पौधों के लिए माइक्रो-नैप: इंडोर एग्रीकल्चर हार्वेस्टिंग के बिना ऊर्जा को चालू और बंद कर सकते हैं

पौधों के लिए माइक्रो-नैप: इंडोर एग्रीकल्चर हार्वेस्टिंग के बिना ऊर्जा को चालू और बंद कर सकते हैं
विस्तारित अंधेरे अवधि के बाद प्रकाश की दालें इनडोर कृषि उत्पादन को अधिक टिकाऊ बनाने में मदद कर सकती हैं। DutchScenery / Shutterstock.com

एम्स्टर्डम के शिफोल हवाई अड्डे पर एक रात का आगमन आपको सब्जी उत्पादन ग्रीनहाउस की चमकदार गुलाबी चमक के ऊपर उड़ता है। कृत्रिम प्रकाश में उगने वाली फसल है गति प्राप्त, विशेषकर उन क्षेत्रों में जहाँ धूप के कारण विरल मौसम के दौरान कीमतें अधिक हो सकती हैं।

नीदरलैंड सिर्फ एक देश है जिसने तेजी से अपनाया है नियंत्रित-पर्यावरणीय कृषि, जहां जड़ी-बूटियों, फैंसी लेट्यूस और टमाटर जैसे उच्च-मूल्य वाले विशेष फसलों का उत्पादन वर्ष भर रोशन किए गए ग्रीनहाउस में किया जाता है। अधिवक्ताओं का सुझाव है ये पूरी तरह से संलग्न इमारतें - या संयंत्र कारखानों - शहरी स्थान को पुनर्जीवित करने, भोजन मील कम करने और शहरवासियों को स्थानीय उत्पादन प्रदान करने का एक तरीका हो सकता है।

इस प्रक्रिया की केंद्रीय समस्याओं में से एक है कृत्रिम प्रकाश प्रदान करने की उच्च मौद्रिक लागत, आमतौर पर लाल और नीले प्रकाश उत्सर्जक डायोड के संयोजन के माध्यम से। ऊर्जा की लागत कभी-कभी परिचालन परिव्यय के 25% से अधिक होता है। उत्पादकों, विशेष रूप से विकासशील दुनिया में, कैसे हो सकते हैं सूरज के मुक्त होने पर मुकाबला करें? उच्च ऊर्जा का उपयोग अधिक कार्बन उत्सर्जन के लिए भी अनुवाद करता है, बजाय कम कार्बन पदचिह्न की निरंतर खेती पौधों प्रदान कर सकते हैं।

मैं ने अध्ययन से पता चलता है कि प्रकाश पौधे की वृद्धि और विकास को कैसे प्रभावित करता है 30 वर्षों से अधिक के लिए। मैंने हाल ही में खुद को आश्चर्यचकित करते हुए पाया: प्रकाश के एक दिन और अंधेरे की एक रात के दोहराव चक्र के तहत बढ़ते पौधों के बजाय, यदि उसी दिन की रोशनी को केवल घंटों, मिनटों या सेकंड तक चलने वाली दालों में विभाजित किया गया तो क्या होगा?

पौधों के लिए माइक्रो-नैप: इंडोर एग्रीकल्चर हार्वेस्टिंग के बिना ऊर्जा को चालू और बंद कर सकते हैं
इनडोर पौधों को कृत्रिम प्रकाश की बहुत आवश्यकता होती है। josefkubes / Shutterstock.com

प्रकाश और अंधेरे के छोटे विस्फोट

तो मेरे सहयोगियों और मैं एक प्रयोग तैयार किया। हम कुल मिलाकर प्रकाश की सामान्य मात्रा को लागू करते हैं, बस इसे समय के विभिन्न हिस्सों में तोड़ते हैं।

बेशक पौधे प्रकाश संश्लेषण के लिए प्रकाश पर निर्भर करते हैं, जो प्रक्रिया प्रकृति में सूर्य की ऊर्जा का उपयोग कार्बन डाइऑक्साइड और पानी को शर्करा में विलय करने के लिए करती है जो ईंधन संयंत्र चयापचय करती है। प्रकाश दिन और रात के बारे में अपने संकेतों के माध्यम से विकास और विकास को भी निर्देशित करता है, और उस सूचना धारा के साथ बंदर करना विनाशकारी परिणाम हो सकता है।


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ऐसा इसलिए है क्योंकि छोटे बिट में कुछ अच्छा तोड़ना कभी-कभी नई समस्याएं पैदा करता है। कल्पना करें कि आप US $ 100 बिल प्राप्त करके कितने खुश होंगे - लेकिन समान 10,000 पेनीज़ से रोमांचित नहीं। हमें संदेह था कि जब किसी पौधे की आंतरिक घड़ी उसी चमकदार मुद्रा को स्वीकार नहीं करेगी, तो वह छोटे संप्रदायों में टूट जाएगी।

और ठीक यही हम है हमारे प्रयोगों में प्रदर्शन किया। क्ले, शलजम या बीट रोपाई एक्सएनयूएमएक्स घंटे के प्रकाश के चक्रों से अवगत कराया, चार दिनों के लिए एक्सएनयूएमएक्स घंटे अंधेरा सामान्य रूप से बढ़े, पिगमेंट जमा करते हैं और बड़े होते हैं। जब हमने हल्के-गहरे चक्रों की आवृत्ति घटाकर 12 घंटे, 12 घंटे, 6 घंटे या 3 मिनट कम कर दिए, तो पौधों ने विद्रोह कर दिया। हमने समान मात्रा में प्रकाश दिया, बस अलग-अलग आकार के टुकड़ों में लगाया, और रोपे ने उपचार की सराहना नहीं की।

दिन में कम अंतराल पर प्रकाश की समान मात्रा के कारण पौधों में अधिक वृद्धि होती है जैसे वे अंधेरे में थे। हमें संदेह है कि प्रकाश दालों के साथ विवाद हुआ पौधे की आंतरिक घड़ी, और रोपाई को पता नहीं था कि दिन का क्या समय था। अधिक प्रकाश को खोजने के प्रयास में तने लम्बे हो गए, और वर्णक उत्पादन जैसी प्रक्रियाओं को ताक पर रख दिया गया।

लेकिन जब हमने प्रकाश को बहुत कम, बहुत कम फटने पर लागू किया, तो कुछ उल्लेखनीय हुआ। पांच-सेकंड के तहत / बंद चक्रों में उगने वाले पौधे सामान्य प्रकाश / अंधेरे की अवधि में उगाए गए लगभग समान दिखाई दिए। यह लगभग ऐसा है कि जब सूर्योदय हर पांच सेकंड में आता है, तो आंतरिक घड़ी ठीक से शुरू नहीं हो सकती है, इसलिए पौधों को एक दिन का मन नहीं लगता है जो कुछ सेकंड लंबा है।

जैसा कि हमने प्रकाशित करने के लिए तैयार किया, स्नातक सहयोगी पॉल कुसुमा ने पाया कि हमारी खोज इतनी उपन्यास नहीं थी। हमें जल्द ही एहसास हुआ कि हम वास्तव में 88 वर्षों के लिए ज्ञात कुछ को फिर से खोज लेंगे। अमेरिकी कृषि विभाग के वैज्ञानिक 1931 में इसी घटना को देखा जब उन्होंने विभिन्न अवधि के हल्के दालों के तहत पौधों को उगाया। परिपक्व पौधों में उनका काम मेल खाता है जो हमने उल्लेखनीय समानता के साथ अंकुरों में देखा था।

पौधों के लिए माइक्रो-नैप: इंडोर एग्रीकल्चर हार्वेस्टिंग के बिना ऊर्जा को चालू और बंद कर सकते हैं
गार्नर और एलार्ड के एक एक्सएनयूएमएक्स अध्ययन ने विभिन्न अवधि के हल्के दालों के तहत पीले कॉसमॉस फूलों के विकास को ट्रैक किया।
जे। एग्री। रेस। 42: राष्ट्रीय कृषि पुस्तकालय, कृषि अनुसंधान सेवा, अमेरिकी कृषि विभाग।, सीसी द्वारा एनडी

न केवल यह सब एक पुराने विचार का प्रतिशोध था, लेकिन प्रकाश की दालें किसी भी ऊर्जा को नहीं बचाती हैं। 12 घंटे के लिए चालू होने पर पांच सेकंड ऊर्जा का उपयोग करता है; रोशनी अभी भी आधे दिन के लिए है।

लेकिन अगर हम अंधेरे की अवधि बढ़ाते हैं तो क्या होगा? पाँच सेकंड पर। छह सेकंड बंद। या 10 सेकंड बंद। या 20 सेकंड बंद। शायद 80 सेकंड बंद? उन्होंने 1931 में कोशिश नहीं की।

अतिरिक्त डाउनटाइम में निर्माण

यह पता चला है कि पौधों को थोड़ा डाउनटाइम बुरा नहीं लगता है। प्रकाश संश्लेषण और जैविक प्रक्रियाओं जैसे वर्णक संचय को सक्रिय करने के लिए पांच सेकंड के लिए प्रकाश लागू करने के बाद, हमने 10 या कभी-कभी 20 सेकंड के लिए प्रकाश बंद कर दिया। इन विस्तारित अंधेरे अवधियों के तहत, रोपाई सिर्फ उतनी ही बढ़ी, जितनी प्रकाश और अंधेरे की अवधि के बराबर थी। यदि यह एक इनडोर खेत के पैमाने पर किया जा सकता है, तो यह एक महत्वपूर्ण ऊर्जा बचत में अनुवाद कर सकता है, कम से कम 30% और शायद अधिक।

हमारी प्रयोगशाला में हाल ही में प्रकाशित होने वाले काम से पता चला है कि पत्ती के लेटेस में भी यही अवधारणा काम करती है; वे दालों के बीच एक विस्तारित अंधेरा समय भी बुरा नहीं मानते हैं। कुछ मामलों में, लेट्यूस बैंगनी के बजाय हरे रंग के होते हैं और बड़े पत्ते होते हैं। इसका मतलब है कि एक उत्पादकों के उत्पादों की एक किस्म का उत्पादन कर सकते हैं, और उच्च विपणन उत्पाद वजन के साथ, रोशनी बंद करके।

पौधों के लिए माइक्रो-नैप: इंडोर एग्रीकल्चर हार्वेस्टिंग के बिना ऊर्जा को चालू और बंद कर सकते हैं
लेट्यूस की एक किस्म जब एक एक्सएनयूएमएक्स-सेकंड डार्क अवधि दी जाती है, तो बैंगनी हो जाती है। वे पांच-सेकंड के अंधेरे अवधि के साथ उगाए गए लोगों के समान दिखते हैं, फिर भी 10% कम ऊर्जा का उपयोग करते हैं। अंधेरे अवधि को 33 सेकंड तक विस्तारित करने से अधिक बायोमास के साथ हरे पौधों की पैदावार हुई। जे। फेंग, के। फोल्टा

यह सीखते हुए कि पौधों को निरंतर रोशनी के बजाय रोशनी के फटने से उगाया जा सकता है, जो इनडोर कृषि के महंगे ऊर्जा बजट को संभावित रूप से ट्रिम करने का एक तरीका प्रदान करता है। कम ऊर्जा के साथ अधिक ताजी सब्जियां उगाई जा सकती हैं, जिससे प्रक्रिया अधिक टिकाऊ हो सकती है। मेरे सहयोगियों और मुझे लगता है कि यह नवाचार अंततः नए व्यवसाय को चलाने और अधिक लोगों को खिलाने में मदद कर सकता है - और ऐसा कम पर्यावरणीय प्रभाव के साथ करते हैं।

यह लेख 1931 में उगाए गए पौधों की तस्वीर पर एक सही किंवदंती के साथ अपडेट किया गया था।वार्तालाप

लेखक के बारे में

केविन एम। फोल्टा, बागवानी विज्ञान और संयंत्र आणविक और सेलुलर जीवविज्ञान के प्रोफेसर, फ्लोरिडा के विश्वविद्यालय

इस लेख से पुन: प्रकाशित किया गया है वार्तालाप क्रिएटिव कॉमन्स लाइसेंस के तहत। को पढ़िए मूल लेख.

आईएनजी

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