พืชใช้แสงจากดวงอาทิตย์ในการสังเคราะห์แสง ซึ่งเป็นกระบวนการที่พืชแปลงพลังงานแสงเป็นพลังงานเคมี เพื่อใช้ในการเจริญเติบโตของพืช โมเลกุลที่พืชใช้ในการดูดซับแสง เรียกว่า รงควัตถุ (pigments) หรือสารสี ซึ่งสารสีแต่ละชนิดมีการดูดซับช่วงคลื่นแสงที่แตกต่างกัน โดยสารสีที่เป็นที่รู้จักกันดี คือ
- สารสีเขียวหรือคลอโรฟิลล์ (chlorophyll) สามารถดูดซับคลื่นในช่วงแสงสีแดงและสีน้ำเงินได้มากกว่าช่วงคลื่นแสงสีเขียว ทำให้เราสามารถมองเห็นพืชเป็นสีเขียว เนื่องจากการสะท้อนของคลื่นแสงสีเขียวที่อยู่ในช่วงแสงที่ตามองเห็นได้
- สารสีอื่น ๆ ที่มีส่วนช่วยในการสังเคราะห์แสง คือ แคโรทีนอยด์ (carotenoid) ซึ่งดูดซับแสงในช่วงคลื่นแสงสีน้ำเงิน – เขียว และสะท้อนช่วงแสงสีเหลืองหรือเหลือง – ส้ม ทำให้เราจะเห็นพืชมีสีเหลืองส้มหลังจากการสลายตัวของคลอโรฟิลล์
แสงสีแต่ละสีที่พืชดูดซับมีผลต่อการเจริญเติบโตต่างกัน โดยมีการศึกษาวิจัยพบว่า
- แสงสีน้ำเงิน (400–520 นาโนเมตร) มีผลต่อปริมาณของคลอโรฟิลล์และการเจริญเติบโตของใบพืช รวมทั้งการสร้างรากในระยะแรกของพืช (veg stage/ growth) แต่ไม่ควรให้แสงสีฟ้ามากเกินไปในพืชบางชนิด เพราะอาจมีผลต่อการเจริญเติบโตของพืชได้
- แสงสีแดง (630–660 นาโนเมตร) จำเป็นต่อการเจริญเติบโตของลำต้นและการขยายตัวของใบ รวมทั้งมีผลกับพืชเมื่ออยู่ในช่วงที่เริ่มออกดอก (flowering) จึงเหมาะกับพืชที่เราต้องการผลมากกว่าพืชใบ
- แสงสีเขียว (500–600นาโนเมตร) ถึงแม้พืชจะนำมาใช้น้อยที่สุด แต่ก็มีผลกับใบพืชที่อยู่ด้านล่าง เนื่องจากแสงสีเขียวทะลุผ่านได้ดีกว่า ทำให้พืชได้รับแสงอย่างทั่วถึง
จะเห็นได้ว่าพืชยังคงต้องการแสงในทุกช่วงคลื่นแสงสำหรับการสังเคราะห์แสง (photosynthetically active radiation,PAR) เพื่อใช้ในการเจริญเติบโตของพืช เราจึงควรให้พืชได้รับแสงสีทุกสีในสัดส่วนที่เหมาะสมดีกว่าการให้แสงสีเดียว เพราะพืชแต่ละชนิดต้องการแสงในแต่ละระยะไม่เหมือนกัน
ปัจจุบันจึงเริ่มมีการนำแสงไฟจากหลอด LED ที่ให้แสงในทุกช่วงคลื่นแสงที่ตาสามารถมองเห็นได้ (full spectrum) หรือแสงสีขาว มีข้อดีกว่าหลอดไฟแบบอื่น คือ ไม่ปล่อยความร้อน ทำให้อุณหภูมิต่ำไม่ทำลายพืช และช่วยประหยัดไฟ เมื่อต้องการปลูกพืชในที่ร่ม ในระบบปิดหรือในพื้นที่ที่มีแสงน้อย เพื่อให้ได้พืชที่เจริญเติบโตสมบูรณ์ ให้ผลผลิตสูง และสามารถผลิตสารออกฤทธิ์ทางชีวภาพ (bioactive compounds) ตามที่ต้องการ ตัวอย่างพืชที่ปลูกในที่ร่ม เช่น กัญชา เพื่อที่จะควบคุมคุณภาพและเพิ่มผลผลิตของใบและดอกของกัญชา รวมทั้งปริมาณสารเทอร์ปีน (terpene) และสารแคนนาบินอยด์ (cannabinoid) โดยให้แสงสีในสัดส่วนที่เหมาะสมกับพืชในแต่ละระยะ
อ้างอิง
- What’s the Scoop on Grow Lights and Colors?
- LED Grow Lights – Getting the Right Color Spectrum
- The Ideal LED Grow Light Spectrum for Plants
- Cannabis Cultivation: The Light Spectrum and Ways to Raise THC Levels
- An Overview of LEDs’ Effects on the Production of Bioactive Compounds and Crop Quality
- Photosynthesis under artificial light: the shift in primary and secondary metabolism
