మొక్కల పెరుగుదలను ప్రభావితం చేసే ఐదు మోనోక్రోమటిక్ లైట్లు

మొక్కల పెరుగుదల మరియు అభివృద్ధికి కాంతి ప్రాథమిక పర్యావరణ కారకం. ఇది కిరణజన్య సంయోగక్రియకు ప్రాథమిక శక్తి వనరు మాత్రమే కాదు, మొక్కల పెరుగుదల మరియు అభివృద్ధికి ముఖ్యమైన నియంత్రకం కూడా. మొక్కల పెరుగుదల మరియు అభివృద్ధి కాంతి పరిమాణం లేదా కాంతి తీవ్రత (ఫోటాన్ ఫ్లక్స్ డెన్సిటీ, ఫోటాన్ ఫ్లక్స్ డెన్సిటీ, PFD) ద్వారా మాత్రమే పరిమితం చేయబడదు, కానీ కాంతి నాణ్యత, అంటే కాంతి మరియు రేడియేషన్ యొక్క వివిధ తరంగదైర్ఘ్యాలు మరియు వాటి విభిన్న కూర్పు నిష్పత్తుల ద్వారా కూడా పరిమితం చేయబడుతుంది.

సౌర వర్ణపటాన్ని సుమారుగా అతినీలలోహిత వికిరణంగా విభజించవచ్చు (అతినీలలోహిత, UV

మొక్కలు పెరుగుతున్న వాతావరణంలో కాంతి నాణ్యత, కాంతి తీవ్రత, కాంతి పొడవు మరియు దిశలో సూక్ష్మమైన మార్పులను గుర్తించగలవు మరియు ఈ వాతావరణంలో జీవించడానికి అవసరమైన శారీరక మరియు పదనిర్మాణ మార్పులను ప్రారంభించగలవు. మొక్కల ఫోటోమార్ఫోజెనిసిస్‌ను నియంత్రించడంలో బ్లూ లైట్, రెడ్ లైట్ మరియు ఫార్ రెడ్ లైట్ కీలక పాత్ర పోషిస్తాయి. ఫోటోరిసెప్టర్లు (ఫైటోక్రోమ్, ఫై), క్రిప్టోక్రోమ్ (క్రై), మరియు ఫోటోరిసెప్టర్లు (ఫోటోట్రోపిన్, ఫోటో) కాంతి సంకేతాలను స్వీకరిస్తాయి మరియు సిగ్నల్ ట్రాన్స్‌డక్షన్ ద్వారా మొక్కల పెరుగుదల మరియు అభివృద్ధిని ప్రేరేపిస్తాయి.

ఇక్కడ ఉపయోగించిన మోనోక్రోమటిక్ లైట్ నిర్దిష్ట తరంగదైర్ఘ్యం పరిధిలోని కాంతిని సూచిస్తుంది. వేర్వేరు ప్రయోగాలలో ఉపయోగించిన ఒకే మోనోక్రోమటిక్ లైట్ యొక్క తరంగదైర్ఘ్యాల పరిధి పూర్తిగా స్థిరంగా ఉండదు మరియు తరంగదైర్ఘ్యంతో సమానంగా ఉండే ఇతర మోనోక్రోమటిక్ లైట్లు తరచుగా వేర్వేరు విస్తరణలకు అతివ్యాప్తి చెందుతాయి, ప్రత్యేకించి మోనోక్రోమటిక్ LED లైట్ సోర్స్ కనిపించే ముందు. ఈ విధంగా, సహజంగా, భిన్నమైన మరియు విరుద్ధమైన ఫలితాలు ఉంటాయి.

రెడ్ లైట్ (R) ఇంటర్‌నోడ్ పొడుగును నిరోధిస్తుంది, పార్శ్వ శాఖలు మరియు టిల్లర్‌లను ప్రోత్సహిస్తుంది, పువ్వుల భేదాన్ని ఆలస్యం చేస్తుంది మరియు ఆంథోసైనిన్‌లు, క్లోరోఫిల్ మరియు కెరోటినాయిడ్‌లను పెంచుతుంది. ఎరుపు కాంతి అరబిడోప్సిస్ మూలాలలో సానుకూల కాంతి కదలికను కలిగిస్తుంది. బయోటిక్ మరియు అబియోటిక్ ఒత్తిళ్లకు మొక్కల నిరోధకతపై రెడ్ లైట్ సానుకూల ప్రభావాన్ని చూపుతుంది.

ఫార్ రెడ్ లైట్ (FR) చాలా సందర్భాలలో రెడ్ లైట్ ప్రభావాన్ని ఎదుర్కోగలదు. తక్కువ R/FR నిష్పత్తి వలన కిడ్నీ బీన్స్ కిరణజన్య సంయోగక్రియ సామర్థ్యం తగ్గుతుంది. గ్రోత్ చాంబర్‌లో, తెల్లటి ఫ్లోరోసెంట్ ల్యాంప్ ప్రధాన కాంతి వనరుగా ఉపయోగించబడుతుంది మరియు ఆంథోసైనిన్, కెరోటినాయిడ్ మరియు క్లోరోఫిల్ కంటెంట్ మరియు తాజా బరువును తగ్గించడానికి LED లతో ఫార్-రెడ్ రేడియేషన్ (734 nm ఉద్గార శిఖరం) అనుబంధంగా ఉంటుంది. పొడి బరువు, కాండం పొడవు, ఆకు పొడవు మరియు ఆకు తయారు చేస్తారు. వెడల్పు పెరిగింది. పెరుగుదలపై అనుబంధ FR ప్రభావం పెరిగిన ఆకు విస్తీర్ణం కారణంగా కాంతి శోషణ పెరుగుదల కారణంగా ఉండవచ్చు. తక్కువ R/FR పరిస్థితులలో పెరిగిన అరబిడోప్సిస్ థాలియానా పెద్ద బయోమాస్ మరియు బలమైన శీతల అనుకూలతతో అధిక R/FR కింద పెరిగిన వాటి కంటే పెద్దది మరియు మందంగా ఉంటుంది. R/FR యొక్క వివిధ నిష్పత్తులు మొక్కల ఉప్పు సహనాన్ని కూడా మార్చగలవు.

సాధారణంగా, తెల్లని కాంతిలో నీలి కాంతి భిన్నాన్ని పెంచడం వల్ల ఇంటర్నోడ్‌లను తగ్గించవచ్చు, ఆకు విస్తీర్ణం తగ్గుతుంది, సాపేక్ష వృద్ధి రేటును తగ్గిస్తుంది మరియు నైట్రోజన్/కార్బన్ (N/C) నిష్పత్తులను పెంచుతుంది.

అధిక ప్లాంట్ క్లోరోఫిల్ సంశ్లేషణ మరియు క్లోరోప్లాస్ట్ నిర్మాణం అలాగే అధిక క్లోరోఫిల్ a/b నిష్పత్తి మరియు తక్కువ కెరోటినాయిడ్ స్థాయిలు కలిగిన క్లోరోప్లాస్ట్‌లకు నీలి కాంతి అవసరం. ఎరుపు కాంతి కింద, ఆల్గే కణాల కిరణజన్య సంయోగక్రియ రేటు క్రమంగా తగ్గింది మరియు బ్లూ లైట్‌కి వెళ్లి లేదా నిరంతర ఎరుపు కాంతిలో కొంత నీలి కాంతిని జోడించిన తర్వాత కిరణజన్య సంయోగక్రియ రేటు వేగంగా కోలుకుంటుంది. చీకటిగా పెరుగుతున్న పొగాకు కణాలను 3 రోజుల పాటు నిరంతర నీలి కాంతికి బదిలీ చేసినప్పుడు, రూబులోజ్-1, 5-బిస్ఫాస్ఫేట్ కార్బాక్సిలేస్/ఆక్సిజనేస్ (రూబిస్కో) యొక్క మొత్తం పరిమాణం మరియు క్లోరోఫిల్ కంటెంట్ బాగా పెరిగింది. దీనికి అనుగుణంగా, యూనిట్ కల్చర్ ద్రావణం యొక్క వాల్యూమ్‌లోని కణాల పొడి బరువు కూడా తీవ్రంగా పెరుగుతుంది, అయితే ఇది నిరంతర ఎరుపు కాంతిలో చాలా నెమ్మదిగా పెరుగుతుంది.

సహజంగానే, కిరణజన్య సంయోగక్రియ మరియు మొక్కల పెరుగుదలకు, ఎరుపు కాంతి మాత్రమే సరిపోదు. గోధుమలు దాని జీవిత చక్రాన్ని ఒకే ఎరుపు LED ల మూలంగా పూర్తి చేయగలవు, అయితే పొడవైన మొక్కలు మరియు పెద్ద సంఖ్యలో విత్తనాలను పొందాలంటే, తగిన మొత్తంలో నీలి కాంతిని జోడించాలి (టేబుల్ 1). ఎరుపు మరియు నీలం కలయికతో పెరిగిన మొక్కల కంటే ఒకే ఎరుపు కాంతిలో పెరిగిన పాలకూర, బచ్చలికూర మరియు ముల్లంగి యొక్క దిగుబడి తక్కువగా ఉంది, అయితే తగిన నీలం కాంతితో ఎరుపు మరియు నీలం కలయికతో పెరిగిన మొక్కల దిగుబడి పోల్చదగినది. చల్లని తెల్లని ఫ్లోరోసెంట్ దీపాల క్రింద పెరిగిన మొక్కలు. అదేవిధంగా, అరబిడోప్సిస్ థాలియానా ఒకే ఎరుపు కాంతి క్రింద విత్తనాలను ఉత్పత్తి చేయగలదు, అయితే ఇది ఎరుపు మరియు నీలి కాంతి కలయికతో పెరుగుతుంది, ఎందుకంటే చల్లని తెల్లని ఫ్లోరోసెంట్ దీపాల క్రింద పెరిగిన మొక్కలతో పోలిస్తే నీలి కాంతి నిష్పత్తి తగ్గుతుంది (10% నుండి 1%). ప్లాంట్ బోల్టింగ్, పుష్పించే మరియు ఫలితాలు ఆలస్యం అయ్యాయి. అయినప్పటికీ, 10% నీలం కాంతిని కలిగి ఉన్న ఎరుపు మరియు నీలం కాంతి కలయికతో పెరిగిన మొక్కల విత్తనాల దిగుబడి చల్లని తెలుపు ఫ్లోరోసెంట్ దీపాల క్రింద పెరిగిన మొక్కలలో సగం మాత్రమే. మితిమీరిన నీలి కాంతి మొక్కల పెరుగుదలను నిరోధిస్తుంది, ఇంటర్నోడ్‌లను తగ్గిస్తుంది, శాఖలు తగ్గుతాయి, ఆకు విస్తీర్ణం తగ్గుతుంది మరియు మొత్తం పొడి బరువు తగ్గుతుంది. నీలి కాంతి అవసరంలో మొక్కలు ముఖ్యమైన జాతుల వ్యత్యాసాలను కలిగి ఉంటాయి.

వివిధ రకాల కాంతి వనరులను ఉపయోగించి కొన్ని అధ్యయనాలు మొక్కల స్వరూపం మరియు పెరుగుదలలో తేడాలు స్పెక్ట్రమ్‌లోని నీలి కాంతి నిష్పత్తిలో వ్యత్యాసాలకు సంబంధించినవి అని చూపించినప్పటికీ, ముగింపులు ఇప్పటికీ సమస్యాత్మకమైనవి ఎందుకంటే నీలం కాని కూర్పు ఉపయోగించిన వివిధ రకాల దీపాల ద్వారా విడుదలయ్యే కాంతి భిన్నంగా ఉంటుంది. ఉదాహరణకు, అదే కాంతి ఫ్లోరోసెంట్ దీపం కింద పెరిగిన సోయాబీన్ మరియు జొన్న మొక్కల పొడి బరువు మరియు యూనిట్ లీఫ్ ఏరియాకు నికర కిరణజన్య సంయోగక్రియ రేటు తక్కువ పీడన సోడియం ల్యాంప్‌ల క్రింద పెరిగిన వాటి కంటే గణనీయంగా ఎక్కువగా ఉన్నప్పటికీ, ఈ ఫలితాలు పూర్తిగా నీలి కాంతికి ఆపాదించబడవు. తక్కువ ఒత్తిడి సోడియం దీపాలు. లేకపోవడం, ఇది తక్కువ పీడన సోడియం దీపం మరియు నారింజ ఎరుపు కాంతి కింద పసుపు మరియు ఆకుపచ్చ కాంతికి సంబంధించినదని నేను భయపడుతున్నాను.

తెలుపు కాంతిలో (ఎరుపు, నీలం మరియు ఆకుపచ్చ కాంతితో కూడిన) పెరిగిన టమోటా మొలకల పొడి బరువు ఎరుపు మరియు నీలం కాంతిలో పెరిగిన మొలకల కంటే గణనీయంగా తక్కువగా ఉంటుంది. కణజాల సంస్కృతిలో పెరుగుదల నిరోధం యొక్క వర్ణపట గుర్తింపు అత్యంత హానికరమైన కాంతి నాణ్యత 550 nm వద్ద గరిష్టంగా ఉన్న గ్రీన్ లైట్ అని సూచించింది. పూర్తి స్పెక్ట్రమ్ కాంతిలో పెరిగిన మొక్కలతో పోలిస్తే, మొక్క ఎత్తు, పచ్చని కాంతిలో పెరిగిన బంతి పువ్వు యొక్క తాజా మరియు పొడి బరువు 30% నుండి 50% వరకు పెరిగింది. పూర్తి-స్పెక్ట్రమ్ కాంతితో నిండిన ఆకుపచ్చ కాంతి మొక్కలు పొట్టిగా మరియు పొడిగా ఉండటానికి కారణమవుతుంది మరియు తాజా బరువు తగ్గుతుంది. ఆకుపచ్చ కాంతిని తొలగించడం బంతి పువ్వుల పుష్పించేలా బలపడుతుంది, అయితే ఆకుపచ్చ కాంతిని పూరించడం డయాంథస్ మరియు పాలకూర పుష్పించడాన్ని నిరోధిస్తుంది.

అయితే, గ్రీన్ లైట్ వృద్ధిని ప్రోత్సహిస్తున్నట్లు నివేదికలు కూడా ఉన్నాయి. కిమ్ మరియు ఇతరులు. రెడ్-బ్లూ కంబైన్డ్ లైట్ (LEDలు) సప్లిమెంట్ చేయబడిన గ్రీన్ లైట్ ఫలితంగా గ్రీన్ లైట్ 50% కంటే ఎక్కువగా ఉన్నప్పుడు మొక్కల పెరుగుదల నిరోధిస్తుంది, అయితే గ్రీన్ లైట్ నిష్పత్తి 24% కంటే తక్కువగా ఉన్నప్పుడు మొక్కల పెరుగుదల మెరుగుపడుతుందని నిర్ధారించారు. ఎల్‌ఈడీ అందించిన ఎరుపు మరియు నీలం మిశ్రమ కాంతి నేపథ్యంలో ఆకుపచ్చ ఫ్లోరోసెంట్ లైట్ ద్వారా జోడించిన గ్రీన్ లైట్ ద్వారా పాలకూర పై భాగం పొడి బరువు పెరిగినప్పటికీ, గ్రీన్ లైట్ జోడింపు పెరుగుదలను పెంచుతుంది మరియు ఎక్కువ ఉత్పత్తి చేస్తుంది చల్లటి తెల్లని కాంతి కంటే బయోమాస్ సమస్యాత్మకం: (1) వారు గమనించే బయోమాస్ యొక్క పొడి బరువు భూమిపై భాగం యొక్క పొడి బరువు మాత్రమే. భూగర్భ రూట్ వ్యవస్థ యొక్క పొడి బరువును చేర్చినట్లయితే, ఫలితం భిన్నంగా ఉండవచ్చు; (2) ఎరుపు, నీలం మరియు ఆకుపచ్చ లైట్ల క్రింద పెరిగిన పాలకూర ఎగువ భాగం చల్లని తెలుపు ఫ్లోరోసెంట్ దీపాల క్రింద గణనీయంగా పెరిగే మొక్కలు మూడు-రంగు దీపంలో ఉన్న ఆకుపచ్చ కాంతి (24%) ఫలితం కంటే చాలా తక్కువగా ఉండే అవకాశం ఉంది. చల్లని తెలుపు ఫ్లోరోసెంట్ దీపం (51%), అంటే, చల్లని తెలుపు ఫ్లోరోసెంట్ దీపం యొక్క ఆకుపచ్చ కాంతి అణచివేత ప్రభావం మూడు రంగుల కంటే ఎక్కువగా ఉంటుంది. దీపం యొక్క ఫలితాలు; (3) ఎరుపు మరియు నీలం కాంతి కలయికతో పెరిగిన మొక్కల కిరణజన్య సంయోగక్రియ రేటు మునుపటి ఊహాగానాలకు మద్దతునిస్తూ ఆకుపచ్చ కాంతి కింద పెరిగిన మొక్కల కంటే గణనీయంగా ఎక్కువగా ఉంది.

అయినప్పటికీ, ఆకుపచ్చ లేజర్‌తో విత్తనాలను చికిత్స చేయడం వల్ల ముల్లంగి మరియు క్యారెట్‌లను నియంత్రణ కంటే రెండు రెట్లు పెద్దదిగా చేయవచ్చు. ఒక మసక ఆకుపచ్చ పల్స్ చీకటిలో పెరుగుతున్న మొలకల పొడిగింపును వేగవంతం చేస్తుంది, అంటే కాండం పొడిగింపును ప్రోత్సహిస్తుంది. అరబిడోప్సిస్ థాలియానా మొలకలకి LED మూలం నుండి ఒకే గ్రీన్ లైట్ (525 nm ± 16 nm) పల్స్ (11.1 μmol·m-2·s-1, 9 s)తో చికిత్స చేయడం వలన ప్లాస్టిడ్ ట్రాన్‌స్క్రిప్ట్‌లు తగ్గాయి మరియు కాండం పెరుగుదల పెరిగింది. రేటు.

గత 50 సంవత్సరాల మొక్కల ఫోటోబయాలజీ పరిశోధన డేటా ఆధారంగా, మొక్కల అభివృద్ధి, పుష్పించే, స్టోమాటల్ ఓపెనింగ్, కాండం పెరుగుదల, క్లోరోప్లాస్ట్ జన్యు వ్యక్తీకరణ మరియు మొక్కల పెరుగుదల నియంత్రణలో గ్రీన్ లైట్ పాత్ర చర్చించబడింది. గ్రీన్ లైట్ పర్సెప్షన్ సిస్టమ్ ఎరుపు మరియు నీలం సెన్సార్‌లకు అనుగుణంగా ఉందని నమ్ముతారు. మొక్కల పెరుగుదల మరియు అభివృద్ధిని నియంత్రించండి. ఈ సమీక్షలో, స్పెక్ట్రమ్ (580~600nm) పసుపు భాగాన్ని చేర్చడానికి గ్రీన్ లైట్ (500~600nm) విస్తరించబడిందని గమనించండి.

పసుపు కాంతి (580~600nm) పాలకూర పెరుగుదలను నిరోధిస్తుంది. ఎరుపు, చాలా ఎరుపు, నీలం, అతినీలలోహిత మరియు పసుపు కాంతి యొక్క వివిధ నిష్పత్తుల కోసం క్లోరోఫిల్ కంటెంట్ మరియు పొడి బరువు యొక్క ఫలితాలు వరుసగా పసుపు కాంతి (580~600nm) మాత్రమే అధిక-పీడన సోడియం దీపం మరియు మెటల్ హాలైడ్ మధ్య పెరుగుదల ప్రభావాలలో వ్యత్యాసాన్ని వివరించగలవని సూచిస్తున్నాయి. దీపం. అంటే, పసుపు కాంతి పెరుగుదలను నిరోధిస్తుంది. అలాగే, పసుపు కాంతి (595 nm వద్ద గరిష్టం) గ్రీన్ లైట్ (520 nm వద్ద గరిష్టం) కంటే దోసకాయ పెరుగుదలను మరింత బలంగా నిరోధించింది.

పసుపు/ఆకుపచ్చ కాంతి యొక్క వైరుధ్య ప్రభావాల గురించి కొన్ని నిర్ధారణలు ఆ అధ్యయనాలలో ఉపయోగించిన కాంతి తరంగదైర్ఘ్యాల యొక్క అస్థిరమైన పరిధి కారణంగా ఉండవచ్చు. అంతేకాకుండా, కొంతమంది పరిశోధకులు 500 నుండి 600 nm వరకు కాంతిని గ్రీన్ లైట్‌గా వర్గీకరిస్తున్నందున, మొక్కల పెరుగుదల మరియు అభివృద్ధిపై పసుపు కాంతి (580-600 nm) ప్రభావాలపై చాలా తక్కువ సాహిత్యం ఉంది.

అతినీలలోహిత వికిరణం మొక్కల ఆకు ప్రాంతాన్ని తగ్గిస్తుంది, హైపోకోటైల్ పొడుగును నిరోధిస్తుంది, కిరణజన్య సంయోగక్రియ మరియు ఉత్పాదకతను తగ్గిస్తుంది మరియు మొక్కలను వ్యాధికారక దాడికి గురి చేస్తుంది, అయితే ఫ్లేవనాయిడ్ సంశ్లేషణ మరియు రక్షణ విధానాలను ప్రేరేపిస్తుంది. UV-B ఆస్కార్బిక్ ఆమ్లం మరియు β-కెరోటిన్ యొక్క కంటెంట్‌ను తగ్గిస్తుంది, అయితే ఆంథోసైనిన్ సంశ్లేషణను ప్రభావవంతంగా ప్రోత్సహిస్తుంది. UV-B రేడియేషన్ ఒక మరగుజ్జు మొక్కల సమలక్షణం, చిన్న, మందపాటి ఆకులు, చిన్న పెటియోల్, పెరిగిన ఆక్సిలరీ శాఖలు మరియు రూట్/కిరీటం నిష్పత్తి మార్పులకు దారితీస్తుంది.

గ్రీన్‌హౌస్‌లో చైనా, భారతదేశం, ఫిలిప్పీన్స్, నేపాల్, థాయ్‌లాండ్, వియత్నాం మరియు శ్రీలంకలోని 7 వేర్వేరు ప్రాంతాల నుండి 16 వరి సాగులపై పరిశోధనల ఫలితాలు UV-B జోడించడం వల్ల మొత్తం జీవపదార్ధం పెరిగిందని తేలింది. సాగులు (వీటిలో ఒకటి మాత్రమే శ్రీలంక నుండి గణనీయమైన స్థాయికి చేరుకుంది), 12 సాగులు (వీటిలో 6 ముఖ్యమైనవి), మరియు UV-B సున్నితత్వం ఉన్నవి ఆకు విస్తీర్ణం మరియు టిల్లర్ పరిమాణంలో గణనీయంగా తగ్గాయి. పెరిగిన క్లోరోఫిల్ కంటెంట్‌తో 6 సాగులు ఉన్నాయి (వీటిలో 2 ముఖ్యమైన స్థాయిలను చేరుకుంటాయి); గణనీయంగా తగ్గిన ఆకు కిరణజన్య సంయోగక్రియ రేటుతో 5 సాగు, మరియు గణనీయంగా మెరుగుపడిన 1 సాగు (దాని మొత్తం బయోమాస్ కూడా ముఖ్యమైనది) పెరుగుదల).

UV-B/PAR యొక్క నిష్పత్తి UV-Bకి మొక్కల ప్రతిస్పందన యొక్క ముఖ్యమైన నిర్ణయాధికారి. ఉదాహరణకు, UV-B మరియు PAR కలిసి పుదీనా యొక్క పదనిర్మాణం మరియు చమురు దిగుబడిని ప్రభావితం చేస్తాయి, దీనికి అధిక స్థాయి ఫిల్టర్ చేయని సహజ కాంతి అవసరం.

UV-B ప్రభావాల ప్రయోగశాల అధ్యయనాలు, ట్రాన్స్‌క్రిప్షన్ కారకాలు మరియు ఇతర పరమాణు మరియు శారీరక కారకాలను గుర్తించడంలో ఉపయోగకరంగా ఉన్నప్పటికీ, అధిక UV-B స్థాయిలను ఉపయోగించడం వల్ల UV-A సారూప్యత మరియు తరచుగా తక్కువ నేపథ్యం PAR ఉండదని గమనించాలి. ఫలితాలు సాధారణంగా సహజ వాతావరణంలోకి యాంత్రికంగా ఎక్స్‌ట్రాపోలేట్ చేయబడవు. ఫీల్డ్ అధ్యయనాలు సాధారణంగా UV-B స్థాయిలను పెంచడానికి లేదా ఫిల్టర్‌లను తగ్గించడానికి UV దీపాలను ఉపయోగిస్తాయి.