Что такое «спектральный» PAR-метр? (по сравнению с традиционным PAR-метром/датчиком)

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

В этой статье мы сравним эти устройства и подробно расскажем об отличительных преимуществах спектральных устройств для выращивания в помещении.

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 очень важно для выращивания растений в закрытом грунте, чтобы обеспечить им правильное качество и количество света.

Географическое положение, сезонное солнце и тепличные условия означают неопределенность в отношении того, получают ли Ваши растения достаточное количество света. Эту проблему можно решить 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, чтобы дополнить любые недостатки.

Самый простой прибор для измерения освещенности в комнатном садоводстве — это Quantum PAR Sensor, который представляет собой цилиндрическое устройство размером с большой палец с кабелем. Садоводы могут легко разместить эти датчики по всей теплице для сбора данных о освещенности, и стоят они относительно недорого (от 50 до 100 долларов). Кроме того, они спроектированы как прочные, способные противостоять влаге в условиях влажной сельскохозяйственной среды.

Однако датчики Quantum PAR не имеют визуального дисплея и не могут работать или собирать данные самостоятельно. Вместо этого их нужно подключить 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.

Цель этих датчиков — определить зоны с недостаточным освещением. Выявив недостаток света, производители могут использовать искусственное освещение, чтобы дополнить эти зоны, обеспечивая стабильное качество, форму и размер растений.

Квантовый PAR-метр — это портативное устройство, которое подсчитывает фотоны (PAR), сохраняет данные и отображает их на монохромном экране. Он может иметь как встроенный датчик PAR, так и прикрепляемый датчик. Цена этих устройств может варьироваться от $150 до $500 и более, в зависимости от их качества, технических характеристик и возможностей. Обычно производители используют эти приборы для выборочного контроля освещения 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 почти все функции квантового PAR-метра/датчика. Ключевое различие заключается в том, что спектральные устройства могут генерировать спектр (см. Рис. 2).

Проще говоря, «спектральный» измеритель способен принимать белый свет и различать в нем все цвета. Эта возможность достигается за счет использования прецизионной дифракционной оптики, что обуславливает относительно высокую стоимость этих измерительных приборов, часто достигающую нескольких тысяч долларов.

Исследователи в области сельского хозяйства 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.

Важность цветов в фотосинтезе

Процесс фотосинтеза основан на использовании фотонов различных цветов в свете. Диаграмма длин волн (цветов) для фотосинтеза (Рис. 4) демонстрирует, что растения проявляют большую чувствительность к синему и красному цветам. Если используемые Вами источники света не излучают достаточную интенсивность этих цветов, это снизит воздействие на Ваши растения. Однако квантовые PAR-метры не могут 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 между цветом света и фотосинтезом. Однако механизмы фотосинтеза развивались на протяжении 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 под пологом другой растительности приспособились использовать преимущества остаточного зеленого и красного света (Far Red), который все еще проникает сквозь листья.
• Известно, что синий свет вызывает удлинение стебля.
• Известно, что красный свет влияет на вкус фруктов, прорастание семян.
• Растения реагируют на различные оттенки красного, чтобы вызвать сезонное цветение и плодоношение.

Это лишь некоторые из причин, по которым производители и исследователи используют приборы Spectral, чтобы раскрыть секреты эволюции и получить преимущество.

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

Динамическое светодиодное освещение — преимущества настройки цветов

В прошлом освещение для комнатного садоводства было ограничено заданным цветовым профилем (например, 5000K). Однако современные светодиодные лампы, оснащенные массивами красных, зеленых и синих лампочек 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. PSS ниже). Спектральный измеритель становится незаменимым инструментом для проверки качества и количества света, поставляемого этими лампами.

PSS — Управление временами года с помощью цвета

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

Температуру и климат легко контролировать 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 садоводы используют эти знания для имитации сезонных изменений, манипулируя красными и дальне-красными цветами с выгодой для себя.

Для этого используются спектральные PAR-метры с метрикой PSS (Phytochrome Photostationary State).

Прочитайте о PSS здесь.

Полный спектр против сине-красного спектра — сохранение энергии

Споры между лампами для выращивания с полным спектром и сине-красным спектром продолжаются до сих пор. Однако, по оценкам, освещение для выращивания в сине-красном спектре может сэкономить около 10% затрат на электроэнергию, что имеет большое значение для крупных предприятий.

Производители используют спектральные измерители, чтобы убедиться, что эти узкоспектральные лампы для выращивания идеально соответствуют пиковой фотосинтетической чувствительности, оптимизируя урожайность для используемой мощности.

Светодиодные цвета не вечны — Смена цвета

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

Сроки этого перехода во многом зависят от показателей использования и качества светодиодов. Светильники, в которых используются некачественные материалы и плохой теплоотвод, обычно разрушаются быстрее. Тем не менее, трудно определить, когда именно начнутся эти изменения. Поэтому для контроля любого изменения цвета светодиода используется спектральное устройство.

Приобретение светильников — Не все светодиоды созданы одинаковыми.

Светодиодная лампа 4000K, которой Вы владеете, 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 10 светодиодных ламп у производителя, а затем купите еще 10 таких же ламп через шесть месяцев, они могут иметь незначительные отклонения в цвете.

Это подчеркивает важность наличия спектрального прибора — Вы можете проверить светильники перед покупкой, чтобы убедиться, что они соответствуют Вашим требованиям.

Исследователи поняли, что выращивание растений при искусственном освещении включает в себя не просто подсчет фотонов, а полный спектр цветов. Теперь это понимание проникает в индустрию комнатного садоводства, 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 могут воспринимать цвета, спектральный PAR-метр выполняет обе функции

Получите наш бесплатный справочник по растущему свету здесь.

PG200N Spectral PAR Meter
Страница продукта здесь