زراعت میں مصنوعی روشنی
یہ بات ایک طویل عرصے سے مشہور ہے کہ پودے روشنی کے بغیر نہیں بڑھ سکتے۔ اس کے باوجود، سائنس اور ٹیکنالوجی میں ہونے والی ترقی کی بدولت پچھلے ایک سو سالوں میں ہی روشنی کا پودوں پر کیا اثر ہوتا ہے، اس کا مکمل طور پر پتہ چلا ہے۔
زراعت میں مصنوعی روشنی کے استعمال کا مقصد روشنی کا ایسا ذریعہ فراہم کرنا ہے جو سورج کی روشنی سے ملتا جلتا ہو۔ ٹکنالوجی میں ترقی کی وجہ سے، ایل ای ڈی لائٹس باغبانی کی روشنی کے لیے بہترین آپشن کے طور پر ابھری ہیں، خاص طور پر وہ جو اپنے سپیکٹرا کو پودوں کی ضروریات کے مطابق بنا سکتے ہیں۔ زیادہ روایتی روشنی کے اختیارات کے مقابلے میں، جیسے ہائی پریشر سوڈیم (HPS) اور فلوروسینٹ، ایسی روشنیاں جو LEDs کا استعمال کرتی ہیں ماحول پر اپنے اثرات اور ان کی پیداواری کارکردگی کے لحاظ سے اہم فوائد فراہم کرتی ہیں۔
زراعت میں مصنوعی روشنی کے استعمال کے بارے میں ایک رپورٹ Valoya کی طرف سے تصنیف کی گئی تھی اور المیریا اور Buresinnova یونیورسٹی کے محققین کی طرف سے شریک مصنف تھے. یہ رپورٹ جنوری 2018 میں شائع ہوئی تھی۔ تحقیق میں ایسے ٹیسٹ پیش کیے گئے ہیں جو مختلف سپیکٹرا اور روشنی کی اقسام کو استعمال کرتے ہوئے اس بات کا تعین کرتے ہیں کہ روشنی کی ہر شکل پودوں پر ان حالات کے لحاظ سے کیا اثرات مرتب کر سکتی ہے جن کے تحت وہ اگائے جاتے ہیں۔ ذیل میں مطالعہ کا ایک ٹکڑا ہے جسے آپ پڑھ سکتے ہیں۔
1. روشنی اور پودوں کے درمیان رابطہ
برقی مقناطیسی لہریں ماحول کے ذریعے توانائی کی ترسیل کے لیے ذمہ دار ہیں۔ برقی مقناطیسی لہروں کی مثالوں میں مائیکرو ویوز، ریڈیو یا ٹیلی ویژن کی لہریں، ایکس رے، الٹرا وایلیٹ شعاعیں، یا نظر آنے والی روشنی شامل ہیں۔ برقی مقناطیسی لہروں کو ان کی مختلف تعدد اور طول موج کے ذریعہ ایک دوسرے سے ممتاز کیا جاسکتا ہے۔ برقی مقناطیسی سپیکٹرم تعدد اور طول موج کی ایک وسیع رینج پر مشتمل ہوتا ہے، جن میں سے کچھ دوسروں سے بہتر طور پر پہچانے جاتے ہیں (مثال کے طور پر، مائیکرو ویوز، ریڈیو لہریں، مرئی روشنی، وغیرہ)۔
برقی مقناطیسی تابکاری دوہری نوعیت کی ہوتی ہے۔ جب یہ خلا میں لہروں کی طرح حرکت کرتا ہے تو یہ ذرات (فوٹونز) کی شکل میں توانائی کا تبادلہ بھی کرتا ہے۔ 1905 میں، البرٹ آئن سٹائن پہلا شخص تھا جس نے یہ دلیل دی کہ روشنی میں بیک وقت ذرات اور لہریں دونوں کی خصوصیات ہیں۔ فوٹون ان ذرات کے نام ہیں جو روشنی کی شہتیر کے اندر موجود ہوتے ہیں۔ فوٹون جن کی طول موج لمبی دوری (کم تعدد) کے مساوی ہے وہ فوٹون کے مقابلے میں کم توانائی رکھتے ہیں جن کی طول موج کم فاصلے کے مساوی ہے۔
انسانی آنکھ 400 اور 700 نینو میٹر (این ایم) کے درمیان طول موج کے ساتھ روشنی کا پتہ لگانے کے قابل ہے، جو تقریباً برقی مقناطیسی سپیکٹرم کے اس حصے کے مساوی ہے جسے پودوں کے فتوسنتھیس کے عمل کے دوران استعمال کیا جاتا ہے۔ لہذا، 400 اور 700 nm کے درمیان طول موج والی روشنی کو فوٹوسنتھیٹک طور پر فعال تابکاری (یا صرف PAR) کہا جاتا ہے۔ طول موج کا سپیکٹرم جو سورج کی روشنی میں دیکھا جا سکتا ہے، مسلسل ہے، بصری حد سے باہر تک پھیلا ہوا ہے۔ انسانی آنکھ مختلف طول موجوں کو رنگوں میں تبدیل کرنے کے لیے ذمہ دار ہے، جس کے بعد انسانی دماغ میں عمل کیا جاتا ہے۔ رنگ نیلا روشنی کے ذریعہ تیار کیا جاتا ہے جس کی طول موج 400 nm کے قریب ہوتی ہے، جب کہ رنگ سرخ روشنی سے تیار ہوتا ہے جس کی طول موج 600 nm کے قریب ہوتی ہے۔ پیلے رنگ سبز طول موج کی حد وہ ہے جس کا انسانی آنکھ انتہائی حساسیت سے جواب دیتی ہے۔
2. روغن، فوٹو ریسپٹرز، اور پودوں میں فتوسنتھیس کا کیمیائی عمل
انسانی آنکھ کی تقریباً اسی حد میں، روشنی کا سپیکٹرم پودوں کے ذریعے جذب ہوتا ہے۔ تاہم، لوگوں کے برعکس، پودے سرخ اور نیلی روشنی کو بہتر طریقے سے لینے کے قابل ہوتے ہیں۔
کلوروفل ان بنیادی کیمیکلز میں سے ایک ہے جو پودوں کو روشنی جذب کرنے اور پانی اور کاربن ڈائی آکسائیڈ کو آکسیجن اور دیگر پیچیدہ نامیاتی مالیکیولز میں تبدیل کرنے کے لیے فراہم کردہ توانائی کو استعمال کرنے کے قابل بناتا ہے۔ یہ عمل فتوسنتھیس کے نام سے جانا جاتا ہے۔ کلوروفل ایک پودے کا روغن ہے جو انٹرا سیلولر کلوروپلاسٹ میں پایا جاسکتا ہے۔ کلوروفل کے مالیکیول سبز رنگ کے ہوتے ہیں، اور وہ درحقیقت تنوں اور پتوں میں پائے جانے والے سبز رنگ کی وجہ ہیں۔ کلوروفل کی دو بنیادی شکلیں ہیں جو اعلیٰ پودوں میں پائی جا سکتی ہیں۔ یہ کلوروفیل اے اور کلوروفیل بی ہیں، اور ان کے روشنی جذب کرنے والے منحنی خطوط ایک دوسرے سے بہت چھوٹے طریقے سے مختلف ہیں۔ اس نسبتاً معمولی فرق کی وجہ سے، وہ مختلف طول موجوں پر قبضہ کرنے کے قابل ہوتے ہیں، اس طرح سورج کی روشنی کے طیف کے ایک بڑے حصے پر قبضہ کر لیتے ہیں۔ سبز طول موج کی عکاسی کرتے ہوئے بنیادی طور پر سرخ اور نیلی روشنی کو جذب کرنے کی کلوروفل کی صلاحیت کے نتیجے میں، پودے ہماری آنکھوں کو سبز دکھائی دیتے ہیں۔
تاہم، کلوروفل واحد روغن نہیں ہے جو پودوں میں پایا جاتا ہے۔ نام نہاد لوازماتی روغن (جیسے کیروٹینائڈز اور xanthophylls، دوسروں کے درمیان) اور فینولک مادے (جیسے flavonoids، anthocyanins، flavones اور flavonoids) صرف سرخ اور نیلے رنگ کے علاوہ طول موج کو جذب کرتے ہیں۔ پیلا، سرخ اور بنفشی وہ رنگ ہیں جو لوازمات کے روغن بناتے ہیں۔ پرندوں اور کیڑوں کو لالچ دینے کے علاوہ، ان رنگوں کا استعمال بافتوں کو بیرونی دباؤ جیسے شدید روشنی کی شعاعوں کے نقصان دہ اثرات سے بچانے میں مدد کرتا ہے۔
فوٹو ریسیپٹرز ایک اور قسم کا ذرہ ہے جو روشنی کو جذب کرنے کی صلاحیت رکھتا ہے۔ فوٹو ریسیپٹرز کی تین بنیادی کلاسوں کو فائٹو کروم، فوٹوٹروپین اور کرپٹو کروم کہا جاتا ہے۔ اس کے علاوہ، UVR8 فوٹو ریسیپٹر ایک خصوصی فوٹو ریسیپٹر ہے جو صرف الٹرا وایلیٹ روشنی کا جواب دیتا ہے۔ ہر قسم کا فوٹو ریسیپٹر روشنی کی ایک مخصوص طول موج کی حد کے لیے حساس ہوتا ہے اور پودوں میں ایک خاص جسمانی رد عمل کا انچارج ہوتا ہے۔ یہ جوابات درج ذیل ہیں:
فوٹوٹروپین کا اثر کلوروپلاسٹ کی جسمانی پوزیشن اور سٹوماٹا کے کھلنے دونوں پر ہوتا ہے۔ وہ نیلی روشنی کو بھگانے کے قابل ہیں۔
پودوں کی اندرونی گھڑی کو کرپٹو کروم کے ذریعے کنٹرول کیا جاتا ہے، جو روشنی سے متعلق سگنلز کے لیے اپنے ماحول کی نگرانی کرتے ہیں۔ اس کے علاوہ، وہ مورفولوجیکل ردعمل کے ساتھ منسلک ہوتے ہیں، جیسے تنے کی لمبائی کو دبانا، cotyledons کا بڑھنا، anthocyanins کی نشوونما، اور photoperiodic Blooming۔ UVA (الٹرا وایلیٹ)، نیلی اور سبز روشنی کی طول موجیں کرپٹو کروم کے ذریعے لی جاتی ہیں۔
پھولوں کا آغاز فائٹو کرومز سے ہوتا ہے، جو بیجوں کی تشکیل کے لیے بھی ذمہ دار ہیں۔ تنے کی لمبائی، پتوں کی توسیع، اور "سایہ سے بچنے کا سنڈروم" سبھی پودوں میں فائٹوکروم کے ذریعے کنٹرول ہوتے ہیں۔ سرخ اور دور سرخ روشنی کا تناسب جو ماحول میں موجود ہے فائٹو کروم مالیکیول کی فوٹو سٹیشنری حالت پر اثر انداز ہوتا ہے، جو بدلے میں ان رد عمل میں ثالثی کرتا ہے جو فائٹو کروم کے ذریعے منظم ہوتے ہیں۔
پھول اگانا، بیجوں کی نشوونما، اور دیگر افعال جیسے انکرن، پھولوں کا وقت، اور پودوں کی شکل یہ تمام سرگرمیاں ہیں جو روشنی پر منحصر ہیں۔ فوٹو سنتھیسس، وہ عمل جو بائیو ماس کی تشکیل کے لیے توانائی فراہم کرتا ہے، ان میں سے صرف ایک عمل ہے۔ یہ طرز عمل اس روشنی کے معیار سے پیچیدہ طور پر جڑے ہوئے ہیں جو پودا اپنے گردونواح سے حاصل کرتا ہے، جس طرح پودا اپنے گردونواح سے سگنلز کی ترجمانی کرتا ہے۔ یہ ردعمل طول موج کے ذریعہ ثالثی کرتے ہیں جو PAR خطے کے اندر اور باہر دونوں ہیں، بشمول UV اور دور سرخ شعاع ریزی۔
مزید معلومات کے لیے، براہ کرم توجہ دیں۔بینوی کی سرکاری ویب سائٹ!
