Что такое фотосинтетический фотонный поток
Перейти к содержимому

Что такое фотосинтетический фотонный поток

  • автор:

СТАТЬИ VENLO
СВЕТ И РАСТЕНИЯ.

Для человеческого глаза свет является видимой составляющей электромагнитного излучения. Нашим глазом воспринимается лишь небольшая часть спектра излучения, находящаяся в диапазоне от 380 до 780 нм и является тем, что мы называем «светом». Чувствительность глаза человека обостряется при восприятии желто-зеленого цвета (555нм) и становится меньше при более длинных (красных) и коротких (синих) длинах волн.

Количество видимого света выражается в Люменах (лм) и основывается на кривой спектральной чувствительности зрения человека. Количество света, поступающего от определенного источника и падающего на заданную поверхность, выражается в Люксах. Люкс равен освещённости поверхности площадью 1м² при световом потоке падающего на неё излучения, равном 1 люмен.
Большинство осветительных приборов создано именно для использования человеком. Поэтому для оценки систем освещения используют единицы измерения люмены и люксы. Интенсивность видимого света измеряется в Люксах. Люкс – это фотометрическая единица, определяемая на основании средних показателей чувствительности человеческого глаза. Люкс-метр, таким образом, производит измерение с поправкой на эту специфическую чувствительность глаза.

В защищенном грунте естественный дневной свет (общую радиацию), как правило, измеряют в единицах энергии (Джоулях или Ваттах), с помощью соляриметра (актинометра). Этот прибор обычно ставится на крыше теплицы. Общая радиация является важным параметром для контроля микроклимата в теплице.

Скорость фотосинтеза определяется числом фотонов в диапазоне от 400 до 700 нм, которое поглощается растениями, а не энергией этих фотонов. Поэтому именно число фотонов в секунду в диапазоне от 400 до 700 нм, падающих на заданную поверхность, и называемое плотностью фотосинтетического фотонного потока, должно использоваться для оценки количества света для процесса фотосинтеза. Плотность фотосинтетического фотонного потока сопоставима с понятием освещенности, но в отличие от последнего, зависит от восприимчивости растений.

Таким образом, рост растений (фотосинтез) определяется не Люксами или энергией, а фотонами различного спектра — от синего до красного (400-700 нм). Это и называется светом роста.

Как сказано выше, степень фотосинтеза определяется количеством фотонов в диапазоне от 400 до 700 нм. Этот свет роста называется «Фотосинтетическим фотонным потоком» (ФФП). Эффективная для роста растений лампа должна преобразовывать как можно больше электрической энергии в фотосинтетически активное излучение именно в этом диапазоне. ФФП является единственным надежным показателем того, пригоден ли какой-либо источник света для фотосинтеза или нет. Чем выше содержание ФФП на один Ватт потребляемой мощности, тем более эффективен источник света для роста растения.

Фотосинтетический фотонный поток — это суммарное число фотонов, излучаемых в секунду в диапазоне длин волн от 400 до 700 нм (мкмоль / с).

Плотность фотосинтетического фотонного потока измеряется с помощью квантового датчика и выражается в микромолях фотонов на единицу площади в секунду (мкмоль / м² / с).

Именно поэтому для всех своих расчетов мы используем значение ФФП, и применяем только те лампы, которые специально разработаны для обеспечения растений максимальным количеством света для роста.

Свет для ваших растений

Досветка растений в осенне-зимний период становится все популярнее. Нехватка солнечного света крайне негативно сказывается на декоративном виде и здоровье растений. Uniel помогает разобраться: как выбрать правильный свет для ваших растений.

Подсветка растений

Спектры разные нужны

На полках магазинов можно увидеть огромное разнообразие светильников, ламп и светодиодных лент для растений. Модели будут отличаться не только конструкцией, но и различным оттенком свечения. Для создания качественной подсветки важно понимать, какой спектр нужен растениям в каждой фазе роста.

Биофизические исследования показали, что для фотосинтеза растениями используется определенный свет: синий 450 нм и красный 660 нм. Обладая этими знаниями сегодня, мы измеряем свет для людей в люменах, а для растений иной физической величиной — микромолями в секунду. Мкмоль/c — это фотосинтетический фотонный поток, излучаемый светильником и используемый для фотосинтеза.

Для правильного развития рассады или черенков наиболее важны красные и синие пики в спектре. Они помогают вырастить крепкую рассаду, которая со временем превратится в здоровое растение. В компании Uniel разработано несколько линеек продуктов со спектром SPSB для рассады, черенков и стимулирования цветения. Цвет свечения красно-синий, и при использовании светильников в домашних условиях рекомендуется экранирование. Чтобы использование фитосвета стало более эффективным, биотехнологи продолжили строить гипотезы и проводить эксперименты, а инженеры предложили комфортные для человеческого глаза решения.

Новый спектр для нового света

Следующим шагом в развитии фитосвета стало появление полноспектральных светильников. К красному и синему была добавлена зеленая часть спектра: это помогло смягчить неприятный для человека оттенок свечения и стало новой вехой в применении света для растений.

Спектр свечения для моделей ULI-P10

Необходимые для здорового роста и развития 450 и 660 нм остались неизменны, а вот добавление небольшой составляющей желто-зеленой части спектра сделало свечение комфортным для наших глаз. Буквально «капля» зеленого оттенка оказалась крайне важной для дальнейшего развития: именно этот спектр делает возможным применение таких светильников в качестве основного освещения растений без дополнительных источников света.

Спектр свечения для моделей ULI-P20-10W-SPSB

Светильники и лампы полного спектра SPFR имеют самый высокий показатель энергоэффективности 1,7 мкмоль/c/Вт, т. к. изготовлены по
технологии «два кристалла». Они прекрасно подходят для взрослых растений, для декоративных цветов или экзотических растений. В Uniel представлено множество полноспектральных моделей с приятным кремовым свечением. Спектр SPFR станет незаменимым помощником для ваших любимых цветов в пасмурную погоду.

Смешать, но не взбалтывать

Состав света полноспектрального светильника может быть различным. К примеру, спектр SPLE имеет иное сочетание красного, синего и зеленого пиков, что дает бледное розоватое свечение. При этом экранирование по-прежнему не нужно. Широкий красный делает свечение более универсальным, светильники оптимально подойдут как для большинства декоративных растений, так и для рассады. Но энергоэффективность при этом немного ниже, чем у моделей со спектром SPFR.

Доходящий до растений свет, используемый для фотосинтеза, измеряется в мкмоль/c/м 2 . Такая величина называется фотосинтетической активной радиацией (краткое обозначение — ФАР или PPFD). Значения мкмоль/c/м 2 указывают для светильников строго с информацией о высоте подвеса, измерения производят в полной темноте. На практике растение получает естественное освещение от окна и светильник служит для досвечивания. Разница в освещенности в солнечный летний и пасмурный зимний день отличается не менее чем в 10 раз, поэтому досвечивание оказывает серьезную помощь и, безусловно, спасает ситуацию в пасмурное время года.

Расстояние от светильника до листьев

Таблица. Примерные значения в мкмоль/c/м 2 для различных видов растений*

Параметр, мкмоль/c/м 2 Растения
75 Проращивание теневыносливых растений
120 Выращивание салатов, ароматных трав
150 Огуречная рассада
200 Рассада перца, томатов

*Информация получена на основе практических испытаний

Зависимость площади освещения от высоты подвеса

Пример расчета площади досвечивания: линейный фитосветильник ULI-P20-18W SPSB длиной 57 см и мощностью 18 Вт при высоте подвеса, равной 20 см над листом, обеспечивает 110 мкмоль/c/м 2 .

Лампа Uniel

Фитолампа LED-U150-16W/SPSB/E27/FR

Площадь освещения составит порядка 0,6 м 2 , что прекрасно подходит для досвечивания рассады на подоконнике.

У фитолампы LED-U150-16W/SPSB/E27/FR мощностью 16 Вт со стандартным цоколем E27 при подвесе 20 см над листом показатели будут примерно следующие: 150 мкмоль/c/м 2 , но площадь эффективного освещения значительно меньше — световое пятно диаметром 0,2 м 2 . Такой вариант подойдет для крупного, расположенного отдельно растения в горшке.

Величина ФАР зависит от высоты подвеса и параметров выбранного светильника (мощности, спектра, формы и угла свечения), поэтому следует подбирать модели светильников для конкретных целей.

Применение фитосвета среди любителей домашних растений долгое время сдерживалось вы-сокими ценами и заблуждениями о вреде для человеческих глаз. Сейчас фитосвет стал комфортным и завоевал прочное место в домах цветоводов и дачников. Один из весомых аргументов — нехватка солнечных дней в средней полосе в зимний период, иногда не более двух-трех дней в месяц. Комнатным растениям сложно пережить дефицит света, зачастую они теряют свои декоративные качества — листья опадают, цвет и форма листьев становится неестественной, бутоны на формируются. Досвечивание стало эффективным решением для растений всех видов. Но не стоит забывать и об эмоциональной составляющей: создание «живого уголка» освежит атмосферу жилого помещения, а взаимодействие с живой природой помогает снять стресс после напряженного трудового дня.

Источник: Компания Uniel, опубликовано в журнале «Электротехнический рынок» № 6 (102), 2021 год

�� Подписывайтесь на Elec.ru. Мы есть в Телеграм, ВКонтакте и Одноклассниках

Особенности подбора фитоосвещения

Освещение — двигатель одного из главных процессов в жизни растений — фотосинтеза.

Слова с приставками eco, bio и organic уже вошли в наш привычный лексикон. В условиях динамично ухудшающейся экологической обстановки, многие стали отдавать предпочтение продуктам питания, выращенным в домашних условиях.

Но как получить качественный продукт?
Этот вопрос будет актуален как для новичка, так и для опытного сити-фермера.

Одним из важнейших параметров при домашнем растениеводстве, в условиях дефицита солнечного света, будет являться правильно подобранное фито освещение. Ведь свет, это важнейшая составляющая, определяющая количество и качество получаемого урожая у плодоносящих растений или главный фактор для получения здорового внешнего вида и красоты, например, при выращивании цветов.

Но если в торговом освещении все очевидно, то тема выбора фито светильников скрывает множество малоизвестный понятий. Давайте попробуем в них разобраться.

В обычном освещении термины и определения общеизвестны, это Люмен, Люкс и Ватт. В фито освещении появляются новые малознакомые параметры: PPF, PPFD и PPE.

Проведем небольшую аналогию для понимания.
01 Световой поток, Люмен — общее количество света, которое дает светильник.

01 Фотосинтетический фотонный поток, PPF, мкмоль\сек — количество фотонов света, излучаемое светильником в единицу времени, которое получает растение.

02 Люкс — единица измерения освещенности, которая показывает, сколько света падает на поверхность (пол, стену, рабочую зону). Может быть различной на одном и том же светильнике, т.к. замеряется на освещаемой поверхности. Чем ближе светильник к поверхности, тем выше освещенность. Изменяется пропорционально квадрату расстояния.

То есть, меняя высоту подвеса светильника или его мощность, вы изменяете освещенность (количество люкс на освещаемой поверхности).

02 PPFD, мкмоль\м.кв.\сек — плотность фотосинтетического фотонного потока. Показывает какое количество фито света приходится на площадь поверхности растения в единицу времени.

Рекомендованные значения имеют широкий диапазон от 200 до 1500 мкмоль\м.кв.\сек в зависимости от прихотливости и стадии роста растения.

03 Люмен на Ватт (Лм\Вт) — энергоэффективность светильника. Величина, сообщающая о том, сколько света дает светильник с одного Ватта потребляемой энергии. Чем больше этот показатель, тем лучше.

При выборе светильника стоит обратить внимание на значение от 110 Лм\Вт.

03 PPE, мкмоль/Дж или мкмоль\Вт\сек — эффективность фотосинтетического фотонного потока. Показывает сколько жизненно необходимого растению излучения, выделяет светильник на одну единицу затраченной энергии. Чем больше этот показатель, тем лучше.

При выборе светильника стоит обратить внимание на значение от 2 мкмоль/Дж.

04 Спектр светильника влияет на его цветовую температуру. В зависимости от пика волны, свет будет меняться от теплого к холодному.

Например, ССT 2700-3000K дает приятный желтоватый свет, в его спектре будет преобладать желто-зеленая область. А в спектре холодного света 4000-5000К увеличивается синяя зона.

04 Каждая область в спектре фито светильника играет свою роль. Преобладание той или иной зоны в спектре меняет собственную значимость в зависимости от стадии роста растения.

Например, для вегетации будет достаточного белых светодиодов с цветовой температурой 4000-5000K и высокой интенсивностью в синей области. Для цветущих и плодоносящих растений помимо белого, важен красный спектр с пиком волны в 660нм и дальний красный 730нм на стадиях цветения и плодоношения. Они участвуют в фотосинтезе и фотоморфогенезе (формировании, развитии и видоизменении тканей и органов растения в течение всего жизненного цикла).

Обращайте особое внимание на фактические параметры фито светильников, но помните, что они подтверждаются лишь полноценными протоколами измерений!

Выбирайте светильник тщательно в зависимости от вида, сорта ваших растений и желаемого результата, ведь качественный свет — залог хорошего урожая! За рекомендациями и более полной информацией вы всегда можете обратиться к нам.

Что такое PPF и PPFD?

что такое ppf и ppfd?

Если вы хотите понять, как сравниваются источники света, вы, вероятно, встречали метрики PPF и PPFD.

Однако, что означают эти показатели и в чем отличия, как принять осознанное решение при выборе светодиодной лампы.

В этой статье мы рассмотрим основные различия между PPF и PPFD.

Разница между PPF и PPFD по определению

PPF и PPFD — это аббревиатуры, обозначающие количество света для источника света или места:

PPF — фотосинтетический фотонный поток излучаемый источником света в микромоль/сек.

PPFD — плотность потока фотосинтетических фотонов облучающего поверхность в микромоль/м2/сек.

Что такое фотосинтетический фотон? Фотон — это отдельная частица света, которая может принимать волны различной длины. Фотоны, способные участвовать в фотосинтезе, считаются фотосинтетическими фотонами.

В частности, сюда входят фотоны с длинами волн от 400 до 700 нм.

PPF и PPFD измеряют количество таких фотонов. Принципиальная разница в том, что PPFD измеряет плотность этих фотонов, падающих на определенную поверхность (например 1м х 1м), а PPF — это мера общего количества фотонов, выпущенных из источника света.

Существуют два дополнительных свойства PPFD.

Во-первых, чем ближе к источнику света, тем выше значение PPFD. Это происходит из-за рассеивания света при удалении от источника света.

Во-вторых, центр луча обычно имеет самое высокое значение PPFD. По мере удаления от центра PPFD будет уменьшаться

Единицы измерения PPF и PPFD

PPFD — мкмоль / с / м2

И PPF, и PPFD измеряют общее количество фотонов. Это, очевидно, очень большое число, поэтому используется единица измерения микромоль (мкмоль) в секунду. Микромоль эквивалентен приблизительно 6 x 1017. Кроме того, поскольку мы измеряем скорость этих фотонов, она считается за секунду.

PPF — это просто микромоль в секунду, а PPFD — это микромоль в секунду на квадратный метр. Это потому, что мы хотим знать, сколько фотосинтетических фотонов попадает на квадратный метр в секунду.
Когда использовать PPFD, а когда использовать PPF

PPFD всегда должен сопровождаться расстоянием и местоположением. Большинство производителей публикуют данные PPFD, но убедитесь, что вы принимаете во внимание:

Расстояние от источника света

Местоположение и усреднено ли это по определенной области

Не зная этой информации, вы не можете осмысленно сравнивать PPFD.

PPFD может быть результатом того, что несколько ламп освещают одну область.

PPF, с другой стороны, измеряет количество PAR от одного источника света. Вы можете сделать значимые сравнения между лампами, сравнив их измерение PPF. При этом имейте в виду, что в зависимости от угла луча это может повлиять на возможные показания PPFD в зависимости от продуктов.

Различия в методах измерения PPFD и PPF

Поскольку PPFD является мерой того, сколько света падает на поверхность, даже небольшой портативный люксметр или спектрометр может измерить количество PAR, попадающего на поверхность. Как правило, они дешевле и даже подключаются к смартфонам и используются в полевых условиях.

PPF, с другой стороны, измеряет количество PAR, которое излучается одним источником света во всех направлениях. Следовательно, требуются немного более сложные инструменты. Обычно требуется гониосфера или интегрирующая сфера. Эти устройства улавливают свет, излучаемый под всеми углами, а затем измеряют общий излучаемый свет.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *