تعارف

روشنی پودوں کی نشوونما کے عمل میں کلیدی کردار ادا کرتی ہے۔پودوں کے کلوروفل کے جذب اور پودوں کی نشوونما کی مختلف خصوصیات جیسے کیروٹین کے جذب کو فروغ دینے کے لیے یہ بہترین کھاد ہے۔تاہم، فیصلہ کن عنصر جو پودوں کی نشوونما کا تعین کرتا ہے ایک جامع عنصر ہے، جس کا تعلق نہ صرف روشنی سے ہے، بلکہ پانی، مٹی اور کھاد کی ترتیب، ترقی کے ماحول کے حالات اور جامع تکنیکی کنٹرول سے بھی الگ نہیں کیا جا سکتا۔

پچھلے دو یا تین سالوں میں، تین جہتی پلانٹ فیکٹریوں یا پودوں کی نشوونما کے حوالے سے سیمی کنڈکٹر لائٹنگ ٹیکنالوجی کے استعمال کے بارے میں لامتناہی اطلاعات موصول ہوئی ہیں۔لیکن اسے غور سے پڑھنے کے بعد، ہمیشہ کچھ بے چینی محسوس ہوتی ہے۔عام طور پر، اس بات کی کوئی حقیقی سمجھ نہیں ہے کہ پودوں کی نشوونما میں روشنی کو کیا کردار ادا کرنا چاہیے۔

سب سے پہلے، سورج کے سپیکٹرم کو سمجھیں، جیسا کہ شکل 1 میں دکھایا گیا ہے۔ یہ دیکھا جا سکتا ہے کہ شمسی سپیکٹرم ایک مسلسل سپیکٹرم ہے، جس میں نیلے اور سبز سپیکٹرم سرخ سپیکٹرم سے زیادہ مضبوط ہوتے ہیں، اور دکھائی دینے والی روشنی کا سپیکٹرم اس سے زیادہ ہوتا ہے۔ 380 سے 780 این ایم۔فطرت میں حیاتیات کی نشوونما کا تعلق سپیکٹرم کی شدت سے ہے۔مثال کے طور پر خط استوا کے قریب کے علاقے میں زیادہ تر پودے بہت تیزی سے بڑھتے ہیں اور ساتھ ہی ان کی نشوونما کا سائز بھی نسبتاً بڑا ہوتا ہے۔لیکن سورج کی شعاعوں کی زیادہ شدت ہمیشہ بہتر نہیں ہوتی، اور جانوروں اور پودوں کی نشوونما کے لیے ایک خاص حد تک انتخاب ہوتا ہے۔

شکل 1، شمسی سپیکٹرم کی خصوصیات اور اس کے نظر آنے والے روشنی کے سپیکٹرم

دوم، پودوں کی نشوونما کے کئی اہم جذب عناصر کا دوسرا سپیکٹرم خاکہ شکل 2 میں دکھایا گیا ہے۔

شکل 2، پودوں کی نشوونما میں کئی آکسینز کا جذب سپیکٹرا

یہ شکل 2 سے دیکھا جا سکتا ہے کہ پودوں کی نشوونما کو متاثر کرنے والے کئی اہم آکسینز کا روشنی جذب کرنے والا سپیکٹرا نمایاں طور پر مختلف ہے۔لہذا، ایل ای ڈی پلانٹ کی ترقی کی روشنی کی درخواست ایک سادہ معاملہ نہیں ہے، لیکن بہت ہدف ہے.یہاں یہ ضروری ہے کہ دو اہم ترین فوٹو سنتھیٹک پودوں کی نشوونما کے عناصر کے تصورات کو متعارف کرایا جائے۔

• کلوروفل

کلوروفل فوٹو سنتھیس سے متعلق سب سے اہم روغن میں سے ایک ہے۔یہ ان تمام جانداروں میں موجود ہے جو فوٹو سنتھیسز تخلیق کر سکتے ہیں، بشمول سبز پودے، پروکریوٹک بلیو گرین ایلگی (سیانوبیکٹیریا) اور یوکریوٹک طحالب۔کلوروفیل روشنی سے توانائی جذب کرتا ہے، جو پھر کاربن ڈائی آکسائیڈ کو کاربوہائیڈریٹ میں تبدیل کرنے کے لیے استعمال ہوتا ہے۔

کلوروفیل a بنیادی طور پر سرخ روشنی کو جذب کرتا ہے، اور کلوروفل b بنیادی طور پر نیلی بنفشی روشنی کو جذب کرتا ہے، بنیادی طور پر سایہ دار پودوں کو سورج کے پودوں سے ممتاز کرنے کے لیے۔سایہ دار پودوں میں کلوروفل b اور کلوروفل a کا تناسب چھوٹا ہے، اس لیے سایہ دار پودے نیلی روشنی کو مضبوطی سے استعمال کر سکتے ہیں اور سایہ میں اگنے کے لیے موافق ہو سکتے ہیں۔کلوروفل اے نیلا سبز ہے، اور کلوروفیل بی پیلا سبز ہے۔کلوروفل اے اور کلوروفیل بی کے دو مضبوط جذب ہوتے ہیں، ایک سرخ خطے میں جس کی طول موج 630-680 nm ہے، اور دوسرا نیلے بنفشی خطے میں جس کی طول موج 400-460 nm ہے۔

• کیروٹینائڈز

Carotenoids اہم قدرتی روغن کی ایک کلاس کے لیے عام اصطلاح ہے، جو عام طور پر جانوروں، اونچے پودوں، فنگی اور طحالب میں پیلے، نارنجی سرخ یا سرخ رنگ کے روغن میں پائے جاتے ہیں۔اب تک 600 سے زیادہ قدرتی کیروٹینائڈز دریافت ہو چکے ہیں۔

کیروٹینائڈز کا ہلکا جذب OD303~505 nm کی رینج کا احاطہ کرتا ہے، جو کھانے کا رنگ فراہم کرتا ہے اور جسم کے کھانے کی مقدار کو متاثر کرتا ہے۔طحالب، پودوں اور مائکروجنزموں میں، اس کا رنگ کلوروفیل سے ڈھکا ہوتا ہے اور ظاہر نہیں ہو سکتا۔پودوں کے خلیوں میں، کیروٹینائڈز نہ صرف روشنی سنتھیسز میں مدد کے لیے توانائی کو جذب اور منتقل کرتے ہیں، بلکہ یہ خلیات کو پرجوش واحد الیکٹران بانڈ آکسیجن مالیکیولز کے ذریعے تباہ ہونے سے بچانے کا کام بھی کرتے ہیں۔

کچھ تصوراتی غلط فہمیاں

توانائی کی بچت کے اثر سے قطع نظر، روشنی کی سلیکٹیوٹی اور روشنی کی ہم آہنگی، سیمی کنڈکٹر لائٹنگ نے بڑے فوائد دکھائے ہیں۔تاہم، پچھلے دو سالوں کی تیز رفتار ترقی سے، ہم نے روشنی کے ڈیزائن اور اطلاق میں بہت سی غلط فہمیاں بھی دیکھی ہیں، جو بنیادی طور پر درج ذیل پہلوؤں سے ظاہر ہوتی ہیں۔

① جب تک کہ ایک خاص طول موج کے سرخ اور نیلے چپس کو ایک خاص تناسب میں ملایا جائے، انہیں پودوں کی کاشت میں استعمال کیا جا سکتا ہے، مثال کے طور پر، سرخ سے نیلے رنگ کا تناسب 4:1، 6:1، 9:1 اور اسی طرح ہے۔ پر

②جب تک یہ سفید روشنی ہے، یہ سورج کی روشنی کی جگہ لے سکتی ہے، جیسے کہ تین پرائمری سفید روشنی والی ٹیوب جو جاپان میں بڑے پیمانے پر استعمال ہوتی ہے، وغیرہ۔ ان سپیکٹرم کے استعمال سے پودوں کی نشوونما پر ایک خاص اثر پڑتا ہے، لیکن اثر LED کی طرف سے بنایا روشنی کے ذریعہ کے طور پر اچھا نہیں ہے.

③جب تک PPFD (لائٹ کوانٹم فلوکس کثافت)، الیومینیشن کا ایک اہم پیرامیٹر، ایک خاص انڈیکس تک پہنچ جاتا ہے، مثال کے طور پر، PPFD 200 μmol·m-2·s-1 سے زیادہ ہے۔تاہم، اس اشارے کا استعمال کرتے وقت، آپ کو اس بات پر توجہ دینی چاہیے کہ یہ سایہ دار پودا ہے یا سورج کا پودا۔آپ کو ان پودوں کے لائٹ کمپنسیشن سنترپتی پوائنٹ کے بارے میں سوال کرنے یا تلاش کرنے کی ضرورت ہے، جسے لائٹ کمپنسیشن پوائنٹ بھی کہا جاتا ہے۔اصل ایپلی کیشنز میں، پودے اکثر جل جاتے ہیں یا مرجھا جاتے ہیں۔لہذا، اس پیرامیٹر کے ڈیزائن کو پودوں کی پرجاتیوں، ترقی کے ماحول اور حالات کے مطابق ڈیزائن کیا جانا چاہئے.

پہلے پہلو کے بارے میں، جیسا کہ تعارف میں بتایا گیا ہے، پودوں کی نشوونما کے لیے درکار سپیکٹرم ایک مخصوص تقسیم کی چوڑائی کے ساتھ ایک مسلسل طیف ہونا چاہیے۔سرخ اور نیلے رنگ کے دو مخصوص طول موج کے چپس سے بنا روشنی کا منبع استعمال کرنا واضح طور پر نامناسب ہے جس میں ایک بہت ہی تنگ طیف (جیسا کہ شکل 3(a) میں دکھایا گیا ہے)۔تجربات میں یہ پایا گیا کہ پودے زرد مائل ہوتے ہیں، پتوں کے تنے بہت ہلکے ہوتے ہیں اور پتوں کے تنے بہت پتلے ہوتے ہیں۔

پچھلے سالوں میں عام طور پر استعمال ہونے والے تین بنیادی رنگوں والی فلوروسینٹ ٹیوبوں کے لیے، اگرچہ سفید کو ترکیب کیا جاتا ہے، سرخ، سبز اور نیلے رنگ کے سپیکٹرا کو الگ کر دیا جاتا ہے (جیسا کہ شکل 3(b) میں دکھایا گیا ہے)، اور سپیکٹرم کی چوڑائی بہت تنگ ہے۔درج ذیل مسلسل حصے کی سپیکٹرل شدت نسبتاً کمزور ہے، اور LEDs کے مقابلے میں طاقت اب بھی نسبتاً بڑی ہے، توانائی کی کھپت سے 1.5 سے 3 گنا زیادہ۔لہذا، استعمال کا اثر ایل ای ڈی لائٹس جتنا اچھا نہیں ہے۔

شکل 3، سرخ اور نیلی چپ ایل ای ڈی پلانٹ لائٹ اور تھری پرائمری کلر فلوروسینٹ لائٹ سپیکٹرم

PPFD روشنی کوانٹم فلوکس کثافت ہے، جس سے مراد فتوسنتھیسز میں روشنی کی موثر ریڈی ایشن لائٹ فلوکس کثافت ہے، جو 400 سے 700 nm فی یونٹ وقت اور یونٹ کے رقبے کی طول موج کی حد میں پودوں کے پتوں کے تنوں پر روشنی کے کوانٹا واقعے کی کل تعداد کو ظاہر کرتی ہے۔ .اس کی اکائی μE·m-2·s-1 (μmol·m-2·s-1) ہے۔فوٹوسنتھیٹک طور پر فعال تابکاری (PAR) سے مراد کل شمسی تابکاری ہے جس کی طول موج 400 سے 700 nm کی حد میں ہے۔اس کا اظہار یا تو روشنی کوانٹا یا تابناک توانائی سے کیا جا سکتا ہے۔

ماضی میں، ایلومینومیٹر سے ظاہر ہونے والی روشنی کی شدت چمک تھی، لیکن پودے سے روشنی کے فکسچر کی اونچائی، روشنی کی کوریج اور کیا روشنی پتوں سے گزر سکتی ہے کی وجہ سے پودوں کی نشوونما کا طیف بدل جاتا ہے۔لہذا، فتوسنتھیسس کے مطالعہ میں روشنی کی شدت کے اشارے کے طور پر برابر کا استعمال درست نہیں ہے۔

عام طور پر، سورج سے محبت کرنے والے پودے کا PPFD 50 μmol·m-2·s-1 سے بڑا ہونے پر فوٹو سنتھیس کا طریقہ کار شروع کیا جا سکتا ہے، جبکہ سایہ دار پودے کے PPFD کو صرف 20 μmol·m-2·s-1 کی ضرورت ہوتی ہے۔ .لہذا، LED گرو لائٹس خریدتے وقت، آپ اس حوالہ کی قیمت اور آپ جس قسم کے پودے لگاتے ہیں اس کی بنیاد پر LED گرو لائٹس کی تعداد کا انتخاب کر سکتے ہیں۔مثال کے طور پر، اگر ایک LED lght کا PPFD 20 μmol·m-2·s-1 ہے، تو سورج سے محبت کرنے والے پودوں کو اگانے کے لیے 3 سے زیادہ LED پلانٹ بلب کی ضرورت ہوتی ہے۔

سیمی کنڈکٹر لائٹنگ کے کئی ڈیزائن حل

سیمی کنڈکٹر لائٹنگ کا استعمال پودے کی نشوونما یا پودے لگانے کے لیے کیا جاتا ہے، اور حوالہ جات کے دو بنیادی طریقے ہیں۔

• اس وقت، چین میں انڈور پودے لگانے کا ماڈل بہت گرم ہے۔اس ماڈل میں کئی خصوصیات ہیں:

① ایل ای ڈی لائٹس کا کردار پلانٹ کی روشنی کا مکمل سپیکٹرم فراہم کرنا ہے، اور روشنی کے نظام کو تمام روشنی کی توانائی فراہم کرنے کی ضرورت ہے، اور پیداواری لاگت نسبتاً زیادہ ہے۔
②ایل ای ڈی گرو لائٹس کے ڈیزائن کو سپیکٹرم کے تسلسل اور سالمیت پر غور کرنے کی ضرورت ہے۔
③ روشنی کے وقت اور روشنی کی شدت کو مؤثر طریقے سے کنٹرول کرنا ضروری ہے، جیسے کہ پودوں کو چند گھنٹے آرام کرنے دینا، شعاع ریزی کی شدت کافی نہیں ہے یا زیادہ مضبوط نہیں ہے، وغیرہ۔
④پورے عمل کو ان حالات کی تقلید کرنے کی ضرورت ہے جو باہر کے پودوں کی اصل زیادہ سے زیادہ نشوونما کے ماحول کی ضرورت ہوتی ہے، جیسے نمی، درجہ حرارت اور CO2 کا ارتکاز۔

• اچھی آؤٹ ڈور گرین ہاؤس پلانٹنگ فاؤنڈیشن کے ساتھ آؤٹ ڈور پودے لگانے کا موڈ۔اس ماڈل کی خصوصیات یہ ہیں:

① ایل ای ڈی لائٹس کا کردار روشنی کو بڑھانا ہے۔ایک یہ ہے کہ دن کے وقت سورج کی روشنی کی شعاعوں کے تحت نیلے اور سرخ علاقوں میں روشنی کی شدت کو بڑھانا ہے تاکہ پودوں کی فوٹو سنتھیسز کو فروغ دیا جا سکے، اور دوسرا یہ کہ پودوں کی نشوونما کی شرح کو فروغ دینے کے لیے رات کے وقت سورج کی روشنی نہ ہونے کی تلافی کی جائے۔
②اضافی روشنی کو اس بات پر غور کرنے کی ضرورت ہے کہ پودا کس ترقی کے مرحلے میں ہے، جیسے کہ بیج لگانے کا دورانیہ یا پھول اور پھل آنے کا دورانیہ۔

لہذا، ایل ای ڈی پلانٹ گرو لائٹس کے ڈیزائن میں پہلے دو بنیادی ڈیزائن موڈز ہونے چاہئیں، یعنی 24 گھنٹے لائٹنگ (انڈور) اور پلانٹ گروتھ سپلیمنٹ لائٹنگ (آؤٹ ڈور)۔انڈور پلانٹ کی کاشت کے لیے، ایل ای ڈی گرو لائٹس کے ڈیزائن کو تین پہلوؤں پر غور کرنے کی ضرورت ہے، جیسا کہ شکل 4 میں دکھایا گیا ہے۔ چپس کو ایک خاص تناسب میں تین بنیادی رنگوں کے ساتھ پیک کرنا ممکن نہیں ہے۔

شکل 4، 24 گھنٹے روشنی کے لیے انڈور ایل ای ڈی پلانٹ بوسٹر لائٹس استعمال کرنے کا ڈیزائن خیال

مثال کے طور پر، نرسری کے مرحلے میں سپیکٹرم کے لیے، اس بات پر غور کرتے ہوئے کہ اسے جڑوں اور تنوں کی نشوونما کو مضبوط کرنے، پتوں کی شاخوں کو مضبوط کرنے، اور روشنی کا ذریعہ گھر کے اندر استعمال کیا جاتا ہے، اسپیکٹرم کو ڈیزائن کیا جا سکتا ہے جیسا کہ شکل 5 میں دکھایا گیا ہے۔

شکل 5، ایل ای ڈی انڈور نرسری کی مدت کے لیے موزوں اسپیکٹرل ڈھانچے

ایل ای ڈی گرو لائٹ کی دوسری قسم کے ڈیزائن کے لیے، اس کا مقصد بنیادی طور پر بیرونی گرین ہاؤس کی بنیاد میں پودے لگانے کو فروغ دینے کے لیے اضافی روشنی کا ڈیزائن حل کرنا ہے۔ڈیزائن کا خیال تصویر 6 میں دکھایا گیا ہے۔

شکل 6، آؤٹ ڈور گرو لائٹس کے ڈیزائن آئیڈیاز 

مصنف تجویز کرتا ہے کہ زیادہ پودے لگانے والی کمپنیاں پودوں کی نشوونما کو فروغ دینے کے لیے ایل ای ڈی لائٹس استعمال کرنے کا دوسرا آپشن اپناتی ہیں۔

سب سے پہلے، چین کی بیرونی گرین ہاؤس کاشت کئی دہائیوں پر مشتمل ہے اور جنوب اور شمال دونوں میں وسیع پیمانے پر تجربہ ہے۔اس میں گرین ہاؤس کاشت کاری کی ٹیکنالوجی کی اچھی بنیاد ہے اور یہ ارد گرد کے شہروں کے لیے بازار میں بڑی تعداد میں تازہ پھل اور سبزیاں فراہم کرتا ہے۔خاص طور پر مٹی اور پانی اور کھاد کے پودے لگانے کے میدان میں بھرپور تحقیقی نتائج سامنے آئے ہیں۔

دوم، اس قسم کا اضافی روشنی کا محلول توانائی کے غیر ضروری استعمال کو بہت کم کر سکتا ہے، اور ساتھ ہی ساتھ پھلوں اور سبزیوں کی پیداوار میں بھی مؤثر طریقے سے اضافہ کر سکتا ہے۔اس کے علاوہ چین کا وسیع جغرافیائی علاقہ فروغ کے لیے بہت آسان ہے۔

ایل ای ڈی پلانٹ لائٹنگ کی سائنسی تحقیق کے طور پر، یہ اس کے لیے ایک وسیع تر تجرباتی بنیاد بھی فراہم کرتا ہے۔تصویر 7 اس تحقیقی ٹیم کی طرف سے تیار کردہ ایل ای ڈی گرو لائٹ کی ایک قسم ہے، جو گرین ہاؤسز میں اگنے کے لیے موزوں ہے، اور اس کا سپیکٹرم تصویر 8 میں دکھایا گیا ہے۔

شکل 7، ایل ای ڈی کی ایک قسم کی روشنی بڑھ جاتی ہے۔

شکل 8، ایک قسم کی ایل ای ڈی گرو لائٹ کا سپیکٹرم

مندرجہ بالا ڈیزائن کے خیالات کے مطابق، تحقیقی ٹیم نے تجربات کی ایک سیریز کی، اور تجرباتی نتائج بہت اہم ہیں۔مثال کے طور پر، نرسری کے دوران روشنی بڑھنے کے لیے، استعمال کیا جانے والا اصل لیمپ فلوروسینٹ لیمپ ہے جس کی طاقت 32 ڈبلیو ہے اور نرسری سائیکل 40 دن ہے۔ہم 12 ڈبلیو ایل ای ڈی لائٹ فراہم کرتے ہیں، جو سیڈنگ سائیکل کو 30 دن تک مختصر کر دیتی ہے، سیڈنگ ورکشاپ میں لیمپ کے درجہ حرارت کے اثر کو مؤثر طریقے سے کم کرتی ہے، اور ایئر کنڈیشنر کی بجلی کی کھپت کو بچاتی ہے۔بیجوں کی موٹائی، لمبائی اور رنگ اصل بیج بڑھانے والے محلول سے بہتر ہے۔عام سبزیوں کے بیجوں کے لیے بھی اچھے تصدیقی نتائج حاصل کیے گئے ہیں جن کا خلاصہ درج ذیل جدول میں دیا گیا ہے۔

ان میں، ضمنی لائٹ گروپ PPFD: 70-80 μmol·m-2·s-1، اور سرخ نیلے رنگ کا تناسب: 0.6-0.7۔قدرتی گروپ کی دن کے وقت پی پی ایف ڈی ویلیو کی حد 40~800 μmol·m-2·s-1 تھی، اور سرخ سے نیلے رنگ کا تناسب 0.6~1.2 تھا۔یہ دیکھا جا سکتا ہے کہ مندرجہ بالا اشارے قدرتی طور پر اگائے جانے والے پودوں کی نسبت بہتر ہیں۔

نتیجہ

یہ مضمون پودوں کی کاشت میں ایل ای ڈی گرو لائٹس کے اطلاق میں تازہ ترین پیشرفت کا تعارف کرائے گا، اور پودوں کی کاشت میں ایل ای ڈی گرو لائٹس کے اطلاق میں کچھ غلط فہمیوں کی نشاندہی کرتا ہے۔آخر میں، پودوں کی کاشت کے لیے استعمال ہونے والی ایل ای ڈی گرو لائٹس کی ترقی کے لیے تکنیکی خیالات اور اسکیمیں متعارف کرائی گئی ہیں۔واضح رہے کہ روشنی کی تنصیب اور استعمال میں کچھ ایسے عوامل بھی ہیں جن پر غور کرنے کی ضرورت ہے، جیسے کہ روشنی اور پودے کے درمیان فاصلہ، چراغ کی شعاع رینج، اور روشنی کو کس طرح لگانا ہے۔ عام پانی، کھاد اور مٹی۔

مصنف: یی وانگ وغیرہ۔ماخذ: CNKI