Spectrul luminii, PAR și lumeni
Lumina este alcătuită din fotoni, particule mici care se deplasează cu viteza luminii. Fotonii din razele de lumină vibrează la frecvențe și lungimi de undă diferite. Oamenii pot vedea emisiile de fotoni în intervalul lungimilor de undă de 380-680 nm, în timp ce sensibilitatea plantelor la lumină variază între 200-800 nm. Nu toate lungimile de undă din acest spectru influențează fotosinteza în aceeași măsură; cele care activează cel mai intens procesele biochimice din plante sunt denumite PAR (radiație fotosintetic activă), al cărei interval spectral este de 400-700 nm.
Lumina poate fi măsurată prin mărimi fotometrice derivate din sensibilitatea ochiului uman la culori sau prin mărimi radiometrice legate de energia transportată de razele de lumină. Lumenii și lucșii sunt unități fotometrice utilizate frecvent, care se referă la lumina percepută de ochiul uman.
Totuși, măsurătorile fotometrice nu indică câtă energie luminoasă transmite lampa plantei pentru fotosinteză, deoarece nu includ variabilele PAR. Cu toate acestea, lumenii și lucșii pot oferi o idee inițială despre puterea unui anumit bec, iar noi putem compara diferite produse măsurându-le eficiența fotometrică prin raportul lumen:watt, indiferent de eventualele diferențe de putere ale spectrului luminos la diferite lungimi de undă.
Luxul și lumenul sunt adecvate pentru măsurarea surselor de lumină precum MH, HPS și CFL, dar nu vor măsura cu precizie eficiența unei lămpi LED pentru cultivarea plantelor.
În linii mari, cantitatea minimă de lumină cu spectru larg de care are nevoie, de exemplu, o plantă de tomate este de aproximativ 9000lm pe metru pătrat, iar valoarea optimă depășește 20 000lm/m². Totuși, creșterea și înflorirea unei plante viguroase de interior depind de pragurile de lumină atinse la anumite lungimi de undă care declanșează fotosinteza. De aceea, lămpile LED pentru cultivare folosesc sisteme radiometrice pentru a măsura cantitatea de fotoni emisă la frecvențele cromatice PAR menționate anterior.
Cea mai utilizată măsurătoare radiometrică în horticultură este PPFD (densitatea fluxului de fotoni), care măsoară fluxul de micromoli de fotoni PAR pe secundă și pe metru pătrat (μmol/m²/s). Dacă presupunem că este indicată valoarea PPFD a unei anumite lămpi pentru cultivare, putem calcula eficiența radiometrică a acesteia și putem compara diferite sisteme de iluminat folosind raportul PPFD:watt.
SOARELE, BECURILE ȘI PRESIUNEA FOTONICĂ ADECVATĂ
În mijlocul verii, lumina Soarelui ajunge pe Pământ cu o putere fotosintetică de 1200-2000 PPFD. Cu toate acestea, răsadurile, clonele și plantele-mamă se dezvoltă bine la un PPFD de numai 200-400μmol/m²/s. Plantele de tomate aflate în faza vegetativă au nevoie de 400-600μmol/m²/s, iar plantele înflorite necesită de obicei un PPFD de 600-1500μmol/m²/s.
Un studiu arată că valoarea PPFD cea mai productivă pentru tomate este de 1500-2000μmol/m²/s, la o temperatură de 25-30 °C și cu nivelul natural de CO₂ mărit la 750 ppm.
Chiar dacă tomatele sunt plante exigente, expunerea peste pragul-limită pentru fiecare soi, etapă de viață sau condiție de mediu nu conduce neapărat la creșterea recoltei. Dimpotrivă, presiunea fotonică excesivă poate deteriora frunzele și florile. Cu alte cuvinte, producția de flori crește atunci când planta de tomate primește 20-30 de moli de lumină PAR pe zi, apoi se stabilizează între 30-40 de moli și scade la peste 40 de moli.
DE CÂTĂ LUMINĂ ARE NEVOIE CAMERA DUMNEAVOASTRĂ DE CULTIVARE?
Pentru a stabili cantitatea corectă de lumină pentru cultura dumneavoastră, trebuie să înmulțiți lungimea spațiului de cultivare cu lățimea acestuia pentru a obține suprafața de cultivare, apoi să înmulțiți rezultatul cu nivelul PPFD dorit.
Dacă spațiul dumneavoastră de cultivare are lungimea de 250 cm și lățimea de 80 cm, suprafața de cultivare va fi de 2,50 m × 0,80 m = 2m². Dacă urmăriți un coronament de plante înflorite pe o suprafață de aproximativ 2 m² și doriți să experimentați cu un nivel PPFD de 500 μmol, aveți nevoie pur și simplu de 1000 μmol/m²/s. Apoi, acest rezultat trebuie împărțit la PPFD-ul pentru un watt de lumină, pentru a determina puterea necesară.
