Metriky pro měření pěstebního světla - PPF, PPFD, DLI
Které světelné metriky jsou při indoor pěstování nejdůležitější a jak se měří? Proč nejsou pro pěstitele důležité luxy nebo lumeny, ale PPF, PPFD a DLI? Tento článek navazuje na text o světelném spektru a fotosyntéze.
Dost často se setkáváme s tím, že výrobce pěstebního světla udává světelný tok svítidla (jednotka Lumen). Pro pěstitele je tento údaj zavádějící a nic neříkající.
Proč?
Rostlina vnímá světlo jinak než lidské oko
Candela/Lumen/Lux
Vysvětlení nalezneme v definici fyzikální jednotky Lumen, která je odvozena od základní jednotky SI soustavy Candely. Candela je definována jako dané množství energie monochromatického záření o vlnové délce 555 nm.
Tedy říká, jakou intenzitu má světlo zelené barvy. To proto, že lidské oko je nejcitlivější právě na zelenou barvu. Pomocí Luxů (lumeny na metr čtvereční) jsme schopni definovat, zda je v místnosti dostatek světla, případně, zda nemůže dojít k poškození zraku příliš vysokým jasem.
Jelikož všechny MH a HPS světelné zdroje mají velice podobné spektrální složení, bylo možno používat lumeny jako referenční jednotku při porovnávání intenzity. Luxmetrem proto bylo možné měřit a porovnávat různé světelné zdroje.
Jakmile ale do hry vstoupily LED světelné zdroje, které emitují daleko více energie v modrém a červeném spektru, stává se Lumen nic neříkající hodnotou.
Fotosynteticky aktivní záření - PAR
Rostliny absorbují a transformují záření v rozsahu od 300-700 nm, mluvíme o fotosynteticky aktivním záření, photosyntheticaly active radiation (PAR). Dost často se setkáváme s tím, že je PAR používán jako jednotka. To není správně, PAR není ani jednotka, ani veličina, je to pojem, který definuje určitý úsek elektromagnetického spektra.
Hlavní veličiny, které souvisí s PAR jsou PPF, PPFD, DLI.
PPF
Photosynthetic photon flux, je veličina která popisuje množství fotosynteticky aktivních fotonů vyzářených, případně dopadlých na pěstební plochu za jednu sekundu. Jednotkou je mmol/s (µmol/s), mikromol za sekundu.
Jelikož se v praxi běžně setkáváme s různě naměřenými hodnotami PPF, musíme se vždy ptát o jaké PPF se vlastně jedná.
cPPF
Calculated Photosynthetic photon flux. Pokud výrobce uvádí PPF svítidla, jedná se většinou o teoretický údaj, který nezohledňuje reálné podmínky (účinnost chlazení, kvalitu zdroje napětí, ztráty na optice atd). Skutečný PPF bývá podstatně nižší.
Total PPF
Celkové PPF vyzářené svítidlem se měří spektrometrem se speciálním nástavcem zvaným Integrační sféra. Jedná se o velký kulovitý objekt, do kterého je vloženo svítidlo. Veškeré záření je pomocí tohoto nástavce nasměrováno do jediného paprsku fotonů.
Užitné PPF (usable PPF)
Jelikož v pěstebním prostoru dochází ke ztrátám při odrazu a ne všechny fotony dopadnou na povrch listů, je nutné uvažovat o množství fotonů, které rostlina reálně využije (jak změřit užitné PPF se dočtete v dalším článku). To, jak moc se bude Total PPF vyzářené svítidlem lišit od užitného PPF, závisí na různých faktorech, především:
- na poměru velikosti pěstebního prostoru a celkového PPF
- na kvalitě reflexního materiálu na stěnách pěstírny
- na vzdálenosti listů (vhodnější je anglický pojem canopy, pod kterým si představíme celistvou zelenou plochu) od bočních stěn s reflexním materiálem
- na vzdálenosti svítidla od vrcholků rostlin (canopy)
PPFD
Photosynthetic photon flux density nám říká, jaká je hustota fotosynteticky aktivních fotonů. Definuje kolik fotonů dopadne na jeden metr čtvereční za jednu sekundu. Jednotkou je mmol/m2/s (µmol/m2/s).
Pozor, tento údaj neříká, jaké je celkové záření, říká pouze jaká je intenzita v daném místě.
DLI
Daily light integral udává sumu fotonů, které dopadne na metr čtvereční za jeden den. Jednotka je mol/m2/den. Tento údaj používáme především při výpočtu tzv asimilačním osvětlení (ve skleníku), případně u rostlin, které nejsou fotoperiodické (salát, rajče, chilli).
V prvním případě umělým osvětlením doplníme dávku dodanou slunečním zářením na optimální hodnotu DLI, v druhém případě můžeme při konstantním DLI snižovat dávku PPF a prodlužovat fotoperiodu tak, abychom dosáhli optimální kombinace.
Vztah mezi PPFD a DLI je vyjádřený vzorcem DLI=PPFD x počet osvitových hodin x (3600/1.000.000).
Rozdíl mezi PPF a PPFD
Pochopit rozdíl mezi PPF a PPFD je stěžejní. Pokusím se vysvětlit to na příkladu s brokovnicí. V náboji brokovnice je 100 broků. V okamžiku výstřelu všech 100 broků opustí hlaveň - takto chápejte PPF.
Pokud zasáhneme terč zblízka vytvoří dopadlé broky menší kruh o ploše dejme tomu 0,5 m2, hustota broků je tedy 200 broků na metr čtvereční. Při střelbě na vzdálenější terč vytvoří při dopadu všechny broky větší kruh o ploše 1m2, hustota broků tedy bude 100 broků na metr čtvereční.
Při každém výstřelu opustilo hlaveň 100 broků, pokaždé ale dopadly na jinak velkou plochu a proto jsme naměřili jinou hustotu. To je princip PPFD.
V článku Vybíráme LED osvětlení na indoor pěstování si můžete přečíst, na co si dát pozor při výběru LED grow light.
