Bitki Aydınlatma Teknolojisi: Dalgaboyu, Frekans, Foton ve Kuantum

Bitki aydınlatma teknolojisi günümüzde tarım teknolojisinin gelişmesi ile büyük önem kazanmıştır. Bu teknolojik gelişim ise her geçen gün yeni ihtiyaçlara çare olacak gelişimlerin kapısını açmaktadır. Bu nedenle sera veya kapalı ortam bitki aydınlatmasında kullanılan ürünlerinin seçiminde bir çok faktör göz önünde bulundurulmalıdır. Işık ile ilgili bazı terimlerin kısa açıklamalarından bahsettikten sonra kısa bir özetle bu faktörlerin neden önemli olduklarını anlatacağız.

• Işıkta Dalga boyu Nedir? (Wavelength)

Dalga boyu yunan alfabesinde bulunan Lamda (λ) simgesiyle gösterilir. Bu terim, ışık dalgalarında oluşan ardışık dalgaların tepe noktaları arasındaki mesafeyi ifade eder. Dalga boyu, nanometre (nm) ölçü birimi ile ifade edilir. Örneğin: 660nm Kırmızı

Dalga boyu nedir? : İki ardışık tepe arasındaki mesafe.

• Işıkta Frekans Nedir?

Frekans terimi nu (ν) simgesiyle gösterilir ve belli bir zamanda bir noktadan geçen dalga sayısını gösterir. Frekans ile dalga boyunun çarpımı dalga hızını (c) gösterir. Basit bir şekilde formülize edilirse: c=ν*λ

• Foton Nedir?

Işık terimi aslında foton olarak adlandırılan bir parçacıktır ve her bir ışık parçacığı yani fotonu, kuantumolarak adlandırılan bir enerji içeriğine sahiptir. Her fotonun sahip olduğu toplam enerji birbirinden farklıdır.

• Foton Toplam Enerjisi Nasıl Hesaplanır?

Fotonun sahip olduğu enerjinin hesaplanmasında (E birimi ile gösterilir) Planck yasasından yararlanılır. Basit olarak bir fotonun frekansı ile Planck sabiti çarpıldığında o fotonun toplam enerjisi (E) ortaya çıkar.

Formülize edilirse: E=ν*h

Planck Sabiti (h): 6.626 x 10-34

• Kuantum (Kuanta) Nedir?

Foton başlığı altında bahsedildiği üzere her bir foton kuantum adı verilen enerjiye sahiptir ve bu enerji ışık parçacığının frekansı ile Planck sabitinin çarpımı ile hesaplanır.

Kuantum (Çoğulu kuanta): Bir fotonun sahip olduğu enerjiye verilen isimdir.

Bitki aydınlatma teknolojisi günümüzde bir çok farklı isimle anılmaktadır. (Örneğin; sera aydınlatma, bitki lambaları, bitki ampülleri, bitki ışıkları, LED Bitki Işıkları, LED Sera Aydınlatma Lambaları, …)

Orta veya yüksek ölçekli yatırım isteyen bu teknoloji riske ve ihtimale bırakılmaması gereken bir yatırım biçimidir. Örneğin; Kullanılan aydınlatma birimlerinin verimsizliliği Watt başına düşen kuantum oranının az olmasına sebep olabilir. Binlerce kilowattlık kurulum yapılan alanlarda watt başına kuantum kaybı aslında çok daha büyük kayıplara sebep olmaktadır.

Bitki aydınlatma

teknolojisinde kuantum birimi oldukça önemlidir. Çünkü ne kadar çok kuantum, o kadar çok fotosentez demektir. Bu sebeple bitki aydınlatma alanında yatırım yapılmadan önce seçilecek ürün ve firmaların kalitesi ve çalışma şekli iyi analiz edilmelidir. Dünya üzerinde bir çok firma yatırımlarını bu alan doğrultusunda yapmaktadır. Çünkü aynı enerji ile çok daha fazla verim elde etmek mümkün hale gelmektedir.

LED Bitki Aydınlatma Teknolojisi

Vernalizasyon: Soğuk Uygulaması ile Çiçeklenmenin Artırılması

Bazı bitkiler vernalizasyon uygulaması ile çiçeklenmeye teşvik edilirler veya çiçeklenme sayıları arttırılabilir. Kelime anlamı olarak vernalizasyon; su alarak şişen bir tohumun veya büyüyen bir bitkiye soğuk uygulaması ile çiçeklenmeye teşvik edilmesidir. Soğuk uygulaması gereken bitkilere vernalizasyon süreci uygulanmazsa, bitki çiçek vermez veya vejetatif evrede kalır. Birçok zaman ise bu tür bitkiler boy atıp çiçeklenmek yerine kısa boylu ve yaygın şekilde yaşamlarını sürdürürler. (Şekil 1)

Şekil 1: Vernalizasyon uygulanan (sağdaki) ve uygulanmayan (soldaki) bitkiler arasındaki morfolojik farklılıklar.

Vernalizasyon sürecine ihtiyacı olan bitkiler için optimum sıcaklık arası 1-7 santigrat derece arasıdır. Bitkilerin soğuk uygulamasına cevabı ise bir kaç hafta içinde gerçekleşir ve bitki bu süreçte doygunluğa ulaşır. Elbette doygunluk süresi bitki türleri arasında değişkenlik gösterir. Bu arada soğuklanma süresi ne kadar uzun sürerse vernalizasyon o denli kalıcı hale gelir. Bitkilere yapılan soğuk uygulama sonrası maruz kalacakları yüksek sıcaklık bu süreci ve etkiyi tersine çevirebilir.

Vernalizasyon

asıl olarak sürgün apikal meristemde ortaya çıkar. Bu iddia ise sadece sürgün ucuna uygulanan soğuk uygulama sonrası çiçeklenme olayının gerçekleşmesi ile ispatlanmıştır. Yani apikal meristem bitkinin diğer kısımlarının algıladığı soğuklanmadan bağımsız olarak etkilenir. Bu işlem meristem dokusunun çiçek oluşturacak yetkinliğe ulaşmasını sağlar.