Спектральные PAR-измерители завоевывают рынок садоводства в закрытом грунте, деля место с измерителями и датчиками Quantum PAR, и садоводы хотят знать, почему.

В данной статье мы сравним эти устройства и подробно рассмотрим преимущества спектральных устройств для выращивания в помещениях.

Вот темы, которые мы рассмотрим:

• Общие сведения — Зачем измерять свет?
• Квантовый датчик PAR
• Квантовый PAR-метр
• Спектральный измеритель PAR
• Практическое использование спектрального PAR-метра

Измерение освещенности необходимо для выращивания растений в закрытом грунте, чтобы обеспечить им необходимое качество и количество света.

Географическое положение, сезонное солнце и тепличные условия означают неопределенность в отношении того, получают ли ваши растения достаточное количество света. Эта проблема может быть решена с помощью светомеров и датчиков, которые измеряют количество света в фотонах с помощью измерения, называемого PAR (Photosynthetic Active Radiation). Эта информация используется вместе с искусственным освещением для дополнения любых недостатков.

Наиболее простым прибором для измерения освещенности в комнатном садоводстве является Quantum PAR Sensor, представляющий собой цилиндрическое устройство размером с большой палец с кабелем. Сельхозпроизводители могут легко разместить эти датчики по всей теплице для сбора данных о освещенности, и стоят они относительно недорого (50-100 долл.). Кроме того, они имеют прочную конструкцию, способную выдерживать воздействие влаги в условиях влажного земледелия.

Однако датчики Quantum PAR не имеют визуального дисплея и не могут работать или собирать данные самостоятельно. Вместо этого они должны быть подключены к центральному устройству сбора данных, которое получает и сохраняет информацию для анализа. Это соединение может быть установлено с помощью обычной проводки или даже локальной сети ethernet.

Назначение этих датчиков — выявление зон с недостаточной освещенностью. Выявив недостаток света, растениеводы могут использовать искусственное освещение для дополнения этих зон, обеспечивая стабильное качество, форму и размер растений.

Квантовый PAR-метр представляет собой портативное устройство, которое подсчитывает количество фотонов (PAR), сохраняет данные и отображает их на монохромном экране. Он может иметь как встроенный датчик PAR, так и прикрепляемый датчик. В зависимости от качества, технических характеристик и возможностей цена на эти устройства может составлять от 150 до 500 долл. и более. Как правило, производители используют эти приборы для выборочного контроля освещенности в закрытых помещениях.

Хотя корпус счетчика не является водонепроницаемым, счетчики, оснащенные прикрепляемыми водонепроницаемыми датчиками PAR, могут эффективно проникать под вертикальные стеллажи или под навесы, где может присутствовать влага или капли.

Спектральный PAR-метр может выполнять практически все функции квантового PAR-метра/сенсора. Ключевое различие заключается в том, что спектральные устройства могут генерировать спектр (см. рис. 2).

Проще говоря, спектральный измеритель способен воспринимать белый свет и различать в нем все цвета. Эта возможность достигается за счет использования прецизионной дифракционной оптики, что обусловливает относительно высокую стоимость таких измерителей, часто достигающую нескольких тысяч долларов.

Сельскохозяйственные исследователи и производители высшего класса считают приборы Spectral незаменимыми. Они не только измеряют количество фотонов, но и используют информацию о цвете света в своих интересах, помогая в различных аспектах роста растений.

Значение цветов в фотосинтезе

Процесс фотосинтеза основан на использовании фотонов различных цветов в свете. Диаграмма длин волн (цветов) для фотосинтеза (рис. 4) показывает, что растения проявляют большую чувствительность к синему и красному цветам. Если используемые источники света не излучают достаточной интенсивности эти цвета, то это снижает воздействие на растения. Однако квантовые PAR-измерители не способны оценить выравнивание цветов, поскольку они только подсчитывают фотоны, не воспринимая цвета.

(Рис. 4) Фотосинтез и диаграмма чувствительности к длине волны

Разные растения реагируют на разные цвета

Диаграмма на рис. 4 дает базовое представление о взаимодействии цвета света и фотосинтеза. Однако механизмы фотосинтеза развивались в течение тысяч и миллионов лет, и растения эволюционировали во многих направлениях, чтобы приспособиться к различным цветам света.

• Существует множество различных типов светочувствительных клеток, и все они по-разному реагируют на различные цвета света.
• Растения, находящиеся под пологом другой растительности, приспособились использовать остаточный зеленый и красный свет (Far Red), который все еще проникает через листья.
• Известно, что синий свет вызывает удлинение стебля
• Известно, что красный свет влияет на вкусовые качества фруктов, прорастание семян
• Растения реагируют на различные оттенки красного цвета, вызывая сезонное цветение и плодоношение.

Это лишь некоторые из причин, по которым производители и исследователи используют приборы Spectral для раскрытия секретов эволюции и получения преимуществ.

Исследователи, изучающие взаимодействие света и растений, используют спектральные PAR-метры для поиска новых стратегий в комнатном садоводстве

Динамическое светодиодное освещение — преимущества настройки цветов

В прошлом освещение для закрытого садоводства ограничивалось заданным цветовым профилем (например, 5000К). Однако современные светодиодные светильники, оснащенные массивами красных, зеленых и синих ламп и печатной платой, позволяют программировать различные цветовые профили.

Это достижение, известное как динамическое светодиодное освещение, позволяет стратегически управлять цветом света в различных зонах теплицы для манипулирования ростом растений, включая удлинение стеблей, боковой рост и другие морфологические особенности растений (см. ПСС ниже). Спектрометр становится незаменимым инструментом для проверки качества и количества излучаемого этими светильниками света.

PSS — Управление временами года с помощью цвета

Фермеры в целом находятся во власти сезонных изменений солнечного света и климата. И поэтому добиться того, чтобы красные розы расцвели к Дню святого Валентина, может быть непростой и тревожной задачей.

Температура и климат легко контролируются в тепличных условиях, но цвет света также играет роль в сезонных изменениях от семени к растению и цветку (фотоморфогенез).

Красный и дальний красный цвета излучаются Солнцем в разных пропорциях по мере смены времен года, что вызывает эти трансформации. И теперь растениеводы используют эти знания для имитации сезонных изменений, манипулируя красными и дальнекрасными цветами с выгодой для себя.

Для управления этим процессом используются спектральные PAR-метры с метрикой PSS (Phytochrome Photostationary State).

О PSS можно прочитать здесь.

Полный спектр в сравнении с сине-красным спектром — Сохранение энергии

Споры о том, какие лампы использовать для выращивания — полноспектральные или сине-красные, продолжаются до сих пор. Однако, по оценкам специалистов, освещение для выращивания в сине-красном спектре позволяет сэкономить около 10% электроэнергии, что имеет большое значение для крупных предприятий.

Специалисты по выращиванию используют спектральные измерители, чтобы убедиться, что эти узкоспектральные лампы идеально соответствуют пиковой фотосинтетической чувствительности, оптимизируя урожайность при используемой мощности.

Светодиодные цвета не вечны — цветовой сдвиг

Некоторые считают, что пока светодиодная лампа горит, она выполняет свою работу. Однако со временем качество цветопередачи светодиодных ламп снижается из-за воздействия электричества и тепла на целостность светодиодных материалов. Фотоны, излучаемые светодиодом, постепенно теряют энергию, что приводит к сдвигу в сторону более длинных волн, в результате чего происходит изменение цвета.

Сроки этого перехода во многом зависят от темпов использования и качества светодиодов. Светильники, в которых используются некачественные материалы и плохой теплоотвод, как правило, быстрее выходят из строя. Тем не менее, трудно определить, когда именно начнется этот сдвиг. Поэтому для контроля цветового сдвига в светодиоде используется спектральный прибор.

Приобретение светильников — Не все светодиоды созданы одинаковыми.

Светодиодная лампа 4000K, которая есть у вас, не обязательно будет такой же, как светодиодная лампа 4000K, которую вы купите завтра. Процесс производства светодиодов сложен, и хотя компании стремятся к постоянству цвета, они могут обеспечить только гарантированную коррелированную цветовую температуру, которая представляет собой диапазон, а не точный цвет. Даже если вы приобретете у производителя 10 светодиодных ламп, а затем через полгода купите еще 10 таких же ламп, они могут иметь незначительные отклонения в цвете.

Это подчеркивает важность наличия спектрального прибора — перед покупкой можно осмотреть светильники и убедиться, что они соответствуют вашим требованиям.

Исследователи признали, что выращивание растений при искусственном освещении предполагает не просто подсчет фотонов, а охватывает весь спектр цветов. Сегодня это понимание проникает в индустрию садоводства закрытого грунта, позволяя садоводам приобретать опыт в области освещения. Они используют спектральные PAR-метры, чтобы использовать преимущества различных цветов света, повышая урожайность растений, экономя ресурсы и делая осознанный выбор при покупке освещения.

В то время как квантовые PAR-метры/сенсоры только считают фотоны и не воспринимают цвета, спектральные PAR-метры выполняют обе функции

Получите наш бесплатный справочник по световым прибора м для выращивания здесь.

PG200N Spectral PAR Meter
Страница продукта здесь