一, फसल की उपज पर वर्णक्रमीय घटकों के अलग-अलग प्रभाव
1. लाल और नीली रोशनी का संयुक्त प्रभाव
प्रकाश संश्लेषण के मुख्य बैंड लाल प्रकाश (630-660 एनएम) और नीला प्रकाश (400-500 एनएम) हैं। जब ये दो प्रकार के प्रकाश एक साथ काम करते हैं, तो वे फसल उत्पादकता को काफी बढ़ा सकते हैं। लाल प्रकाश क्लोरोफिल ए/बी के अवशोषण शिखर को चालू करता है, जो फोटोसिस्टम II (पीएसआईआई) में इलेक्ट्रॉनों के हस्तांतरण को तेज करता है और सीधे प्रकाश संश्लेषक कार्बन आत्मसात की प्रक्रिया को संचालित करता है। नीली रोशनी रंध्रों के खुलने, क्लोरोप्लास्ट की वृद्धि और प्रकाश के आकार को नियंत्रित करके पौधों को प्रकाश ऊर्जा का अधिक कुशलता से उपयोग करने में मदद करती है। उदाहरण के लिए, शेडोंग प्रांत के शोगुआंग में मीठे तरबूज के साथ एक ग्रीनहाउस प्रयोग से पता चला कि दिन में 4-6 घंटे के लिए 3:1 के लाल नीले प्रकाश अनुपात के साथ एलईडी फिल लाइट का उपयोग करने से मीठे तरबूज की उपज 40% तक बढ़ सकती है। औसत वार्षिक उत्पादन मूल्य 42000 युआन/एमयू से 87000 युआन/एमयू तक जा सकता है।
लाल और नीली रोशनी के संयोजन का सहक्रियात्मक प्रभाव फसल आकृति विज्ञान के नियमन में भी परिलक्षित होता है। लाल रोशनी तनों को लंबा होने से रोक सकती है और पार्श्व कलियों को बढ़ने में मदद कर सकती है, जबकि नीली रोशनी तनों को मजबूत बना सकती है और उन्हें गिरने से रोक सकती है। बीजिंग में ग्रीनहाउस टमाटर प्रयोग में, 4:1 के लाल नीले प्रकाश अनुपात के साथ एक प्रकाश पूरक योजना ने पौधों के घनत्व को 4.17 पौधे प्रति वर्ग मीटर तक बढ़ा दिया, उपज में 27% की वृद्धि हुई, और फल चीनी सामग्री में 2.3 डिग्री और विटामिन सी सामग्री में 15% की वृद्धि हुई।
2. प्रवेश और नियमन पर हरी बत्ती का प्रभाव
हरी रोशनी (500-600 एनएम) प्रकाश संश्लेषण का मुख्य बैंड नहीं है, लेकिन यह घने क्षेत्रों या मोटी छतरियों वाली फसलों में उगने के लिए उपयोगी है। हरी रोशनी ऊपरी पत्तियों से होकर गुजर सकती है और निचली छतरी द्वारा अवशोषित हो सकती है। इससे पौधों के लिए प्रकाश ऊर्जा का उपयोग करना आसान हो जाता है और प्रकाश प्रतिस्पर्धा की मात्रा कम हो जाती है। युन्नान रोज़ ग्रीनहाउस प्रोजेक्ट से पता चलता है कि लाल और नीली रोशनी में 10% हरी रोशनी जोड़ने से कटे हुए फूलों की उपज 57% तक बढ़ सकती है। यह फूलों की शाखाओं और तनों के ताजा वजन और फूलों के सिरों की चौड़ाई को भी बढ़ा सकता है। हरी रोशनी नीली रोशनी के प्रभाव को भी रोक सकती है जो रंध्रों को खोलती है, वाष्पोत्सर्जन को नियंत्रित करती है और तापमान अधिक होने पर पानी की कमी को कम करती है।
3. विनियमन पर सुदूर लाल प्रकाश का रूपात्मक प्रभाव
सुदूर लाल प्रकाश (720-740 एनएम) प्रकाश संश्लेषण में सीधे योगदान नहीं देता है; हालाँकि, यह फाइटोक्रोम गतिविधि को संशोधित करके फसल मोर्फोजेनेसिस को प्रभावित कर सकता है। सुदूर लाल प्रकाश और लाल प्रकाश (आर/एफआर) का अनुपात यह निर्धारित करने में एक महत्वपूर्ण कारक है कि कोई पौधा कितना लंबा होगा, उसके इंटरनोड्स कितने लंबे होंगे और उसका पत्ती क्षेत्र कितना होगा। जब आर/एफआर अनुपात कम हो जाता है तो पौधों के तने लंबे और पत्तियां बड़ी हो जाती हैं ताकि वे अधिक प्रकाश ऊर्जा ग्रहण कर सकें। दूसरी ओर, यह उन्हें लंबे समय तक बढ़ने से रोकता है और उन्हें शाखाएँ फैलाने के लिए प्रोत्साहित करता है। उदाहरण के लिए, ड्रैगन फ्रूट के पौधों में रात में सुदूर लाल रोशनी (730 एनएम) जोड़ने से फूलों की कलियों की संख्या 30%, फूलों की शाखाओं की गति 25% और विपणन में वृद्धि हो सकती है।
4. यूवी प्रकाश के कारण होने वाले तनाव के प्रभाव
यूवी प्रकाश (यूवी -ए 320-380एनएम; यूवी{3}}बी 280-320एनएम) फसलों के विकास को धीमा कर सकता है, लेकिन इसमें थोड़ा सा जोड़ने से फसलों को द्वितीयक मेटाबोलाइट्स बनाने में मदद मिल सकती है, उन्हें तनाव के प्रति अधिक प्रतिरोधी बना दिया जा सकता है, और उनकी पोषण सामग्री बढ़ सकती है। यूवी-बी फसलों को फ्लेवोनोइड्स और एंथोसायनिन जैसे एंटीऑक्सिडेंट बनाने में मदद कर सकता है, जिससे उनके बीमार होने या कीटों द्वारा हमला किए जाने की संभावना कम हो जाती है। उदाहरण के लिए, लेट्यूस उगाने में UV-B मिलाने से पत्तियों में फेनोलिक यौगिकों की मात्रा 40% तक बढ़ सकती है और नाइट्रेट की मात्रा 20% तक कम हो सकती है, जिससे उत्पाद अधिक सुरक्षित हो जाता है।
2, फसल की पैदावार बढ़ाने के लिए वर्णक्रमीय गतिशील नियंत्रण का उपयोग करने का सबसे अच्छा तरीका
1. विकास चक्र का वर्णक्रमीय अनुकूलन
विकास के विभिन्न चरणों में फसलों की वर्णक्रमीय आवश्यकताएँ बहुत बदल जाती हैं। अत्यधिक वृद्धि को रोकने और जड़ विकास को बढ़ावा देने के लिए अंकुर चरण के दौरान नीली रोशनी (40-50%) के उच्च अनुपात की आवश्यकता होती है; पोषण विकास अवधि के दौरान, प्रकाश संश्लेषक दक्षता में सुधार के लिए लाल बत्ती के अनुपात (60-70%) को बढ़ाना आवश्यक है; प्रजनन वृद्धि की अवधि के दौरान, फूलों की कलियों के विभेदन को बढ़ावा देने के लिए सुदूर लाल रोशनी (10-15%) के साथ पूरक करना आवश्यक है। उदाहरण के लिए, युन्नान में, डेंड्रोबियम ऑफिसिनेल के टिशू कल्चर चरण के दौरान, एक ऐसी योजना का उपयोग करना जहां लाल बत्ती 80% प्रकाश बनाती है, अंकुरों की जीवित रहने की दर को 95% से अधिक तक बढ़ा सकती है और विकास चक्र को 15% तक कम कर सकती है।
2. पर्यावरणीय प्रतिक्रिया स्पेक्ट्रम का समायोजन
अधिकतम उपज प्राप्त करने के लिए प्रकाश वातावरण को तापमान और आर्द्रता जैसे पर्यावरणीय कारकों के साथ समन्वयित करने की आवश्यकता है। गर्मियों में, जब गर्मी होती है, तो अधिक नीली रोशनी डालने से वाष्पोत्सर्जन और पानी की कमी कम हो सकती है। सर्दियों में, जब ठंड होती है, तो अधिक लाल रोशनी जोड़ने से प्रकाश संश्लेषण की गति तेज हो सकती है और पौधे ठंड के प्रति अधिक प्रतिरोधी बन सकते हैं। उदाहरण के लिए, गुआंग्डोंग में ड्रैगन फ्रूट उगाते समय, रात में (22:30 से 2:30 तक) प्रकाश डालने और परमाणुकरण के साथ ठंडा करने से फल की उपज 12% तक बढ़ सकती है और फल 8 महीने तक बाजार में बना रह सकता है।
3. चंदवा को वर्णक्रमीय ढाल बनाना
सघन रूप से रोपण करते समय, छत्र के विभिन्न वर्गों को अलग-अलग मात्रा में प्रकाश की आवश्यकता होती है। ऊपरी पत्तियों को प्रकाश संश्लेषण के लिए बहुत अधिक लाल प्रकाश की आवश्यकता होती है, और निचली पत्तियों को छत्र के माध्यम से प्राप्त करने के लिए अधिक हरे प्रकाश की आवश्यकता होती है। एलईडी लाइट स्ट्रिप्स को परतों में व्यवस्थित करके, कैनोपी के भीतर प्रकाश वितरण का सटीक नियंत्रण प्राप्त किया जा सकता है। उदाहरण के लिए, शेडोंग प्रांत में शोगुआंग टमाटर ग्रीनहाउस एक स्तरीय पूरक प्रकाश प्रणाली का उपयोग करता है जो निचली पत्तियों की प्रकाश संश्लेषण दर को 20% और कुल उपज को 15% तक बढ़ा देता है।
3, उद्योग में वर्तमान प्रथाएं और भविष्य में क्या होगा
1. मानकीकृत वर्णक्रमीय सूत्र का अनुप्रयोग
उद्योग अब विभिन्न प्रकार की फसलों के लिए सामान्य वर्णक्रमीय सूत्र लेकर आया है। उदाहरण के लिए, सलाद और पालक जैसी पत्तेदार सब्ज़ियों में लाल-नीली रोशनी का अनुपात 3:1 होना चाहिए। फलों और सब्जियों की फसलों (जैसे टमाटर और खरबूजे) में लाल-नीली रोशनी का अनुपात 4:1 होना चाहिए, जिसमें 10% सुदूर लाल रोशनी जोड़ी जानी चाहिए। फूलों की फसलें (जैसे गुलाब और गुलदाउदी) बेहतर दिखने के लिए नीली रोशनी का अनुपात 50% होना चाहिए।
2. स्मार्ट स्पेक्ट्रल नियंत्रण प्रणाली
जैसे-जैसे IoT तकनीक बेहतर होती जा रही है, इंटेलिजेंट स्पेक्ट्रम कंट्रोल सिस्टम व्यवसाय में अधिक लोकप्रिय हो रहे हैं। वर्णक्रमीय घटकों और तीव्रता को गतिशील रूप से समायोजित करने के लिए एआई एल्गोरिदम के साथ संयुक्त सेंसर के माध्यम से फसल विकास की स्थिति की वास्तविक समय की निगरानी, उपज और गुणवत्ता का सटीक नियंत्रण प्राप्त कर सकती है। उदाहरण के लिए, फिलिप्स ग्रीनपावर एलईडी प्लांट ग्रोथ लाइट्स ने प्रकाश सूत्र और फसल विकास मॉडल को इतनी अच्छी तरह से संयोजित किया है कि उन्होंने टमाटर की उपज लगभग दोगुनी कर दी है और फल का रंग और स्वाद बहुत बेहतर बना दिया है।
3. पूर्णतया स्पेक्ट्रम एलईडी तकनीक की दिशा में एक बड़ा कदम
पारंपरिक एलईडी प्लांट लाइटें अक्सर लाल और नीले स्पेक्ट्रा के मिश्रण का उपयोग करती हैं, जिससे रंग विरूपण सहित कठिनाइयाँ पैदा हो सकती हैं और यह पता लगाना मुश्किल हो जाता है कि बीमारियाँ क्या हैं। पूर्ण स्पेक्ट्रम एलईडी तकनीक सूर्य के स्पेक्ट्रम की नकल करके एक हल्का वातावरण प्रदान करती है जो प्राकृतिक प्रकाश की तरह है। इससे फसलें तनाव के प्रति अधिक प्रतिरोधी हो जाती हैं और उत्पादों की गुणवत्ता में सुधार होता है। उदाहरण के लिए, नव विकसित पूर्ण स्पेक्ट्रम एलईडी लाइट लेट्यूस के पत्तों में एंथोसायनिन सामग्री को 30% तक बढ़ा सकती है और बीमारियों की घटनाओं को 25% तक कम कर सकती है।
