Многие садоводы задаются вопросами: какую фитолампу выбрать, как выбрать фитолампу для рассады на подоконнике, как выбрать фитолампу для комнатных растений. Для понимания данного вопроса, нужно разобрать несколько моментов и понять некоторые физические величины.
Исследователи и садоводы используют такую величину, как фотосинтетическая плотность потока фотонов, более известную как PPFD (photosynthetic photon flux density) — количество световых фотонов, которые попадают на поверхность за одну секунду. PPFD измеряется в микромолях на квадратный метр в секунду, или umol/m²/sec. Проще говоря: PPF похож на Люмены (Lm), а PPFD на Люксы (Lux) — это сила света, который достигает ваших растений.
Свет теряет силу по мере того, как он перемещается от источника к конечной точке (растущему растению). Падение интенсивности света (PPFD) с увеличением расстояния — описывается законом обратных квадратов.
Например: светодиодная фитолампа излучает свет, падающий на поверхность площадью 1 м²:
Чем ближе свет к растению, тем больше фотонов попадёт на листья. Небольшое снижение освещённости может оказать значительное влияние на уровни PPFD, которые достигают ваших растений. Кроме того, листья по бокам и углам светового следа и под навесом будут получать наименьшее количество света, так как эти области находятся дальше всего от источника света.
Какую фитолампу выбрать для рассады, вопрос не простой, но будьте осторожны с чрезвычайно высокими показаниями PPFD от производителей, так как показания, вероятно, были взяты нереально близко к источнику света.
Поскольку количество фотонов может сильно варьироваться в разных светильниках, потребителю важно знать среднее PPFD на определённых расстояниях. Некоторые производители фитосветильников для растений сообщают о светоотдаче в люменах (Lm) или люксах (Lx); есть производители, которые публично не сообщают значения PAR или они часто сообщаются как PAR: 10 Вт/м², о чём это говорит нам? Трудно разобраться.
Важно, чтобы эти показания были указаны, как показания PPFD в мкмоль/м²/с. Кроме того, потребителю необходимо знать о расстоянии и местоположении, на котором были сняты показания PPFD (например: 500 мкмоль/м²/c при 1 метре в центре). Наилучший PPFD, о котором сообщается, использует средний PPFD на определенных расстояниях (например: средний PPFD: 500 мкмоль/м²/c на расстоянии 1 метра).
Для справки:
Чтобы преобразовать люкс в PPFD, вы должны умножить значение люкса на коэффициент преобразования. Коэффициент преобразования изменяется в зависимости от источника света.
Например, солнечный свет имеет коэффициент преобразования 0,0185. Лампа HPS использует коэффициент преобразования 0,0122.
Пример:
70 000 люкс * 0,0122 = 854 мкмоль/м²/с.
Чтобы преобразовать PPFD в lux, умножьте PPFD на другой коэффициент преобразования. Солнечный свет имеет коэффициент преобразования 54, в то время как лампа HPS имеет коэффициент преобразования 82.
Пример:
400 мкмоль/м²/с * 82 = 32 800 люкс.
Для сравнения, полуденное солнце имеет значение приблизительно 110 000 люкс. В пересчёте на PPFD это составляет 1342 мкмоль/м²/с.
Для этого нужно ввести понятие — суточный PPFD, или дневной световой Интеграл (DLI PPFD) — это точечное измерение интенсивности света. Но что действительно волнует растения, так это общее количество фотосинтетически активных фотонов, которые они поглощают каждый день. Эта сумма известна как дневной световой Интеграл, или DLI, и измеряется в молях на м² в день, или mol/m²/d. Другими словами — сумма измерений PPFD, сделанных за 24-часовой период.
Количество фотонов, которые достигают листьев растений во время ежедневного фотопериода, является движущим фактором того, насколько быстро и эффективно растение может производить сахара для управления клеточными процессами.
Более высокий PPFD в течение более короткого периода может быть эквивалентен более низкому PPFD в течение более длительного периода. Но увеличение продолжительности дня не обязательно полезно для всех растений. Растения всё ещё нуждаются в тёмном периоде для обработки молекул на основе углерода, созданных во время фотосинтеза. Это является причиной того, что 24 часа светового воздействия не увеличивают темпы роста, а наоборот, препятствуют им.
Для правильного роста и цветения, растениям требуется в среднем 6 часов темноты во время вегетативной фазы и 12 часов темноты во время цикла цветения. Изменение соотношения дня и ночи может запутать ваши растения и повлиять на их развитие.
Минимальный DLI необходим для всех растений для правильного роста и цветения. Слишком много света может вызвать обесцвечивание и ожог листьев, так как внутренние процессы растения не в состоянии идти в ногу со всем дополнительным поступающим светом. Что нужно иметь в виду при выборе фитосветильника — это то, что больше света — это не обязательно хорошо.
Попробуем посчитать:
DLI = PPFD * (3600 * фотопериод) / 1000000
Где,
— PPFD: umol/m²/s;
— 3600 секунд в одном часе;
— Фотопериод в часах;
— 1000000 umols = 1 моль.
Солнце при его ярком освещении выбрасывает около 2000 мкмоль/м²/с. DLI солнечного дня:
2000 umol/m²/s * (3600s * 12час) / 1000000 = 86 моля/в день
Идеальный солнечный день — 12 часов светит солнце. На практике такого не бывает. Растения, выращенные на открытом воздухе, не поглощают полностью 2000 мкмоль/м²/с в течение всего дня. Влияние сторон света, (ниже на фото показаны замеры на улице 11.12.2020г.), утренние и вечерние показатели PPFD намного ниже, поэтому средний PPFD в течение дня вряд ли превысит даже половину этого уровня.
DLI на поверхности нашей планеты может колебаться от 5 до 60 моль/м²/сут в зависимости от времени года, продолжительности дня, широты и облачности.
Таблица №1
DLI в теплицах редко превышает 25 моль/м²/сут, отсюда и необходимость дополнительного освещения. Абсолютный минимум общего света может составлять 20 молей в день, как описано выше. Кривая производства урожая по отношению к количеству молей, поставляемых в день, резко возрастает между 20-30 молями, начинает выравниваться между 30-40 молями и более 40 начинает достигать точки уменьшения отдачи для вашего урожая. В идеале нужно обеспечить свои растения 40 молями света, если действительно хотите получить максимальный урожай.
Мы уже выяснили, что плодоносящим или овощным культурам требуется от 20 до 40 молей света в день. Так же имеем понимание, сколько света растения получат от дневного освещения — от 7 до 26 молей в день.
Таким образом, вычитая полученные от требуемого, получим необходимый DLI для досветки — 13-14 молей. С учётом погрешностей расчётов, предполагаю, что от 7 до 16 молей (mol/m²/d ) досветки будет достаточно.
Рассмотрим на примере: светодиодная фитолампа ДСО 16.2 выдаёт на расстоянии 1 метра PPFD равного 63 (umol/m²/sec). В зависимости от высоты установки светильника (интенсивность света падает с увеличением расстояния), выбираем необходимую зависимость фотопериода от DLI (суточного PPFD).
Например: для суточного DLI в 7 mol/m²/d – можем использовать светильник с высотой установки 0.7 метра, при этом фотопериод составит 16 часов. Или высота установки светильника 0.5 метра с фотопериодом 8 часов.
Дмитрий Романов,
технический директор ОКБ "ЛУЧ"
