Световой спектр, ФАР и люмены
Светлината се състои от фотони, които са малки частици, движещи се със скоростта на светлината. Фотоните в светлинните лъчи вибрират с различни честоти и дължини на вълната. Хората могат да виждат фотонни излъчвания с дължини на вълната от 380-680 nm, докато чувствителността на растенията към светлината варира от 200-800 nm. Не всички дължини на вълните в този спектър оказват еднакво въздействие върху фотосинтезата; тези, които активират в най-голяма степен биохимичните процеси в растенията, се наричат PAR (фотосинтетично активно лъчение), чийто спектрален обхват е 400-700 nm.
Светлината може да се измерва с фотометрични величини, получени от чувствителността на човешкото око към цветовете, или с радиометрични величини, свързани с енергията, пренасяна от светлинните лъчи. Лумените и луксовете са често използвани фотометрични единици, които се отнасят до светлината, възприемана от човешкото око.
Фотометричните измервания обаче не показват колко светлинна енергия изпраща лампата към растението за фотосинтеза, тъй като не включват променливите на PAR. Въпреки това лумените и луксовете могат да дадат първоначална представа за мощността на конкретна крушка и можем да сравняваме различни продукти, като измерваме тяхната фотометрична ефективност чрез съотношението лумен : ват, независимо от евентуалните разлики в мощността на светлинния спектър при различните дължини на вълната.
Луксът и луменът работят добре при измерването на светлини като MH, HPS и CFL, но няма да измерят точно ефективността на LED осветлението за отглеждане на растения.
В общи линии минималното количество широкоспектърна светлина, от което например се нуждае доматеното растение, е около 9000 lm на квадратен метър, а оптималното е над 20 000 lm/m². Въпреки това растежът и цъфтежът на силно стайно растение зависят от достигнатите прагове на осветеност при определени дължини на вълните, които задействат фотосинтезата. Ето защо LED лампите за отглеждане използват радиометрични системи, за да измерват количеството фотони, облъчени в цветните честоти PAR, които споменахме по-рано.
Наиболее широко используемым радиометрическим показателем в садоводстве является PPFD (плотность фотонного потока), который измеряет поток микромолей PAR-фотонов в секунду на квадратный метр (мкмоль/м²/с). Если принять, что для определённого источника света для выращивания задано значение PPFD, можно рассчитать его радиометрическую эффективность и сравнить различные системы освещения, используя соотношение PPFD:ватт.
СОЛНЦЕ, ЛАМПЫ И ПОДХОДЯЩЕЕ ФОТОННОЕ ДАВЛЕНИЕ
В середине лета солнечный свет достигает Земли с фотосинтетической мощностью 1200-2000 PPFD. Однако рассада, клоны и материнские растения довольствуются PPFD всего 200-400 мкмоль/м²/с. Томатам на вегетативной стадии требуется 400-600 мкмоль/м²/с, а цветущим растениям обычно требуется PPFD 600-1500 мкмоль/м²/с.
Исследование показывает, что наиболее продуктивный уровень PPFD для томата составляет 1500-2000 мкмоль/м²/с при температуре 25-30 °C и естественном уровне CO₂, повышенном до 750 ppm.
Даже если томат является требовательным растением, облучение выше порогового значения для конкретного сорта, этапа жизненного цикла или условий окружающей среды не обязательно приводит к увеличению урожайности. Напротив, чрезмерное фотонное давление может вызвать повреждение листьев и цветков. Иными словами, образование цветков увеличивается, когда томат получает 20-30 молей PAR-света в день, затем стабилизируется в диапазоне 30-40 молей и снижается при значениях выше 40 молей.
СКОЛЬКО СВЕТА НУЖНО ВАШЕЙ ГРОУТЕНТЕ?
Чтобы определить правильное количество света для вашей культуры, нужно умножить длину помещения для выращивания на его ширину, чтобы получить площадь выращивания, а затем умножить полученное значение на желаемый уровень PPFD.
Если ваша гроутент составляет 250 см в длину и 80 см в ширину, площадь выращивания составит 2,50 м × 0,80 м = 2 м². Если вы стремитесь получить световой поток для цветущих растений площадью около 2 кв. м и хотите экспериментировать с уровнем PPFD 500 мкмоль, вам потребуется всего 1000 мкмоль/м²/с. Затем этот результат необходимо разделить на PPFD на один ватт света, чтобы определить требуемую мощность.
