การจัดการแสงที่เหมาะสมเป็นสิ่งสำคัญสำหรับผู้ปลูกพืช โดยเฉพาะอย่างยิ่งผู้ปลูกพืชเรือนกระจก (Greenhouse farming) และผู้ปลูกพืชในร่ม (Indoor Farming) ทุกราย ความเข้มของแสงธรรมชาติอาจผันผวนตลอดทั้งวันและเปลี่ยนแปลงไปตามฤดูกาลตามธรรมชาติที่เราไม่สามารถจัดการได้ แล้วเราควรทำอย่างไรดีล่ะเพื่อให้มั่นใจว่าพืชของเราได้รับแสงที่ต้องการในการเจริญเติบโตอย่างพอเพียง ตลอดทั้งปี กลยุทธ์หนึ่งที่มีประสิทธิภาพคือการจัดการ Daily Light Integral (DLI) แล้วทำไม DLI จึงมีความสำคัญเป็นอย่างมากต่อการเจริญเติบโตและพัฒนาการของพืช SL เราจะอธิบายอย่างละเอียดในลำดับถัดไป    

แสงคืออะไร (What is light)

แสงเป็นพลังงานอย่างหนึ่ง หากใช้อุปกรณ์ที่เหมาะสม เราสามารถตรวจจับพลังงานแม่เหล็กไฟฟ้าขนาดเล็กมากนี้ได้ และเราเรียกแอนุภาคเล็กๆนี้ว่าโฟตอนแสง และเนื่องจากความยาวคลื่นแสงส่วนใหญ่ไม่อยู่ในช่วงที่สายตามนุษย์จะมองเห็นได้ หรือพืชไม่สามารถนำไปใช้ประโยชน์ได้ บทความนี้ SL เราจึงขอกล่าวถึงช่วงคลื่นแสง เฉพาะส่วนที่มองเห็นได้ของสเปกตรัมซึ่งก็คือช่วงสเปกตรัมความยาวคลื่นระหว่าง 400 นาโนเมตรถึง 700 นาโนเมตร หรือที่เรียกว่า visible light 

รูปที่ 1 The electromagnetic spectrum  แสงที่ตกอยูในช่วงความยาวคลื่นที่ใช้งานได้ระหว่าง 400 - 700 นาโนเมตรจึงนิยมเรียกกันอีกชื่อนึงว่า  Photosynthetically Active Radiation (PAR) หรือช่วงแสงที่ใช้สำหรับการสังเคราะห์ด้วยแสง   

                                                                                                                                                                       
รูปที่ 2 ช่วงแสง 400-700 nm หรือที่เรียกว่า ช่วง Photosynthetically Active Radiation (PAR)  
  หากพิจารณายอดเขาสีน้ำเงิน (blue peak) และสีแดง (red peak) ของกราฟนี้สะท้อนให้เห็นสิ่งที่น่าสนใจคือ พืชจะดูดใช้งานแสงในส่วนสีน้ำเงินและสีแดงของสเปกตรัมไปใช้งานได้ดีกว่าสีเขียวและสีเหลือง พืชไม่ค่อยใช้แสงสีเขียวดังนั้นแสงที่สะท้อนออกจากพืชส่วนใหญ่เป็นจึงเป็นสีเขียว และนั้นคือเหตุผลที่ทำไมเรามองเห็นพืชเป็นสีเขียวนั้นเอง   
  แล้วเราสามารถวัดความเข้มของแสงได้อย่างไร (How should light intensity be measured?)  
เราสามารถวัดความเข้มของแสงได้โดยการนับจำนวนโฟตอนที่ตกลงสู่พื้นบนพื้นที่ผิวที่กำหนด และสิ่งสำคัญมากที่ เราข้อย้ำสำหรับบทความนี้คือ เรากำลังพูดถึงแสงที่เหมาะสมกับการปลกพืช ดังนั้นช่วงแสงที่เราต้องการวัดนั้ นคือช่วง PAR   
  อย่างที่เคยได้ยินกันมาแล้วในบทความอื่นของ SL LED คือเราสามารถวัดความเข้มแสงในหน่วยอื่นเช่น foot  candles และ ลูเมน (lumen) แต่การวัดเหล่านี้ไม่ได้ช่วยในแง่ของการกำหนดคุณภาพแสงสำหรับพืช การวัดลูเมนที่ใช้กันนั้นเป็นการวัดความสว่างของหลอดไฟทั่วไปที่ใช้งานกับมนุษย์เป็นหลักเช่นหลอดไฟแบบกลม(Bulb) หลอดไฟแบบยาว(LED TUBE T8) โคมไฟฟลัดไลท์(Flood Light) โคมไฟไฮเบย์(LED High bay) ทั่วๆไป ซึ่งการวัดลูเมนนั้นจะรวมไปถึงปริมาณแสงในช่วงเขียวและสีเหลืองของสเปกตรัมด้วย ไม่ได้สนใจเฉพาะสีน้ำเงินและสีแดงที่สำคัญต่อพืช การวัดค่าลูเมนนี้จึงมีความเหมาะสมต่อสายตาการใช้งานของมนุษย์  แต่อาจไม่เพียงพอต่อพืช พืชจะตอบสนองต่อช่วงคลื่นสีน้ำเงินและแดงได้มากกว่าสีเหลือง  
ตัวอย่างเช่น หากเรานำโคมไฟ LED GROW LIGHT 2 โคม มาเปรียบเทียบกันดังตัวอย่างข้างล่าง  
  
โคม  LED GROW  LIGHT #1   

-     มีค่าลูเมน ที่ 1500 ลูเมน

-     หรือ ค่า LUX ที่ 500 LUX         

มีแสงในช่วงคลื่นแสงสีน้ำเงินมาก

โคม  LED GROW LIGHT #2  

-     มีค่าลูเมน ที่ 2500 ลูเมน                                             

-     หรือ ค่า LUX ที่ 800 LUX                                     

มีแสงในช่วงคลื่นแสงสีเหลืองมาก     

แน่นอนว่า เราต้องให้โคม  LED GROW LIGHT # 2 ชนะอย่างใสสะอาด แต่สำหรับพืชแล้วเราอาจใช้สิ่งที่ตาเราเห็นมาตัดสินไม่ได้เลย   
  
ข้อควรระวัง: จากที่กล่าวข้างต้นนี้คือเหตุผลหลักที่คุณต้องปรับเปลี่ยนความเชื่อใหม่ว่า คุณสามารถตัดสินความ สว่างของไฟ GROW LIGHT ได้ด้วยตาของคุณเอง  ด้วยเหตุผล 2 ข้อคือ         1.ข้อแรกที่เราเพิ่งพูดถึงไปคือ ดวงตามนุษย์ของเราไม่ไวต่อ PAR แบบเต็มช่วง ดังนั้นแสงที่มีแสงสีน้ำเงินและสีแดงมากนั้นจะไม่ดูสว่างกว่าในสายตาคุณนัก  เพราะสายตามนุษย์ไม่ตอบสนองช่วงคลื่นแสงสีน้ำเงินและสีแดง         2.ข้อถัดมาคือรูม่านตาของมนุษย์ปิดและปิดอยู่ตลอดเวลาเพื่อให้แสงเข้าตาในปริมาณที่เหมาะสม ทันทีที่คุณละสายตาจากแหล่งกำเนิดแสงหนึ่งไปยังอีกแหล่งกำเนิดแสงหนึ่ง รูม่านตาของคุณจะเปลี่ยน และคุณจะสูญเสียจุดอ้างอิงระหว่างแหล่งแสงที่หนึ่งและสองทันที นั้นเป็นเหตุผลที่ว่าเราไม่ควรมั่นใจในความคิดของเรามากนัก เพราะความคิดอาจไม่ใช่ข้อเท็จจริงทั้งหมดเนื่องด้วยคนเรามีข้อจำกัดอยู่นั้นเอง  ดังนั้นแล้วเราควรจะวัดความเข้มแสงทีเหมาะกับพืชได้อย่างไร?  
ด้วยอุปกรณ์เรียกว่า quantum flux sensor  และออกแบบมาเพื่อนับจำนวนโฟตอนที่ตกลงบนพื้นผิวในแต่ละวินาที  เครื่องวัดนี้ถูกออกแบบมาเพื่อวัดค่า PAR แบบเต็มช่วง ดังนั้นจึงเหมาะอย่างยิ่งสำหรับจุดประสงค์ของเราเมื่อนำเครื่อง quantum flux sensor นี้ไปวางใต้แหล่งกำเนิดแสงใดๆ  เครื่องจะเริ่มวัดอัตราโฟตอนที่กระทบพื้นผิว sensor  ค่าที่อ่านได้ μmol  ของโฟตอน / ตร.ม / วินาที ( μmol/m2/s) เราเรียกการวัดเหล่านี้ว่า Photosynthetic Photon Flux Density (PPFD)  หรือที่เรียกว่าความเข้มแสงตกกระทบ การอ่านค่าความเข้มแสงตกกระทบโดยทั่วไปอยู่ ในช่วง 200 ถึง 2000 μmol/m2/s  

 แล้วความเข้มแสงเท่าไรที่พืชต้องการ (What intensity of light do plants need?)  
เราจะพยายามวัดความเข้มแสงไปทำไมกันหากเราไม่ทราบว่าพืชของเราต้องการแสงมากน้อยเพียงใด พืชใช้แสงใน การขับเคลื่อนกระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสง ซึงจะเปลี่ยนคาร์บอนไดออกไซด์และน้ำให้เป็นพลังงานรูปแบบที่พืชนำไปใช้ได้ ปฏิกิริยาหลักของการสังเคราะห์ด้วยแสงได้อธิบายไว้ด้านล่าง  

  รูปที่ 3 ปฏิกิริยาการสังเคราะห์แสงที่เปลี่ยนน้ำและคาร์บอนไดออกไซด์ให้เป็นน้ำตาลและออกซิเจนทีใช้                                           สำหรับการเจริญเติบโตของพืช
ดังนั้นหากเราต้องการช่วยให้พืชเจริญเติบโตได้ดีขึ้น เราต้องเพิ่มแสงเข้าไปช่วยอัตราการสังเคราะห์ด้วยแสงแต่ในระดับไหนล่ะถึงจะพอ   
กราฟด้านล่างแสดงความสัมพันธ์ เมื่อความเข้มของแสงเพิ่มขึ้นบนแกน X เส้นบนกราฟจะเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วในตอนแรก ซึ่งแสดงให้เห็นว่าอัตราการสังเคราะห์แสงเพิ่มขึ้นตามสอดคล้องกัน อย่างไรก็ตาม อัตราการสังเคราะห์แสงเพิ่มขึ้นอย่างมากในช่วงต้นเท่านั้น หลังจากนั้นแม้เราจะเพิ่มแสงสว่างเข้าไปอีก การเจริญเติบโตของพืชก็จะไม่มากเท่าไรนัก ทำให้เราเห็นว่า เราแค่ต้องเพิ่มแสงสว่างให้เพียงพอเพียงให้เกิดการเติบโตในช่วงหนึ่งเท่านั้น   

ตอนนี้ผู้ปลูกพืชคงมีคำถามในใจว่า PPFD ในช่วงไหนที่พืชสามารถใช้ได้ที่สุด จากข้อมูลสถิติต่างๆ ช่วงที่ดีสำหรับช่วงเพาะเมล็ดคือ 150 - 300 μmol/m2/s และระดับที่ดีสำหรับการเพาะต้นอ่อนคือ 300-600 μmol/m2/s และระดับมากกว่า 600 μmol/m2/s. สำหรับการออกดอกและออกผล   
  
                                                                                                                                                     
Daily light integral (DLI)  
ด้วยความเข้าใจเกี่ยวกับ PPFD ตามที่กล่าวมาแล้ว คุณสามารถมอง DLI ว่าเป็นการสะสมของ PPFD ตลอดทั้งวันนั้นเอง DLI คือปริมาณ PAR ที่ตกลงบนพื้นผิวตารางเมตรตลอด 24 ชั่วโมง วัดเป็นโมล (  1 mole = 1,000,000 μmol)     -      PPFD มีหน่วยเป็น μmol/m2/s   -      DLI มีหน่วยเป็น mol/m2/day   -      ดังนั้นเราอาจหาค่าความสัมพันธ์ของ PPFD –  DLI ได้จาก                o     µmol/m2/s (PPFD) x (3600 x จำนวนชั่วโมงที่ได้รับแสง) / 1,000,000 = DLI (moles/m2/day)  
  
DLI สูงสุดที่เราอาจได้รับคือประมาณ 60 mol·m-2·d-1 ที่เกิดขึ้นในวันฟ้าโปร่งไม่มีเมฆบังและมีช่วงกลางวันยาว  DLI ต่ำสุดที่อาจเกิดขึ้นคือน้อยกว่า 5 mol·m-2·d-1 ในวันที่ฟ้าปิดมีเมฆมากและช่วงกลางวันสั้น  นอกจากนั้นโครงสร้างและวัสดุกระจกของเรือนกระจกจะมีส่วนลดการส่องผ่านของแสงไปอีก 35-50% และสิ่งกีดขวางอื่นๆ เช่น ท่อลม ท่อพ่นน้ำ ตะกร้าแขวนพืชต่างๆภายในเรือนกระจกก็จะลด DLI ลงไปอีก ดังนั้น DLI เฉลี่ยภายในเรือนกระจกก็จะน้อยกว่า DLI กลางแจ้งภายนอกเรือนกระจกอีกด้วย   
                                                                                                                                               DLI And Plant Growing    
ตอนนี้คงมีคำถามในใจว่า แล้วค่า DLI ที่เท่าไรถึงจะเหมาะสมเพียงพอต่อการปลูกพืช ตั้งแต่ช่วงเพาะไปจนถึงช่วงเจริญเติบโตเต็มที่ ค าตอบคือขึ้นอยู่กับพืชผลนั้นๆ พืชแต่ล่ะชนิดจะมีความต้องการแสงที่ไม่เท่ากัน   
        
                                                                                                                                       แต่ DLI ขั้นต่ำที่ greenhouse ทั่วไปควรทำได้คือ คือ 10-12 mol·m-2·d-1 โดยทั่วไปคุณภาพของพืชจะเพิ่มขึ้นเมื่อ DLI เฉลี่ยเพิ่มขึ้น โดยเฉพาะอย่างยิ่ง เมื่อ DLI เพิ่มขึ้น การแตกกิ่ง (branching)   การหยั่งราก (rooting)  ความหนาของลำต้น และออกดอกก็จะเพิ่มขึ้น ดังนั้นการควบคุม DLI ที่เหมาะสมก็จะสามารถช่วยให้ผู้ปลูกได้ผลผลิตที่ดีขึ้นได้เป็นอย่างมากผู้ปลูกควรที่จะเพิ่มปริมาณแสงธรรมชาติให้ถึงพืชผลให้ได้มากที่สุด เช่น ควรเอาสิ่งกีดขวางต่างๆออกให้ได้มากที่สุด หมั่นเช็ดกระจกให้แดดส่องได้มากที่สุด และลดจำนวนตะกร้าแขวนเหนือศีรษะ หรือผู้ปลูกสามารถเพิ่ม DLI ได้ด้วยการเสริม  LED Grow Light ให้กับ greenhouse ของคุณ ซึงทำให้ผู้ปลูกควบคุมค่า DLI ได้ทั้งความเข้มแสงและจำนวนชั่วโมงที่ต้องการให้ความสว่าง  
สามารถสอบถามข้อมูลเพิ่มเติม LED Grow Light ได้ที่ 02 348 0524 หรือ line official @SL