هر آنچه باید از LED مخصوص رشد گیاه بدانید!

در این مقاله به بررسی LED های مخصوص رشد گیاهان پرداخته می می شود. سعی بر این است متن روان و به دور از مفاهیم تخصصی باشد.

نور خورشید از چه اجزایی تشکیل شده است؟

نور خورشید از طیفی شامل نور های نا مرئی و مرئی با رنگ های بنفش، نیلی، آبی، سبز، زرد، نارنجی، قرمز و ...  تشکیل شده است که هر رنگ طول موج منحصر بفردی داشته و ترکیب آنها طول موجی بین 300 الی 2500 نانو متر میسازد! برای مثال رنگ قرمز حدودا طول موجی بین 600 الی 700 نانو متر و رنگ آبی 400 الی 500 نانو متردارد.

در تصویر زیر طول موج ها به همراه رنگ مرئی آنها مشخص شده است:

چه بازه ای از طول موج جهت رشد گیاه مناسب است؟

به طور کلی گیاهان به نوری با طول موج 380 الی 840 نانو متر نیاز فراوانی دارند. با این حال هر گیاه با توجه به مرحله ی رشد که میتواند مرحله گل دهی (نور قرمز) ، رشد ساقه (نور آبی) و ... باشد به طول موج خاصی از نور نیاز بیشتری دارد. جهت درک هر چه بهتر این موضوع به جدول زیر توجه نمایید:

ال ای دی های مناسب جهت رشد گیاه کدامند؟

همانطور که ذکر شد، گیاهان نیاز به طول موج 380 الی 840 نانو متر جهت رشد و فتوسنتز دارند. خوشبختانه LED ها با رنگ ها و طول موج های متنوعی تولید می گردند و با ترکیب آنها ی توان به طول موج مورد نظر درست یافت! برای مثال ال ای دی قرمز طول موجی 600 الی 650 نانو متر و ال ای دی آبی 450 الی 500 نانو متر را دارا است. ال ای دی های فرا بنفش و مادون قرمز به ترتیب 340 الی 400 نانو متر و 750 الی 900 نانو متر را دارا هستند.

آیا جهت ساخت لامپ رشد گیاه استفاده از تمامی ال ای دی ها نیاز هست؟

رشد گیاهان در دو طول موج بین آبی و قرمز به بیشترین مقدار خود می رسد!  لذا الزامی به استفاده از سایز طول موج ها نیست با این حال ال ای دی هایی تحت عنوان Grow LED  تولید شده اند که به صورت فول اسپکتروم هستند (380  الی 840 نانو متر) این ال ای دی ها مخصوص رشد گیاه بوده و نور اصلی آنها ترکیبی از دو رنگ آبی و قرمز یعنی صورتی است.

در صورتیکه در حوزه الکترونیک و کشاورزی دانش و ابزار کافی را ندارید، حتما از LED  های فول اسپکتروم استفاده کنید مطمئن باشید جواب خواهید گرفت!

اما اگر در این حوزه ها حرفه ای هستید با ترکیب صحیحی از ال ای دی های قرمز و آبی، میتوانید لامپ رشد گیاه بسازید! مقدار این ترکیب نیازمند تجربه می باشد. برای مثال هر چه میزان نور ال ای دی آبی از قرمز بیشتر باشد، لامپ برای رشد سبزیجات مناسب بوده و هر چه میزان رنگ قرمز از آبی بیشتر باشد، لامپ جهت رشد گل مناسب است! همانطور که اشاره شد، هر طول موج عمل خاصی را در گیاه عهده دار است:

پرتو های بین 700 – 1000 نانو متر (قرمز دور): بسیاری از گیاهان که تنها در معرض تابش این طول موج ها قرار می گیرند، ارتفاع آنها از طریق افزایش طول میانگر های ساقه افزایش می یابد. فرم فیتوکروم طول موج های مذکور را جذب می کند و در نتیجه فتوسنتز باکتریایی انجام می شود.

پرتو های بین 610 – 700 نانو متر (قرمز): در این ناحیه از طیف مرئی، کلروفیل دارای جذب ماگزیمم است و نتیجه فعالیت تعدادی از آنزیم های بیوسنتز اجزای ساختمانی گیاه از طریق تحریک مولکول کلروفیل تنظیم می شود. فرم قرمز فیتوکروم در این ناحیه از طیف، انرژی تابشی را جذب می کند و دارای یک جذب ماگزیمم در 660 نانو متر است در نتیجه بسیاری از فعل و انفعالات مورفوژنتیکی در گیاه آغاز و انجام می شود.

پرتو های بین 510 – 610 نانو متر (سبز – زرد): نور در این طول موج ها کمترین اثر خود را در رشد و نمو گیاهان دارد. عکس العمل های فتوسنتزی و فتومورفوژنتیکی در این طول موج ها مینیمم است. ماگزیمم حساسیت چشم انسان در طول موج 550 نانو متر می باشد.

پرتو های بین 400 – 510 نانو متر (آبی): کلرفیل، انرژی تابشی این طول موج ها را جذب می کند. همچنین، سایر پیگمان های فتوسنتز، نظیر فیکوسیانین، فیکواریترین و کاروتن در این طول موج ها دارای جذب ماکزیمم هستند. حرکات فتوتروپیسمی گیاهان با جذب انرژی تابشی این طول موج ها افزایش می باید. فیتوکروم، کاروتنوئید ها و فلاوپروتئین ها نیز در این ناحیه از طیف انرژی تابشی را جذب می کنند. واکنش های تابشی پر انرژی در این ناحیه انجام می شود.

پرتو های بین 280 – 400 نانو متر (ماورا بنفش – UV):  گیاهانی که در نور این ناحیه از طیف رشد می کنند معمولا برگ هایی ضخیم و ظاهری متراکم و کوتاه دارند (به شکل بوته) بسیاری از مولکول های معدنی و آلی، انرژی تابشی را در این طول موج ها جذب می کنند. انرژی تابشی در طول موج های 280 تا 315 نانو متر باعث آفتاب سوختگی در انسان می شود.

پرتو های کمتر از 280 نانو متر (UVکوتاه): این تشعشعها برای گیاهان و بسیاری از موجودات زنده مهلک هستند. موجودات زنده ذره بینی نسبت به این طول موج ها حساس هستند. اگر این موجودات در معرض لامپ های میکروب کش (که تشعشعی با طول موج 254 نانو متر ساطع می کنند) قرار گیرند کشته خواهند شد. چنین لامپ هایی غالبا در اتاقک های انتقال و یا مخصوص رشد گیاهان برای کاهش آلودگی های قارچی و باکتری به کار می روند. برای محافظت چشم از این انرژی تشعشعی UV  کوتاه باید احتیاط لازم به عمل آید. اسید های هسته ای (نوکلئیک) و پروتئین ها این تشعشعات را جذب می کنند.

لطفا سوالات خود را در انتهای همین مقاله بپرسید.

برخی از منابع:

1-      کتاب اصول فیزیولوژی گیاهی جلد اول – جی ری نوگل – ترجمه دکتر مهرداد لاهوتی

2-      وبسایت تورینه