ผลของความเข้มแสงจากชุดหลอดแอลอีดีสำหรับการเพาะปลูกที่มีต่อผักสลัดเรดโอ๊คในระบบโรงเรือนไฮโดรโปนิกส์

Abstract

ในบรรดาปัจจัยทางสภาพแวดล้อมที่เกี่ยวข้องกับการเจริญเติบโตของพืช ปัจจัยทางด้านแสงสว่างถือว่าเป็นส่วนที่สำคัญอย่างหนึ่งซึ่งส่งผลต่อการเพาะปลูกพืชโดยผ่านกระบวนการสังเคราะห์แสง โดยทั่วไปพืชจะดูดซับแสงอาทิตย์เป็นหลัก และมีแนวโน้มในการดูดซับช่วงแสงสีนํ้าเงินและสีแดง ซึ่งช่วงแสงดังกล่าวนี้มีผลต่อการเจริญเติบโตของพืชเป็นอย่างมาก สำหรับพื้นที่เพาะปลูกที่มีอย่างจำกัด พืชจะเจริญเติบโตภายในห้องหรือโรงเรือนที่ซึ่งแสงอาทิตย์อาจมีไม่เพียงพอต่อความต้องการของพืช ดังนั้น การเพิ่มแหล่ง
กำเนิดแสงนอกเหนือจากแสงอาทิตย์ จึงสามารถช่วยเพิ่มความเข้มแสงหรือความสว่างภายในโรงเรือนหรือพื้นที่เพาะปลูกได้ ในงานวิจัยนี้จึงได้ทำการออกแบบและสร้างชุดหลอดแอลอีดีเพื่อใช้ในการศึกษาผลของความเข้มแสงจากชุดหลอดแอลอีดีที่ช่วงความยาวคลื่นแสงสีแดง สีขาว และสีนํ้าเงิน ที่มีต่อการเจริญเติบโตของพืช ซึ่งพิจารณาจากตัวแปรคือ ความสูงต้น ความยาวราก นํ้าหนัก และนํ้าหนักแห้งของพืช โดยได้ทำการออกแบบลักษณะการจัดเรียงหลอดแอลอีดี จำนวน 50 หลอด ลงบนวัสดุติดตั้งที่มีความกว้าง 30 ซม. และความยาว 30 ซม. ชนิดของแสงทั้งหมดที่ใช้ในการศึกษาคือชุดหลอดแอลอีดีสีแดง สีขาว และสีนํ้าเงินที่มีความส่องสว่างเท่ากับ 327, 1,078 และ 4,338 ลักซ์ ตามลำดับ โดยนำผลการทดสอบที่ได้มาเปรียบเทียบกับผลจากชุดควบคุมคือชุดหลอดฟลูออเรสเซนต์ที่มีความส่องสว่างเท่ากับ 2,028 ลักซ์ พืชตัวอย่างที่ใช้ในการทดสอบคือผักสลัดชนิดเรดโอ๊ค ซึ่งปลูกด้วยระบบไฮโดรโปนิกส์แบบรากจุ่ม (Deep Flow Technique) ภายในโรงเรือนและกำหนดให้ได้รับแสงจากชุดหลอดไฟที่ติดตั้งที่ระดับ ความสูง 30 ซม. จากถาดปลูกพืช เมื่อสิ้นสุดช่วงการทดสอบ (21 วัน นับจากการพืชตัวอย่างเข้าสู่โรงเรือนทดสอบ) พบว่า ค่าเฉลี่ยของความสูงต้นและความยาวรากสูงสุดพบในผักสลัดเรดโอ๊คที่ได้รับแสง จากชุดหลอดแอลอีดีส นํ้าเงิน ความสูงต้นและความยาวรากสูงสุดมีค่าเท่ากับ 28.7 และ 23.1 ซม. นํ้าหนักสดในส่วนต้นและรากมีค่าเท่ากับ 11.82 และ 1.12 กรัม/ต้น นํ้าหนักแห้งในส่วนต้นและรากมีค่าเท่ากับ 0.42 และ 0.06 กรัม/ต้น ตามลำดับ เมื่อเปรียบเทียบกับค่าการเจริญเติบโตของผักสลัดเรดโอ๊ค ในกลุ่มที่ได้รับแสงจากหลอดฟลูออเรสเซนต์พบว่า ความสูงต้นของผักสลัดเรดโอ๊คที่ปลูกด้วยชุดหลอดแอลอีดีสีนํ้าเงินมีค่าน้อยกว่า 3.7% และความยาวรากของผักสลัดเรดโอ๊คที่ปลูกด้วยชุดหลอดแอลอีดีสีนํ้าเงินมีค่ามากกว่า 9.5% อย่างไรก็ตามพบว่า นํ้าหนักสดและนํ้าหนักแห้งของผักสลัดเรดโอ๊คที่ปลูกด้วยชุดหลอดแอลอีดีสีนํ้าเงินและชุดหลอดฟลูออเรสเซนต์มีค่าไม่แตกต่างกัน เมื่อวัดค่าการใช้พลังงานของชุดหลอดแอลอีดีสีแดง สีขาว และสีนํ้าเงิน มีค่าเท่ากับ 2.27, 2.06 และ 2.04 วัตต์ ตามลำดับ จากผลการศึกษาพบว่า การเพิ่มค่าความเข้มแสงหรือความส่องสว่าง (จาก 327 เป็น 4,338 ลักซ์) ส่งผลทำให้การเจริญเติบโตของผักสลัดเรดโอ๊คเพิ่มขึ้นตามไปด้วย แต่ในทางตรงกันข้าม ในกรณีของผักสลัดเรดโอ๊คที่ปลูกด้วยชุดหลอดแอลอีดีสีขาวที่ความสว่าง 1,078 ลักซ์ มีการเจริญเติบโตที่น้อยกว่าผักสลัดเรดโอ๊คที่ปลูกด้วยชุดหลอดแอลอีดีสีแดงและสีนํ้าเงิน

Among various environmental factors for plant growth, light is one of the most important variable affecting plant cultivation through the process of photosynthesis. Plants usually absorb sunlight and especially tend to use red and blue light of the visual spectrum which have the greatest impact on plant growth. For limited cultivated area, plants were grown under chamber or greenhouse where sunlight may be limited. Thus,
supplementing limited sunlight with artificial lighting can help increasing the light intensity in greenhouse. In this study, the array of light-emitting diodes (LEDs) was designed to determine the effect of light intensity with different spectrum such as red, white and blue light on plant growth; shoot length, root length, fresh weight and dry weight. The arrangement of 50 LEDs on the plate (30 cm x 30 cm) was designed. The light treatments were 327 Lux of red light, 1,078 Lux of white light, 4,338 Lux of blue light
and 2,028 Lux of fluorescent light as control. Red Oak were hydroponically grown with deep flow technique (DFT) in growth room and were irradiated with light source at 30 cm from the top of plant canopy. At the end of the light treatment (21 days
after transplanting into growth room), the maximum shoot length and root length were obtained in Red Oak with blue light compared with LED lighting. Shoot length and root length of Red Oak treated with blue light were 28.7 and 23.1 cm, fresh weight of shoot and root were 11.82 and 1.12 g/plant, and dry weight of shoot and root are 0.42 and 0.06 g/plant, respectively. Shoot length of Red Oak with blue light was 3.7% lower and root length was 9.5% greater than plant under fluorescent treatment. However, no significant differences were observed in fresh weight and dry weight of Red Oak between in blue light and fluorescent light. The measured power consumption of red, white and blue LED were 2.27, 2.06 and 2.04 W, respectively. In conclusion, our results indicated that the growth of Red Oak was strongly influenced by blue and red light, when the light intensity drastically increased (from 327 to 4,338 Lux), the growth parameters increased. In the other hand, the growth under white light with 1,028 Lux was decreased and less than plant growth under red light and blue light.