1. উদ্ভিদে সালোকসংশ্লেষণের বর্ণালী কোড
ক্লোরোপ্লাস্টের ফটোসিস্টেম I এবং II রয়েছে, যা আলোক শক্তিকে রাসায়নিক শক্তিতে পরিণত করতে তারা যে বর্ণালী ব্যবহার করে সে সম্পর্কে বেশ পছন্দের। ক্লোরোফিল a/b 660nm লাল এবং 450nm নীল আলো ব্যান্ডে আলো শোষণ করে। এই ব্যান্ডগুলি আলোক শক্তি রূপান্তরের 90% এরও বেশি জন্য দায়ী। ক্যারোটিনয়েডগুলি 400 এবং 500 এনএম এর মধ্যে নীল-বেগুনি আলো শোষণ করতে সাহায্য করে, এমন একটি সিস্টেম তৈরি করে যা দুটি ধরণের আলো ক্যাপচার করে। যখন লাল আলোর পরিমাণ 80% হয়, পরীক্ষাগুলি দেখায় যে টমেটোতে সালোকসংশ্লেষণের হার 50% বাড়তে পারে এবং একটি একক ফলের ওজন 14% থেকে 30% পর্যন্ত যেতে পারে। ইউনান গোলাপ রোপণ বেস কান্ড 20% পুরু এবং পাপড়ি 35% বেশি রঙের জন্য নীল আলো ব্যবহার করে।
গাছপালা 60% পর্যন্ত সবুজ আলো (520-610nm) প্রতিফলিত করতে পারে, তবে এই আলোটি ছাউনির মধ্য দিয়ে যাওয়ার পরে নীচের পাতার সালোকসংশ্লেষণের দক্ষতা 18% বাড়িয়ে দিতে পারে। জাপানে মিতসুবিশি রাসায়নিকের পরীক্ষায় দেখা গেছে যে লাল নীল যৌগিক আলোতে 5% সবুজ আলো যোগ করলে লেটুস উৎপাদন 12% বৃদ্ধি পায়। এটি উচ্চ-ঘনত্বের রোপণে আলোর ক্ষতির সমস্যার সমাধান করেছে। দূরবর্তী লাল আলোর (730nm) "শ্যাডো এফেক্ট" ডালপালাকে দীর্ঘায়িত হতে বাধা দেয় এবং ফুলের কুঁড়িকে আলাদা করতে উৎসাহিত করে। এটি স্ট্রবেরি উৎপাদনে ফলের পর্যায় 7 থেকে 10 দিন বেশি স্থায়ী করতে পারে।
2. LED প্রযুক্তির বর্ণালী বিপ্লব
ঐতিহ্যগত আলোর উত্সগুলির তিনটি প্রধান সমস্যা হল যে উচ্চ চাপের সোডিয়াম ল্যাম্পগুলি শুধুমাত্র 12% বৈদ্যুতিক শক্তিকে সালোকসংশ্লেষকভাবে সক্রিয় বিকিরণে পরিণত করে, ফ্লুরোসেন্ট ল্যাম্প স্পেকট্রা উদ্ভিদের প্রয়োজনীয়তা থেকে 40% পর্যন্ত কম, এবং ধাতব হ্যালাইড ল্যাম্পগুলি খুব বেশি দূরে-ইনফ্রারেড বিকিরণ দেয়, যা উদ্ভিদকে খুব দ্রুত বৃদ্ধি করে। এবং এলইডি নতুন সেমিকন্ডাক্টর উপকরণ নিয়ে এসে সঠিক বর্ণালী কাস্টমাইজেশন সম্ভব করেছে:
একরঙা অপটিক্যাল চিপ প্রযুক্তি: এটি InGaN/GaN উপাদান সংমিশ্রণের জন্য ± 2nm এর পিক তরঙ্গদৈর্ঘ্য ত্রুটি সহ আদি স্পেকট্রা পাঠাতে পারে। জার্মানির ওসরাম OSLON স্কয়ার সিরিজের চিপ তৈরি করে, যা 660nm রেড লাইট ব্যান্ডে নিয়মিত আলোর উত্সের তুলনায় 300% বেশি দক্ষ৷
ডাইনামিক স্পেকট্রাল কন্ট্রোল: IoT প্রযুক্তি ব্যবহার করে, ফিলিপস গ্রোওয়াইজ সিস্টেম উদ্ভিদের বৃদ্ধির পর্যায়ের উপর ভিত্তি করে বর্ণালী অনুপাত পরিবর্তন করে। হাইপোকোটিল প্রসারণ বন্ধ করার জন্য, চারা হওয়ার সময় নীল আলোর পরিমাণ 30% এ উন্নীত করা হয়। ফুলের কুঁড়ি আলাদা করতে সাহায্য করার জন্য, ফুলের পর্যায়ে লাল আলোর পরিমাণ 85% এ উন্নীত করা হয়। ফলের সময় লাল আলো ব্যবহার করলে ফল বড় হয়।
তাপ পরিচালনায় অগ্রগতি: LED-এর তাপমাত্রা ৪৫ ডিগ্রির নিচে রাখতে সিরামিক সাবস্ট্রেট এবং তরল কুলিং কৌশল ব্যবহার করা। এটি নিয়মিত আলোর উত্সের তুলনায় 60% কম তাপ উৎপন্ন করে, এইভাবে লাইটগুলি উদ্ভিদের ছাউনি থেকে মাত্র 15 সেমি দূরে স্থাপন করা যেতে পারে এবং এটি স্থানের 4 গুণ বেশি ব্যবহার করে।
3. চাষের "আলো নিয়ন্ত্রিত যুগ"
শৌগুয়াং, শানডং-এর বুদ্ধিমান গ্রিনহাউস, টমেটো জন্মাতে সাহায্য করার জন্য এলইডি লাইট ব্যবহার করে৷ এই প্রযুক্তি প্রতি বছর 60 কেজি/m² টমেটো উত্পাদন করে, যা ঐতিহ্যগত পদ্ধতির তুলনায় তিনগুণ বেশি। লাল এবং নীল আলোর একটি 6:1 অনুপাত ব্যবহার করে "তিন-মাত্রিক তাক" রোপণ করা সম্ভব হয়েছে৷ এটি প্রতি ইউনিট এলাকায় আউটপুট দক্ষতা 500% বৃদ্ধি করে। অভ্যন্তরীণ মঙ্গোলিয়ার মরুভূমির গ্রিনহাউস মেঘলা এবং তুষারময় দিনে (200 μmol/m ²·s এর তীব্রতা সহ) শসাগুলিকে প্রতিদিন 4 থেকে 6 অতিরিক্ত ঘন্টা আলো দেয়। এর ফলে শসাগুলি স্বাভাবিকের তুলনায় 25% বেশি বৃদ্ধি পায়, যা খারাপ আবহাওয়ায় কম উৎপাদনশীলতার সমস্যার সমাধান করে।
এলইডি প্রযুক্তি উদ্ভিদ কারখানার রাজ্যে জিনিসগুলি তৈরি করার উপায় পরিবর্তন করছে। জাপানের মিরাই কোম্পানি লেটুসের ভিটামিন সি কন্টেন্টকে 18% এবং অ্যান্থোসায়ানিনের মাত্রা 25% বৃদ্ধি করতে সম্পূর্ণ স্পেকট্রাম LED লাইট (UV-A 380nm এবং দূরের লাল আলো 730nm সহ) ব্যবহার করে। ফটোপিরিয়ড নিয়ন্ত্রণ করে (16 ঘন্টা লাল আলো এবং 8 ঘন্টা অন্ধকার), স্ট্রবেরি পাকতে যে সময় লাগে তা নিয়মিত রোপণের জন্য যে সময় লাগে তার এক তৃতীয়াংশে কেটে যায়। মানে স্ট্রবেরি সারা বছরই পাওয়া যায়।
4. প্রযুক্তির পরিবর্তন এবং শিল্পের প্রবণতা
বর্তমান এলইডি প্ল্যান্টের আলো এখন বিকাশের তৃতীয় পুনরাবৃত্তিতে রয়েছে:
কোয়ান্টাম ডট LED: 380 থেকে 850 এনএম তরঙ্গদৈর্ঘ্যের সম্পূর্ণ পরিসরে 4 μ mol/J-এর বেশি হালকা দক্ষতা সহ ক্রমাগত বর্ণালী টিউনেবিলিটি অর্জন করতে ন্যানোক্রিস্টালাইন উপকরণ ব্যবহার করে।
বায়োফিডব্যাক সিস্টেম: একটি ক্লোরোফিল ফ্লুরোসেন্স সেন্সর যা বিল্ট ইন, PSII-এর প্রকৃত ফটোকেমিক্যাল দক্ষতার বাস্তব-সময় পর্যবেক্ষণ, এবং আলোর সূত্রের গতিশীল অপ্টিমাইজেশন।
এআই লাইট এনভায়রনমেন্ট মডেলিং: গভীর শিক্ষার কৌশল ব্যবহার করে, উদ্ভিদ বৃদ্ধির বর্ণালী পরিবেশের একটি ডিজিটাল টুইন মডেল তৈরি করুন যাতে আপনি সুনির্দিষ্ট ভবিষ্যদ্বাণী এবং নিয়ন্ত্রণ করতে পারেন।
MarketsandMarkets বলে যে বিশ্বব্যাপী উদ্ভিদ আলোর বাজার প্রতি বছর 22.5% হারে বৃদ্ধি পাবে, যা 2027 সালের মধ্যে $18.6 বিলিয়নে পৌঁছাবে। চীন সবচেয়ে বড় উৎপাদক এবং একটি সম্পূর্ণ শিল্প চেইন তৈরি করেছে যা চিপ তৈরি করা থেকে শুরু করে সিস্টেমগুলিকে একত্রিত করা পর্যন্ত যায়। Huawei এবং Sanan Optoelectronics এর মতো কোম্পানি 5G+LED স্মার্ট ফার্মিং সলিউশন ব্যবহার করার জন্য জোর দিচ্ছে।
5. সমস্যা এবং পরবর্তী করণীয়
যদিও প্রযুক্তি সব সময় উন্নত হচ্ছে, তবুও সেক্টরটির মোকাবেলা করার জন্য তিনটি বড় সমস্যা রয়েছে:
প্রারম্ভিক খরচ: ছোট এবং মাঝারি{0}}আকারের ব্যবসাগুলি সম্পূর্ণ স্পেকট্রাম LED সিস্টেম ব্যবহার করার সম্ভাবনা কম কারণ তাদের পরিশোধ করতে 3 থেকে 5 বছর সময় লাগে৷
কোন মান নেই: হালকা সূত্রের জন্য কোন বিশ্বব্যাপী সার্টিফিকেশন সিস্টেম নেই, যা ব্যবহার করার সময় বিভিন্ন ফলাফলের দিকে নিয়ে যায়।
শক্তি দক্ষতা বাধা: দূরবর্তী লাল আলো ব্যান্ডে (700–800nm) ফোটোইলেকট্রিক রূপান্তর দক্ষতা লাল আলোতে এর 60% এর কম। এর মানে হল যে উপকরণ বিজ্ঞানকে বড় অগ্রগতি করতে হবে।
শিল্পটি আগামী পাঁচ বছরে উদ্ভাবনের তিনটি প্রধান ক্ষেত্রে ফোকাস করবে:
স্পেকট্রাম জিন সম্পাদনা: CRISPR প্রযুক্তি ব্যবহার করে ফসলের ধরন বৃদ্ধি করা যা নির্দিষ্ট বর্ণালীতে আরও ভাল সাড়া দেয়।
ফটো-CO₂ সহযোগিতামূলক নিয়ন্ত্রণ: আলোর শক্তির আরও ভাল ব্যবহার করতে বাতাসে আলো এবং কার্বন ডাই অক্সাইডের পরিমাণকে লিঙ্ক করে এমন একটি সিস্টেম তৈরি করা।
মহাকাশ কৃষি অ্যাপ্লিকেশন: গভীর মহাকাশ অনুসন্ধানের জন্য খাদ্য নিরাপত্তা নিশ্চিত করতে মঙ্গলের বায়ুমণ্ডলের জন্য একটি অনন্য বর্ণালী সমাধান তৈরি করুন, যা 95% CO₂।
6. বাস্তব-জীবনের উদাহরণ এবং আর্থিক লাভ৷
শানডং শাউগুয়াং-এ টমেটো রোপণ: একটি LED সিস্টেমের সাহায্যে যার লাল-নীল আলোর অনুপাত ছিল 8:1, প্রতি গাছে ফলের সংখ্যা 12 থেকে 18 পর্যন্ত বেড়েছে, চিনির পরিমাণ 1.5 ডিগ্রি বেড়েছে, এবং প্রতি একর আউটপুট মূল্য ছিল 500,000 ইউয়ানের বেশি।
ইউনান ফ্লাওয়ার বেস: গোলাপের কান্ডের পুরুত্ব পরিবর্তন করতে নীল আলো ব্যবহার করে, A- স্তরের ফুলের শতাংশ 65% থেকে 82% বেড়েছে এবং রপ্তানির জন্য প্রতি ইউনিটের দাম 30% বেড়েছে৷
মঙ্গোলিয়া মরুভূমির গ্রিনহাউসের মাঝখানে: শীতকালে যখন এটি -20 ডিগ্রি হয়, এলইডি লাইটগুলি নিয়মিত গ্রিনহাউসের তুলনায় শসাগুলিকে 2.3 গুণ বেশি বৃদ্ধি করতে এবং 40% জল ও সার ব্যবহার করতে সাহায্য করে।
