ΦΑΣΜΑ ΦΩΤΟΣ, ΠΑΡ ΚΑΙLUMENS

Το φως αποτελείται από φωτόνια, τα οποία είναι μικροσκοπικά σωματίδια που ταξιδεύουν με την ταχύτητα του φωτός. Τα φωτόνια σε δέσμες φωτός δονούνται σε διαφορετικές συχνότητες και μήκη κύματος. Οι άνθρωποι μπορούν να δουν εκπομπές φωτονίων σε μήκη κύματος 380-680 nm, ενώ η ευαισθησία των φυτών στο φως κυμαίνεται από 200-800 nm. Δεν έχουν όλα τα μήκη κύματος σε αυτό το φάσμα την ίδια επίδραση στη φωτοσύνθεση. Αυτά που ενεργοποιούν τις βιοχημικές διεργασίες στα φυτά στο μεγαλύτερο βαθμό ονομάζονται PAR (φωτοσυνθετικά ενεργή ακτινοβολία), του οποίου το φασματικό εύρος είναι 400-700 nm.

Το φως μπορεί να μετρηθεί με φωτομετρικά μεγέθη που προέρχονται από την ευαισθησία του ανθρώπινου ματιού στα χρώματα ή με ραδιομετρικές ποσότητες που σχετίζονται με την ενέργεια που μεταφέρεται από τις ακτίνες φωτός. Τα lumen και το lux είναι συνήθως χρησιμοποιούμενες φωτομετρικές μονάδες που αναφέρονται στο φως που αντιλαμβάνεται το ανθρώπινο μάτι.

Ωστόσο, οι φωτομετρικές μετρήσεις δεν δείχνουν πόση φωτεινή ενέργεια στέλνει ο λαμπτήρας στο εργοστάσιο για φωτοσύνθεση επειδή δεν περιλαμβάνουν μεταβλητές PAR. Ωστόσο, τα lumens και το lux μπορούν να δώσουν μια αρχική ιδέα για την ισχύ εξόδου ενός συγκεκριμένου λαμπτήρα και μπορούμε να συγκρίνουμε διαφορετικά προϊόντα μετρώντας τη φωτομετρική τους απόδοση με την αναλογία lumen: watt, ανεξάρτητα από πιθανές διαφορές στην ισχύ του φάσματος φωτός σε διαφορετικά μήκη κύματος.

Το Lux και το lumen λειτουργούν καλά κατά τη μέτρηση φώτων όπως MH, HPS, CFL, αλλά δεν μετρούν με ακρίβεια την απόδοση ενός λαμπτήρα LED.

Σε γενικές γραμμές, η ελάχιστη ποσότητα φωτός ευρέος φάσματος που χρειάζεται ένα φυτό τομάτας για παράδειγμα είναι περίπου 9000lm ανά τετραγωνικό μέτρο και η βέλτιστη είναι πάνω από 20.000lm/m². Ωστόσο, η ανάπτυξη και η ανθοφορία ενός δυναμικού φυτού εσωτερικού χώρου εξαρτάται από τα κατώφλια φωτός που επιτυγχάνονται σε ορισμένα μήκη κύματος που πυροδοτούν τη φωτοσύνθεση. Γι' αυτό τα φώτα ανάπτυξης LED χρησιμοποιούν ραδιομετρικά συστήματα για τη μέτρηση της ποσότητας φωτονίων που εκπέμπονται στις χρωματικές συχνότητες PAR που αναφέραμε προηγουμένως.

Η πιο ευρέως χρησιμοποιούμενη ραδιομετρική μέτρηση στην κηπουρική είναι η PPFD (πυκνότητα ροής φωτονίων), η οποία μετρά τη ροή των φωτονίων PAR σε μικρογραμμομόρια ανά δευτερόλεπτο ανά τετραγωνικό μέτρο (μmol/m²/s). Υποθέτοντας ότι παρέχεται το PPFD ενός δεδομένου φωτός ανάπτυξης, μπορούμε να υπολογίσουμε την ραδιομετρική του απόδοση και να συγκρίνουμε διαφορετικά συστήματα φωτισμού χρησιμοποιώντας την αναλογία PPFD:watt.

ΗΛΙΟΣ, ΛΑΜΠΕΣ ΚΑΙ ΚΑΤΑΛΛΗΛΗ ΠΙΕΣΗ ΦΩΤΟΝΙΟΥ

Ο ήλιος του καλοκαιριού φτάνει στη Γη με φωτοσυνθετική απόδοση 1200-2000 PPFD. Ωστόσο, τα σπορόφυτα, οι κλώνοι και τα μητρικά φυτά ικανοποιούνται με PPFD μόνο 200-400 μmol/m²/s. Τα φυτά τομάτας στην βλαστική τους φάση χρειάζονται 400-600μmol/m²/s και τα ανθοφόρα φυτά χρειάζονται συνήθως 600-1500μmol/m²/s PPFD.
Μια μελέτη διαπίστωσε ότι το πιο παραγωγικό PPFD για την ντομάτα είναι 1500-2000 μmol/m²/s στους 25-30 °C με φυσικό CO2 αυξημένο στα 750 ppm.

Ακόμα κι αν η ντομάτα είναι ένα απαιτητικό φυτό, η ακτινοβολία πάνω από το όριο αποκοπής για οποιαδήποτε ποικιλία, στάδιο ζωής ή περιβαλλοντική κατάσταση δεν αυξάνει απαραίτητα την απόδοση. Αντίθετα, η υπερβολική πίεση φωτονίων μπορεί να προκαλέσει ζημιά στα φύλλα και τα άνθη. Με άλλα λόγια, η παραγωγή λουλουδιών αυξάνεται όταν η ντομάτα λαμβάνει 20-30 γραμμομόρια φωτός PAR την ημέρα, μετά μειώνεται μεταξύ 30-40 moles και μειώνεται πάνω από 40 moles.

ΠΟΣΟ ΦΩΣ ΧΡΕΙΑΖΕΤΑΙ Η ΚΑΤΑΣΚΕΥΗ ΣΑΣ;

Για να βρείτε τη σωστή ποσότητα φωτός για την καλλιέργειά σας, πρέπει να πολλαπλασιάσετε το μήκος του χώρου καλλιέργειας με το πλάτος του για να λάβετε την περιοχή ανάπτυξης και, στη συνέχεια, να πολλαπλασιάσετε τον αριθμό που προκύπτει με το επιθυμητό επίπεδο PPFD.

Εάν το δωμάτιο καλλιέργειας έχει μήκος 250 cm και πλάτος 80 cm, η περιοχή ανάπτυξης θα είναι 2,50 m × 0,80 m = 2 m². Εάν σκοπεύετε να δημιουργήσετε μια στέγη ανθισμένης φυτής περίπου 2 τετραγωνικών μέτρων και θέλετε να πειραματιστείτε με επίπεδο PPFD 500 μmol, χρειάζεστε απλώς 1000 μmol/m²/s. Αυτό το αποτέλεσμα πρέπει στη συνέχεια να διαιρεθεί με το PPFD για ένα watt φωτός για να προσδιοριστεί η απαιτούμενη ισχύς.