Mitä ovat PAR, PPFD ja PPF?

PAR (Photosynthetic Active Radiation) tarkoittaa säteilyä tietyllä 400–700 nanometrin aallonpituusalueella, jota kasvit käyttävät fotosynteesiin. Kasvien herkkä valon aallonpituusalue eroaa ihmissilmän havaitsemasta, ja myös valon voimakkuuden kuvaamisyksiköt vaihtelevat. Ihmissilmä on herkempi keltaiselle-vihreälle valolle, ja valon voimakkuus mitataan lumeneina (lm) ja luxeina (lx). Sitä vastoin kasvit reagoivat paremmin punaiseen ja siniseen valoon, ja niiden valon voimakkuus ilmaistaan ​​mikro-mooliina sekunnissa (μmol/s) ja mikro-mooliina neliömetriä kohti sekunnissa (μmol/m²/s).

Kasvit luottavat ensisijaisesti valoon 400–700 nm:n aallonpituusspektrillä fotosynteesiin, jota me yleisesti kutsumme fotosynteettisesti aktiiviseksi säteilyksi (PAR). PAR ilmaistaan ​​kahdessa yksikössä:

Fotosynteettinen säteilyvoimakkuus(W/m²), jota käytetään pääasiassa fotosynteesin tutkimuksissa luonnollisessa auringonvalossa.

Fotosynteettinen fotonivuon tiheys (PPFD)(μmol/m²/s), jota sovelletaan pääasiassa tutkimukseen sekä keinotekoisten valonlähteiden että luonnollisen auringonvalon vaikutuksista kasvien fotosynteesiin.

PPFD edustaa fotonien määrää (PAR-alueella), joka vastaanotetaan sekunnissa tietyllä valaistulla pinnalla, nimittäin fotosynteettisen fotonivuon tiheydellä, yksikkönä μmol/m²/s. Se on avainindikaattori arvioitaessa kasvien valaistusjärjestelmien todellista valaistustehokkuutta, koska se vaikuttaa suoraan fotosynteesiin ja kasvien kasvuun. Kuten kuvasta näkyy, fotonien määrä sekunnissa 1-neliömetrin pinnalla on 33 μmol/m²/s.

PAR mittaa säteilyenergiaa, jota kasvit käyttävät fotosynteesiin. PPF mittaa valonlähteen sekunnissa lähettämien fotosynteettisesti aktiivisten fotonien kokonaismäärän, mutta se ei kuitenkaan kerro suoraan, saavuttavatko nämä fotonit kasvin pinnan.

PPFD (Photosynthetic Photon Flux Density) on ratkaisevan tärkeä kasvien valaistuksessa, sillä se ei ainoastaan ​​mittaa valaistusjärjestelmän kokonaisfotonitehoa, vaan myös arvioi eri valonlähteiden vaikutuksia kasvien kasvuun. Korkeampi PPFD liittyy lisääntyneeseen fotosynteesinopeuteen ja lisääntyneeseen kasvien satoon; PPFD:tä käytetään arvioimaan todellista kasveihin pääsevän valon voimakkuutta, ja se toimii avainindikaattorina kasvien kasvuympäristöjen optimoinnissa.

Oheisessa kuvassa on testiraportti Benwei LEDin tuottamasta 1000 W:n kokoontaitettavasta LED-kasvivalosta, jonka fotosynteettinen fotonivuo (PPF) on 2895,35 μmol/s.

Mitä aallonpituuksia (spektrejä) tarvitaan kasvien valaistukseen?

280-315 nm: Vähäinen vaikutus morfologisiin ja fysiologisiin prosesseihin.

315–400 nm (UV-A): Alhainen klorofyllin imeytyminen vaikuttaa valojaksollisiin vaikutuksiin ja estää varren pidentymistä.

400–520 nm (sininen valo): Korkein klorofyllin ja karotenoidien absorptiosuhde vaikuttaa eniten fotosynteesiin PMC.

520–610 nm (vihreä valo): Alhainen pigmentin imeytyminen.

610–720 nm (punainen valo): Alhainen klorofyllin absorptionopeus, mutta silti merkittävä vaikutus fotosynteesiin ja fotojaksollisiin vaikutuksiin.

720–1000 nm (kaukopunaisesta lähiinfrapunaan): Korkea absorptionopeus, edistää solujen pidentymistä ja vaikuttaa kukinnan ja siementen itämiseen.

>1000 nm (infrapuna): Muunnetaan lämpöenergiaksi.

Sinisen ja punaisen valon lisäksi muut spektrit, kuten vihreä, violetti ja ultraviolettivalo, vaikuttavat myös kasvien kasvuun. Vihreä valo auttaa viivästyttämään lehtien ennenaikaista vanhenemista; violetti valo parantaa väriä ja tuoksua; ultraviolettivalo säätelee kasvien metaboliittien synteesiä. Näiden spektrien synergistinen vaikutus simuloi luonnonvaloa ja edistää tervettä kasvien kasvua.

Täyden spektrin valaistuksen etu on kaukopunaisessa valossa, joka mahdollistaa kaksoisvalon vahvistuksen (Emerson-efekti). Täyden spektrin alue on 400–800 nm, ja se kattaa paitsi kaukopunaisen alueen yli 660–800 nm, myös vihreän komponentin 500–540 nm:ssä. Kokeet osoittavat, että vihreä komponentti parantaa valon tunkeutumista ja parantaa kvanttitehokkuutta, mikä saa aikaan tehokkaamman fotosynteesin. "Kaksoisvalon vahvistusefektiin" perustuen 650 nm:n punaisen valon täydentäminen, kun aallonpituus ylittää 685 nm, voi parantaa merkittävästi kvanttitehokkuutta, jopa ylittää vaikutusten summan, kun näitä kahta aallonpituutta käytetään yksinään. Tämä ilmiö, jossa kaksi valon aallonpituutta yhdessä parantaa fotosynteesitehokkuutta, tunnetaan nimellä kaksoisvalon vahvistusefekti tai Emerson-ilmiöPMC.

Kasvien kasvuvalot on suunniteltu kohtuullisella spektrisuhteella, ja ne kattavat aallonpituusalueen 380–800 nm. Ne tarjoavat kasveille ihanteellisen spektrisuhteen, jota tarvitaan kasvuun, samalla kun ne täydentävät luonnonvaloa. Tämä tekee kasveista terveellisempiä ja rehevämpiä, sopii kaikkiin kasvuvaiheisiin ja soveltuu sekä vesiviljelyyn että maaperän viljelyyn. Ne sopivat ihanteellisesti sisäpuutarhoihin, ruukkukasveihin, taimien kasvatukseen, lisäykseen, maatiloihin, kasvihuoneisiin jne.

Kuinka puna-sininen valoyhdistelmä on suunniteltu kasvien kasvuvaloissa?

Punaisen ja sinisen valon yhdistelmän merkitys kasvien kasvuvaloissa

Maksimoi fotosynteettinen tehokkuus

Klorofyllin a ja b absorptiohuiput ovat aallonpituudella 660 nm (punainen valo) ja 450 nm (sininen valo). Yhdistetty puna-sininen valo kattaa tarkasti fotosynteesin ydinspektrialueen, mikä lisää valon energian muunnostehokkuutta yli 20 %. Punainen valo aktivoi Photosystem II:n, kun taas sininen valo ohjaa Photosystem I:tä; niiden synergistinen vaikutus kiihdyttää ATP:n ja NADPH:n tuotantoa valosta riippuvaisten reaktioiden aikana, mikä tarjoaa riittävästi energiaa Calvinin kiertoon (valosta riippumattomat reaktiot).

Sininen valo parantaa kasvien tiiviyttä estämällä varren pidentymistä, edistämällä lehtien paksuuntumista ja lisäämällä mekaanista lujuutta; punainen valo stimuloi varren pidentymistä ja nopeuttaa lisääntymiskasvua. Näiden kahden yhdistelmä saavuttaa tasapainon kasvin rakenteen ja sadon välillä. Sininen valo edistää sekundääristen metaboliittien, kuten vitamiinien ja antosyaanien, kertymistä, kun taas punainen valo lisää liukoisen sokerin määrää. Yhdistetty valo optimoi sekä ravinteiden että makuyhdisteiden PMC:n synteesin.

Vaihtelevat valosuhteet eri kasvuvaiheille

Taimivaiheessa oleville lehtivihanneksille tarvitaan korkeampi sinisen valon suhde (4:1–7:1) varren ja lehtien kasvun edistämiseksi. Kukinta- ja hedelmävaiheessa vaihtaminen korkeampaan punaisen valon suhteeseen (9:1) voi lisätä satoa.

Merkittävä tehokkuuden parannus

Verrattuna täyden spektrin valonlähteisiin yhdistetty punainen-sininen valo keskittyy tehokkaaseen aallonpituusalueeseen, mikä vähentää tehottomien spektrien aiheuttamaa energiankulutusta ja saavuttaa siten suuremman biomassan tuoton sähköenergiayksikköä kohti.

Moniulotteisten tehosteiden integrointi

Älykkäät ohjausjärjestelmät voivat integroida ultraviolettiaallonpituuksia yhdistelmätoimintojen, kuten juurien kehityksen, taimien pidentymisen eston ja kukkien värin parantamisen, saavuttamiseksi. Esimerkiksi mehikasveilla voidaan saavuttaa kompakti kasvin muoto ja elävät värit dynaamisen himmennystekniikan avulla.

Seuraavat ovat yleisiä puna-sinisiä valosuhteita eri kasveille, viitteeksi suunnittelussa tai hankinnassa:

1.Sopii lehtivihanneksille tai leveälehtisille koristekasveille, kuten salaatille, pinaatille ja kiinankaalille.

2.Sopii kasveille, jotka tarvitsevat lisävalaistusta koko kasvujaksonsa ajan, kuten mehikasveille.

3.Sopii kukkiville ja hedelmäkasveille, kuten tomaateille, munakoisoille ja kurkuille.

Kuinka täydentää valoa kasveille

Kuinka valita sopivat kasvatusvalot sisäkasveille?

Luonnonvalo ei yleensä täytä viljelykasvien terveen kasvun vaatimuksia. LED-kasvatusvaloja käyttämällä voit tehokkaasti hallita sadon kasvutrendiä ja kasvattaa satoa. Kasvatitpa sitten vihanneksia, hedelmiä tai kukkia kasvihuoneissa, pystysuorassa viljelyjärjestelmässä tai muissa sisätiloissa, LED-kasvatusvalot voivat tarjota optimaalista hoitoa kunkin sadon erityisominaisuuksien mukaan. Sena Optoelectronicsin valmistamien LED-kasvatusvalojen on todistettu edistävän sadon tasaista kasvua, mikä parantaa sadon laatua ja satoa.

Kokeelliset tutkimukset ovat osoittaneet, että lisävalaistus parantaa valoympäristöä, mikä lisää kasvin varren pituutta, varren halkaisijaa ja lehtien kokoa. Valon täydentämisen jälkeen todellista valon voimakkuutta voidaan säätää vastaavasti yleisen valoenergian hyötysuhteen parantamiseksi. Sato voi kasvaa noin 25 % ja vedenkäytön tehokkuus 3,1 %.

Lisäksi kasvihuoneiden LED-lisävalaistusta käytettäessä talvella lisävalaistuksen maksimoimiseksi kasvihuoneen lämpötila on säädettävä oikein, mikä voi lisätä lämmitysenergian kulutusta. Tämä auttaa kokonaisvaltaisesti optimoimaan LED-lisävalaistusstrategiaa ja parantamaan kasvihuonetuotannon tehokkuutta ja taloudellisia hyötyjä. Yleisiä lisävalaistuksen muotoja ovat seuraavat: a) Punaisen-sinisen valon yhdistelmä: Punainen valo (660 nm) edistää klorofyllin synteesiä, kukintaa ja hedelmällisyyttä, kun taas sininen valo (450 nm) parantaa varren ja lehtien kasvua. Molempien yhdistelmä parantaa fotosynteesitehokkuutta.b) Täysspektriset valot: Simuloi luonnonvaloa, sopii pitkäaikaisiin lisävalaistustarpeisiin ja ehkäisee kasvien liiallista venymistä tai heikentynyttä vastusta.c) Ksenonlamput: Valon intensiteetti on lähellä luonnonvaloa, sopii arvokkaille kasveille, mutta ne tuottavat paljon lämpöä, kuluttavat paljon ja kuluttavat paljon.

Pilvisinä tai sateisina päivinä lisävalaistusta tulee olla koko päivän ajan. Aurinkoisina päivinä, kun luonnonvalo heikkenee, valaistus voidaan sytyttää kello 15-16 jälkeen, mikä varmistaa, että päivittäinen valon kokonaiskesto on 10-12 tuntia. Jatkuva lisävalaistus yli 16 tuntia voi aiheuttaa valoinhibitiota, jolle on ominaista lehtien reunojen palaminen tai kellastuminen.

Lisävalaistus tulee ottaa käyttöön, kun ympäristön lämpötila on suurempi tai yhtä suuri kuin 15 astetta. Alhaiset lämpötilat estävät fotosynteesiä. Talvella tai kun luonnonvaloa ei ole riittävästi, lisävalaistuksen kestoa voidaan pidentää 14 tuntiin, mutta säätöjä tulee tehdä kasvilajin mukaan.

Kun luonnollisen valon intensiteetti laskee alle 100 μmol/m²·s, lisävalaistus tulee aktivoida, jotta fotosynteettisen fotonivuon tiheys (PPFD) pysyy välillä 200-1000 μmol/m²·s. Valoantureita tulee käyttää valvomaan valon tasaisuutta lehdissä välttäen paikallista yli-säteilytystä tai riittämätöntä valaistusta. Korkean-voimakkuuden valonlähteitä tulee käyttää varjostusverhojen tai himmentimien kanssa estämään lehtien ultraviolettivaurioita.

Parveke- tai sisäkasveille (kuten hämähäkkikasveille tai chlorophytum comosum) on suositeltavaa käyttää pienitehoista{0}}LED-lisävaloa 8–12 tuntia päivässä.

Kasvihuoneissa voidaan integroida automatisoituja järjestelmiä lisävalaistuksen korkeuden säätämiseksi dynaamisesti kasvin korkeuden mukaan, mikä vähentää energiankulutusta. Yhdistämällä tieteellinen valaistussuunnittelu ja tarkka huolto, vihreät kasvit voivat säilyttää eloisan ulkonäön ja nopeuttaa kasvua. Lisävalaistuksen tehokkuuden parantaminen tulee optimoida lämpötilan ja veden{2}}lannoitteiden hallinnan yhteydessä.

Kuinka valita sopiva kasvatusvalo sisäkasveille?

Kun useita kasveja viljellään sisätiloissa, joissa luonnonvalo on riittämätön, LED-kasvatusvaloja käytetään usein nopeuttamaan kasvien kasvua ja edistämään tervettä kehitystä. Kasvatatpa vihanneksia tai hedelmiä sisätiloissa, LED-kasvatusvalot voivat täydentää luonnonvaloa, optimoida spektrin koostumuksen ja tehostaa valon voimakkuutta tuottamatta ylimääräistä lämpöä.

Lisäksi LED-valaistus parantaa tehokkaasti kirkkautta ja vähentää energiankulutusta. Lehtivihannesten viljelyyn räätälöityjen kasvatusvalojen valitseminen auttaa viljelijöitä lisäämään satoa pinta-alayksikköä kohden samalla, kun se ottaa huomioon sadon ainutlaatuiset ominaisuudet,-kuten makua, ravintoarvoa ja säilyvyyttä pidentää. Eri valaistuslaitteiden spektrialue ja valovoimakkuus vaihtelevat, mikä vaikuttaa suoraan lehtivihannesten kasvuun ja kehitykseen. Yleensä sinisen ja punaisen valon yhdistävät kasvuvalot ovat sopivimpia.

Useimmille lehtivihanneksille vegetatiivisen kasvuvaiheen (varren ja lehtien kehitysvaihe) aikana suositellaan 4:1 punaisen-/-sinisen valon suhdetta. Tämä suhde tasapainottaa punaisen valon roolia fotosynteesin tehostajana ja sinisen valon etua lehtien morfologian säätelyssä. Esimerkiksi tavalliset lehtivihannekset, kuten salaatti ja pinaatti, saavuttavat tehokkaan hiilihydraattien kertymisen ja koordinoidun varren -lehtien kasvun tässä valosuhteessa.

Punaisen{0}}sinisen valon suhdetta lehtivihannesten sisäviljelyssä tulee säätää dynaamisesti kasvuvaiheen mukaan:

Vaiheeseen{0}} perustuva ohjausstrategia

Taimi vaihe

Sininen-Vaalea hallitseva vaihe: Punaisen-sinisen-valon suhde3:1 - 5:1on optimaalinen. Sinisen valon osuuden lisääminen 30–50 prosenttiin edistää juurien kehitystä ja lehtien erilaistumista, estää rungon liiallista venymistä ja lisää merkittävästi taimien elinvoimaa.

Nopean kasvun vaihe

Punainen-Valotehostettu vaihe: Säädä asteittain punaisen-–-sinisen valon suhdetta4:1 - 5:1. Punaisen valon osuuden lisääminen (630–660 nm) lisää fotosynteesinopeuksia. Yhdessä valon intensiteetillä 200–300 μmol/m²/s tämä voi lisätä päivittäistä kasvunopeutta yli 30 %.

Sadonkorjuuta edeltävä-vaihe

Kauko-Punaisen valon lisäosa: Ytimen spektrisuhdetta 4:1 säilyttäen voidaan lisätä pieni määrä kauko-punaista valoa (720–740 nm). Tämä edistää lehtien laajenemista ja solujen pidentymistä, mikä lisää lehtivihannesten tuorepainoa ja myyntikelpoisuutta.

Oikaisut erityisvaatimuksia varten

Useita{0}}sadonkorjuulajikkeita(esim. kiinalainen ruohosipuli, vesipinaatti): Säilytä vakaa 4:1-suhde välttääksesi ravinteiden ehtymisen.

Korkeat{0}}klorofylliset lajikkeet(esim. lehtikaali): Lisää sinisen valon osuutta 25–30 prosenttiin pigmenttisynteesin tehostamiseksi.

Huom: Käytännön sovelluksissa on suositeltavaa valita spektrisesti viritettävät LED-kasvuvalot. Hienosäädä-valoasetuksia tiettyjen viljelykasvilajikkeiden ja viljelyympäristöjen perusteella käyttämällä vertailukriteereinä morfologisia indikaattoreita, kuten lehtien paksuutta ja varren jäykkyyttä.

Eri vihanneksilla on erilaiset spektrivaatimukset kasvusykleissään, aivan kuten ihmisillä on ruokamieltymykset. Esimerkiksi lehtivihannekset tarvitsevat suhteellisen suuren osan sinistä valoa koko kasvujaksonsa ajan. Sininen valo stimuloi lehtien kasvua, jolloin lehdet ovat rehevämpiä ja vihreämpiä,-esimerkiksi riittävä sininen valo auttaa salaatissa ja pinaatissa kehittymään leveämpiä, pehmeämpiä lehtiä. Hedelmävihanneksissa, kuten paprikoissa ja tomaateissa, punaisella valolla on ratkaiseva rooli kukinnan ja hedelmänmuodostuksen aikana: se stimuloi kukkanuppujen erilaistumista, edistää hedelmän kiinnittymistä ja tuottaa suurempia, täyteläisempiä hedelmiä. Kasvuvaloja ostaessasi tarkista aina tuotteen spektriparametrit ja valitse mallit, jotka mahdollistavat spektrisuhteiden joustavan säädön vihannesten erityisiin kasvutarpeisiin.

Mitä tekijöitä tulisi ottaa huomioon käytettäessä sisätilojen kasvuvaloja?

1. Valon keston ja voimakkuuden hallinta

Valon voimakkuus, mitattunaPPFD (Photosynthetic Photon Flux Density)yksiköllä μmol/m²・s on kasvuvalon suorituskyvyn avainindikaattori. Lehtivihannekset tarvitsevat runsaasti valoa, mutta liiallinen valon voimakkuus tai pitkäaikainen altistuminen voi vaikuttaa haitallisesti niiden kasvuun.

Yleensä päivittäisen valon keston tulisi olla noin10-12 tuntia. Taimet ovat herkkiä ja vaativat vain valon voimakkuutta80-150 μmol/m²・shellävaraisen hoidon ja vankan kasvun varmistamiseksi. Kun vihannekset tulevat nopeaan kasvuvaiheeseen, niiden valovoiman tarve kasvaa-noin200-400 μmol/m²・starvitaan täyttämään fotosynteesivaatimukset ja tarjoamaan riittävästi energiaa voimakkaaseen kasvuun. Kukinta- ja hedelmävaiheessa jotkin vihannekset saattavat jopa vaatia valon voimakkuuden ylittämistä500 μmol/m²・sedistää hedelmien kehitystä.

Siksi on erittäin tärkeää valita LED-valotsäädettävät valonvoimakkuusalueetjotka vastaavat vihannesten eri kasvuvaiheiden vaatimuksia.

2. Ravinteiden ja vesihuollon hallinta

Kasvuvalot valaisevat kasveja, mutta ravinteiden ja veden saanti on yhtä tärkeää. Salaattia viljeltäessä on tarpeen tarjota riittävä määrä ravinneliuosta ja vettä sen kasvun ja kehityksen varmistamiseksi. Typpilannoitteiden (esim. soijalannoitteen) kohtuullinen lisäys voi edistää klorofyllin synteesiä, ja magnesium-, joka on klorofyllin-ydinkomponentti, on myös lisättävä säännöllisesti.

Lisäksi hajoaneiden pähkinänkuorten (kuten auringonkukansiementen) lisääminen maaperään voi parantaa ilmanläpäisevyyttä ja parantaa juurien imukykyä. Lisäksi tulee tehdä ilmanvaihtoa ja kaasunsäätöä (hiilidioksidipitoisuuden lisääminen) sekä lämpötilan ja kosteuden säätöä (50–70 %:n suhteellinen kosteus) korkean lämpötilan ja kosteuden aiheuttamien sairauksien ehkäisemiseksi.

3. Asennuskorkeus ja valon tasaisuus

Kasvuvalot vaihtelevat teholtaan ja vastaavalta valovoimakkuudesta. Kun valitset kasvuvaloa, ota huomioon sen asennuskorkeus-suuritehoiset-lisävalot tuottavat yleensä suhteellisen korkeamman valon.

Yleisesti ottaen mitä lähempänä valonlähde on kasveja, sitä korkeampi PPFD (Photosynthetic Photon Flux Density) on, mikä tarkoittaa, että kasvit voivat saada tehokkaampaa valaistusta. Kuitenkin, kun etäisyys kasvuvalosta kasvaa, valon peittoalue laajenee ja valon intensiteetti pienenee vastaavasti. Kasvuvaloissa, joissa ei ole ammattimaista optista suunnittelua, on merkittävä ero keski- ja reunavalaistuksen välillä, mikä johtaa epätasaiseen lisävalaistukseen ja valoenergian hukkaan.

https://www.benweilight.com/professionaalinen