แสง · ระดับ 2

ต้นของคุณทำอะไรกับแสงจริงๆ

2.1a · 9 นาทีในการอ่าน

⚙ บทเรียนนี้แปลด้วยเครื่องและกำลังรอการตรวจทานโดยคน

เข้าใจคุณภาพสเปกตรัมและการดูดซับแสงของต้น

สิ่งที่คุณต้องรู้

ต้นไม้ดูดซับแสงสีแดง (~620 nm) และสีน้ำเงิน (~440 nm) อย่างแรงและสะท้อนสีเขียวส่วนใหญ่ ซึ่งเป็นเหตุที่มันดูเขียว — แต่สีเขียวไม่ได้ถูกทิ้งเปล่า: แสงเขียวมากถึง ~24% ทะลุลึกเข้าใบและเลี้ยงทรงพุ่มส่วนล่าง “full spectrum” เป็นศัพท์การตลาด ไม่ใช่สเปก เช็กแผนภูมิ SPD และปฏิบัติกับ UV-B สำหรับ cannabinoid ที่สูงขึ้นว่าเป็นเรื่องที่กำลังก่อตัว ยังไม่พิสูจน์ (Eichhorn Bilodeau et al. 2019)

นี่คือรากฐาน: ต้นไม้ไม่ได้ดูดซับแสงในแบบที่ตาคุณรับรู้มัน นักปลูกส่วนใหญ่ทำงานบนสมมติฐานว่าคำโฆษณาแบบ “full spectrum” หมายถึงต้นของพวกเขากำลังได้แสงที่เหมาะสมที่สุด งานวิจัยบอกคุณตรงๆ ว่าอะไรกำลังเกิดขึ้นจริงที่ระดับใบ — ความยาวคลื่นไหนสำคัญที่สุด ทำไมแสงเขียวไม่ได้ถูกทิ้งเปล่า และหลักฐานพูดว่าอย่างไรเรื่องการเสริม UV ทำให้ถูก แล้วการลงทุนเรื่องแสงของคุณจะจ่ายเงินปันผลตลอดทั้งการปลูก

วิทยาศาสตร์

นี่คือเรื่องที่นักปลูกส่วนใหญ่เข้าใจกลับด้าน: ต้นไม้ไม่ได้เห็นแสงแบบที่คุณเห็น ตาของคุณปรับจูนมาที่แสงสีเขียว — นั่นคือเหตุที่ของสีเขียวดูสว่างสำหรับคุณ ต้นไม้ตรงกันข้าม มันดูดซับแสงสีแดงและสีน้ำเงินเหมือนฟองน้ำและสะท้อนสีเขียวส่วนใหญ่กลับมาหาคุณ นั่นคือเหตุที่มันดูเขียวจริงๆ ตามตัวอักษรเลย

ย้อนกลับไปปี 1972 นักวิจัยชื่อ McCree วัดพืชเศรษฐกิจ 22 ชนิดและทำแผนที่อย่างแม่นยำว่าความยาวคลื่นแสงไหนที่ต้นไม้ใช้สำหรับการสังเคราะห์แสงจริงๆ ผลลัพธ์เรียกว่าเส้นโค้ง PAR — Photosynthetically Active Radiation — และมันครอบคลุม 400 ถึง 700 นาโนเมตร สองยอด: ยอดหนึ่งราว 440 nm (น้ำเงิน) และอีกยอดที่ 620 nm (แดง) นั่นคือที่ที่เวทมนตร์เกิดขึ้น

แต่นี่คือจุดที่บทวิจารณ์ของ Eichhorn Bilodeau พลิกบทให้กับกลุ่ม “แดงกับน้ำเงินคือทั้งหมดที่คุณต้องการ” แสงสีเขียว — ตัวที่ทุกคนเมินเพราะต้น “สะท้อนมัน” — จริงๆ แล้วก็ถูกดูดซับด้วย ไม่ใช่โดยชั้นผิวของคลอโรฟิลล์ แต่ลึกเข้าไปในใบ สีเขียวทะลุเนื้อใบได้ดีกว่าสีแดงหรือสีน้ำเงิน ในทรงพุ่ม นั่นสำคัญ ใบบนอาจจมอยู่ในสีแดงและสีน้ำเงิน แต่ใบล่างกำลังอด แสงสีเขียวเข้าถึงพวกมัน ทีมของ Eichhorn Bilodeau พบว่าแสงสีเขียวสัดส่วนต่ำ (มากถึง 24%) ช่วยเพิ่มการเติบโตโดยรวมของต้นจริงๆ ปัญหาเริ่มเมื่อสีเขียวล้นการผสม — เหนือ 50% มันเริ่มต้านการตอบสนองต่อแสงสีน้ำเงินและอาจลดระดับ THC

แล้วก็มีแสงที่คุณมองไม่เห็นเลย ต่ำกว่า 400 nm คุณอยู่ในดินแดน UV ต้นของคุณมี photoreceptor ชื่อ UVR8 ที่ตรวจจับรังสี UV-B (290–320 nm) UV-B โดยพื้นฐานคือสัญญาณความเครียด — ต้นตีความว่าเป็นความเสี่ยงต่อความเสียหายและตอบสนองด้วยการผลิตสารป้องกัน สารบางตัวเหล่านั้นบังเอิญเป็น flavonoid และอาจจะเป็น cannabinoid บทวิจารณ์ของ Eichhorn Bilodeau ระบุว่ามีรายงานว่า UV-B เพิ่มการสะสม THC ในใบและดอก แต่ — และนี่สำคัญ — หลักฐานบางในปี 2019 และนับแต่นั้นก็ถูกท้าทายอย่างจริงจัง เก็บอันนี้ไว้ใต้ “กำลังก่อตัว ยังไม่พิสูจน์” เราจะกลับมาที่มันในโมดูล 2.1c ตอนเราดูการทดลอง UV ของ Llewellyn

งานชิ้นนี้ยังทำให้บางอย่างเรื่อง photoreceptor ชัดเจน ซึ่งเปลี่ยนวิธีที่คุณคิดเรื่องตารางแสง กัญชามี photoreceptor ห้าชนิด: phytochrome (รับรู้แดง/แดงไกล), cryptochrome และ phototropin (รับรู้น้ำเงิน/UV-A), zeitlupe (ควบคุมนาฬิกาชีวภาพ) และ UVR8 (UV-B) phytochrome คือตัวที่จุดชนวนการออกดอก — มันมีอยู่สองรูปแบบที่พลิกไปมาขึ้นอยู่กับว่าต้นได้แสงแดงหรือแดงไกล นั่นคือเหตุที่ 12/12 ได้ผล: ช่วงมืดยาวให้รูปแบบออกดอก (Pfr) สะสม แต่ทีมของ Eichhorn Bilodeau ตั้งข้อสังเกตว่าจีโนไทป์บางตัว (อย่าง G-170) ไม่ตอบสนองต่อการเปลี่ยนอัตราส่วนแดงต่อแดงไกลเลย สมมติฐานที่ว่ากัญชาทุกต้นออกดอกแบบเดียวกันภายใต้สูตรแสงเดียวกันนั้นผิด

สเปกตรัมของแสงทำอะไรให้กัญชา ต้นไม้ใช้แสงระหว่าง 400 ถึง 700 นาโนเมตรเป็นหลัก เรียกว่า PAR แสงสีน้ำเงินมักทำให้การเติบโตกะทัดรัด แสงสีแดงขับการออกดอกและความหนาแน่น สีเขียวแทรกลึกเข้าไปในทรงพุ่มมากกว่า และ UV มีผลเพียงเล็กน้อย สเปกตรัมช่วยปรับรูปทรงและโปรไฟล์ของต้นไม้ แต่ความเข้มของแสงสำคัญกว่า สเปกตรัมของแสงเปลี่ยนกัญชาของคุณไหม? นิดหน่อย — มันช่วยปรับรูปทรงและโปรไฟล์ ความเข้มต่างหากที่ทำงานหนัก UVน้ำเงินเขียว แดงแดงไกล 400570700 nm PAR — ช่วงที่ต้นไม้ใช้เพื่อการเติบโตจริงๆ น้ำเงิน — ทำให้การเติบโตกะทัดรัดและมั่นคง แดง — ขับการออกดอกและความหนาแน่น เขียว — ไม่ได้เสียเปล่า; แทรกลึกเข้าไปในทรงพุ่ม UV — มีผลเพียงเล็กน้อย (ดูความเชื่อเรื่อง UV) อ้างอิงจาก Eichhorn Bilodeau et al. (2019) & Magagnini, Grassi & Kotiranta (2018)
สเปกตรัมช่วยปรับทรงและโปรไฟล์ได้นิดหน่อย — สีน้ำเงินทำให้ต้นกะทัดรัด สีแดงเน้นปริมาณ สีเขียวแทรกลึกลงไปในทรงพุ่ม — แต่ความเข้มของแสงต่างหากที่เป็นตัวทำงานหนักจริง ๆ นะ

วิธีนำไปปฏิบัติ

  • ตรวจสอบเอาต์พุตสเปกตรัมจริงของ LED ของคุณโดยใช้แผนภูมิ SPD (Spectral Power Distribution) ของผู้ผลิต ไม่ใช่ภาษาการตลาด โคมที่ส่งสองยอดแคบที่ 450 nm และ 660 nm โดยมีช่องว่างตรงกลางกำลังทิ้งทรงพุ่มส่วนล่างของคุณไว้ในเงา คุณอยากเห็นการครอบคลุมสเปกตรัมที่เรียบ หรืออย่างน้อยเอาต์พุตที่มีความหมายตลอดช่วง 400–700 nm
  • ใช้ PPFD (Photosynthetic Photon Flux Density, µmol/m²/s) เป็นมาตรฐานการวัดแสงของคุณ lux และ lumen ถ่วงน้ำหนักสำหรับการมองเห็นของมนุษย์ ไม่ใช่การสังเคราะห์แสงของพืช quantum sensor คือเครื่องมือที่บอกคุณว่าต้นเห็นอะไรจริงๆ อย่างอื่นคือเสียงรบกวนจากการตลาด
  • เมื่อเปรียบเทียบชนิดโคม: HPS รวมเอาต์พุตไว้ในช่วงเหลือง-ส้ม (560–600 nm) ซึ่งมีค่าทางการสังเคราะห์แสงเล็กน้อยและสร้างความร้อนมาก โคม LED ออกแบบให้ส่ง photon ตรงที่ต้นใช้มันมากที่สุดได้ และมันเดินเครื่องเย็นกว่า ทีมของ Eichhorn Bilodeau วัดสิ่งนี้เป็นปริมาณ — ประสิทธิภาพการแปลงของ LED อยู่ที่ราว 50% เทียบกับ HPS ที่ราว 30% ของพลังงานเข้าไปถึงช่วง PAR ที่มีประโยชน์ ความต่างของต้นทุนทุนกลายเป็นคำถามเรื่องผลตอบแทนการลงทุน
  • เรื่องการเสริม UV สำหรับตอนนี้: หลักฐานยังไม่แรงพอที่จะคุ้มกับค่าใช้จ่ายหรือความเสี่ยงต่อความเสียหายของเนื้อเยื่อ โมดูล 2.1c จะขุดเรื่องนี้อย่างถูกต้องด้วยการทดลองที่มีการควบคุมของ Rodriguez-Morrison

สิ่งที่ต้องระวัง

  • “full spectrum” ในฐานะศัพท์การตลาด LED สีขาวสเปกตรัมกว้างมีประโยชน์อย่างชอบธรรม โคมแดง-น้ำเงินแคบๆ ไม่มี เช็กแผนภูมิ SPD เสมอ แผนกการตลาดไม่ได้ออกแบบแสง — วิศวกรต่างหากทำ
  • สมมติว่าทุกต้นออกดอกแบบเดียวกัน ทีมของ Eichhorn Bilodeau พบว่าจีโนไทป์บางตัว (อย่าง G-170) ไม่ตอบสนองต่อการเปลี่ยนอัตราส่วนแดงต่อแดงไกล ตารางแสงของคุณได้ผลกับสายพันธุ์ส่วนใหญ่ แต่ไม่ใช่ทั้งหมด
  • ความตื่นเต้นเรื่อง UV-B โดยไม่มีหลักฐาน งานวิจัยช่วงแรกเรื่อง UV-B กับการผลิต cannabinoid บาง มันถูกท้าทายอย่างจริงจังตั้งแต่ปี 2019 อย่าใช้เงินไล่ตามสัญญาณที่อาจไม่อยู่ตรงนั้น
  • สับสนการสังเคราะห์แสงระดับใบกับผลิตภาพระดับทรงพุ่ม ใบเดียวมีจุดอิ่มตัวของแสง ทั้งต้นไม่มี ความแตกต่างนี้จะสำคัญในโมดูลถัดไป

Quiz

1. ต้นไม้สะท้อนแสงสีเขียว มันจึงถูกทิ้งเปล่า — ถูกหรือผิด และทำไมมันสำคัญในทรงพุ่ม

2. (ถูก/ผิด) โคม HPS ส่งพลังงานเข้าช่วง PAR มากกว่า LED

3. photoreceptor UVR8 ตรวจจับอะไร และต้นตอบสนองอย่างไร

4. ช่วงมืด 12 ชั่วโมงของคุณจุดชนวนการออกดอก อะไรกำลังทำงานจริงๆ

5. แผนภูมิ SPD ของ LED ของคุณแสดงสองยอดคมที่ 450 nm และ 660 nm โดยมีช่องว่างตรงกลาง อะไรเกิดขึ้นกับต้น

แหล่งอ้างอิง

  1. Eichhorn Bilodeau et al. (2019). An Update on Plant Photobiology and Implications for Cannabis Production. Frontiers in Plant Science, 10:296.