PAR, PPF, PPFD 및 PFD 소개

온실 및 원예 전문가들은 조도 측정과 관련된 다양한 용어를 접하게 됩니다. 이 문서에서는 PAR, PPF, PPFD 및 PFD의 네 가지 용어에 대해 설명합니다. 이러한 용어는 문헌에서 혼용되어 사용되어 혼란을 야기할 수 있습니다. 이 문제를 완전히 해결하고자 합니다.

1. PAR이란 무엇인가요? PAR 메트릭의 배경
2. PPF란 무엇인가요?
3. PPFD 란 무엇입니까?
4. PFD란 무엇인가요?
5. PFD의 세분화
6. PFD 측정 – 스펙트럼 PAR 미터
7. 자세히 알아보기: 몰(몰), 마이크로몰(μ몰)이란 무엇인가요?

PAR이란 무엇인가요? PAR 메트릭의 배경

광합성 활성 방사선(PAR) 은 빛이 식물의 성장과 광합성에 미치는 영향의 초석입니다. 1960년대에 PAR은 광합성에 중요한 파장대인 400~700nm 사이의 빛을 측정했습니다. 초당 와트(W/s) 또는 초당 제곱미터당 와트(W/m²/s) 중 하나를 사용했습니다. 식물의 성장을 촉발하고 유지하는 데 필요한 빛의 ‘에너지’를 효과적으로 측정했습니다.

PPF란 무엇인가요?

광합성 광자 플럭스(PPF)는 초당 PAR 범위(400-700nm) 내에서 방출되는 광자 수를 나타냅니다. 초당 마이크로몰(μmol/s) 단위로 표시됩니다. 에너지(와트) 기반의 기존 측정과 달리 PPF는 광합성에 사용할 수 있는 빛을 보다 정확하게 나타내는 광자 수에 중점을 둡니다. 이러한 초점의 전환을 통해 재배자와 연구자는 식물 성장을 위한 조명 설정의 품질과 효과를 더 잘 평가할 수 있습니다.

PAR에서 PPF로

1970년대에 과학자들은 와트 단위로 빛을 측정하는 것이 식물의 요구를 진정으로 반영하는지 의문을 갖기 시작했습니다. 그들은 광합성이 총 에너지뿐만 아니라 수신된 광자의 수에 반응한다는 사실을 알아냈습니다. 그 결과, 식물 과학계는 PAR 강도와 같은 일반적인 방사선 지표를 사용하는 것에서 보다 정확하고 생물학적으로 관련성이 높은 측정법으로 PPF를 채택하는 것으로 전환했습니다. 이러한 변화는 원예 조명 평가의 근본적인 개선을 의미했습니다.

PPFD 란 무엇입니까?

광합성 광자 플럭스 밀도(PPFD)는 초당 특정 표면적에 착지하는 PAR 범위 내의 광자 수를 측정합니다. 초당 제곱미터당 마이크로몰(μ몰/m²/s) 단위로 표시됩니다. PPF는 광원에서 방출되는 광자 수를 알려주는 반면, PPFD는 그 광자 중 실제로 식물 캐노피에 도달하는 광자 수를 알려줍니다. 따라서 PPFD는 재배자가 작물이 광합성을 위한 충분한 빛을 받고 있는지 평가할 수 있는 가장 실용적인 지표 중 하나입니다.

PPF에서 PPFD로

원예 조명 연구가 발전함에 따라 과학자들은 표면적 개념을 추가하여 PPF를 개선했습니다. 이로 인해 총 광자 출력(PPF)을 정의된 성장 영역에 대한 실제 광자 전달로 변환하는 PPFD가 탄생했습니다. 재배자는 PPFD를 사용하여 조명 설비를 전략적으로 배치하고 모든 식물에 균일한 광자 분포를 보장합니다. 이렇게 하면 작물의 어느 부분도 조명이 부족하거나 과다 노출되지 않아 식물의 건강과 수확량 일관성에 직접적인 영향을 미치지 않습니다.

참고: 몰 및 μmol 설명(여기)

PFD란 무엇인가요?

광자 플럭스 밀도(PFD)는 PPFD의 더 넓은 버전으로, 일반적으로 350nm~800nm의 확장된 파장 범위에서 초당 주어진 표면적(μmol/m²/s)에 도달하는 광자 수를 측정합니다. 기존의 PAR 범위(400~700nm)로 제한되는 PPFD와 달리 PFD에는 식물의 형태, 개화, 이차 대사산물 생성에 영향을 미치는 것으로 알려진 근적외선(400nm 이하) 및 원적외선(700nm 이상)과 같은 추가 파장이 포함되어 있습니다.

PPFD에서 PFD로

PPFD가 광합성 빛의 주요 벤치마크 역할을 하는 동안, 식물의 반응이 400~700nm 범위를 넘어선다는 사실이 밝혀졌습니다. 새로운 연구에 따르면 400nm 이하의 청색광과 700nm 이상의 원적색광이 식물 생리학에서 줄기 신장을 촉진하고 개화를 개선하거나 광형성 반응을 유발하는 등 필수적인 역할을 하는 것으로 밝혀졌습니다. 이러한 연구 결과에 따라 재배자와 연구자가 식물 개발과 관련된 전체 스펙트럼에 걸쳐 총 광자 노출을 평가할 수 있도록 보다 포괄적인 측정 지표로 PFD가 등장했습니다.

PFD의 세분화

또 다른 세분화는 PFD-B(파란색), PFD-R(빨간색), PFD-FR(원적색), PFD-UV(울트라 바이올렛) 등 훨씬 더 구체적인 색상 파장으로 세분화하는 것입니다.

광합성을 담당하는 주요 색소인 엽록소는 스펙트럼의 빨간색(PFD-R) 및 파란색(PFD-B) 영역에서 빛을 가장 효율적으로 흡수합니다. 더 짧고 에너지가 높은 파장을 가진 PFD-B는 잎의 확장, 가지 및 전반적인 식물 구조에 영향을 미치기 때문에 초기 성장 단계에 필수적입니다. PFD-R은 식물이 빛을 흡수할 수 있는 범위를 넓혀주고 전체 광합성 에너지 풀에 기여합니다.

종자 발아, 줄기 성장, 개화, 결실을 이해하고 영향을 미치는 데 있어 PFD-R 데이터와 함께 PFD-FR은 매우 중요한 역할을 합니다. 포토모포제네시스 관련 기사(여기를 참조하세요).

PFD-UV 데이터는 식물 건강에 중요합니다. 가벼운 자외선 노출은 해충과 병원균에 대한 방어와 같은 다양한 반응을 유발할 수 있습니다. 항산화 성분을 증가시켜 햇빛 노출로부터 피부를 보호하고 면역 체계와 영양 성분을 강화할 수 있습니다.

요약

결론적으로, PAR에서 PPF, PPFD, PFD로의 진화는 단계적으로 진행되어 왔으며, 문헌과 대화에서 모호한 부분이 존재합니다. 그러나 이러한 용어를 명확한 맥락에서 이해하면 재배자와 과학자가 전통적인 농업과 신기술 간의 격차를 해소하는 데 도움이 됩니다.

• PAR은 이제 식물 성장을 위한 광량 측정에 관한 모든 주제를 포괄하는 포괄적인 용어로 PPF, PPFD, PFD를 포함합니다.
• PPF (광합성 광속)는 400-700나노미터 범위의 빛의 양(광자)을 측정하며 μmol/s로 측정됩니다.
• PPFD (광합성 광자 플럭스 밀도)는 400~700나노미터 사이의 빛의 양을 측정하며 μmol/m²/s 단위로 측정합니다.
• PFD (광속 밀도)는 350~800나노미터 사이의 빛의 양을 측정하며 μmol/m²/s 단위로 측정합니다. PFD는 스펙트럼 PAR 미터에 따라 PFD-B, PFD-R, PFD-FR, PFD-UV로 더 세분화할 수 있습니다.

때때로 느슨하게 사용되는 이러한 용어를 정리하고 지식창고를 좀 더 명확하게 만들었기를 바랍니다. 질문이나 제안 사항이 있으면 댓글로 남겨 주세요.

참조:

UPRtek – 광합성의 형제, 광모방 발생

UPRtek – 광합성: 무엇을, 어디서, 어떻게, 왜?

UPRtek – 강력한 엽록소 분자.