แสงสีแดง(ลับตา) ใช้กี่เปอร์เซ็นต์ จึงจะเห็นผลได้ดี?

เข้าใจการใช้แสง 101

แสงสีแดง(ลับตา) ทำให้ต้นไม้แข่งขันกันหาแสงแดด ได้รับการปรับปรุงการรับรู้แสงและเงา ผ่านการเพิ่มโฟตอนกับแสงสีแดง(ลับตา) 700 ถึง 750 นาโนเมตร และลดสัดส่วนความเข้มแสงทั้งหมด ซึ่งสองสัญญาณนี้มีความสัมพันธ์กันเพื่อควบคุมการยืดตัวของลำต้น และการขยายตัวของใบ

ศึกษาผลกระทบของการยืดตัว

การศึกษาผลกระทบที่มีความสัมพันธ์กันต่อการยืดตัวของลำต้นจะได้รับการวัดค่าได้ดี แต่การตอบสนองต่อการขยายตัวของใบยังไม่ชัดเจน การทดสอบระบบนี้ประกอบด้วยห้องทดลอง 12 ห้องที่มีการใช้แสงสีแดง(ลับตา) 4 ระดับ และ 3 ระดับของ ePPFD (4×3 = 12 การรักษา) โดยใช้แสงในช่วงเวลา 16 ชั่วโมงต่อวัน

การทดสอบกับแตงกวา

การทดสอบพืชแตงกวา ระดับ ePPFD มี 3 ระดับคือ 50, 200, และ 500 μmol m-2 s-1 (Daily Light Integral, DLI: 2.88, 11.52, และ 28.8 mol m-2 d-1) และการทดสอบพืชผักกาด ระดับ ePPFD ที่ต่ำที่สุด (50 μmol m-2 s-1) ได้ถูกเพิ่มขึ้นเป็น 100 μmol m-2 s-1 (DLI: 5.76 mol m-2 d-1) เนื่องจาก 50 μmol m-2 s-1 ต่ำกว่าจุดที่จะให้แสงเพียงพอ

ความสัมพันธ์ระหว่างแสงสีแดง(ลับตา) กับการไหลของโฟตอน

ความสัมพันธ์ระหว่างส่วนประกอบของแสงสีแดง(ลับตา) และการไหลของโฟตอนทั้งหมด โดยความหนาแน่นของการไหลของโฟตอนสังเคราะห์แสงที่ขยายตัว (ePPFD; 400 ถึง 750 นาโนเมตร) ถูกควบคุมไว้ที่ 3 ระดับ (50/100, 200, และ 500 μmol m-2 s-1) โดยแต่ละระดับมีการเพิ่มเติม FR ตั้งแต่ 2% ถึง 33% ผลการศึกษาเปิดเผยว่าการเพิ่ม FR เป็นเหตุให้การขยายตัวของใบในผักกาด และแตงกวาเพิ่มขึ้นที่ ePPFD สูงสุด แต่ลดลงที่ ePPFD ต่ำสุด

ความแตกต่างของมวลชีวภาพ

ความสัมพันธ์ของทั้งสองมาจากความแตกต่างในการจัดสรรมวลชีวภาพระหว่างใบและลำต้น การเพิ่มแสงสีแดง(ลับตา) ช่วยการยืดตัวของลำต้นและการจัดสรรมวลชีวภาพไปที่ลำต้นที่มี ePPFD ต่ำ และสนับสนุนการขยายตัวของใบที่ ePPFD สูง สำหรับผักกาด และแตงกวา การขยายตัวของใบเพิ่มขึ้นด้วยการเพิ่มเปอร์เซ็นต์ FR ภายใต้ระดับ ePPFD ทั้งหมด แสดงให้เห็นว่ามีความสัมพันธ์น้อย ความสัมพันธ์นี้มีความสำคัญต่อการจัดการที่ดีขึ้นในการปลูกต้นไม้ และควรได้รับการศึกษาเพิ่มเติมเกี่ยวกับนิเวศวิทยาของต้นไม้

การทดลองที่ใช้ ePPFD

มุมมองด้านข้างของพืชแต่ละครั้งที่ทดลองเพิ่มเติม แสดงขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง และความสูงของพืชโดยประมาณในแต่ละครั้งของทดลอง การศึกษาเพิ่มเติมของผักกาดได้ทำซ้ำไปสามครั้ง และแตงกวาทำไปห้าครั้ง จากการทดลองพบว่ามวลแห้งรวมที่ใช้ ePPFD ต่ำ ได้ส่งผลให้ความสามารถทางสถิติในการตรวจสอบความแตกต่างที่มีนัยสำคัญระหว่างการรักษาด้วยเปอร์เซ็นต์ FR ลดลง

การเพิ่มเปอร์เซ็นต์ของแสงสีแดง(ลับตา)

การเพิ่มเปอร์เซ็นต์ของแสงสีแดง(ลับตา) มีผลต่อการสะสมมวลชีวภาพของผักกาด และแตงกวาโดยมีลักษณะที่แตกต่างกันขึ้นอยู่กับระดับ ePPFD หากใช้ระดับสูงสุด จะต้องเพิ่มแสงสีแดง(ลับตา) ส่งผลให้มีการสะสมมวลชีวภาพเพิ่มขึ้น ในขณะที่ที่ ePPFD ระดับต่ำสุด การเพิ่มแสงสีแดง(ลับตา) จะลดการสะสมมวลชีวภาพลง และที่ ePPFD ระดับปานกลาง พบว่าการตอบสนองของพืชแตกต่างกันไปตามสายพันธุ์
การเพิ่มแสงสีแดง(ลับตา) ยังมีผลต่อการแสดงออกของยีนที่เกี่ยวข้องกับการสังเคราะห์แสงและการส่งคาร์บอนในพืช ซึ่งส่งผลให้มวลชีวภาพเพิ่มขึ้นในลำต้นและลดลงในใบ และมีผลต่อการขยายพื้นที่ใบและการยืดของลำต้นโดยเฉพาะในเงื่อนไขที่มีความเข้มของแสงน้อยและการเพิ่มแสงสีแดง
การศึกษาย้ำความสำคัญของการจัดการแสงสีแดง(ลับตา) เพื่อเพิ่มการขยายใบและการสะสมโฟตอนในผักกาดและแตงกวา โดยเฉพาะในเงื่อนไขที่มีความเข้มของแสงสูง

เปรียบเทียบการไม่เพิ่มเปอร์เซ็นต์แสงสีแดง(ลับตา)

การทดลองซ้ำในแต่ละครั้งช่วงเวลาต่าง ๆ เพื่อเปรียบเทียบกับการควบคุมที่ไม่มีการเพิ่มเปอร์เซ็นต์ของแสงสีแดง(ลับตา) ที่ระดับ 2% และทำการวิเคราะห์ผลโดยใช้วิธีการต่าง ๆ เพื่อศึกษาความแตกต่างทางสถิติระหว่างการทดลอง
1. การวิเคราะห์ ANOVA และการทดสอบ Tukey: ใช้เพื่อแยกแยะความแตกต่างที่มีนัยสำคัญระหว่างการรักษาที่มีการเพิ่มเปอร์เซ็นต์ของ FR ในระดับต่าง ๆ ของ ePPFD และในทั้งสองชนิดของพืช ผักกาดและแตงกวา ผลการวิเคราะห์แสดงให้เห็นถึงประสิทธิภาพของการเพิ่ม FR ที่ระดับต่าง ๆ ของ ePPFD ในการสะสมมวลชีวภาพของพืช โดยการตอบสนองของแต่ละระดับ ePPFD และ FR มีการแตกต่างกันอย่างมีนัยสำคัญในทั้งผักกาดหอมและแตงกวา
2. การทดสอบ Tukey: ใช้เพื่อกำหนดว่าการตอบสนองของการเพิ่ม FR ที่ระดับต่าง ๆ มีความแตกต่างทางสถิติเมื่อเปรียบเทียบกับการไม่มีการเพิ่ม FR ซึ่งเป็นการตัวแทนของความต้านทานของพืชต่อการเพิ่ม FR ซึ่งระบุในรูปภาพ 5C และ 5D โดยทั่วไปการทดสอบเชิงวิจัยที่มีผลข้างเส้นทำให้การวิเคราะห์ที่มีมาตรฐานและการทดสอบ Tukey สามารถแยกแยะได้ว่าการเพิ่มแสงสีแดง(ลับตา) ที่ระดับต่าง ๆ มีผลต่อมวลแห้งในทั้งผักกาดหอมและแตงกวาอย่างมีนัยสำคัญ
สรุปผลลัพธ์ทั้งหมดที่ได้จากการศึกษานี้ยืนยันถึงความสำคัญของการจัดการแสงสีแดง(ลับตา) ในการเพิ่มการสะสมมวลชีวภาพของพืชเช่นผักกาดหอมและแตงกวา โดยเฉพาะในสภาวะที่มีความเข้มของแสงสูง

การศึกษาเกี่ยวกับผลของเปอร์เซ็นต์แสงสีแดง(ลับตา)

การศึกษาเกี่ยวกับผลของเปอร์เซ็นต์แสงสีแดง(ลับตา) และความหนาแน่นของพลังงานแสงที่พืชได้รับ (ePPFD) ต่อพื้นที่ใบรวมแสดงให้เห็นถึงความสัมพันธ์ที่ซับซ้อนระหว่างการตอบสนองของพืชและสภาพแวดล้อมที่กระตุ้นการเปลี่ยนแปลงพฤติกรรมการเจริญเติบโตของพืชอย่างต่อเนื่อง 
การเพิ่มเปอร์เซ็นต์แสงสีแดง(ลับตา) และลดความหนาแน่นของพลังงานแสงที่พืชได้รับ (ePPFD) ทำให้พืชมีพื้นที่ใบมากขึ้น (รูปที่ 6A, B) เนื่องจากพืชตอบสนองด้วยการเพิ่มพื้นที่ใบชัดเจนเมื่อความหนาแน่นของพลังงานแสงต่ำสุด (2.5 – 3 เท่าของความหนาแน่นของพลังงานแสงสูงสุด)
ผลการวิเคราะห์ยังพบว่าไม่มีความสัมพันธ์ตรงกันระหว่างความหนาแน่นของพลังงานแสงที่พืชได้รับ (ePPFD) และเปอร์เซ็นต์แสงสีแดง(ลับตา) ในการทำนายพื้นที่ใบรวมของพืชทั้งสองชนิด (รูปที่ 6C, D) ซึ่งสะท้อนถึงความสำคัญของการควบคุมตัวแปรที่ซับซ้อนเพื่อเข้าใจการตอบสนองของพืชต่อสภาพแวดล้อมและการใช้ประโยชน์ในการเพิ่มผลผลิตของพืชในเงื่อนไขที่แตกต่างกัน

พื้นที่ใบต่อหนึ่งหน่วยมวล

พื้นที่ใบต่อหนึ่งหน่วยมวล (Specific Leaf Area, SLA) เป็นตัวบ่งชี้ที่สามารถใช้วัดความสัมพันธ์ระหว่างการตอบสนองของพืชต่อเปอร์เซ็นต์แสงสีแดง(ลับตา) และความหนาแน่นของพลังงานแสงที่พืชได้รับ (ePPFD) โดยพบว่าค่า SLA เพิ่มขึ้นเมื่อพืชอยู่ในเงามากขึ้น
การวิเคราะห์พบว่าความยาวของลำต้นในผักชีล่าและแตงกวามีความคล้ายคลึงกับการตอบสนองของเปอร์เซ็นต์มวลลำต้นต่อเปอร์เซ็นต์ของแสงสีแดง(ลับตา) และ extended photosynthetic photon flux density (ePPFD) โดยมีการแสดงให้เห็นถึงความสัมพันธ์ที่ชัดเจนระหว่างเปอร์เซ็นต์ FR, ePPFD และค่า SLA ทั้งสองชนิดของพืชที่ศึกษา
ซึ่งช่วยให้เข้าใจถึงผลกระทบที่พืชได้รับจากสภาพแวดล้อมและการปรับตัวของพืชในเงื่อนไขต่างๆ การศึกษานี้ชี้ให้เห็นถึงความสำคัญของการควบคุมตัวแปรเพื่อเพิ่มผลผลิตของพืชในสภาพแวดล้อมที่แตกต่างกันได้อย่างมีประสิทธิภาพ

การตอบสนองของเปอร์เซ็นต์แสงสีแดง(ลับตา)

การศึกษาพบว่าการตอบสนองของเปอร์เซ็นต์มวลลำต้นในผักกาดและแตงกวา ต่อเปอร์เซ็นต์แสงสีแดง(ลับตา) และความหนาแน่นของพลังงานแสงที่พืชได้รับ (ePPFD) มีความสัมพันธ์ที่ชัดเจน
การเพิ่มเปอร์เซ็นต์แสงสีแดง(ลับตา) ทำให้เปอร์เซ็นต์มวลลำต้นของพืชเพิ่มขึ้นเมื่อ ePPFD มีระดับต่ำสุด ซึ่งเป็นสัญญาณที่ชัดเจนแสดงให้เห็นถึงผลกระทบของแสงสีแดง(ลับตา) ต่อการสังเคราะห์แสงและการเจริญเติบโตของพืชเปอร์เซ็นต์มวลลำต้นในผักกาดหอมมีแนวโน้มที่สูงขึ้นเมื่อเปอร์เซ็นต์ FR เพิ่มขึ้นจาก 2 เป็น 33% ที่ ePPFD ระดับต่ำสุด ซึ่งเป็นผลที่ชัดเจนที่แสดงให้เห็นถึงความสำคัญของการควบคุมสภาพแวดล้อมเพื่อเพิ่มผลผลิตของพืชในเงื่อนไขที่แตกต่างกันได้อย่างมีประสิทธิภาพ

สรุปผลเปอร์เซ็นต์ที่ควรใช้

การศึกษาพบว่าการเพิ่มเปอร์เซ็นต์แสงสีแดง(ลับตา) ในเงื่อนไข ePPFD ระดับต่ำสุด มีผลที่มีนัยสำคัญต่อการเพิ่มเปอร์เซ็นต์มวลลำต้นผักกาดและแตงกวา

• เสริมการสังเคราะห์แสง เพิ่มการเจริญเติบโตในสภาพแวดล้อมที่มีแสงน้อย
• การเพิ่มร่มเงา ช่วยความยาวของลำต้นและการกระจายมวลชีวภาพไปยังลำต้นในผักกาดหอม และแตงกวาได้ดีขึ้น
• ปรับปรุงผลผลิตของพืชผ่านการควบคุมแสงและสภาพแวดล้อมเพิ่มเติม
• แสงสีแดง(ลับตา) เพิ่มการขยายใบและผลผลิตของพืชในเงื่อนไขที่แตกต่างกันขึ้นอยู่กับระดับ ePPFD

แสงสีแดง(ลับตา) ช่วยตอบคำถามการเพิ่มหรือลดเปอร์เซ็นต์ที่จำนวนเท่าใดนั้นขึ้นอยู่กับความต้องการของนักปลูก รวมถึงทำให้เข้าใจถึงวิธีการปรับปรุงผลผลิตของพืช ผ่านการควบคุมแสงสีแดง(ลับตา) และ ePPFD อย่างมีประสิทธิภาพในการเพิ่มผลผลิต และคุณภาพของพืชในการปลูกที่ยั่งยืนต่อไป

LEAF5 แนะเพิ่มเติม

LEAF5 แนะนำการใช้แสงสีแดง(ลับตา) ในการปลูกต้นไม้ เพราะแสงสีแดง(ลับตา) มีบทบาทสำคัญในการกระตุ้นกระบวนการสังเคราะห์แสง ส่งเสริมการเจริญเติบโต และช่วยให้ต้นไม้สร้างดอกและผลได้ดียิ่งขึ้น การใช้แสงสีแดง(ลับตา) เป็นวิธีที่มีประสิทธิภาพในการเพิ่มผลผลิตและคุณภาพของต้นไม้ จึงเหมาะอย่างยิ่งสำหรับการปลูกเชิงพาณิชย์และการปลูกภายในอาคาร

*ขอบคุณข้อมูลละรูปจาก Frontiers in Plant Science