گیاهان در حالتی که قسمتهای خاصی از طیف الکترومغناطیسی مرئی نور را دریافت می کنند ، بهترین رشد را دارند. اگرچه بیشتر باغداران فقط به نور طبیعی متکی هستند و در گلخانه از نور کمکی بهره نمی گیرند ولی اگر قصد دارید گیاهان خود را در زمستان پرورش دهید و یا رشد مناسب تری در گیاهان و درختان مشاهده کنید، ممکن است به یک چراغ رشد در گلخانه احتیاج داشته باشید. گلخانـه بايـد بتواند محيط كنترل شـد ه ای بـراي نور، حـرارت و رطوبت كافي به منظـور توليـد گيـاه فراهـم كند.
سـه جـزء اصلی فراینـد فتوسـنتز گیاهان شـامل آب، دی اکسـیدکربن و نـور اسـت. نـور یکـی از عوامـل مؤثـر در رشـد و نمو گیاه اسـت. نـور طبیعی خورشـید، ارزان تریـن منبـع در دسـترس اسـت، امـا ایـن منبع همیشـه و به مقـدار کافـی در دسـترس نیسـت. همچنیـن انـرژی خورشـیدی که توسـط گیاهـان اسـتفاده می شـود، شـامل بخـش کوچکـی از طیف نوری خورشـید اسـت. بنابرایـن اسـتفاده از نور مصنوعـی به منظور افزایش محصـول و ارتقای کیفیـت آن، دیگـر متـداول شـده اسـت. در شـرایط خـاص و روزهـای ابری و زمسـتانی و در مناطقی كه نور خورشـید کم اسـت، اسـتفاده از نورهای مصنوعـی بـرای تأمین نور مـورد نیاز برای فرایند فتوسـنتز گیاهـان می تواند نقـش مؤثـری در افزایـش عملکـرد ایفـا کند. شـایان ذکر اسـت کـه در طول تابسـتان که حداکثر تابش نور خورشـید وجود دارد، بایسـتی شـدت عبور نور کاهـش داده شـود زیـرا شـدت بالای نور سـبب افزایـش دمـای برگ ها و در نتیجـه آفتاب سـوختگی گیاهـان گلخانـه ای خواهد شـد. در چنین شرایطی بایستی با استفاده از پرده هـای سـایه انداز کـه در داخـل یا بیـرون گلخانـه نصب می شـود، میزان عبـور نـور را کاهش داد.
دی اکسـید کربن و نـور در فراینـد فتوسـنتز مکمـل یکدیگـر هسـتند. بنابرایـن در هنـگام اسـتفاده از نورهـای تکمیلـی در گلخانه هـا، غلظـت دی اکسـیدکربن نیـز می بایسـت کنتـرل شـود و در صـورت نیـاز، اقـدام بـه تزریـق دی کسـید کربن در گلخانـه کرد. دی اکسـید کربن مایع، یخ خشـک و احتـراق سـوخت های بـدون سـولفور می توانـد به عنـوان منابـع تأمیـن دی اکسـیدکربن مـورد اسـتفاده قـرار گیـرد.
به منظـور اسـتفاده حداکثـری از نـور طبیعی خورشـید در فصل زمسـتان، می بایسـت بـه عوامـل طراحـی گلخانـه شـامل شکل سـازه و جهـت آن توجـه کـرد. گلخانه ها با سـقف قوسی شـکل دارای میـزان عبور نور بیش تری نسـبت بـه گلخانه هـای دارای سـقف شیبدار هسـتند و همچنیـن میزان عبـور نـور در گلخانه هـای بـا جهـت شـرقی-غربی در زمسـتان بیش تـر و در تابسـتان کم تـر از گلخانه هـای بـا جهت شـمالی-جنوبی اسـت.
کم یا زیاد بودن نور و همچنین توزیع غیر یکنواخت نور از عمده ترین مشکلات موجود در تامین روشنایی گلخانه ها می باشد.
اندازه گیری نور
واحـد اندازه گیـری نـور در سیسـتم بین المللی، لوکس اسـت کـه به صورت شـار نـوری بـر واحـد سـطح تعریف می شـود. هـر لوکس معـادل یـک لومن بر مترمربـع اسـت. در نورسـنجی، لوکس به عنوان مقیاسـی برای سـنجش شـدت نـوری که به وسـیله چشـم انسـان درک میشـود، مورد اسـتفاده قـرار می گیرد.
امـروزه دسـتگاه های اندازه گیـری نـور در بـازار موجـود اسـت کـه به عنـوان لوکس متـر شـناخته می شـوند.
نور طبیعی (نور خورشید)
بهره گیری از نور خورشید ویژگی های مهمی دارد که از جمله می توان به موارد ذیل اشاره نمود:
- یکی از عوامل مؤثر بر فتوسنتز فعال در گیاهان مدت زمان تابش نور خورشید است.
- شدت نور در طول روز تغییر می کندو معمولا از صفر در ابتدای روز شروع شده و تا 100000تا 150000 لوکس (لومن بر مترمربع)در نیمروز می رسد.
- شدت نور در روزهای ابری کاهش می یابد، در نتیجه سبب کاهش فتوسنتز گیاهان می شود.
- شدت نورهای کم تر از 3200 لوکس یا بیش تر از 921000 لوکس برای رشد گیاهان نامناسب است و میزان مطلوب آن برای بیش تر گیاهان 3200 لوکس است.
نورهای ایجادشـده از منابـع نوری مانند خورشـید دارای طیف گسترده ایست کـه از طیـف فرابنفـش تـا فروسـرخ را شامل می شـود کـه تمـام جنبه های رشـد گیـاه را تحـت تأثیـر قرار می دهد. بیش تریـن فعالیت مناسـب فتوسـنتز در طیف هـای نـوری آبـی و قرمـز صـورت می گیـرد و طیف هـای نـوری زرد و سـبز کم تریـن تأثیـر در فتوسـنتز را دارنـد. رشـد گیـاه در نـور فرابنفـش متوقف می شـود و نـور فروسـرخ گیاهانی ضعیـف و طویل به وجـود مـی آورد. نتیجـه ای کـه از بررسـی رفتـار گیاهـان در طـول موج های مختلـف حاصـل می شـود، نشـان می دهـد طـول مـوج آبـی بهتریـن نـور بـرای رشـد برگ هـای گیاهـان سـبز و سـبزیجات اسـت. طـول موج نـور قرمز بهترین نور بـرای پـرورش گل، گل دهـی و فتوسـنتز گیاه است. تمیز کردن شیشه های گلخانه از گرد و غبار در زمستان تا حدود 10% شدت نور ورودی به گلخانه را افزایش می دهد.
.jpg)
نور مصنوعی
گیاهـان نسـبت بـه رنـگ نـور بسـیار حسـاستر از انسـان هسـتند و این حساسـیت در انـواع مختلـف گیاهان متفاوت اسـت. به کارگیـری منابع نوری کارآمـد بـرای گیاهـان بـه همـراه دسـتورالعمل صحیـح اسـتفاده از آن، برای به دسـت آوردن نتایـج مطلـوب در تولید و رشـد گیاهان بسـیار حائـز اهمیت اسـت. منابع گوناگون مصنوعی تولید نور یا همان لامپ ها ، طیف هـای نوری گوناگونی را تولید می کنند و برخی از فن آوری ها در تولید روشنایی نوری را تولید می کنند که عمدتا خارج از محدوده مورد نیاز گیاه می باشد. در ادامـه انـواع لامپ هـای قابل اسـتفاده در گلخانه ها بـه همراه ویژگی هـای آن هـا بیان شـده اسـت.
لامپ های حبابی رشتهای (التهابی)
لامپ هـای حبابـی رشـتهای (التهابـی) در اندازه هـای 40 تـا 500 وات اسـت و فقـط 7 درصـد از انـرژی الکتریکـی را به انـرژی نوری تبدیـل کرده و 93 درصـد باقی مانـده را بـه گرمـا تبدیـل می کننـد. ایـن لامپ هـا نورهـای بـا طـول مـوج سـرخ و فروسـرخ تولیـد می کننـد و سـبب طویل و نرم شـدن بافت هـای گیاهـی می شـوند. عمـر متوسـط ایـن لامپ هـا 750 تـا 1000 سـاعت اسـت. همـراه ایـن لامپ هـا ، منعکس کننده هـای گنبدی شـکل برای انعـکاس نـور به سـمت گیاهان اسـتفاده می شـود.
لامپ های فلورسنت ( مهتابی)
لامپ هـای فلورسـنت در اندازه هـای 40 تـا 60 وات بـوده و میـزان تبدیـل انـرژی الکتریکـی آن هـا بـه انـرژی نـوری 20 درصـد اسـت. ایـن لامپ هـا دارای دو نـور آفتابـی و مهتابـی هسـتند کـه نـوع مهتابـی آن دارای مقـدار بسـیار کمـی امواج سـرخ و فاقـد امواج فروسـرخ اسـت و به عنـوان نور سـفید شناخته می شـود و به طـور معمـول بـرای محصول هایی شـبیه خیار، گوجه فرنگـی و فلفـل گلخانـه ای اسـتفاده می شـود. در صورتـی کـه بـرای تحریک گیاه به گل دادن باید از نور سـرخ و فروسـرخ اسـتفاده شـود، مجموعه دو لامپ مهتابـی و آفتابـی طیفـی مشـابه طیـف خورشـید ایجاد می کنـد.
لامپ های فلورسنت فشرده (CFL) یا کم مصرف
لامپ های فلورسـنت فشـرده کـه در بازار به عنـوان لامپ های کم مصرف شـناخته می شـوند، مقدار نوری تقریبا معادل با لامپ های فلورسـنت عادی تولیـد می کننـد ولـی میـزان مصـرف بـرق آن هـا یک پنجـم تـا یک سـوم بـوده و طـول عمرشـان هشـت تـا پانـزده برابر اسـت. اگرچه قیمت بیشتری نسبت به لامپ های قدیمی دارند ولی به کارگیری آنان در دراز مدت به علت طـول عمر بیش تـر و مصرف بـرق کم تـر ، در حدود پنـج برابر مقرون به صرفه تـر است.
لامپ های با شدت بالای تخلیه الکتریکی (HID)
- لامپ هـای بـا شـدت بالای تخلیـه الکتریکـی حالـت فشـرده دارنـد و تغییرات دما بر آنان چندان تاثیر ندارد و همچنین بـازده تبدیل انرژی الکتریکـی بـه فتوسـنتز فعـال بالایـی دارنـد. انـواع لامپ های HID شـامل لامپ هـای سـدیمی، لامپ هـای جیـوهای و لامپهـای هالـوژن هسـتند که در ادامـه انـواع لامپهـای HID توضيـح داده میشـود.
- لامپ های سـدیمی خود به دو دسـته سـدیمی با فشـار بالا (HPS) و فشـار پاییـن(LPS)تقسـیم می شـوند. لامپ هـای سـدیمی بـا فشـار بالا (شـکل 1) دارای طیف هـای نـوری زرد تـا نارنجـی بـوده، در صورتـی کـه لامپ هـای سـدیمی بـا فشـار پاییـن دارای طیف نـوری زرد هسـتند.
- در لامپ هـای جیـوه ای نور به وسـیله عبور جریـان الکتریکی از محیط گاز یـا بخـار تحـت فشـار تولیـد می شـود. روشن شـدن آن هـا به منظـور بالارفتـن فشـار درون لامپ چنـد دقیقـه زمـان می بـرد. طیـف نـوری ایـن لامپ هـا آبی-سـفید بـه همـراه بخـش کوچکـی از نـور سـرخ اسـت و در اندازه هـای 400 تـا 1000 وات وجـود دارد.
- لامپ هـای هالـوژنی نـور بیش تـری از لامپ هـای سـدیمی تولید می کنند و میـزان تبدیل انرژی الکتریکـی به انرژی نور در آن ها در حدود 20 درصد اسـت. ایـن لامپ هـا طیف هـای نـوری آبی - بنفـش را تولید می کننـد و در ترکیـب بـا لامپ هـای سـدیمی فشـار بالا مـورد اسـتفاده قـرار می گیرنـد. ایـن لامپ هـا در اندازه هـای تـا 2000 وات وجود دارند.
لامپ های ال ای دی ( LED)
ایـن لامپ هـا در ابتـدا بیش تـر به عنـوان یـک چـراغ قرمزرنـگ در درون دسـتگاه های الکترونیکـی کاربـرد داشـتند ولی به کمک فناوری های جدید در دیگر رنگ ها سـاخته شدند و توانستند جای خود را در صنعـت روشـنایی بـاز کننـد. این لامپ ها مصـرف برق کمی دارند، طول عمرشان بسـیار بالا است و همچنین بازده نوری بالایی دارند. لامپ هـای ال ای دی طـول عمری بیـن 50 هـزار تـا 60 هـزار سـاعت دارنـد. این طول عمـر قابل مقایسـه با طول عمـر لامپ هـای دیگـر نیسـتند.
جایگزینی لامپ هـای قدیمـی بـا لامپ هـای ال ای دی در گلخانه هـا، نه تنهـا موجـب کاهـش 60 تـا 70 درصـدی مصـرف انـرژی میشـود، بلکـه موجـب رویـش بهتـر و یکنواخـت گیاهـان می شـود. در مقایسـه بـا سیسـتم های روشـنایی معمولـی، لامپ هـای ال ای دی دارای طیـف نوری کامل هسـتند، به سـادگی نصـب می شـوند و فضـای کمـی را اشـغال می کننـد. امـروزه در بـازار، لامپ هـای ال ای دی مخصـوص رشـد گیاهـان به عنـوان چراغ رشـد یا چراغ گیـاه شـناخته می شـوند( شکل 2) . این لامپ ها طیف نوری مورد نیاز بـرای تحریـک و تقویـت فتوسـنتز گیاهان را تولید می کنند. بسـته بـه انـواع گیاهـان تحت کشـت و مراحـل کشـت (جوانه زنی، رویـش، گل دهـی یـا میوه دهـی) و فتوپریـود (دوره نوردهی)، نـور خروجـی چنین لامپ هایی، محـدوده خاصـی از طیف و شـدت نـور مورد نیاز گیاهـان را تأمیـن می کند.
منبع:
مبانی استفاده از نور تکمیلی در گلخانه ها، محمدحسین سعیدی راد و سعید ظریف نشاط، موسسه آموزش و ترویج کشاورزی – دفتر شبکه دانش و رسانه های ترویجی، چاپ اول 1399
https://www.growingreenhouse.com/greenhouse-lighting-requirements/
https://greenhouseemporium.com/blogs/greenhouse-gardening/grow-lights-for-your-greenhouse/
