บทความทั้งหมด
การเลือกไฟปลูกต้นไม้ ต้องพิจารณาอะไรบ้าง
การเลือกไฟปลูกต้นไม้ ต้องพิจารณาอะไรบ้าง
การเลือกไฟปลูกต้นไม้ เราควรมาทำความเข้าใจกันก่อนว่าทำไมพืชจึงต้องการแสงแดด พืชเอาแสงแดดไปใช้ทำอะไร หลังจากที่เราทราบว่าพืชใช้แสงแดดเพื่ออะไร เราค่อยมาศึกษาต่อว่าในแสงแดดมีอะไรอยู่ และส่วนที่พืชนำไปใช้นั้นคืออะไร เราจึงจะได้คำตอบว่าการเลือกหลอดไฟปลูกต้นไม้นั้นต้องพิจารณาอะไรบ้าง
การเลือกไฟปลูกต้นไม้ ต้องพิจารณาว่าพืชใช้แสงแดดทำอะไร
พืชใช้แสงแดดในการสังเคราะห์แสง เราคงจะคุ้นเคยกับคำว่าสังเคราะห์แสงกันเป็นอย่างดี แต่อาจจะยังไม่ค่อยทราบว่ากระบวนการสังเคราะห์แสงนั้นมีขั้นตอนอย่างไร กระบวนการก็เป็นไปตามชื่อ คือการใช้แสงเป็นส่วนสำคัญในการสังเคราะห์ให้ได้สิ่งอื่นขึ้นมา
โดยสิ่งหลักๆที่ได้จากการสังเคราะห์แสงคือ แป้ง น้ำตาล ออกซิเจน และพลังงานที่สะสมในรูปสารประกอบอินทรีย์ ซึ่งเป็นสิ่งที่จำเป็นต่อการดำรงชีวิต และเจริญเติบโตของพืช
ปัจจัยสำคัญในการสังเคราะห์แสงคือ
- ก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์
- น้ำ
- รงควัตถุ
- แสงแดด
กระบวนการสังเคราะห์แสง วัตถุดิบที่พืชใช้ และผลที่ได้จากการสังเคราะห์แสง
แสงทำปฏิกิริยาอะไรกับพืช
ในส่วนนี้เราจะพูดถึงแสง และส่วนที่พืชใช้รับพลังงานแสง(รงควัตถุ) เพื่อให้เข้าใจว่าแสงไปทำปฏิกิริยากับส่วนไหนของพืชเพื่อให้เกิดกระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสง
พืชที่สามารถสังเคราะห์ด้วยแสงได้ จะต้องมีสารที่มีความสามารถในการดูดกลืนพลังงานแสง (รงควัตถุ) แล้วนำพลังงานนั้นไปใช้ในการทำปฏิกิริยาเคมี โดยทำให้เกิดการแตกตัวของน้ำ ทำให้ได้ออกซิเจน อีเลคตรอนและโปรตอนออกมา และทำให้เกิดการเปลี่ยน คาร์บอนไดออกไซด์เป็นน้ำตาลต่อไป
โมเลกุลที่มีความสามารถในการดูดกลืนแสงที่มีอยู่ในพืชคือ รงควัตถุ (pigment) รงควัตถุที่ใช้ในกระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสง สามารถแบ่งออกเป็น 3 ประเภทใหญ่ๆ ตามลักษณะของโครงสร้างของโมเลกุล ได้แก่
ไฟปลูกต้นไม้
รงควัตถุ 3ประเภท
ซึ่งใน 3 ส่วนนั้น สามารถแบ่งแยกย่อยออกไปได้อีก ในส่วนของรงควัตถุที่เราคุ้นเคยและรู้จักกันดีคือ คลอโรฟิลล์
การดูดกลืนแสงของรงควัตถุ
รงควัตถุที่ใช้ในกระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสงก็มีความสามารถในการดูดกลืนแสงในช่วงคลื่นต่างๆ กัน ดังต่อไปนี้
| ชนิดของรงควัตถุ | ช่วงแสงที่ดูดกลืนแสง (nm) | ชนิดของพืช |
|---|---|---|
| คลอโรฟิลล์ | ||
| คลอโรฟิลล์ เอ | 420, 660 | พืชชั้นสูงทุกชนิดและสาหร่าย |
| คลอโรฟิลล์ บี | 435, 643 | พืชชั้นสูงทุกชนิดและสาหร่ายสีเขียว |
| คลอโรฟิลล์ ซี | 445, 625 | ไดอะตอมและสาหร่ายสีน้ำตาล |
| คลอโรฟิลล์ ดี | 450, 690 | สาหร่ายสีแดง |
| คาร์โรทีนอยด์ | ||
| เบตา คาร์โรทีน | 425, 450, 480 | พืชชั้นสูงและสาหร่ายส่วนใหญ่ |
| แอลฟา คาร์โรทีน | 420, 440, 470 | พืชส่วนใหญ่และสาหร่ายบางชนิด |
| ลูตีออล (Luteol) | 425, 445, 475 | สาหร่ายสีเขียว สีแดงและพืชชั้นสูง |
| ไวโอลาแซนธอล | 425, 450, 475 | พืชชั้นสูง |
| ฟูโคแซนธอล | 425, 450, 475 | ไดอะตอมและสาหร่ายสีน้ำตาล |
| ไฟโคอีรีธรินส์ | 490, 546, 576 | สาหร่ายสีแดง และสาหร่ายสีน้ำเงิน |
| ไฟโคบิลินส์ | ||
| ไฟโคอีรีธรินส์ | 490, 546, 576 | สาหร่ายสีแดง และสาหร่ายสีน้ำเงิน |
| ไฟโคไซยานินส์ | 618 | สาหร่ายสีน้ำเงินแกมเขียว และ สาหร่ายสีแดง |
เมื่อมีแสงในช่วงที่พืชต้องการส่องมายังใบพืชที่มีรงควัตถุอยู่ จะเกิดกระบวนการสังเคราะห์แสง ทำให้เกิดการสร้างอาหารในพืช แสงธรรมชาติที่มาจากดวงอาทิตย์ ประกอบด้วยสเปกตรัมของแสง ในช่วงความยาวคลื่นแสงระหว่าง 200-5000 นาโนเมตร (nm)
การที่แสงมีความยาวคลื่นแตกต่างกัน ทำให้เกิดสีที่แตกต่างกันไปด้วย แสงที่พืชนำมาใช้ประโยชน์ในการสังเคราะห์ด้วยแสง คือแสงในช่วงที่มนุษย์มองเห็น ซึ่งเป็นแสงที่มีความยาวคลื่น 380-770 นาโนเมตร
การเลือกไฟปลูกต้นไม้ หรือ ใช้แสงเทียมในการปลูกต้นไม้เพื่อให้ได้ประสิทธิภาพมากที่สุดควรพิจารณาสิ่งต่างๆดังต่อไปนี้
รูปความยาวคลื่นและแสงสีที่ตามองเห็น
ปริมาณของแสง (ความเข้มแสง) คือจำนวนพลังงานรวมที่แสงผลิตออกมา จะอยู่ในรูปของพลังงานต่อพื้นที่ มีหน่วยเป็น วัตต์ต่อตารางเมตร (W/m2) หรือในเทอมของจำนวนโฟตอน มีหน่วยเป็นไมโครโมลต่อตารางเมตรต่อวินาที (μmol /m2/ s)
ในส่วนของความเข้มแสงนั้น ยิ่งแสงมีความเข้มมาก ก็จะยิ่งมีพลังงานมาก ทำให้พืชสังเคราะห์แสงได้มากขึ้น หากแสงมีความเข้มมาก แต่ความยาวคลื่นแสงไม่ตรงกับที่พืชต้องการก็จะไม่เกิดกระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสง
ใช้แสงอื่นแทนแสงแดดได้หรือไม่
การเลือกไฟปลูกต้นไม้ หลังจากที่เราได้ทราบแล้วว่าพืชใช้ประโยชน์จากแสงอย่างไร และใช้แสงแบบไหนที่มีอยู่ในแสงแดด เราก็สามารถเลือกใช้แสงอื่นแทนแสงแดดได้ โดยสิ่งที่ต้องคำนึงถึงในการเลือกใช้แสงอื่นแทนแสงแดดนั้นมีอยู่ 2 สิ่งที่สำคัญคือ
ในส่วนของแหล่งกำเนินแสงเทียมที่เหมาะกับการใช้เป็นแหล่งกำเนิดแสงเทียมมากที่สุดในปัจจุบันคือ หลอดLED ซึ่งมีประสิทธิภาพสูง อายุการใช้งานยาวนาน มีความร้อนน้อย น้ำหนักเบา
สรุป
การเลือกไฟปลูกต้นไม้ หรือ ใช้แสงเทียมในการปลูกต้นไม้เพื่อให้ได้ประสิทธิภาพมากที่สุดควรพิจารณาสิ่งต่างๆดังต่อไปนี้
- คุณภาพของแสง(ความยาวคลื่นแสง)หรือเสปคตรัมแสง ซึ่งควรจะมีเสปคตรัมแสงครบทุกช่วงแสง ตั้งแต่ 400 ถึง 700 นาโนเมตร(แสงสีขาว)
- ปริมาณของแสง (ความเข้มแสง) หรือค่า PPFD ยิ่งมีค่ามากพืชจะเจริญเติบโตได้ดี แต่ถ้ามากจนถึงจุดหนึ่งจะเกิดผลเสียกับพืชได้
- ผลการทดสอบ ดูจากผลการทดสอบจริงที่ผู้จำหน่ายได้ทดสอบโชว์ ผลทดสอบจริง จะมีภาพการเติบโตของต้นไม้ทุกช่วงอายุของต้นไม้ หากโชว์แต่ต้นไม้ที่โตแล้วอาจจะไม่ได้มีการทดสอบจริง
คำถามที่พบบ่อย
หลอดไฟปลูกต้นไม้ สีแดง-น้ำเงิน เป็นหลอดไฟปลูกต้นไม้ยุคแรกๆ ที่เน้นช่วงความยาวคลื่น 400 และ 600 นาโนเมตร ความยาวคลื่น 400 นาโนเมตรจะเป็นแสงสีน้ำเงิน ความยาวคลื่น 600 นาโนเมตรจะเป็นแสงสีแดง เหตุที่ใช้แค่ 2 สี
มาจากหลักการที่ว่าพืชสามารถดูดกลืนแสงสีน้ำเงินและสีแดงได้ดีที่สุด ในยุคแรกๆของไฟปลูกต้นไม้จึงเน้นไปที่ 2 สีนี้เท่านั้น หลอดไฟปลูกต้นไม้แสงขาว เป็นหลอดไฟปลูกต้นไม้ที่ได้รับการพัฒนาให้มีเสปคตรัมแสงครบทุกช่วงตั้งแต่ 400 ถึง 700 นาโนเมตรจึงทำให้เห็นเป็นแสงสีขาว เนื่องจากการศึกษาเรื่องแสงกับการสังเคราะห์แสงของพืช
พบว่าช่วงแสงอื่นๆระหว่าง 400 ถึง 700 นาโนเมตรนั้น ถึงแม้จะไม่ได้เป็นแสงหลักในการสังเคราะห์แสงของพืช แต่ก็มีส่วนช่วยในการสังเคราะห์แสงของพืช การที่ใช้หลอดไฟปลูกต้นไม้แสงขาวที่มีครบทุกช่วงเสปคตรัมแสงจึงทำให้พืชเจริญเติบโตได้ดีกว่าการใช้หลอดไฟปลูกต้นไม้ที่มีเฉพาะแสงสีน้ำเงินและสีแดง
ค่า PPFD คือปริมาณแสง ถ้าปริมาณแสงมาก แต่เสปคตรัมแสง(คุณภาพแสง)ไม่ตรงกับที่พืชต้องการ ก็ไม่เกิดประโยชน์กับการสังเคราะห์แสงของพืช พืชจึงเติบโตได้ไม่ดี
ตัวอย่างค่า PPFD ของหลอดไฟปลูกต้นไม้ LED-Tube-2f-15w ที่ความสูง 25cm 1หลอด พื้นที่ 60cm X 30cm
ระยะยิ่งห่างทำให้ค่า PPFD ลดลง เพราะฉะนั้นยิ่งติดตั้งหลอดไฟใกล้ต้นไม้เท่าไหร่ยิ่งดี แต่ถ้าหลอดที่ใช้มีค่า PPDF สูงมาก การที่ติดตั้งใกล้เกินไปจะทำให้เกิดผลเสียกับต้นไม้ได้
ไม่ควรเปิดตลอด 24 ชั่วโมง เพราะพืชต้องมีช่วงเวลาที่ไม่ได้รับแสงด้วย อีกทั้งพืชยังใช้ชั่วโมงการรับแสง และไม่ได้รับแสงในการแบ่งฤดูกาล ซึ่งมีผลต่อการออกดอกออกผล ตามแต่ละชนิดของพืชที่ต้องการ ว่าพืชนั้นต้องการวันสั้น หรือวันยาว
จากการทดลอง พืชที่รับประทานใบ สามารถเปิดไฟ 16 ชั่วโมงต่อวันได้ หากเปิดนานกว่านี้ในพืชที่ต้องการแสงน้อย จะทำให้พืชเกิดอาการใบไหม้ได้ พืชที่ต้องการวันสั้น เช่น สตรอว์เบอร์รี หากต้องการให้ออกดอกควรให้รับแสงน้อยกว่า 8 ชั่วโมงต่อวัน หากต้องการขยายพันธุ์ให้เกิดต้นไหล ควรได้รับแสงมากกว่า 11 ชั่วโมงต่อวัน
ใช้ได้ แต่ได้ผลดีไม่ดี เนื่องจากมีสเปคตรัมแสงไม่ครบทุกช่วง และมีความเข้มแสงต่ำมาก จึงไม่เหมาะที่จะใช้เป็นไฟปลูกต้นไม้