Λάμπες για τη διάρκεια του σταδίου ανάπτυξης των φυτών;
Σε γενικές γραμμές, 2000 lumens ανά τετραγωνικό είναι το λιγότερο που μπορείτε να χρησιμοποιήσετε σε εσωτερικές καλλιέργειες. Εάν προχωρήσετε πιο κάτω αυτού του σημείου, η ανάπτυξη των φυτών θα είναι σημαντικά μειωμένη, και η απόσταση των κόμβων και του μίσχου θα μεγαλώσει αισθητά.
Οι λαμπτήρες Metal Halide (MH) είναι η καλύτερη επιλογή για το στάδιο ανάπτυξης. Μια καλή εναλλακτική λύση είναι η χρήση compact fluorescents στους 6500K (Βαθμοί Κέλβιν) αλλά βεβαιωθείτε ότι ξεπερνάτε το όριο των 2000 lumens ανά τετραγωνικό
Λάμπες για τη διάρκεια του σταδίου ανθοφορίας και καρποφορίας των φυτών
Απόσταση λάμπας με τα φυτά
Χρήση σύστηματος αντανάκλασης με τους λαμπτήρες
Συχνότητα αλλαγής λαμπτήρων
Όταν χρησιμοποιείτε τεχνητό φωτισμό και λαμπτήρες όπως MH or HPS, συνίσταται η αντικατάστασή τους κάθε 9 - 12 μήνες. Οι λάμπες Compact Fluorescent θα πρέπει να αλλάζονται τουλάχιστον κάθε χρόνο.
Όταν χρησιμοποιείτε τεχνητό φωτισμό και λαμπτήρες όπως MH or HPS, συνίσταται η αντικατάστασή τους κάθε 9 - 12 μήνες. Οι λάμπες Compact Fluorescent θα πρέπει να αλλάζονται τουλάχιστον κάθε χρόνο.
Λίγα περισσότερα για το φώς.
Το ορατό φάσμα ,δηλαδή ,από 400 nm (βαθύ ιώδες) έως και τα 700 nm (βαθύ κόκκινο), ονομάζεται και Photosynthetic Active Radiation [ PAR ] . H ραδιομετρική μονάδα ισχύοςτου φωτός σε αυτή τη περίπτωση είναι τα μmoles / sec ή αλλιώς μmol * sec-1( ή μEinsteins , uE ) αντί του lumen (φωτομετρική) ή Watt.
Αυτή η μονάδα εκφράζει τον αριθμό φωτονίων ( quanta ) ανά δευτερόλεπτο.
Άρα όταν αναφερόμαστε σε ροή φωτονίων (PPF) εννοούμε ισχύ φωτός Φ (η οποία μετράται σε Watt-Προσοχή: δεν αναφερόμαστε στην ηλεκτρική ισχύ λυχνίας, αλλά στη ισχύ τουεκπεμπόμενου φωτός από αυτή ).
Ενέργεια (Joule) = Ισχύς (Watt) x χρόνος (sec) => Ισχύς = Ενέργεια / χρόνος => 1 Watt= 1 Joule / sec.
Για το φως ως κύμα ισχύει λ = c/ν
Όπου:
-λ = wavelenght -μήκος κύματος ακτινοβολίας
-ν = frequency-συχνότητα
-c = speed of light -ταχύτητα του φωτός= 299,792,458 meters per second ....
Περίπου 3.0 × 108 meters/second.
Για την ενέργεια του φωτός ισχύει :
Energy = Plank's constant × Frequency
E = hν = hc/λ
Όπου h = Plank's constant = 6.626 × 10-34 joules per second
Το ορατό φάσμα ,δηλαδή ,από 400 nm (βαθύ ιώδες) έως και τα 700 nm (βαθύ κόκκινο), ονομάζεται και Photosynthetic Active Radiation [ PAR ] . H ραδιομετρική μονάδα ισχύοςτου φωτός σε αυτή τη περίπτωση είναι τα μmoles / sec ή αλλιώς μmol * sec-1( ή μEinsteins , uE ) αντί του lumen (φωτομετρική) ή Watt.
Αυτή η μονάδα εκφράζει τον αριθμό φωτονίων ( quanta ) ανά δευτερόλεπτο.
Άρα όταν αναφερόμαστε σε ροή φωτονίων (PPF) εννοούμε ισχύ φωτός Φ (η οποία μετράται σε Watt-Προσοχή: δεν αναφερόμαστε στην ηλεκτρική ισχύ λυχνίας, αλλά στη ισχύ τουεκπεμπόμενου φωτός από αυτή ).
Ενέργεια (Joule) = Ισχύς (Watt) x χρόνος (sec) => Ισχύς = Ενέργεια / χρόνος => 1 Watt= 1 Joule / sec.
Για το φως ως κύμα ισχύει λ = c/ν
Όπου:
-λ = wavelenght -μήκος κύματος ακτινοβολίας
-ν = frequency-συχνότητα
-c = speed of light -ταχύτητα του φωτός= 299,792,458 meters per second ....
Περίπου 3.0 × 108 meters/second.
Για την ενέργεια του φωτός ισχύει :
Energy = Plank's constant × Frequency
E = hν = hc/λ
Όπου h = Plank's constant = 6.626 × 10-34 joules per second
.jpg)
Ποια είναι η ενέργεια ενός μπλε φωτονίου στα 500 nm ?
E = 6.626 × 10-34 J/sec × 3.0 × 108 m/sec / (500 × 10-9)m
E = 0.039756 × 10-17 J
Πόσα φωτόνια περιέχονται σε 1 Joule κυανού φωτός στα 500 nm ?
E = Energy/photon, άρα για 1 J ενέργειας ,χρειαζόμαστε N φωτόνια.
N × E = 1 joule, δλδ N = 1/E
N = λ/hc = 25.15 × 1017 photons.
1 Joule ενέργειας φωτός στα 500 nm είναι τα 25.15 × 1017 φωτόνια.
1 Watt (J/sec) ισχύος ,στα 500 nm, είναι η ροή 25.15 × 1017 φωτονίων/δευτερόλεπτο.
Επειδή ο αριθμός είναι τεράστιος τον μετατρέπουμε σε moles.
1 mole = Avogadro's number = 6.02 × 1023 .
Άρα 25.15 × 1017 photons= .000004177 moles.
1 mole= 1 x 106 μmole ( 1μmole =10-6 moles).
Δηλαδή 1 Watt κυανού φωτός έχει ροή 4.177 μmol / sec φωτοσυνθετικών φωτονίων.
Για μετατροπή Φ (Watt) σε PPF (μmol sec-1 ),μονοχρωματικής ακτινοβολίας,ισχύει:
119.708 / Wavelength (nm) = χ (W) / y (mmol/s)
1 Watt Φ = λ (nm ) / 119.708 μmol / sec.
Όπως γίνεται αντιληπτό-από το τύπο που προκύπτει- για την ίδια ισχύ(Φ= 1 Watt):
-ο αριθμός μπλέ φωτονίων είναι σημαντικά μικρότερος του αριθμού κόκκινων φωτονίων.
(λιγότερα μmol/sec....)
-Τα μπλέ φωτόνια ,διαθέτουν και αποδίδουν μεγαλύτερα ποσά ενέργειας, από ότι τα κόκκινα.
(περισσότερα J/photon...)
Περισσότερα και σε σχέση με τη φωτοσύνθεση.
Γνωρίζουμε λοιπόν τη σχέση ισχύος Φ και φωτοσυνθετικής ροής (μmole/sec),του εκπεμπόμενουφωτός....
Η ραδιομετρική μονάδα μέτρησης του προσπίπτοντος φωτός (φωταψία) είναι DΦ= Watt / m2 ή
PPD (Photosynthetic Photon Density) = μmole * m-2 * sec-1 .
Για μή μονοχρωματικό φως
Μετατροπή Lumens σε Watt ή μmol/sec & lux (lumen/m2) σε Watt/m2 ή μmole m-2 sec-1 .
Tα lumen είναι φωτομετρική μονάδα μέτρησης ισχύος φωτός και ανθρωποκεντρικά διαμορφωμένη, σύμφωνα με τις ιδιότητες και περιορισμούς ,της ανθρώπινης όρασης. Πρακτικά άχρηστη προς μέτρηση φωτοσυνθετικής ισχύος και ικανότητας.
Αλλά κατά προσέγγιση :
.jpg)
Για μετατροπή μονοχρωματικής ακτινοβολίας :
Η σχετική ισχύς σε lumen ,για Φλ=1 Watt/nm
όπου 1 = 683 lumens.
Το 1 Watt πράσινο στα 555 nm έχει φωτομετρική ισχύ 683 lumens....
To 1 Watt κόκκινο στα 640 nm έχει 0.2 * 683 = 136,6 lumens φωτομετρική ισχύ....
To 1 Watt μπλε στα 450 nm έχει 0.02 * 683 = 13,66 lumens φωτομετρική ισχύ.
Μπλε το χειμώνα και την άνοιξη ,κόκκινο το καλοκαίρι και το φθινόπωρο.
Όπως αναφέρθηκε παραπάνω το κυανό φως έχει λίγα σε αριθμό φωτόνια αλλά "πλούσια" σε ενέργεια ,ενώ το κόκκινο φως διαθέτει μεγάλο αριθμό φωτονίων πιο φτωχά σε ενέργεια ,όταν η ραδιομετρική ισχύς τους είναι ίση.
Έτσι 1 Watt κόκκινο φως στα 650 nm έχει Φωτοσυνθετική ροή φωτονίων (PPF) ίση με 5,5 μmole/sec περίπου και μας "φαίνεται"68,3 lumens "φωτεινό"....
Αντίστοιχα 1 Watt κυανού φωτός στα 450 nm έχει PPF= 3,75 μmol/sec και μας "φαίνεται" 14 lumens περίπου "φωτεινό"...
Αλλά τι ακριβώς συμβαίνει στα φυτά ?
Ας υποθέσουμε πως 1 Watt κυανού φωτός προσπίπτει σε 100 cm2( 1/100 m2 ) φυλλώματος....
Η PPD είναι 3,75 μmole sec-1 / 0.01 m2 ή -375 μmole sec-1 / m2 (αν θέλουμε ομοιόμορφη κάλυψη για 1 m2 ,θα προσθέσουμε κι αλλές 99 ίδιες πηγές φωτός..) ή
-0,0375 μmole sec-1 / m2 αν αυτή η πηγή φωτίσει ,από μόνη της 1 m2 φυλλώματος...
Εαν το φως αλλάξει σε κόκκινο τότε η PPD ισούται με 550 μmoles m-2 sec-1......
Πολύ περισσότερο φωτοσυνθετικό φως...?
Στη φωτοσύνθεση δε χρησιμοποιείται η ενέργεια των φωτονίων, αλλά πρακτικά ,ο αριθμός τους.
Ο αριθμός των φωτονίων ανά δευτερόλεπτο μεταφράζεται άμεσα σε παραγωγή ηλεκτρονιακού φορτίου (άρα ενέργειας και βιομάζας στα φυτά).
Η παραπάνω ενέργεια των κυανών φωτονίων "εκτονώνεται" ,μέσω ταλάντωσης/δόνησης των μορίων του νερού, κυρίως
και μετατρέπεται σε ...θερμότητα.
Το κυανό φως "ζεσταίνει" το φυτό εσωτερικα !!!.
Στις συνθήκες κρύου του χειμώνα και άνοιξης ,το κυανό φως που επικρατεί ,τα φυτά το χρησιμοποιούν για
..θέρμανση κυρίως!!
Αργότερα το καλοκαίρι το φως είναι πιο κόκκινο ,αλλά η θερμοκρασία περιβάλλοντος έχει ήδη αυξηθεί....
Επίσης το κυανό φως:
-Αναστέλλει τη φωτοσύνθεση του κόκκινου φωτός ,ειδικά σε χαμηλής ισχύος φωτισμό
-Δρα στο φυτό φωτοτροπικά ( μικρό ύψος ).Μειώνεται η επιμήκυνση του βλαστού.(για ελαχιστοποίηση βλάβης από το κρύο.)
-Αναστέλλει το συνολικό μεταβολισμό.(καθυστερεί τη κάθετη -πρωτογενή ανάπτυξη.)
-Προάγει την επέκταση του ριζικού συστήματος(υπόγεια ανάπτυξη).
-Ανοίγει τα στόματα των φύλλων(κάπως οξύμωρο, σε σχέση με τις άλλες δράσεις...Αλλά έχει και αυτό τη σημασία του.
(την άνοιξη και το χειμώνα η σχετική υγρασία του αέρα είναι υψηλή...)
-Σε καλλιέργειες αποδείχτηκε πως το παραπάνω(πάνω από 40-50 μmoles ) κυανό φως δρα ανασταλτικά στην ανθοφορία σε αρκετά φυτά.
Γνωρίζουμε λοιπόν τη σχέση ισχύος Φ και φωτοσυνθετικής ροής (μmole/sec),του εκπεμπόμενουφωτός....
Η ραδιομετρική μονάδα μέτρησης του προσπίπτοντος φωτός (φωταψία) είναι DΦ= Watt / m2 ή
PPD (Photosynthetic Photon Density) = μmole * m-2 * sec-1 .
Για μή μονοχρωματικό φως
Μετατροπή Lumens σε Watt ή μmol/sec & lux (lumen/m2) σε Watt/m2 ή μmole m-2 sec-1 .
Tα lumen είναι φωτομετρική μονάδα μέτρησης ισχύος φωτός και ανθρωποκεντρικά διαμορφωμένη, σύμφωνα με τις ιδιότητες και περιορισμούς ,της ανθρώπινης όρασης. Πρακτικά άχρηστη προς μέτρηση φωτοσυνθετικής ισχύος και ικανότητας.
Αλλά κατά προσέγγιση :
Για μετατροπή μονοχρωματικής ακτινοβολίας :
Η σχετική ισχύς σε lumen ,για Φλ=1 Watt/nm
όπου 1 = 683 lumens.
Το 1 Watt πράσινο στα 555 nm έχει φωτομετρική ισχύ 683 lumens....
To 1 Watt κόκκινο στα 640 nm έχει 0.2 * 683 = 136,6 lumens φωτομετρική ισχύ....
To 1 Watt μπλε στα 450 nm έχει 0.02 * 683 = 13,66 lumens φωτομετρική ισχύ.
Μπλε το χειμώνα και την άνοιξη ,κόκκινο το καλοκαίρι και το φθινόπωρο.
Όπως αναφέρθηκε παραπάνω το κυανό φως έχει λίγα σε αριθμό φωτόνια αλλά "πλούσια" σε ενέργεια ,ενώ το κόκκινο φως διαθέτει μεγάλο αριθμό φωτονίων πιο φτωχά σε ενέργεια ,όταν η ραδιομετρική ισχύς τους είναι ίση.
Έτσι 1 Watt κόκκινο φως στα 650 nm έχει Φωτοσυνθετική ροή φωτονίων (PPF) ίση με 5,5 μmole/sec περίπου και μας "φαίνεται"68,3 lumens "φωτεινό"....
Αντίστοιχα 1 Watt κυανού φωτός στα 450 nm έχει PPF= 3,75 μmol/sec και μας "φαίνεται" 14 lumens περίπου "φωτεινό"...
Αλλά τι ακριβώς συμβαίνει στα φυτά ?
Ας υποθέσουμε πως 1 Watt κυανού φωτός προσπίπτει σε 100 cm2( 1/100 m2 ) φυλλώματος....
Η PPD είναι 3,75 μmole sec-1 / 0.01 m2 ή -375 μmole sec-1 / m2 (αν θέλουμε ομοιόμορφη κάλυψη για 1 m2 ,θα προσθέσουμε κι αλλές 99 ίδιες πηγές φωτός..) ή
-0,0375 μmole sec-1 / m2 αν αυτή η πηγή φωτίσει ,από μόνη της 1 m2 φυλλώματος...
Εαν το φως αλλάξει σε κόκκινο τότε η PPD ισούται με 550 μmoles m-2 sec-1......
Πολύ περισσότερο φωτοσυνθετικό φως...?
Στη φωτοσύνθεση δε χρησιμοποιείται η ενέργεια των φωτονίων, αλλά πρακτικά ,ο αριθμός τους.
Ο αριθμός των φωτονίων ανά δευτερόλεπτο μεταφράζεται άμεσα σε παραγωγή ηλεκτρονιακού φορτίου (άρα ενέργειας και βιομάζας στα φυτά).
Η παραπάνω ενέργεια των κυανών φωτονίων "εκτονώνεται" ,μέσω ταλάντωσης/δόνησης των μορίων του νερού, κυρίως
και μετατρέπεται σε ...θερμότητα.
Αργότερα το καλοκαίρι το φως είναι πιο κόκκινο ,αλλά η θερμοκρασία περιβάλλοντος έχει ήδη αυξηθεί....
Επίσης το κυανό φως:
-Αναστέλλει τη φωτοσύνθεση του κόκκινου φωτός ,ειδικά σε χαμηλής ισχύος φωτισμό
-Δρα στο φυτό φωτοτροπικά ( μικρό ύψος ).Μειώνεται η επιμήκυνση του βλαστού.(για ελαχιστοποίηση βλάβης από το κρύο.)
-Αναστέλλει το συνολικό μεταβολισμό.(καθυστερεί τη κάθετη -πρωτογενή ανάπτυξη.)
-Προάγει την επέκταση του ριζικού συστήματος(υπόγεια ανάπτυξη).
-Ανοίγει τα στόματα των φύλλων(κάπως οξύμωρο, σε σχέση με τις άλλες δράσεις...Αλλά έχει και αυτό τη σημασία του.
(την άνοιξη και το χειμώνα η σχετική υγρασία του αέρα είναι υψηλή...)
-Σε καλλιέργειες αποδείχτηκε πως το παραπάνω(πάνω από 40-50 μmoles ) κυανό φως δρα ανασταλτικά στην ανθοφορία σε αρκετά φυτά.
-Κατά τη διάρκεια της ανάπτυξης το κυανό φως στα 440-450 nm peak, είναι απαραίτητο σε ποσότητα μέχρι και 10-25 % της συνολικής PAR .
Η έλλειψη του προκαλεί έντονα φαινόμενα επιμήκυνσης του βλαστού, δυσμορφίες και παραμορφώσεις γενικότερα και ειδικότερα, αδύναμο ριζικό σύστημα,
μειωμένη αναπνοή και διαπνοή, άρα και ανάπτυξη και πλήθος άλλων προβληματικών καταστάσεων.
Από την άλλη το κόκκινο φως με κορυφή στα 660-680nm είναι το πιο αποδοτικό όσον αφορά τη φωτοσύνθεση...
Αλλά το φυτό φωτοσυνθέτει από τα 300nm εώς και τα 680 nm....
Aπλά το κόκκινο είναι το πιο αποδοτικό με μέση διαφορά από το μεικτό λευκό φως 25%-30% σε απόδοση....
Δηλαδή η μέγιστη αύξηση φωτοσυνθετικής απόδοσης ,λόγω ενός ιδανικού φάσματος(μιας μονοχρωματικής κόκκινης πηγής φωτός) δεν ξεπερνά το 25 % -30 % της απόδοσης μεικτού λευκού φωτισμού.
Παρ όλα αυτά το κόκκινο φως :
-Σε υπερβολική αναλογία(πάνω από 75%) σε σχέση με τα υπόλοιπα μήκη ,προκαλεί κλείσιμο των στομάτων στα φύλλα.(για μειωμένη διαπνοή-απώλεια νερού..)
Άρα και αδυναμία πρόσληψης CO2 από το φυτό..
-Προκαλεί έντονα φαινόμενα επιμήκυνσης του βλαστού αν δεν συνδυάζεται με κυανό φως.
-Προάγει την ανθοφορία.
μειωμένη αναπνοή και διαπνοή, άρα και ανάπτυξη και πλήθος άλλων προβληματικών καταστάσεων.
Από την άλλη το κόκκινο φως με κορυφή στα 660-680nm είναι το πιο αποδοτικό όσον αφορά τη φωτοσύνθεση...
Αλλά το φυτό φωτοσυνθέτει από τα 300nm εώς και τα 680 nm....
Aπλά το κόκκινο είναι το πιο αποδοτικό με μέση διαφορά από το μεικτό λευκό φως 25%-30% σε απόδοση....
Δηλαδή η μέγιστη αύξηση φωτοσυνθετικής απόδοσης ,λόγω ενός ιδανικού φάσματος(μιας μονοχρωματικής κόκκινης πηγής φωτός) δεν ξεπερνά το 25 % -30 % της απόδοσης μεικτού λευκού φωτισμού.
Παρ όλα αυτά το κόκκινο φως :
-Σε υπερβολική αναλογία(πάνω από 75%) σε σχέση με τα υπόλοιπα μήκη ,προκαλεί κλείσιμο των στομάτων στα φύλλα.(για μειωμένη διαπνοή-απώλεια νερού..)
Άρα και αδυναμία πρόσληψης CO2 από το φυτό..
-Προκαλεί έντονα φαινόμενα επιμήκυνσης του βλαστού αν δεν συνδυάζεται με κυανό φως.
-Προάγει την ανθοφορία.
Αναρτήσεις
