A növényeknek hasznos fényerő definiálása - Nagy Viktor Akvarisztikai Blogja

Post Top Ad

2022. június 16., csütörtök

A növényeknek hasznos fényerő definiálása


A növényes akvarisztika egyik pillére a megfelelő fényerő és spektrum biztosítása, hogy a növények számára a fotoszintézishez szükséges energiát biztosítsuk. Ahhoz, hogy a megfelelő fényerőt megállapítsuk, megfelelő mértékegységekre és paraméterekre lesz szükségünk.
Az növényes akvarisztikában sokáig úgy definiáltuk a fényerőt, hogy a fényforrás teljesítményét(W) elosztottuk az akvárium bruttó literjeinek a számával, ezt alapul véve mondtuk ki, hogy például a "high-tech" növényes akvarisztikához 1w/l fényerő szükséges. 
Ez mindaddig tartható volt, amíg a LED fényforrások be nem törtek a hobbiba. Pár éve még sokan lekicsinylő megjegyzéseket tettek a fénykibocsátó dióda alapú technológiára, mint növények számára nem megfelelő fényforrás, manapság a hatásosságuk megkérdőjelezhetetlen, sőt, erősen kezdik kiszorítani a fénycsöves megoldásokat a hobbiból.
A W/l mérőszám tehát a LED-ek elterjedésével kezdte értelmét veszíteni, mivel a W/l közel azonos fényhasznosítású fényforrásoknál lehet csak jó mérőszám. a fényhasznosítás az az érték, hogy adott lument mennyi wattba(energiába) kerül előállítani. Hiszen hogyan hasonlítanánk össze egy olyan fényforrást, ahol azonos számú W fogyasztásra az egyik több valós fényerőt képes leadni?


Erre a problémára született meg, és terjedt el a LED-ekkel párhuzamosan a lumen, mint Watt értéket felváltó mérőszám. Ez már jobban reprezentálta azt, hogy az akvárium fölé mekkora valódi fényerőt tettünk, hiszen egy Watt fogyasztásra egy jobb fénycső 70-80 lument képes leadni, míg a csúcsminőségű LED-ek akár 120-130 lument is(a rosszab LED-ek a fénycsővel kb. egy nagyságrendet tudnak). A "high-tech" fényerő kb. 60-70 lm/l-nél kezdődik.
A cikket azonban nem erre a témakörre akartam kihegyezni, hanem arra, hogy szigorú szakmai értelemben a W/l és a lm/l sem reprezentálják tökéletesen a növényeknek megfelelő fényerőt. Miért?
A W/l egyértelmű, ha belegondolunk, hogy ez csupán a fényforrás által felvett áram mennyiségéről ad információt, de a lumennél már kicsit tovább kell gondolni a témát, hiszen ez már egy valódi fényerőt kifejező mennyiség.

Mi a baj tehát a lumennel? Az, hogy a paramétert nem a növényi klorofillhoz igazították, hanem az emberi szem érzékenységéhez. Az alábbi grafikonon látható:



A lumen értékét tehát azt vették alapul, hogy mi mit látunk fényesnek, így a lumen értékében nagy hangsúlyt kap a zöld(és sárga) szín. Ezzel az a gond, hogy ez a tartomány a növények számára csak kis energiát jelent, még ha hasznosítják is. Gyakorlati értelemben tehát kijelenthetjük, hogy attól, hogy egy fényforrás lumen értéke magas, még  a növényeknek nem biztos, hogy az a jobb. A növényi klorofillok ugyanis a fény összetevőire így érzékenyek:


http://factsheets.okstate.edu/documents/hla-6719-use-of-optical-sensors-to-monitor-plant-nitrogen-status-in-horticultural-plants/

















Mivel a növények leginkább a kék és piros tartományokat szeretik, az emberi szem-, és a klorofillok érzékenysége tehát gyakorlatilag egymás kompletementerei(nem azonosak, hanem egymást kiegészítik).

A probléma feloldását a PAR paraméter jelenti. Ezt fogalmat úgy alakították ki, hogy pontosan a növények számára hasznos fénytartományokat emelje ki. A PAR egy angol betűszó: Photosynthetically Active Radiation, magyarul fotoszintetikusan aktív (fény)sugárzás, mértékegysége:  µmol m-2 s-1

A grafikonja így néz ki:

https://www.pthorticulture.com/en/training-center/basics-of-photosynthesis/
A PAR abban a tartományban emeli ki a fényt leginkább, ahol a növények számára a leghasznosabb: a kék és piros tartományokban. Kis érzékenységet ad a zöld tartománynak, ahol a lumen értéke viszont kicsúcsosodik.

Hol érhetjük tetten ennek az elvnek a gyakorlati jelentőségét? A "növényes" csöveknél, LED-eknél, ahol a spektrumot főleg kék és piros összetevők alkotják(rózsaszínes, lilás szín). A lumen értékük, tehát a szemünk számára a fényerejük alacsony. A PAR értékük a felvett energiához(W) viszonyítva viszont igen magas, mivel nem "pocsékolnak" energiát arra, hogy olyan tartományokban világítsanak(zöld, és kicsit a sárga), ami a növényeknek kevésbé hasznos.
Miért nem használjuk tehát a PAR paramétert a lumen helyett? Azért, mert a fényforrásoknál a lumen van elterjedve, ezt az értéket adják meg a gyártók is. A PAR-ral nem nagyon foglalkoznak, mivel a világítástechnika egészét tekintve kicsi a jelentősége. A PAR értékét nagyobb kertészetekben szokás megmérni, és a műszer sajnos igen drága, így akvaristák általában nem ruháznak be rá, esetleg nagyobb akvarisztikai fényforrás gyártóknak lenne rá lehetőségük.
Azt azért érdemes még megjegyezni, hogy bár a lumen értéke maga nem reprezentálja megfelelően a növényi fejlődéshez szükséges fény mennyiségét, de az általános fehér fényforrások általában a magas lumen értékét adó zöld fény mellett tartalmaznak kék és piros összetevőket is, így ha nem is túl szakmai, de gyakorlatban használható a növényes akvarisztikában a lumen érték is.




Post Top Ad