İçindekiler
Yapay ışıkta bitki yetiştirme mümkün mü? sorusunun cevabını incelemeden önce bitkiler hakkında bazı konulara değinelim. Bitkilerin,kendi yaşamları için gerekli olan besinlerini sentezlemesini sağlayan fotosentez gibi süper bir gücü vardır. Bu sentez için tek ihtiyaçları olan karbondioksit ve biraz su. Bu fotosenteze güç sağlamak için bitkinin güneşten elde edeceği biraz enerjiye de ihtiyacı vardır.
Ne yazık ki, güneş tüm yıl boyunca gezegenin etrafında parlamaz. Dünyanın en uç kutuplarında, kuzeyde İzlanda ve Finlandiya gibi ülkelerde veya güneyde Antarktika gibi ülkelerde, güneş günde 8 saatten daha az parlamaktadır.
Mevsimsel değişikliklerin yanı sıra betonlardan oluşan şehirler iç mekan bitkileri için sorun teşkil ediyor. Yüksek binalar ve gökdelenler, güneş ışığının birçok eve girmesini engelleyebiliyor. Bu durumda hem çiftçiler hem de şehirde yaşayan insanlar ne yapmalıyız?
Işıklar açmak tabii!
Bitkiler büyümek için neye ihtiyaç duyar?
Bitkilerin fotosentez yapabilmesi için güneşe ihtiyaç duyduğunu söylemek yanlıştır. Fotosentez kelimesi Yunanca köklerden gelir; “Fotoğraf” ışık, “sentez” ise bir araya getirme anlamına gelir. Başka bir deyişle, bitkilerin fotosentez yapabilmesi için güneş ışığına değil ışığa ihtiyacı vardır.
Daha doğrusu, fotonlara ihtiyaçları var.
Fotonlar ışığı oluşturan parçacıklardır ve her fotonun foton enerjisi adı verilen belirli bir enerjisi vardır. Bir foton bitki gibi bir nesneye çarptığında, çarpma anında enerjisini o nesneye aktarır.
Güneş ışınları, yaşamın başlangıcından beri var olan ücretsiz bir foton kaynağıdır. Sonunda yaşam, hayatta kalmak için bu güneşi kullanacak şekilde gelişmeyi başardı; Bitkiler, bu erken fotosentetik alglerden evrimleşen organizmalardan bazılarıdır.
Milyarlarca yıl sonra, ilk fotosentetik yaşam formları evrimleştikten bitkibilimi.com sonra, insanlar artık sahneye girdi ve kendi ışığımızı nasıl oluşturabileceğimizi bulduk. İlk olarak ateş geldi, çok uzun süre sonra ise ampuller.
Fizik, ışığın termonükleer füzyonla mı yoksa bir kimyasalla mı üretildiğini ayırt etmez; Tüm ışık fotonlardan oluşur. Böylece yapay ışık, bitkilerinizin büyümesini sağlar! Yani bitkiler yapay veya doğal ışığı ayırt edemez!
Güneş Işığı ve Yapay Işık
Yapay ışık bitkileriniz için işe yarayacak olsa da, güneşten gelen ışık ile yapay bir akkor ampulden gelen ışık arasında bazı önemli farklar vardır.
- Işığın dalga boyu – Beyaz ışığın tüm ışık renklerinden oluştuğunu bildiğinizi varsayıyoruz, ancak beyaz ışığın bile dalga boylarının bileşiminde ince farklar vardır. Yapay ışığın güneş kadar kırmızı ve mavi ışığı yoktur. Farklı dalga boylarındaki ışık fotonları farklı miktarlarda enerjiye sahiptir. Yeşil bitkiler, enerjinin çoğunu kırmızı ve mavi dalga boylarındaki ışıktan emerek yeşil ve sarı ışığın çoğunu yansıtır (bu nedenle bitkiler yeşil görünür).
- Işık Yoğunluğu – Güneş ışığı herhangi bir yapay ışık kaynağının verdiği ışıktan daha yoğundur. Bitkiler bu yüksek güneş yoğunluğuna en iyi şekilde adapte olurlar. Daha yüksek yoğunluk aynı zamanda bitkinin daha fazla foton tarafından vurulması ve daha etkili fotosentez yapabilmesi anlamına gelir.
Yapay ışıkta bitki yetiştirmek
İhtiyaç, tüm icatların bulunmasının en büyük sebebidir ve bu alanda tam olarak gördüğümüz şey budur. Yapay ışıklar artık bitkilerin güneş ışığını alıyormuş gibi büyümesine yardımcı olmak için özel olarak tasarlandı.
Yapay ışık türleri arasında LED’ler en gözde olanıdır. Spektrumun kırmızı ve mavi kısımlarında en verimli şekilde ışık yayarlar ve floresan lambalardan daha yüksek yoğunluğa sahiptirler. En önemlisi, aynı zamanda daha enerji tüketimi açısından daha verimlidirler.
İklim değişikliğinin ve artan nüfusun tarım üzerindeki baskısı ile sürdürülebilir gıda üretimi için ev bitkileri yetiştirmek giderek daha önemli hale geliyor.
Yapay ışığın bitkiler üzerindeki etkisi
Yapay ışık, bir bitkinin ihtiyaçlarını fotosentetik olarak karşılayabilir, ancak bitkiler ayrıca işlevlerini ve büyümelerini izlemek için ışık sinyallerini kullanır.
Hayvanlar gibi, bitkilerin de gün boyunca güneşin hareketiyle zamanlanan bir biyolojik saati vardır. Bu biyolojik saat, ayçiçeklerinin gün boyunca güneşi takip etmesinden, çiçeklerin ne zaman açtığından ve bitkilerin ne kadar uzun büyümesi gerektiğinden sorumludur.
Marul üzerine yapılan araştırmalar, kırmızı LED ışık altında yetiştirildiğinde, beyaz ışık altında yetiştirildiğinden daha uzun marul sapı oluşturduğunu göstermiştir. Sapın büyümesi ışığa bağımlı bir süreçtir. Araştırmacılar ayrıca, biraz mavi ışık eklemenin, marul gövdesinin daha kısa geliştiğini keşfettiler.
Büyümenin yanı sıra bitkilerin fotosentez için ihtiyaç duyduğu moleküller de yapay ışıktan etkilenir. Klorofil, bitkilerin fotonların enerjisini yakalamak için kullandığı ana moleküldür ve hücrede birikmesi ışığa bağlıdır. Çalışmalarda, klorofilin beyaz LED ışık ve kırmızı LED ışık altında yavaşça biriktiğini, ancak mavi LED ışık altında birikmediğini keşfedildi.
Bitkide klorofilin yanı sıra fotosenteze katılmayan diğer moleküller de etkilenir. Bu moleküller, bitki tarafından antioksidanlar veya hormonlar gibi çeşitli diğer işlevler için üretilirler. Fitokimyasallar olarak adlandırılan bu moleküller genellikle hayvanların beslenmesinde rol alan önemli unsurlardır.
Tıbbi bir bitki olan “kedi bıyıkları” (Orthosiphon stamineus) üzerinde yapılan araştırmalar, bitki yüksek ışınımlı yapay ışığa (ışığın ne kadar enerji yaydığının ölçüsü) maruz kaldığında önemli fitokimyasallarda bir azalma olduğunu göstermiştir. Bu, maruz kalınan sürenin dikkate alınması gereken önemli bir faktör olabileceğini düşündürmektedir.
Son olarak
Araştırma, LED’lerin bitki büyümesini nasıl etkilediğini anlamak için bize bazı veriler sunuyor. Bu araştırmalar bir gün insanların, bitkilerden daha verimli faydalanmasını sağlamak için daha iyi teknolojilere yol açacağını umuyoruz.
Çok fazla güneş ışığı almayan dairelerde yaşayan bizler için, güneş kadar iyi çalışması gereken uygun fiyatlı küçük yetiştirme odaları satılmaktadır. Ancak bu yapay seçeneklerle bile güneş ışığı bitkiler için en iyi ışık kaynağı olmaya devam ediyor. Bu nedenle, mümkünse bitkilerinizi güneşlenmek için dışarı çıkarın!
Referanslar
- https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3949401/
- https://earthsky.org/human-world/artificial-light-plant-growth
- https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/11537611/
