ระบบ Plant Factory หรือโรงงานปลูกพืชในสภาพแวดล้อมปิด กำลังได้รับความนิยมเพิ่มขึ้นในการผลิตพืชแบบควบคุม ซึ่งการให้แสงเป็นปัจจัยสำคัญที่มีผลต่อการเจริญเติบโตของพืช หากมีการจัดการแสงที่เหมาะสม จะช่วยเพิ่มผลผลิต ลดระยะเวลาการเจริญเติบโต และเพิ่มประสิทธิภาพของพืชให้สูงขึ้น
1. ความสำคัญของแสงในระบบ Plant Factory
แสงมีบทบาทสำคัญต่อกระบวนการสังเคราะห์แสงของพืช ซึ่งเป็นกระบวนการที่เปลี่ยนพลังงานแสงเป็นพลังงานเคมีเพื่อใช้ในการเติบโตและสร้างสารอาหาร การเลือกใช้แสงที่ถูกต้องสามารถช่วยเพิ่มประสิทธิภาพการผลิตและทำให้พืชเจริญเติบโตได้เร็วขึ้น
2. ปัจจัยที่ต้องพิจารณาในการให้แสงแก่พืช
2.1 ความเข้มแสง (Light Intensity)
ความเข้มแสงที่เหมาะสมสำหรับพืชขึ้นอยู่กับชนิดของพืชที่ปลูก ตัวอย่างเช่น:
- พืชใบเขียว เช่น ผักสลัด ต้องการแสงที่มีค่าความเข้มประมาณ 150-300 µmol·m⁻²·s⁻¹
- พืชดอกและผล เช่น มะเขือเทศ ต้องการแสงสูงกว่าประมาณ 400-600 µmol·m⁻²·s⁻¹
ความเข้มแสงที่สูงเกินไปอาจทำให้พืชเกิดความเครียด ส่วนแสงที่น้อยเกินไปจะลดประสิทธิภาพการสังเคราะห์แสง
2.2 ช่วงความยาวคลื่นของแสง (Light Wavelength)
พืชตอบสนองต่อแสงในช่วง Photosynthetically Active Radiation (PAR) ซึ่งอยู่ระหว่าง 400-700 นาโนเมตร โดยช่วงความยาวคลื่นที่สำคัญ ได้แก่:
- แสงสีน้ำเงิน (400-500 นาโนเมตร): กระตุ้นการเจริญเติบโตของใบและราก
- แสงสีแดง (600-700 นาโนเมตร): กระตุ้นการขยายตัวของพืชและการออกดอก
- แสงสีเขียว (500-600 นาโนเมตร): แม้จะมีประโยชน์น้อยกว่า แต่ช่วยให้พืชดูดซับพลังงานได้ดีขึ้น
2.3 ระยะเวลาในการให้แสง (Photoperiod)
ระยะเวลาการให้แสงขึ้นอยู่กับชนิดของพืช เช่น:
- พืชที่ต้องการแสงนาน (Long-day plants) เช่น ผักสลัด ต้องการแสงมากกว่า 12 ชั่วโมงต่อวัน
- พืชที่ต้องการแสงสั้น (Short-day plants) เช่น ดอกเบญจมาศ ต้องการแสงน้อยกว่า 12 ชั่วโมงต่อวัน
- พืชที่ไม่อ่อนไหวต่อระยะเวลาแสง (Day-neutral plants) เช่น มะเขือเทศ สามารถเติบโตได้ดีในทุกช่วงแสง
2.4 ปริมาณแสงรวมที่พืชได้รับต่อวัน (Daily Light Integral – DLI)
DLI หมายถึงปริมาณแสงที่พืชได้รับตลอดทั้งวัน โดยมีหน่วยเป็น mol·m⁻²·d⁻¹ ซึ่งมีความสำคัญต่อการเจริญเติบโตของพืช เช่น:
- ผักสลัดต้องการ DLI ประมาณ 12-17 mol·m⁻²·d⁻¹
- มะเขือเทศต้องการ DLI ประมาณ 20-30 mol·m⁻²·d⁻¹
3. แหล่งกำเนิดแสงที่เหมาะสมใน Plant Factory
ปัจจุบันมีการใช้แหล่งกำเนิดแสงหลายประเภท ได้แก่:
- หลอดไฟ LED: ประหยัดพลังงาน ควบคุมช่วงความยาวคลื่นได้ง่าย อายุการใช้งานยาวนาน
- หลอดฟลูออเรสเซนต์: มีต้นทุนต่ำ แต่มีประสิทธิภาพต่ำกว่า LED
- หลอด HID (High-Intensity Discharge): ให้ความเข้มแสงสูง เหมาะกับพืชที่ต้องการแสงมาก
หลอดไฟ LED เป็นตัวเลือกที่ดีที่สุดสำหรับ Plant Factory เนื่องจากสามารถกำหนดความยาวคลื่นได้แม่นยำ และช่วยลดต้นทุนด้านพลังงาน
4. วิธีปรับปรุงระบบแสงใน Plant Factory
- ใช้เซ็นเซอร์วัดแสง เพื่อตรวจสอบความเข้มแสงและปรับให้เหมาะสม
- ตั้งค่าระบบอัตโนมัติ เพื่อควบคุมระยะเวลาเปิด-ปิดไฟตามชนิดของพืช
- ใช้แสงที่เหมาะสมกับแต่ละช่วงการเจริญเติบโต เช่น ใช้แสงสีน้ำเงินในช่วงเริ่มต้น และเพิ่มแสงสีแดงในช่วงออกดอก
- ลดการใช้พลังงานไฟฟ้า โดยใช้ LED และวางตำแหน่งไฟให้เหมาะสมเพื่อลดการสูญเสียพลังงาน
5. สรุป
การให้แสงที่เหมาะสมในระบบ Plant Factory เป็นกุญแจสำคัญในการเพิ่มผลผลิต ควรคำนึงถึง ความเข้มแสง, ช่วงความยาวคลื่น, ระยะเวลาแสง และ DLI เพื่อให้พืชเติบโตได้อย่างมีประสิทธิภาพ นอกจากนี้ การใช้ หลอดไฟ LED และการตั้งค่าระบบอัตโนมัติจะช่วยให้การจัดการแสงมีประสิทธิภาพและลดต้นทุนพลังงานได้ในระยะยาว
หากคุณสนใจพัฒนา Plant Factory ของคุณให้มีประสิทธิภาพสูงขึ้น การศึกษาการจัดการแสงอย่างถูกต้องจะช่วยให้คุณเพิ่มผลผลิตและคุณภาพของพืชได้อย่างยั่งยืน
