Metriky na meranie rastúceho svetla - PPF, PPFD, DLI
Ktoré svetelné parametre sú pri pestovaní vo vnútri najdôležitejšie a ako sa merajú? Prečo nie sú pre pestovateľov dôležité luxy alebo lúmen, ale PPF, PPFD a DLI? Tento článok nadväzuje na text o svetelnom spektre a fotosyntéze.
Často sa stretávame s tým, že výrobca rastového svetla uvádza svetelný tok svietidla (jednotka Lumen). Pre pestovateľa je tento údaj zavádzajúci a nič mu nehovorí.
Prečo?
Rastlina vníma svetlo inak ako ľudské oko
Candela/Lumen/Lux
Vysvetlenie možno nájsť v definícii fyzikálnej jednotky lumen, ktorá je odvodená od základnej jednotky sústavy SI Candela. Kandela je definovaná ako dané množstvo energie monochromatického žiarenia s vlnovou dĺžkou 555 nm.
Informuje vás teda o intenzite zeleného svetla. Ľudské oko je totiž najcitlivejšie na zelenú farbu. Pomocou luxov (lúmenov na meter štvorcový) môžeme určiť, či je v miestnosti dostatok svetla alebo či prílišný jas môže poškodiť oči.
Keďže všetky svetelné zdroje MH a HPS majú veľmi podobné spektrálne zloženie, bolo možné použiť lúmen ako referenčnú jednotku na porovnanie intenzity. Luxmeter sa preto používal na meranie a porovnávanie rôznych zdrojov svetla.
Keď však do hry vstúpia svetelné zdroje LED, ktoré vyžarujú oveľa viac energie v modrom a červenom spektre, hodnota lumen sa stane bezvýznamnou.
Fotosynteticky aktívne žiarenie - PAR
Rastliny absorbujú a transformujú žiarenie v rozsahu 300-700 nm, hovoríme o fotosynteticky aktívnom žiarení (PAR). Pomerne často sa stretávame s tým, že PAR sa používa ako jednotka. To nie je správne, PAR nie je jednotka ani veličina, je to pojem, ktorý definuje určitú časť elektromagnetického spektra.
Hlavné premenné súvisiace s PAR sú PPF, PPFD, DLI.
PPF
Fotosyntetický fotónový tok je veličina, ktorá opisuje množstvo fotosynteticky aktívnych fotónov vyžiarených alebo dopadajúcich na rastovú plochu za sekundu. Jednotkou je mmol/s (µmol/s), mikromoly za sekundu.
Keďže v praxi sa bežne stretávame s rôznymi nameranými hodnotami PPF, musíme sa vždy pýtať, aká PPF sa vlastne meria.
cPPF
Vypočítaný fotosyntetický tok fotónov. Ak výrobca uvádza hodnotu PPF svietidla, zvyčajne ide o teoretický údaj, ktorý nezohľadňuje skutočné podmienky (účinnosť chladenia, kvalitu zdroja napätia, straty na optike atď.). Skutočná hodnota PPF je zvyčajne oveľa nižšia.
PPF spolu
Celková hodnota PPF vyžarovaná svietidlom sa meria pomocou spektrometra so špeciálnym nástavcom nazývaným integračná guľa. Ide o veľký guľový objekt, do ktorého sa vkladá svietidlo. Všetko žiarenie sa pomocou tohto nástavca usmerní do jedného zväzku fotónov.
Použiteľné PPF (použiteľné PPF)
Keďže v rastovom priestore dochádza k stratám odrazom a nie všetky fotóny sa dostanú na povrch listov, je potrebné zohľadniť množstvo fotónov, ktoré rastlina skutočne využije (spôsob merania užitočného PPF nájdete v ďalšom článku). To, ako veľmi sa bude celková hodnota PPF vyžarovaná svietidlom líšiť od použiteľnej hodnoty PPF, závisí od rôznych faktorov, predovšetkým od:
- na pomere veľkosti rastúceho priestoru k celkovej PPF
- na kvalitu reflexného materiálu na stenách pestovateľskej miestnosti
- na vzdialenosť listov (vhodnejší termín je baldachýn, pod ktorým si predstavíme súvislú zelenú plochu) od bočných stien s reflexným materiálom
- vzdialenosť svietidla od vrcholov rastlín (koruny)
PPFD
Hustota fotónového toku nám udáva hustotu fotosynteticky aktívnych fotónov. Určuje, koľko fotónov dopadne na meter štvorcový za jednu sekundu. Jednotkou je mmol/m2/s (µmol/m2/s).
Všimnite si, že tento údaj vám nepovie, aká je celková intenzita žiarenia, ale len aká je intenzita v danom mieste.
DLI
Denný svetelný integrál je súčet fotónov, ktoré dopadnú na meter štvorcový za jeden deň. Jednotkou je mol/m2/deň. Tento údaj sa používa najmä pri výpočte tzv. asimilačného osvetlenia (v skleníku) alebo pre rastliny, ktoré nie sú fotoperiodické (šalát, paradajka, chilli).
V prvom prípade umelé osvetlenie doplní dávku dodanú slnečným žiarením na optimálnu hodnotu DLI, v druhom prípade môžeme znížiť dávku PPF a predĺžiť fotoperiódu, aby sme dosiahli optimálnu kombináciu pri konštantnej hodnote DLI.
Vzťah medzi PPFD a DLI je vyjadrený vzorcom DLI=PPFD x počet hodín osvetlenia x (3600/1 000 000).
Rozdiel medzi PPF a PPFD
Pochopenie rozdielu medzi PPF a PPFD je kľúčové. Pokúsim sa to vysvetliť na príklade strelnej zbrane. V nábojnici brokovnice je 100 granúl. V okamihu výstrelu opustí hlaveň všetkých 100 brokov - takto chápete PPF.
Ak zasiahneme cieľ zblízka, padajúce broky vytvoria menší kruh s plochou povedzme 0,5 m2, takže hustota brokov je 200 brokov na meter štvorcový. Pri streľbe na vzdialenejší cieľ vytvoria všetky výstrely väčší kruh s plochou 1 m2, takže hustota výstrelov je 100 výstrelov na meter štvorcový.
Zakaždým opustilo hlaveň 100 guliek, ale zakaždým dopadli na iné miesto, a preto sme namerali inú hustotu. To je princíp PPFD.
V článku Výber LED osvetlenia pre pestovanie v interiéri si môžete prečítať, na čo si dať pozor pri výbere LED osvetlenia.
