Как с помощью люксметра измерить облучённость растения в ваттах/м и микромолях/м2*с

Я под компактными лампами ращу. У них плюс в том, что можно быстро и дёшево купить в любом магазине и смонтировать. Но вот жарят они не по-детски, приходится что-то делать с температурой. И близко к ним не подставишь рассаду - обжигается.

 

Вообще среди учёных нет единого мнения относительно того, каков критерий эффективности облучения растений. То ли это усваиваемость фотонов. Но непонятно, какие пигменты должны участвовать в расчёте и с какими весами. То ли это скорость фотосинтеза. То ли ещё образование хлорофилла. А, может, и фотоморфогенез - то есть влияние спектра на процессы развития растения в целом, а не только на синтез глюкозы.

Вот, посмотрите, каких только картинок в интернете нет на эту тему:
1. Усваиваемость света пигментами:

2. Скорость фотосинтеза (измеряемая подсчётом выделившегося кислорода)

Как видно, картинки не очень-то совпадают в разных исследованиях
3. Синтез хлорофилла и фотоморфогенез

Это я ещё с десяток картинок отсеял в том или ином виде повторяющих те, что выше.

Ну, давайте, допустим, что эти 4 фактора одинаково полезны растениям. Данные об усваиваемости возьмём из первого рисунка (подробнее про пигменты и оцифровку я писал ранее). Получается такой график:


Данные о скорости фотосинтеза возьмём со 2 и 3 рисунков, а также с зелёной кривой с четвёртого рисунка, каждому дадим вес 1/3:


Оцифруем скорость образования хлорофилла:


И фотоморфогенез

 

Есть бюджетный вариант.
https://www.forumhouse.ru/entries/4924/
Здесь люксметр и пригодится.

 

Теперь сведём всё это вместе:

Ну вот, худо-бедно получили общую картинку. Конечно, если давать разные весы разным процессам, происходящим в листьях, то и картинка будет отличаться. Но поработаем пока с этой.

Для начала, определим, какой полезностью обладает свет в синей, зелёной и красной зоне. То есть сложим интенсивность с графика в диапазоне 400-500, 500-600 и 600-700 нм:
Синий - 34%
Зелёный - 22%
Красный - 44%

Если бы у лампы был вышеприведённый спектр, то это был бы идеальный источник излучения для растений - вся электрическая энергия тратилась бы растением на внутренние процессы не было бы лишних фотонов, которое растение усвоить не может.

Теперь просто сравним спектры ламп с этим "идеальным" спектром.
ДНаТ:

Люминисцентные лампы:

Белые светодиоды:

Монохромные светодиоды и фуллспектр:

Солнце:


Если математически выразить разницу с помощью среднеквадратического отклонения, то получается вот что:

Отклонение - это насколько спектр лампы по всем длинам волн отличается от "идеального". Видно, что лучше всего соответствуют полноспектральные светодиоды и лампа fluora.

 

Ну так много факторов влияет. Под солнцем тоже всё прекрасно растёт, а у него, вон, отклонение 48% - больше всех. Просто часть энергии пропадает.

У меня под простыми люмками тоже растёт. Сначала ставлю холодные, чтобы не тянулась рассада и выросла коренастой. Затем заменяют на тёплые - иначе медленно растёт. Но часть энергии тратится попусту - если бы использовал светодиоды, меньше бы тратил электричества. И не было бы таких проблем с перегревом.

 

Полный спектр - те же белые, только сбоку. Очередное извращение китайских менеджеров. Это мое мнение. Максимальная эффетивность только у монохромных - без люминофора
Однако скоро перейдем на белые - они дешевле, но их потребуется больше тк нехватает рабочих фотонов 440 и 660.
Вот нашел фотку, когда избыток синего

 

Попробую выразить мысль... antonpavlov, Вы брали дискретно все длины волн и находили эффективность под кривой... Так. но что если природа допускает примитивный дискрет из трех - четырех только длин в каждой области спектра. на которую будет приходится до 90 процентов энергии. Это позволило бы все упростить и добиться максимальной энергоэффективности. Скажем на 660 нм самая эффективная отдача фотонов на 1 вт. то есть полезность - это широкая кривая - ее пытается копировать фулл спектр. Но с учетом того, что мы не знаем достоверно, сколько и какого спектра нужно конкретному растению в конкретный период, может стоит упростить задачу и заточить все под 660, 440 и что-нибудь в зеленом. и всю мощь отправить туда. Это позволило бы увеличить энергоэффективность. Иными словами, человек неспособен полностью скопировать все нюансы природного освещения. так может навязать свои условия и приспособить отдельные сорта под них.

 

Белый холодный получается лучше по "эффективности на растение" чем монохромы ?

 

Монохромные лучше во время выращивания рассады. Когда растение вступит в фазу плодоношения ему уже одних синих и красных не будет достаточно. Придётся монохромные с другими длинами волн включать, в т. ч. УФ и ИК.

А полноспектральные снимают эту головную боль. Да, это тоже люминофор, но он получше, чем у обычных белых.

Вот я сейчас ращу базилик. Если он у меня пару дней постоит под лампами без доступа солнечного света, то запах пропадает. Как только открою сторону бокса и пущу свет, пусть даже пасмурный, к вечеру уже прекрасный аромат!

 

Думаю, в этом направлении пойдёт генная инженерия нами любимых пластмассовых огурцов и помидоров. Чтобы они стали ещё более пластмассовыми)

По близости к "идеальному". У монохромных же нет зелёного, а у "идеального" спектра - 22%. Тут-то они и проигрывают, хотя в синей и красной зоне они лучше. Но, повторюсь, для рассады зелёный не очень-то нужен. Дополнительные длины волн нужны для перехода к плодоношения и повышению вкусовых качеств.

 

Максимальная эфективность зависит от технологии производства кристаллов СВ. Пока кпд не выше 50%, Но и так все прекрасно растет, да и точность подбора невозможна.
а фул - это синий кристалл со спецлюминофором, который чуть шире захватывает диапазон. Но при этом потери на люминофоре большие. Он ярче светит из-за зеленой части, но это не то что нужно растюхе! Ей нужны два типа фотонов, которые активируют фитохром РНК и пр. Сегодня добавлен третий фотон730нм. Но как то бе и без него растет.

 

УФ в полноцветных нет, есть дальний ИК.

 

Сколько нужно люкс от ЭСЛ для рассады? В теории или на практике (если есть уже опыты)

Всегда всё росло на глазок, в этом году можно поэкспериментировать с люксами
Можно организовать фотоотчёт (или видео)

 

@RODENIS_11, разные встречаются рекомендации. От 40 до 80 Вт/м2 нужно в зависимости от культуры. Ну, если ориентироваться на 60 Вт/м2 (эта рекомендация встречается чаще всего и подходит для популярных перца, томата и огурца), то нужно столько:

Люминисцентная холодная - 19300 люкс
Люминисцентная нейтральная - 22100 люкс
Люминисцентная тёплая - 22000 люкс

Я такой уровень освещённости могу создать только на этапе проращивания семян, когда их можно максимально близко к лампе поставить. Позже приходится отодвигать и освещённость падает где-то до 16000 (это без солнечного света).

Так что недостающее добираю увеличением светового дня до 16 часов.

 

Блин, я тупой
Короче, ставим горшок, вешаем лампу так, чтобы на люксметре было 19300лк... и это будет равняться 60Вт /м2 ? или как?