण वाढल्याने टायट्रेटेबल ऍसिड तयार होण्यास प्रोत्साहन मिळते.जेव्हा कोशिंबिरीसाठी वापरण्यात येणारा एक पाला व त्याचे झाड पानांमध्ये लाल आणि निळ्या प्रकाशाचे गुणोत्तर 8:1 असते तेव्हा ते कॅरोटीनॉइड्सच्या संचयनासाठी फायदेशीर ठरते आणि नायट्रेटची सामग्री प्रभावीपणे कमी करते आणि VC चे प्रमाण वाढवते.

 ◆प्रकाशाची तीव्रता

मजबूत प्रकाशापेक्षा कमकुवत प्रकाशाखाली वाढणारी झाडे फोटोनिहिबिशनला अधिक संवेदनशील असतात.टोमॅटोच्या रोपांचा निव्वळ प्रकाशसंश्लेषण दर प्रकाशाच्या तीव्रतेच्या वाढीसह [५०, १५०, २००, ३००, ४५०, ५५०μmol/(m²·s)] वाढतो, जो प्रथम वाढण्याचा आणि नंतर कमी होण्याचा कल दर्शवितो, आणि 300μmol/(m²) ·s) जास्तीत जास्त पोहोचण्यासाठी.150μmol/(m²·s) प्रकाश तीव्रतेच्या उपचारांतर्गत वनस्पतीची उंची, पानांचे क्षेत्रफळ, पाण्याचे प्रमाण आणि लेट्युसचे VC प्रमाण लक्षणीयरीत्या वाढले.200μmol/(m²·s) प्रकाश तीव्रतेच्या उपचारांतर्गत, ताजे वजन, एकूण वजन आणि मुक्त अमीनो ऍसिडची सामग्री लक्षणीयरीत्या वाढली आणि 300μmol/(m²·s) प्रकाश तीव्रतेच्या उपचारांतर्गत, पानांचे क्षेत्र, पाण्याचे प्रमाण , क्लोरोफिल a, क्लोरोफिल a+b आणि कोशिंबिरीसाठी वापरण्यात येणारा एक पाला व त्याचे झाड सर्व कॅरोटीनोइड्स कमी झाले.अंधाराच्या तुलनेत, एलईडी वाढीच्या प्रकाशाची तीव्रता [3, 9, 15 μmol/(m²·s)] वाढल्याने, ब्लॅक बीन स्प्राउट्समधील क्लोरोफिल ए, क्लोरोफिल बी आणि क्लोरोफिल ए+बी ची सामग्री लक्षणीय वाढली आहे.VC सामग्री सर्वाधिक 3μmol/(m²·s) आहे, आणि विद्रव्य प्रथिने, विरघळणारी साखर आणि सुक्रोज सामग्री 9μmol/(m²·s) वर सर्वाधिक आहे.त्याच तापमानाच्या परिस्थितीत, प्रकाशाची तीव्रता [(2~2.5)lx×103 lx, (4~ 4.5)lx×103 lx, (6~6.5)lx×103 lx], मिरपूड रोपांची रोपे वाढण्याची वेळ लहान केले जाते, विद्रव्य साखरेचे प्रमाण वाढले, परंतु क्लोरोफिल ए आणि कॅरोटीनोइड्सची सामग्री हळूहळू कमी झाली.

 ◆प्रकाश वेळ

प्रकाशाचा वेळ योग्य रीतीने वाढविण्यामुळे अपुऱ्या प्रकाशाच्या तीव्रतेमुळे निर्माण होणारा कमी प्रकाशाचा ताण एका मर्यादेपर्यंत कमी होतो, बागायती पिकांच्या प्रकाशसंश्लेषण उत्पादनांच्या संचयनास मदत होते आणि उत्पादन वाढवण्याचा आणि गुणवत्ता सुधारण्याचा परिणाम साध्य होतो.स्प्राउट्सच्या VC सामग्रीने प्रकाश वेळ (0, 4, 8, 12, 16, 20h/दिवस) वाढविण्याबरोबर हळूहळू वाढणारा कल दर्शविला, तर मुक्त अमीनो ऍसिड सामग्री, SOD आणि CAT क्रियाकलाप या सर्वांनी कमी होत असलेला कल दर्शविला.प्रकाश वेळ (12, 15, 18h) च्या वाढीसह, चीनी कोबी वनस्पतींचे ताजे वजन लक्षणीय वाढले.चायनीज कोबीच्या पानांमध्ये आणि देठांमध्ये व्हीसीचे प्रमाण अनुक्रमे 15 आणि 12 तासांनी सर्वाधिक होते.चिनी कोबीच्या पानांमध्ये विरघळणारे प्रथिनांचे प्रमाण हळूहळू कमी होत गेले, परंतु 15 तासांनंतर देठाचे प्रमाण सर्वाधिक होते.चायनीज कोबीच्या पानांमध्ये विरघळणारे साखरेचे प्रमाण हळूहळू वाढू लागले, तर देठ 12 तासात सर्वाधिक होते.जेव्हा लाल आणि निळ्या प्रकाशाचे गुणोत्तर 1:2 असते, 12 तासांच्या प्रकाश वेळेच्या तुलनेत, 20 तासांच्या प्रकाश प्रक्रियेमुळे हिरव्या पानांच्या कोशिंबिरीसाठी वापरण्यात येणारा एक पाला व त्याचे झाड मध्ये एकूण फिनॉल आणि फ्लेव्होनॉइड्सची सापेक्ष सामग्री कमी होते, परंतु जेव्हा लाल आणि निळ्या प्रकाशाचे प्रमाण 2:1 असते, 20 तासांच्या प्रकाश उपचाराने हिरव्या पानांच्या कोशिंबिरीसाठी वापरण्यात येणारा एक पाला व त्याचे झाड मध्ये एकूण फिनॉल आणि फ्लेव्होनॉइड्सच्या सापेक्ष सामग्रीमध्ये लक्षणीय वाढ झाली.

वरीलवरून असे दिसून येते की वेगवेगळ्या प्रकाश सूत्रांचे प्रकाशसंश्लेषण, फोटोमॉर्फोजेनेसिस आणि वेगवेगळ्या पिकांच्या कार्बन आणि नायट्रोजन चयापचयावर वेगवेगळे परिणाम होतात.सर्वोत्कृष्ट प्रकाश सूत्र कसे मिळवायचे, प्रकाश स्रोत कॉन्फिगरेशन आणि बुद्धिमान नियंत्रण रणनीती तयार करण्यासाठी प्रारंभिक बिंदू म्हणून वनस्पती प्रजाती आवश्यक आहेत आणि, बागायती पिकांच्या कमोडिटी गरजा, उत्पादन उद्दिष्टे, उत्पादन घटक इत्यादींनुसार योग्य समायोजन केले पाहिजे. ऊर्जा बचत परिस्थितीत प्रकाश वातावरण आणि उच्च-गुणवत्तेची आणि उच्च-उत्पादन देणारी बागायती पिकांचे बुद्धिमान नियंत्रणाचे लक्ष्य साध्य करण्यासाठी.

विद्यमान समस्या आणि संभावना

LED ग्रोथ लाइटचा महत्त्वाचा फायदा म्हणजे प्रकाशसंश्लेषण वैशिष्ट्ये, आकारविज्ञान, गुणवत्ता आणि विविध वनस्पतींचे उत्पन्न यांच्या मागणीच्या स्पेक्ट्रमनुसार ते बुद्धिमान संयोजन समायोजन करू शकते.वेगवेगळ्या प्रकारची पिके आणि एकाच पिकाच्या वेगवेगळ्या वाढीच्या कालावधीसाठी प्रकाशाची गुणवत्ता, प्रकाशाची तीव्रता आणि फोटोपीरियडसाठी वेगवेगळ्या आवश्यकता असतात.एक प्रचंड प्रकाश सूत्र डेटाबेस तयार करण्यासाठी प्रकाश सूत्र संशोधनाचा पुढील विकास आणि सुधारणा आवश्यक आहे.व्यावसायिक दिव्यांच्या संशोधन आणि विकासासह, कृषी ऍप्लिकेशन्समध्ये एलईडी पूरक दिव्यांचे जास्तीत जास्त मूल्य लक्षात येऊ शकते, जेणेकरुन उर्जेची चांगली बचत करणे, उत्पादन कार्यक्षमता आणि आर्थिक फायदे सुधारणे.सुविधा फलोत्पादनामध्ये एलईडी ग्रोथ लाइटच्या वापराने जोमदार चैतन्य दाखवले आहे, परंतु एलईडी लाइटिंग उपकरणे किंवा उपकरणांची किंमत तुलनेने जास्त आहे आणि एक वेळची गुंतवणूक मोठी आहे.विविध पर्यावरणीय परिस्थितीत विविध पिकांसाठी पुरवणी प्रकाशाची आवश्यकता स्पष्ट नाही, पूरक प्रकाश स्पेक्ट्रम, वाढणारी प्रकाशाची अवास्तव तीव्रता आणि वेळ यामुळे ग्रो लाइटिंग इंडस्ट्रीच्या वापरामध्ये अपरिहार्यपणे विविध समस्या निर्माण होतील.

तथापि, तंत्रज्ञानाच्या प्रगतीसह आणि सुधारणेसह आणि LED ग्रोथ लाइटच्या उत्पादन खर्चात घट झाल्यामुळे, LED पूरक प्रकाश सुविधा फलोत्पादनामध्ये अधिक प्रमाणात वापरला जाईल.त्याच वेळी, LED पूरक प्रकाश तंत्रज्ञान प्रणालीचा विकास आणि प्रगती आणि नवीन उर्जेच्या संयोजनामुळे सुविधायुक्त शेती, कौटुंबिक शेती, शहरी शेती आणि अंतराळ शेतीचा जलद विकास करणे शक्य होईल आणि विशेष वातावरणात बागायती पिकांसाठी लोकांची मागणी पूर्ण होईल.