نور و تأثیر آن بر رشد گیاه
نور مهم‌ترین متغیر مؤثر بر رشد گیاه است. اگر نور کافی به گیاه نرسد، فارغ از اینکه سایر متغیرها –آب، بستر رشد یا کود- چگونه باشند، گیاه با حداکثر نرخ رشد خود رشد نخواهد کرد یا حداکثر پتانسیل آن به ظهور نخواهد رسید.
نور یکی عوامل غیر زنده اکوسیستم است که نقشی مهم در غذاسازی تولید کننده‌ها دارد. نور مهم‌ترین متغیر مؤثر بر رشد گیاه است. اگر نور کافی به گیاه نرسد، فارغ از اینکه سایر متغیرهای آب، بستر رشد یا کود چگونه باشند، گیاه با حداکثر نرخ رشد خود رشد نخواهد کرد یا حداکثر پتانسیل آن به ظهور نخواهد رسید.
افزایش نور، افزایش ثمره
نور نیروی محرک فوتوسنتز (فرآیند تغییر انرژی نورانی خورشید به انرژی شیمیایی توسط گیاه) است. در طول فرآیند فوتوسنتز، آب طی یک واکنش شیمیایی به دو عنصر اکسیژن و هیدروژن تجزیه و کربن دی‌اکسید (CO۲) به شکر تبدیل می‌شود.
بنابر یک قاعده کلی، به‌ازای هر یک درصد افزایش نور رشد گیاه به همان اندازه افزایش خواهد یافت و در نتیجه ثمره آن یک درصد بیشتر می‌شود.
کلیه گیاهان برای انجام عمل فوتوسنتز به دو عنصر نور و CO۲ نیاز دارند. وجود فاصله مناسب بین گیاهان دریافت نور کافی در فضای گلخانه را برای آنان تضمین می‌کند.
بوته‌های گوجه‌فرنگی به نحوی هرس می‌شوند که در هر متر مربع از فضا گلخانه ۲٫۷ تا ۳ گیاه قرار گیرد. خیارهای بی‌دانه، با برگ‌های بزرگ‌تر خود به فضایی دوبرابر فضای در نظر گرفته شده برای بوته‌های گوجه‌فرنگی نیاز دارند. فاصله میان کاهوی هیدروپونیک نیز از ۲٫۵ سانتی‌متر مربع برای کاهوهای بی‌دانه در مرحله رشد اولیه تا ۱۵ سانتی‌متر مربع در مرحله رشد نهایی متغیر است.
حفظ رشد گیاه در حالت بهینه در شرایط نوردهی کمتر (به‌ویژه در مناطق با شدت نور کمتر و ساعات روز محدودتر) مستلزم تلاش بیشتر است.
تا کنون، نور خورشید به عنوان ارزان‌ترین گزینه برای کشاورزان SA مطرح بوده است که می‌بایست با بیشترین شدت و کمترین سایه ممکن از آن استفاده کنیم.
تضمین نور کافی برای گیاهان
شاخص پیوستگی نور روزانه (LDI)
شاخص LDI معرف کل میزان نوری است که گیاه شما در طول شبانه‌روز دریافت می‌کند. از نظر شباهت می‌توان این شاخص را با بارش باران اندازه‌گیری کرد. بارش برحسب میلی‌متر در شبانه‌روز اندازه‌گیری می‌شود و به مدت (طول زمان بارش) و شدت بارش (میزان شدت بارندگی) بستگی دارد. LDI نیز به شدت نور تابشی و همچنین مدت تابش نور (تعداد ساعات آفتابی) بستگی دارد و بیانگر میزان نوری است که گیاهان در طول فرآیند فوتوسنتز دریافت می‌کنند.
با تنظیم DLI می‌توان به کاهش زمان ریشه‌زایی قلمه و نهال‌ها و افزایش کیفیت محصول با صرف سطوح انرژی کمتر کمک کرد.
رشد زمستانه
با توجه به کاهش ساعات تابش نور خورشید در فصل زمستان نسبت به تابستان، اغلب کشاورزان برای حفظ میزان محصول زمستانه در سطح محصول تابستانه فضای گلخانه خود را گرم می‌کنند.
در تبریز، متوسط ساعات تابش نور خورشید از ۱۴ ساعت در روز در تیرماه به ۱۰ ساعت در روز در درماه کاهش می‌یابد.
این ۳۰ درصد کاهش تابش بدین معناست که موفقیت تلاش برای حفظ محصول تابستانه از طریق گرم کردن محیط گلخانه در تبریز نسبت به اهواز که کاهش متوسط تابش روزانه آن در فصل زمستان فقط ۹ درصد است، پایین‌تر است.
یکی دیگر از عوامل دخیل در این موضوع انحراف کمتر تابش خورشید است. کوتاهی روز، مه صبحگاهی و آسمان ابری عوامل کاهش شدت نور در زمستان هستند که با کاهش بیشتر LDI به کاهش رشد گیاه منجر می‌شوند.
همین نکته عامل کاهش محصول زمستانه سبزیجات گلخانه‌ای (کاشته شده در خاک یا یک سیتم هیدروپونیک) است. حتی تجهیز به بهترین سیستم گرمایش موجود نیز توان جبران این کاهش محصول را ندارد.
فوتومورفوژنز
علاوه‌بر فوتوسنتز، بعد دیگری در مورد نور وجود دارد که بر رشد گیاه از زمان کاشت دانه تا به ثمر نشست گیاه تأثیرگذار و به فوتومورفوژنز موسوم است. فوتومورفوژنز به رنگ‌دانه‌های مختلف که به نورهای رنگی مختلف (طیف نوری ماوراء بنفش تا تقریبا فروسرخ و شامل کلیه رنگ‌های رنگین‌کمان که در اثر بازتاب نور دیده می‌شوند) حساسند و به آنها واکنش نشان می‌دهند وابسته است. فوتومورفوژنز بر ابعاد زیر از ابعاد مطرح در رشد گیاه تأثیر می‌گذارد:
- جوانه‌زني دانه (فتوبلاستي و خواب فیزیولوژیکی)
- تولید سبزینه (فتوسنتز)
- رشد ساقه و برگ به سوی نور مرئی (تاریک رویی و نور گرایی)
- زمان گلدهی بر اساس طول روز و شب (فتوپریودیسم)
- واکنش به رنگ‌های مختلف نور
اختلاف میان حساسیت گیاهان و چشم انسان به رنگ‌های مختلف رنگین‌کمان بسیار زیاد است. بیشترین حساسیت چشم انسان به ناحیه رنگی سبز-زرد از این طیف رنگی است؛ اما گیاهان کمترین حساسیت را نسبت به نور سبز دارند.
انسان‌ها بازتاب نور را می‌بینند و این حقیقت که اکثر گیاهان در دید انسان سبز دیده می‌شوند حاکی از آن است که بازتاب نور سبز از گیاهان از سایر رنگ‌های موجود در طیف نور بیشتر است.
واکنش فوتوسنتز گیاهان در ناحیه آبی و تا حدی قرمز طیف رنگی واقع شده است و بخشی از طیف فرابنفش را نیز دربر می‌گیرد (ر.ک. گراف).
می‌توان از واکنش گیاهان به رنگ‌های مختلف طیف نوری برای رفع نیازهای گوناگون گیاهان استفاده کرد. به عنوان مثال:
- از بازتاب فرابنفش برای کوتاه‌تر شدن میان‌گره‌ها (فاصله بین دو گره روی یک شاخه که در آن برگ روییده است) استفاده می‌شود.
- از نور آبی برای تحریک سبزیجات به رشد و جلوگیری از گلدهی گیاهان روز کوتاه طی مراحل تکثیر آنان استفاده می‌شود.
- از نور قرمز برای تحریک گیاهان به گلدهی و بلندتر کردن میان‌گره‌ها برای ضخیم‌تر شدن ساقه‌ها و بزرگ‌تر شدن گل‌هایی مثل گل رز استفاده می‌شود.
- از تابش فروسرخ برای کنترل فوتوپریودیسم گیاه استفاده می‌شود.
فوتوپریودیسم
ثر تناوب روز و شب و یا روشنایی و تاریکی (دوره نوری) در رشد و نمو و تشکیل گل و یا پدیده‌های دیگر مانند بیدار شدن دانه، ریزش برگ و غیره از وجود خاصیتی در گیاه ناشی می‌شود که آن فتوپریودیسم می‌نامند.
برای مثال در گیاهان می‌توان با تغییر مدت تابش نور در گلخانه، گل دادن یک گیاه را تسریع کرد. این موضوع در گلکاری و باغبانی اهمیت فراوان دارد. به‌علاوه رویش دانه در بعضی گیاهان، تولید سبزینه و ریختن برگها در فصل پاییز به تغییرات تابش نور بستگی دارد. تنظیم مدت تابش نور فقط با نور رشد گیاه (لامپ های مخصوص رشد گیاه) امکان پذیر است.
بنابراین، پرورش‌دهندگان گل می‌توانند با توجه به نیاز بازار از نور مصنوعی کمکی برای تأخیر یا تسریع گلدهی گیاهان استفاده کنند. روش‌های کنترل فوتوپریودیک مرسوم عبارتند از:
- افزایش طول روز با استفاده از نورهای کمکی
- کاهش طول روز با پوشاندن گیاهان با پوشش‌های تیره درست قبل از شب
- تأخیر در شروع شب با استفاده از چراغانی
- روشنایی دوره‌ای (متناوب)
