प्रकाश स्पेक्ट्रम और dli: कैनबिस प्रकाश विज्ञान

ChillTokin · July 24, 2026, 4:09pm

श्रृंखला: खेती विज्ञान — लेख 12
टैग: hi lighting spectrum DLI LED cultivation-science
श्रेणी: इनडोर खेती / प्रकाश प्रौद्योगिकी

परिचय

प्रकाश संश्लेषण की गुणवत्ता और मात्रा कैनबिस की उपज और कैनबिनोइड प्रोफ़ाइल निर्धारित करने वाले प्रमुख कारक हैं। यह लेख PAR की परिभाषा के विकास से लेकर LED तुलना तक, आधुनिक प्रकाश विज्ञान के सभी पहलुओं को शामिल करता है। सभी डेटा सहकर्मी-समीक्षित अनुसंधान पर आधारित हैं।

1. PAR बनाम ePAR — प्रकाश संश्लेषक सक्रिय विकिरण की पुनर्परिभाषा

पारंपरिक PAR (400–700 nm)

McCree (1972) द्वारा परिभाषित पारंपरिक PAR सीमा 400–700 nm है। इस सीमा में McCree वक्र दो स्थानों पर शिखर दिखाता है:

लाल शिखर: ~630 nm
नीला शिखर: ~440 nm

विस्तारित PAR — ePAR (380–760 nm)

Zhen और Bugbee (2020–2022) ने ePAR अवधारणा प्रस्तावित की। 380–760 nm तक विस्तारित इस सीमा में सुदूर-लाल (far-red) और UV-A शामिल हैं।

मानदंड	पारंपरिक PAR	ePAR
तरंगदैर्ध्य सीमा	400–700 nm	380–760 nm
परिभाषा वर्ष	1972	2020
UV-A शामिल	नहीं	हाँ
सुदूर-लाल शामिल	नहीं	हाँ
सहक्रिया प्रभाव	परिलक्षित नहीं	परिलक्षित

सुदूर-लाल सहक्रिया प्रभाव

सुदूर-लाल (700–780 nm) अकेले प्रकाश संश्लेषण में कम कुशल है, लेकिन लाल प्रकाश के साथ मिलकर एमर्सन वृद्धि प्रभाव (Emerson Enhancement Effect) उत्पन्न करता है, जिससे प्रकाश संश्लेषण दर अलग-अलग योग से अधिक बढ़ जाती है।

2. PPFD मापन विधि

प्रकाश संश्लेषक फोटॉन प्रवाह घनत्व (PPFD) पौधे की छतरी तक पहुँचने वाले फोटॉनों की संख्या को दर्शाता है।

कारक	दिशानिर्देश
सेंसर स्थिति	छतरी स्तर पर, क्षैतिज
मापन ग्रिड	न्यूनतम 9 बिंदु
इकाई	µmol/m²/s — लक्स (lux) नहीं
सेंसर प्रकार	क्वांटम सेंसर

समरूपता (Uniformity)

समरूपता = न्यूनतम PPFD / अधिकतम PPFD

समरूपता	मूल्यांकन
< 0.65	खराब — हॉटस्पॉट और छाया
0.65–0.74	सामान्य
0.75–0.90	अच्छा — अनुशंसित सीमा
> 0.90	उत्कृष्ट

चेतावनी: लक्स (lux) मानव दृश्य प्रतिक्रिया पर आधारित है और पौधों के प्रकाश संश्लेषण मापन के लिए अनुपयुक्त है। हमेशा µmol/m²/s इकाई का उपयोग करें।

3. वृद्धि चरण के अनुसार DLI

DLI गणना सूत्र

DLI (mol/m²/day) = PPFD × प्रकाश अवधि (सेकंड) / 1,000,000
DLI = PPFD × Hours × 3600 / 1,000,000

चरण-वार अनुशंसाएँ

चरण	DLI (mol/m²/day)	PPFD (µmol/m²/s)	प्रकाश चक्र
अंकुर	12–20	100–300	18 घंटे
प्रारंभिक वानस्पतिक	18–25	200–400	18 घंटे
उत्तर वानस्पतिक	25–35	400–600	18 घंटे
प्रारंभिक पुष्पन	25–35	600–800	12 घंटे
पूर्ण पुष्पन	35–50	800–1,000	12 घंटे
पुष्पन+CO₂	45–65	1,000–1,500	12 घंटे

मुख्य बात: CO₂ पूरक के बिना 1,000 µmol/m²/s से अधिक PPFD देने पर प्रकाश संतृप्ति के कारण दक्षता कम हो जाती है।

4. नीला प्रकाश (400–500 nm)

आकृतिविज्ञान प्रभाव

Rodriguez-Morrison एवं अन्य (2025) के अनुसंधान के अनुसार नीले प्रकाश के अनुपात में वृद्धि से:

संकेतक	परिवर्तन दर
तना जैवभार	+15.1%
पत्ती जैवभार	+13.7%
तना व्यास	+10.2%

पौधे की आकृति

गाँठ के बीच की दूरी कम → छोटे और सघन पौधे
क्रिप्टोक्रोम और फोटोट्रोपिन सक्रियण
रंध्र खुलना बढ़ता है → गैस विनिमय में सुधार

कैनबिनोइड सांद्रता

संकेतक	नीले प्रकाश का प्रभाव
THC सांद्रता (%)	सर्वोच्च
प्रति पौधा कुल THC	न्यूनतम
अनुशंसित अनुपात (पुष्पन)	4–10%

व्याख्या: नीला प्रकाश THC सांद्रता बढ़ाता है, लेकिन पौधे छोटे होने से प्रति पौधा कुल उत्पादन कम होता है। पुष्पन काल में 4–10% इष्टतम है।

5. लाल प्रकाश (600–700 nm)

क्वांटम दक्षता

लाल फोटॉन नीले फोटॉन की तुलना में 25% अधिक क्वांटम दक्षता प्रदर्शित करते हैं (Terashima एवं अन्य, 2009)। इसका कारण है कि लाल फोटॉन की ऊर्जा प्रकाश संश्लेषण प्रतिक्रिया केंद्र तक अधिक कुशलता से पहुँचती है।

दोहरे शिखर रणनीति

संरचना	प्रभाव
660 nm एकल	आधारभूत दक्षता
640 + 660 nm दोहरा	एकल 660 nm से बेहतर

फाइटोक्रोम पुष्पन तंत्र

Pfr (सक्रिय रूप): लाल प्रकाश (660 nm) द्वारा रूपांतरित
Pr (निष्क्रिय रूप): सुदूर-लाल (730 nm) द्वारा रूपांतरित
Pfr/Pr अनुपात पुष्पन संकेत को नियंत्रित करता है

6. सुदूर-लाल (700–780 nm)

Peterswald एवं अन्य (2025) का Scientific Reports में प्रकाशित अनुसंधान:

उपचार	विवरण	परिणाम
12L नियंत्रण	12 घंटे सामान्य	0.25 g/plant
10L_2D	10 घंटे + 2 घंटे FR अंधकार	0.43 g/plant (+70%)
12L_2_2D	12 घंटे + 4 घंटे FR	विलंबित

मुख्य तंत्र

सुदूर-लाल सूर्यास्त संकेत की नकल करता है, Pfr → Pr रूपांतरण को तेज करता है
10L_2D प्रोटोकॉल रात्रि समय बचाते हुए पुष्पन को बढ़ावा देता है
अत्यधिक सुदूर-लाल (12L_2_2D) में पौधा अभी भी “दिन” मानता है, जिससे पुष्पन में विलंब होता है

7. UV प्रकाश

UV-A प्रभाव (Westmoreland एवं अन्य, 2021)

UV-A (395 nm) पूरक से कैनबिनोइड परिवर्तन:

कैनबिनोइड	परिवर्तन दर
CBD	+44.1%
CBG	+91.8%

अनुशंसित प्रोटोकॉल

मानदंड	अनुशंसा
UVA:UVB अनुपात	99:1
विकिरण तीव्रता	1.8 W/m²
दैनिक अवधि	3–4 घंटे
अनुप्रयोग समय	उत्तर पुष्पन काल

चेतावनी: UV-B DNA क्षति का कारण बन सकता है। श्रमिकों के लिए सुरक्षा उपकरण (चश्मे, दस्ताने) अनिवार्य हैं।

8. हरा प्रकाश (500–600 nm)

सामान्य भ्रांति बनाम वास्तविकता

मानदंड	भ्रांति	वास्तविकता
अवशोषण दर	5–10%	70% से अधिक
प्रकाश संश्लेषण योगदान	को नहीं	है — विशेषकर उच्च PPFD पर

उच्च PPFD पर भूमिका

Terashima एवं अन्य (2009) के अनुसार, उच्च PPFD स्थितियों में हरे प्रकाश का जोड़ लाल+नीले के जोड़ से अधिक कुशल हो सकता है। इसका कारण है कि हरा प्रकाश गहरी छतरी परतों तक प्रवेश करता है और निचली पत्तियों के प्रकाश संश्लेषण को बढ़ावा देता है।

9. प्रकाश चक्र और अंधकार प्रदूषण

अंधकार काल में प्रकाश स्रोत सुरक्षा

स्रोत	तीव्रता (µmol/m²/s)	सुरक्षित?
चंद्र प्रकाश	~0.002	सुरक्षित
सीमा मान	< 0.05	सुरक्षित
विलंब जोखिम	0.1	खतरनाक

मुख्य सावधानियाँ

अंधकार काल में 0.1 µmol/m²/s से अधिक प्रकाश रिसाव पुष्पन को विलंबित कर सकता है
खेती कक्ष में सभी प्रकाश रिसाव (दरवाज़े का अंतराल, टाइमर LED आदि) को अवरुद्ध करें
अंधकार काल में कार्य के लिए हरी सुरक्षा बत्ती का उपयोग भी न्यूनतम करें

10. LED प्रकाश तुलना

प्रमुख उत्पाद तुलना

प्रकाश	µmol/J	PPF (µmol/s)	बिजली खपत
Fluence VYPR 4 R8 @400V	3.6	2,660	800W
HLG Scorpion Diablo	3.2	2,130	~665W
Gavita Pro RS 2400e	3.2	~2,400	~750W

दक्षता श्रेणी मानदंड

श्रेणी	µmol/J
न्यूनतम मानक	2.5
अच्छा	2.8
प्रीमियम	3.0+
सर्वश्रेष्ठ	3.3–3.6

खरीद सुझाव: µmol/J स्वतंत्र परीक्षण परिणामों के आधार पर सत्यापित करें। निर्माता द्वारा प्रकाशित आँकड़े वास्तविक से 10–15% अधिक हो सकते हैं।

11. समग्र अनुशंसाएँ

मानदंड	अनुशंसा
प्रकाश प्रकार	ब्रॉड-स्पेक्ट्रम LED ≥ 2.8 µmol/J
वानस्पतिक PPFD	400–600 µmol/m²/s (18 घंटे)
पुष्पन PPFD	800–1,000 µmol/m²/s (12 घंटे)
पुष्पन DLI	40–50 mol/m²/day
नीला प्रकाश अनुपात	4–10%
UV-A	1.8 W/m², UVA:UVB 99:1, 3–4 घंटे
अंधकार प्रकाश रिसाव	< 0.05 µmol/m²/s
CO₂ पूरक	1,000–1,500 ppm (उच्च PPFD पर)

अस्वीकरण

यह लेख केवल शैक्षिक और अनुसंधान उद्देश्यों के लिए लिखा गया है। थाईलैंड में कैनबिस की खेती नियंत्रित जड़ी-बूटी अधिनियम 2025 (Controlled Herbs Act 2025) और मंत्रालयी विनियमन बी.ई. 2569 (Ministerial Regulation B.E. 2569, अप्रैल 2026 से प्रभावी) के अंतर्गत विनियमित है। खेतिहरों के पास वैध लाइसेंस होना अनिवार्य है।

संदर्भ

Zhen S, Bugbee B (2020). Substituting Far-Red for Traditionally Defined Photosynthetic Photons Results in Equal Canopy Quantum Yield for CO₂ Fixation and Increased Photon Capture During Long-Term Studies. Frontiers in Plant Science.
Rodriguez-Morrison V et al. (2025). The influence of light spectrum on morphology, cannabinoids, and terpenes in Cannabis sativa L. Scientific Reports.
Westmoreland FM et al. (2021). Cannabis lighting: Decreasing blue photon fraction increases yield but efficacy is more important for cost effective production of cannabinoids. PLOS ONE.
Peterswald TJ et al. (2025). Manipulating photoperiod and light intensity to increase cannabis floral biomass yield. Scientific Reports 15:17435.
Chandra S et al. (2008). Photosynthetic response of Cannabis sativa L. to variations in photosynthetic photon flux densities, temperature and CO2 conditions. Physiology and Molecular Biology of Plants.
McCree KJ (1972). The action spectrum, absorptance and quantum yield of photosynthesis in crop plants. Agricultural Meteorology.
Terashima I et al. (2009). Green light drives leaf photosynthesis more efficiently than red light in strong white light. Plant and Cell Physiology.
Viet Growers Community (2015). Viet Grower Handbook.

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