การทดลอง แสงมีผลต่อการเจริญ เติบโตของพืช

การทดลอง เกี่ยวกับแสงและการเจริญเติบโตของพืช ซึ่งทำการสังเกตการตอบสนองของพืชทีมีต่อแสง

-> การเติบโตของถั่วเขียวตัวอ้วน

อุปกรณ์การทดลอง

1. เมล็ดถั่วเขียว
2. กระถางต้นไม้
3. กระดาษลัง
4. ดินปลูก
5. เทปกาว

ตัวแปรต้น : ตำแหน่งที่ได้รับแสงของอุปกรณ์ทดลอง

ตัวแปรตาม : ทิศทางการเจริญเติบโตของพืช

ตัวแปรควบคุม : ชนิดของพืช , ชนิดและขนาดของกล่องลัง , ดินปลูก , ปริมาณและเวลาในการรดน้ำ , สภาพแวดล้อม

ขั้นตอนการทดลอง

1.      เตรียมต้นกล้า (เลือกพืชชนิดที่โตเร็ว) สำหรับนำไปปลูกที่กระถางที่เตรียมไว้

2.      จัดทำอุปกรณ์รับแสง โดยอุปกรณ์นี้ทำจากกระดาษ แสดงดังภาพ

3.      นำต้นกล้าที่ได้ใสลงไปในกระถางที่เตรียมดินไว้ จำนวน 3 กระถาง

4.      นำอุปกรณ์รับแสง ที่จัดเตรียมไว้ มาครอบไว้บนกระถางต้นไม้ที่เตรียมจากขั้นตอนที่ 3 จัดเตรียมอุปกรณ์ แสดงดังภาพ

กระถางที่ 1 : กระถางต้นไม้ที่ไม่คลุมอุปกรณ์รับแสง

กระถางที่ 2 : กระถางต้นไม้ที่คลุมอุปกรณ์รับแสงที่ปิดทึบข้างบน บริเวณ หมายเลข 2 ส่วน หมายเลข 1 เปิดโล่ง

กระถางที่ 3 : กระถางต้นไม้ที่คลุมอุปกรณ์รับแสงที่เปิดข้างบนทั้งหมายเลข 1 และ 2

5.      นำชุดอุปกรณ์ทั้งหมดวางไว้ในสภาพแวดล้อมเดียวกัน และนำการรดน้ำในระยะเวลาเดียวกัน ระยะเวลาการทดลองประมาณ 1-2 สัปดาห์

6.      สังเกตและบันทึกผล (สังเกตการเจริญเติบโตของต้นถั่วเขียว ว่าเจริญเติบโตอย่างไร เมื่อนำอุปกรณ์รับแสงคลุมทั้ง 2 แบบ คลุมกระถางต้นถั่วเขียว)

ผลการทดลอง

จากการทดลองการทดลอง การเติบโตของต้นถั่วเขียว ซึ่งทำการสังเกตการตอบสนองของต้นถั่วเขียวที่มีต่อแสง โดยจัดการทดลอง มีลักษณะ 3 แบบ ได้แก่ แบบที่ 1 กระถางต้นถั่วเขียวไม่มีอุปกรณ์รับแสงคลุม แบบที่ 2 กระถางต้นไม้ที่คลุมอุปกรณ์รับแสงที่ปิดทึบข้างบน บริเวณ หมายเลข 2 ส่วน หมายเลข 1 เปิดโล่ง แบบที่ 3 กระถางต้นไม้ที่คลุมอุปกรณ์รับแสงที่เปิดข้างบนทั้งหมายเลข 1 และ 2 ผลการทดลอง พบว่า เมื่อผ่านไปประมาณ 1 สัปดาห์ แบบที่ 1 ต้นถั่วเขียวเจริญเติบโตสูงขึ้น ลำต้นตั้งตรง แบบที่ 2 ต้นถั่วเขียวเจริญเติบโตสูงขึ้น ลำต้นสูงขึ้นออกมาบริเวณช่อง หมายเลข 1 ที่เปิดโล่ง แบบที่ 3 ต้นถั่วเขียวเจริญเติบโตสูงขึ้น ลำต้นสูงขึ้นออกมาบริเวณช่องที่เปิดโล่งทั้ง 2 ช่อง

ผลการทดลอง แสดงให้เห็นว่า การเจริญเติบโตของต้นเขียว อาศัยปัจจัยที่จำเป็นต่อการเจริญเติบโต ได้แก่ แสงแดด ดิน น้ำหรือความชื้น อากาศและอุณหภูมิ โดยการทดลองข้างต้นเน้นสังเกตปัจจัยเกี่ยวกับแสง ต้นถั่วเขียวพยายามที่เจริญเติบโดออกมาจากอุปกรณ์รับแสงโดยโตออกมาบริเวณช่องที่เปิดโล่ง

การนำไปใช้

ในการปลูกต้นไม้จะต้องคำนึงถึงปัจจัยที่จำเป็นต่อการเจริญเติบโตของพืช ได้แก่ แสงแดด ดิน น้ำหรืออุณหภูมิ ควรได้รับให้พอเหมาะกับความต้องการของพืชแต่ละชนิด

การจัดการเรียนรู้ในชั้นเรียน

สามารถให้นักเรียนทำการทดลองปลูกต้นไม้ โดยออกแบบการทดลองเพื่อสังเกตปัจจัยที่มีผลต่อการเจริญเติบโตของพืชในเรื่องแสงด้วยตนเอง แล้วนำผลการทดลองของนักเรียนแต่ละคนมาอภิปรายแลกเปลี่ยนกัน

ดวงอาทิตย์เป็นแหล่งกำเนิดความร้อนและแสงแดด ในฤดูร้อนกลางวันจะยาวกว่ากลางคืนและแสงแดดจัด ในฤดูหนาวกลางวันจะสั้นกว่ากลางคืนและแสงแดดอ่อน ทุกแห่งจะได้รับแสงแดดในฤดูร้อนมากกว่าฤดูหนาว ความเข้มของแสงแดดในฤดูร้อนจะมากกว่าฤดูหนาวแสงแดดนี้มีความสำคัญต่อการเจริญเติบโตของพืชและสัตว์ เมื่อแสงแดดตกที่ต้นพืช ใบไม้จะดูดแสงได้ประมาณ 80% สะท้อนกลับ 15% ทะลุผ่านไป 5% พลังงานแสงที่พืชดูดรับไว้นั้นส่วนใหญ่ใช้ในการคายน้ำของพืช บางส่วนกระจายไปในอากาศประมาณ 0.5-3.5% พืชใช้แสงในการปรุงอาหาร (Photosynthesis) แสงแดดที่ตกลงบนสิ่งต่างๆ จะถูกสะท้อนกลับออกไป การสะท้อนกลับนี้เรียกว่า Albedo พื้นน้ำมี Albedo 3-10%, ป่ามี 5-20%, ไร่นา 10-30%, พื้นโลก 30-40%, วัตถุสีขาว 100%, และวัตถุสีดำ 0%

ความเข้มของแสงแดด (Solar radiation intensity) ย่อมขึ้นอยู่กับตำบลที่ เมฆ, หมอก, ฝุ่นละอองบนท้องฟ้า และร่มเงา หน่วยสำหรับวัดความเข้มใช้เป็น calories/ตร.ซ.ม./นาที เครื่องมือที่ใช้วัดความเข้มของแสงเรียก Actinometer พวกไม้ผลและผักต่างๆ ไม่ต้องการแสงแดดจัด เพราะจะทำให้สูญเสียกลิ่นรส ถ้าแสงแดดที่มาเกินไป ย่อมเป็นอันตรายต่อพืช สัตว์ก็เช่นเดียวกัน แสงแดดที่มีความเข้มน้อยจะทำให้พืชเจริญทางใบ แสงที่มีความเข้มมากจะทำให้พืชเจริญทางผล พืชที่ขึ้นในที่ร่มบังทำให้พืชชะลูดและอ่อนแอ

แสงจากอาทิตย์นี้เป็นชั้นแสงคลื่นสั้น (short-wave) หน่วยสำหรับวัดความยาวของแสงใช้เป็น micron (x) (1u = 1/10000 cm) แสงคลื่นสั้นเป็นประโยชน์ต่อการเจริญของพืชสีเขียว ประมาณ 1% ของแสงคลื่นสั้นนี้พืชใช้ในการปรุงอาหาร แสงแดดที่พืชดูดรับไว้ส่วนใหญ่เป็นแสงสีแดง พืชใช้แสงสีแดงในการงอกของเมล็ดและการเติบโตของลำต้น แสงที่พืชดูดรับ รองลงมาคือ แสงสีน้ำเงิน และสีม่วง ใช้สำหรับเกิดช่อดอก ส่วนแสงสีเหลืองและสีเขียวดูดน้อยมีการสะท้อนกลับมาก ทำให้เห็นใบพืชเป็นสีเขียว พืชใช้แสงสีเหลืองและสีเขียวน้อยที่สุด ส่วนแสง ultraviolet ใช้ในการทำลาย bacteria ได้ดีและรวดเร็ว

ความยาวนานของวัน (day length) มีความสำคัญต่อการออกช่อดอกและออกดอกของพืช การออกดอกของพืชขึ้นอยู่กับความยาวนานของวัน และความเข็มของแสงแดดอย่างใดอย่างหนึ่ง หรือทั้งสองอย่าง พืชวันยาวจะออกดอกช้าและน้อย พืชวันสั้นจะออกดอกเร็วและมาก พืชวันสั้นหมายถึงพืชที่ต้องการแสงแดดในการออกดอกวันละไม่เกิน 10 ชั่วโมง เช่น ข้าว ข้าวโพด ข้าวฟ่าง ถั่วเหลือง ยาสูบ เมื่อปลูกพืชเหล่านี้ในวันสั้น มักจะออกดอกเร็วถ้าปลูกในฤดูวันยาว (14 ชั่วโมง/วัน) มันจะเจริญทางลำต้นเรื่อยไปไม่มีการออกดอก เช่น ข้าวฟ่างพันธุ์ milo เมื่อได้รับแสงแดดวันละ 10 ชั่วโมง จะออกดอกภายใน 23 วัน ถ้าได้รับแสงวันละ 14 ชั่วโมง จะออกดอกภายใน 39 วัน พืชวันยาว เช่น ข้าวสาลี มันฝรั่ง ผักกาดหอม ถ้าปลูกในฤดูวันสั้นมันจะไม่ออกดอก พืชบางชนิดจะออกดอกได้ทุกฤดู แม้ว่าจะเป็นวันสั้นหรือยาวก็ตาม เรียกว่า Neutral plant เช่น มะเขือเทศ แตงกวา กะหล่ำปลี แต่มีพืชบางชนิดต้องการแสง 12-14 ชั่วโมง/วันจึงจะออกดอก เรียกว่า Intermediate plant เช่น อ้อย

ผลของแสงที่มีต่อพืช

แสงมีอิทธิพลต่อการเจริญเติบโตของพืชอย่างมาก หากปราศจากแสงพืชจะยังคงเจริญเติบโตไปจนกว่าอาหารที่มันสะสมไว้นั้นจะหมด แต่การเจริญเติบโตในความมืดนั้นมันจะผิดปกติ อาการผิดปกตินี้เรียกว่า etiolation ลักษณะของอาการนี้คือ พืชนั้นจะมีสีขาว ลำต้นชะลูด ใบจะไม่แผ่เต็มที่ ระบบรากจะอ่อนแอ และ tissues ของมันนจะมีน้ำมาก Internode จะยืดขยายมาก และพืชจะล้มเพราะมีความแข็งแรงไม่พอที่จะตั้งลำต้นให้ตรง อิทธิพลของแสงที่มีต่อพืชโดยตรงและสำคัญมากก็คือ พืชจะใช้แสงในขบวนการสังเคราะห์แสง (Photosynthesis) เพื่อปรุงอาหารสำหรับพืชนั้นๆ ขบวนการสังเคราะห์แสงเป็นการปรุงอาหารของพืช โดยการทำปฏิกิริยาทางเคมีของ carbon-dioxide และน้ำ ซึ่งมีแสงเป็นตัวเร่งในการทำปฏิกิริยานี้ เกิดเป็นแป้งหรือน้ำตาลและ oxygen พืชจะคาย oxygen ที่เกิดขึ้นออกทางใบ ในการสังเคราะห์แสงนั้นอาหารที่พืชสร้างขึ้นก่อนคือ glucose หรือ fructose แล้วเกิดเป็นแป้งหรือน้ำตาลภายหลัง

อิทธิพลของแสงที่มีต่อพืชทั้งทางตรงและทางอ้อม

1. ใช้ในการปรุงอาหารของพืช ให้พลังงานสำหรับสังเคราะห์สารประกอบ carbon
2. ช่วยกระตุ้นการออกดอกของพืช
3. มีอิทธิพลต่อขบวนการ physiological เช่น การงอกของเมล็ด การออกดอก dormancy และการเคลื่อนไหวของพืช
4. ทำให้พืชและผลผลิตของพืชแก่
5. ใช้ในการคายน้ำของพืช
6. ทำให้พืชและสัตว์แข็งแรงและเจริญเติบโต
7. ช่วยให้อินทรียวัตถุเน่าเปื่อยผุพังเร็วขึ้น ทำให้พืชนำไปใช้ประโยชน์ได้

การควบคุมแสง

การควบคุมปริมาณแสงที่พืชได้รับนั้นมีความสำคัญต่อพืช พืชจะทำให้ผลผลิตมากน้อย พืชจะมีความแข็งแรงเพียงไรนั้น แสงมีส่วนสัมพันธ์อยู่ไม่น้อย เทคนิคที่ใช้ในการหาประโยชน์ของแสงนั้นรวมถึงการเลือกสถานที่ปลูกพืช การดัดแปลงความหนาแน่นและการกระจัดกระจายของการปลูกพืช การใช้วัตถุกำจัดแสงหรือใช้ร่มเงา เป็นต้น

การตอบสนองพืชที่มีต่อความยาวของช่วงแสง เป็นตัวการในการกำหนดชนิดของพืชที่ได้กระจัดกระจายบนโลก ความยาวนานและความเข้มของแสงที่พืชได้รับนั้นขึ้นอยู่กับภูมิอากาศของแต่ละท้องถิ่นซึ่งแตกต่างกันไป ลักษณะสภาพท้องถิ่น (Local topographic) สภาพบรรยากาศของท้องถิ่น (Localatmospheric) ก็มีอิทธิพลต่อจำนวนของพลังงานที่ได้รับ

การควบคุมปริมาณจำนวนแสงที่พืชได้รับ อาจทำได้โดยควบคุมความหนาแน่นและการกระจัดกระจายของพืช โดยการควบคุมาจำนวนพืชที่ปลูกในพื้นที่หนึ่งๆ อย่าปลูกหนาแน่นเกินไป ตัดแต่งกิ่งของพืชที่ปลูก ไม่ให้มันแผ่ขยายจนทำให้พืชอื่นไม่สามารถรับแสงได้เพียงพอระยะระหว่างแถวและระยะระหว่างต้นก็มีส่วนเกี่ยวข้องด้วยเหมือนกัน ดังนั้นจึงต้องคำนวณระยะปลูกให้ดีด้วย นอกจากนี้การใช้ร่มเงาก็เป็นอีกวิธีหนึ่งในการควบคุมปริมาณแสงเหมือนกันร่มเงาสามารถตัดปริมาณความร้อน, แสง และอุณหภูมิที่พืชจะได้รับ ทำให้ลดปริมาณน้ำที่พืชต้องการได้ เพราะร่มเงาทำให้พืชลดปริมาณน้ำที่คายออกไป

แสงมีผลต่อการเจริญเติบโตของพืชอย่างไร

ปัจจัยใดบ้างที่มีผลต่อการเจริญเติบโตของพืช

แสงสีน้ำเงินมีผลต่อต้นพืชอย่างไร

แสงมีความสำคัญอย่างไรต่อพืช