HORTIKULTUR BELEUCHTUNGSMETRIKEN
Beleuchtungssysteme für Gartenbau: Die Zahlen verstehen
Watt, Lumen, LUX, Fußkerzen, PAR-, PPF-, PPFD- und Photoneneffizienz Dies sind einige der Begriffe und Akronyme, auf die Sie in Ihrer Forschung stoßen können. Auch wenn jeder dieser Phrasen technisch mit Beleuchtung in Verbindung gebracht wird, offenbaren nur eine Handvoll von ihnen wirklich die wesentlichen Parameter einer Gartenbaubeleuchtung.
Dieser Artikel wird Landwirten helfen zu verstehen, welche Metriken für Gartenbaubeleuchtungssysteme geeignet sind und welche nicht, indem er Definitionen der verwendeten Terminologie und Akronyme bereitstellt, einige häufige Missverständnisse korrigiert und aufzeigt, welche Metriken nicht anwendbar sind.
MENSCHEN VERWENDEN LUMEN
Licht wird von Pflanzen und Menschen extrem unterschiedlich wahrgenommen. In gut beleuchteten Umgebungen wird das photopische Sehen von Menschen und vielen anderen Lebewesen verwendet, um Farbe und Licht zu sehen. Die photopische Ansprechkurve, aus der die Einheit der Messlumen abgeleitet wird, ist ein Modell der menschlichen Augenempfindlichkeit in gut beleuchteten Umgebungen (Abbildung 1).
Wie Sie sehen können, zeigt die glockenförmige photopische Reaktionskurve, dass grünes Licht viel empfindlicher für Menschen ist als blaues oder rotes Licht. Für gewerbliche und häusliche Beleuchtungsanwendungen messen LUX- und Fußkerzenmessgeräte die Intensität von Pflanzenwachstumslichten (mit Lumen), wobei der Hauptunterschied zwischen beiden die Raumeinheit ist, über die sie gemessen werden (LUX verwendet Lumen/m2 und Fußkerze verwendet Lumen/ft2).
Selbst wenn Sie die gleiche PAR-Intensität messen, werden mithilfe von LUX- oder Fußkerzenmessgeräten zur Messung der Lichtintensität von Gartenbaubeleuchtungssystemen variable Messwerte basierend auf dem Spektrum der Pflanzenwachstums-Lichtquelle erzielt.
Die Unterdarstellung von blauem (400–500 nm) und rotem (600–700 nm) Licht im sichtbaren Spektrum ist das Hauptproblem bei der Messung der Lichtintensität von Gartenbaubeleuchtungssystemen.
Rotes und blaues Licht sind recht effektiv bei der Auslösung der Photosynthese in Pflanzen, auch wenn Menschen möglicherweise nicht sehr gut darin sind, Licht in diesen Bereichen zu sehen. Aus diesem Grund sollten Maßnahmen zur Gartenbaubeleuchtung wie Lumen, LUX und Fußkerzen niemals eingesetzt werden.
PAR
Aktive Strahlung für die Photosynthese ist bekannt als PAR. Der 400–700 nm sichtbare Bereich der Lichtwellenlängen, bekannt als PAR-Licht, treibt die Photosynthese an (Abbildung 1). Das Wort '# 39; PAR'# 39; wird häufig (und falsch) in Verbindung mit Gartenbaubeleuchtung verwendet. Eine Messung oder '# 39; metrisch'# 39; Einheit wie Fuß, Zoll oder Kilogramm, PAR ist NICHT. Stattdessen gibt es die Art des Lichts an, das benötigt wird, um die Photosynthese zu erleichtern. Die wichtigsten Indikatoren, auf die geachtet werden muss, sind PAR-Lichtmenge und spektrale Lichtqualität. (Klicken Sie hier für weitere Informationen zur spektralen Lichtqualität.) Das Hauptwerkzeug zur Messung der Pflanzenwachstumslichtausgabe von Gartenbaubeleuchtungssystemen ist ein Quantensensor. Diese Sensoren können in Verbindung mit einem Lichtmesser zur Erfassung der unmittelbaren Lichtintensität oder einem Datenlogger zur Überwachung der kumulativen Lichtintensität verwendet werden. Sie arbeiten mit einem optischen Filter, um eine homogene Empfindlichkeit gegenüber PAR-Licht zu gewährleisten (Abbildung 1).
Bei der Betrachtung von Gartenbaubeleuchtungssystemen sollten Sie besonders auf die Antworten auf die folgenden drei Fragen achten:
Wie viel photosynthetischer Photonenfluss (PAR) wird von der Leuchte produziert?
Wie viel photosynthetische Photonenflussdichte (gemessen als momentaner PAR von der Vorrichtung) ist für Pflanzen zugänglich?
Wie viel Energie verbraucht die Leuchte, um PAR für Ihre Pflanzen bereitzustellen? (gemessen als Photoneneffizienz).
Diese Fragen werden anhand der folgenden drei Hauptmetriken beantwortet:
PPF
Photonenfluss aus der Photosynthese (PPF). PPF berechnet die Gesamtmenge an PAR, die ein Beleuchtungssystem pro Sekunde erzeugt. Für diese Messung wird eine Integrationskugel verwendet, ein spezielles Werkzeug, das fast alle Photonen erfasst und misst, die von einem Beleuchtungssystem freigesetzt werden. PPF wird in Mikromolen pro Sekunde (mol/s) gemessen, was die Standardeinheit ist. Obwohl dies wahrscheinlich die zweitwichtigste Maßnahme für die Bewertung eines Gartenbaubeleuchtungssystems ist, tun die meisten Beleuchtungshersteller dies. Obwohl PPF ein entscheidender Parameter ist, wenn Sie bestimmen möchten, wie gut ein Beleuchtungssystem PAR produziert, sagt es Ihnen nicht, wie viel der gemessenen Pflanzenwachstumslicht wirklich die Pflanzen erreicht.
PPFD
Die photosynthetische Photonenflussdichte wird als PPFD bezeichnet. Die Menge an PAR, die die Pflanze erreicht, wird durch PPFD gemessen, oder, in den Worten eines Wissenschaftlers, '&# 39; Anzahl der photosynthetisch aktiven Photonen, die pro Sekunde auf eine bestimmte Oberfläche fallen. 39;&# 39; Die PPFD, die in Mikromolen pro Quadratmeter pro Sekunde (mol/m2/s) gemessen wird, ist ein '# 39; Spot'# 39; Messung einer bestimmten Fläche Ihres Pflanzenbaldachins. Es ist entscheidend, den Durchschnitt zahlreicher PPFD-Messungen in einer bestimmten Höhe zu ermitteln, wenn Sie die tatsächliche Lichtintensität einer Lampe über einen festgelegten Wachstumsbereich (z.B. 4′ x 4′) bestimmen möchten. Beleuchtungsunternehmen übertreiben die tatsächliche Pflanzenwachstumsleistung einer Leuchte deutlich, wenn sie einfach die PPFD in der Mitte eines Abdeckungsbereichs melden. Da die Wachstumslichter im Gartenbau oft in der Mitte am hellsten sind und die Lichtstärke sinkt, wenn Messungen in Richtung der Begrenzung des Bereichs durchgeführt werden, verrät eine einzige Messung nicht viel. (Vorsicht beim Käufer. Daten von PPFDs können leicht von Beleuchtungsherstellern manipuliert werden. Der Messabstand von der Lichtquelle (vertikal und horizontal), die Anzahl der Messungen, die im Durchschnitt enthalten sind, und das Min/Max-Verhältnis müssen alle b
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