Fotosintēze notiek tad, kad augi pārvērš gaismu par lietojamu enerģiju savai izaugsmei. Gaismas dažādās krāsas faktiski ietekmē to, kā augi aug dažādos posmos. Zilā gaisma aptuveni no 400 līdz 500 nanometriem palīdz lapām un stumbriem attīstīties pareizi, savukārt sarkanā gaisma no 600 līdz 700 nanometriem, pēc 2019. gadā žurnālā Nature publicētā pētījuma, biežāk veicina ziedu un augļu veidošanos. Siltumnīcu operatoriem ir ļoti svarīgi iegūt pareizo gaismas intensitātes un krāsu spektra līdzsvaru. Ja nav pietiekami daudz PAR starojuma šajos viļņa garumos no 400 līdz 700 nm, raža vienkārši neveicas tik labi. Daži pētījumi rāda, ka raža var samazināties gandrīz par trešdaļu, kad siltumnīcās pastāv slikti apgaismojuma apstākļi.
Ljuksmetri darbojas, mērot redzamo gaismu atkarībā no tā, cik jutīgas ir mūsu acis pret dažādām viļņa garumām, ar maksimālo jutību aptuveni 550 nm zaļi dzeltenajā diapazonā. Bet šeit ir problēma — tie izlaiž aptuveni 43 % faktiskā gaismas spektra, ko augi izmanto fotosintēzes procesam. Rezultātā rodas diezgan liels atšķirības līmenis starp to, kas mums šķiet labs, un to, kas patiešām nepieciešams augiem. Piemēram, ņemot 10 000 ljuksu rādījumu — tas, kad skatāmies uz to, var šķist pietiekami gaišs, taču tomātu augiem pienācīgai izaugsmei patiešām nepieciešami apmēram 400 līdz 600 mikromoli kvadrātmetrā sekundē. Tas nozīmē, ka pat tad, ja gaisma cilvēka acīm šķiet pietiekama, tā var būt nepietiekama veselīgai augu attīstībai.
Lukss mērījumi mums īstenībā daudz nesaka par PAR vērtībām vai ikdienas gaismas integrāla (DLI) uzraudzību, kas būtiski mēra, cik daudz faktiski izmantojamas gaismas augi saņem dienas laikā. Lielākā daļa lapu dārzeņu labāk aug ar aptuveni 12 līdz 17 moliem gaismas kvadrātmetrā katru dienu, taču situācija mainās, kad skatāmies ziedošos kultūraugus, piemēram, tomātus, kuriem optimālai izaugsmei nepieciešami tuvu 20–30 molu apmērā. Arī 2023. gadā no siltumnīcām iegūti pētījumu rezultāti parādīja kaut ko interesantu. Pat tad, ja audzētāji uzturēja tieši vienādu luksa līmeni, ražas atšķirība joprojām bija 22%, jo netika pienācīgi ņemti vērā tādi faktori kā gaismas spektra kvalitāte un ikdienas eksponēšanas ilgums. Tas rāda, cik ierobežoti var būt tradicionālie apgaismojuma mērījumi, ja tie balstīti galvenokārt uz to, ko percepcijas ziņā redz cilvēki, nevis uz to, kas patiešām nepieciešams augiem.
Fotoreaktīvā starojuma (PAR) diapazons aptver 400 līdz 700 nanometru gaismas viļņu garumus, kas faktiski nodrošina fotosintēzi augos. Tas atšķiras no luksa mērījumiem, kuri būtiski norāda, cik gaišs kaut kas izskatās cilvēka acīm. Savukārt PAR tiek mērīts mikromolos uz kvadrātmetru sekundē un rāda, kādu gaismu augi patiešām var izmantot. Pētījums, kas publicēts pagājušajā gadā žurnālā „Scientific Reports”, parādīja interesantus rezultātus, kad audzētāji savus augšanas lampu gaismas režīmus pielāgoja tā, lai sarkanās gaismas attiecība pret zilo būtu 3 pret 1. Saldais krējss un bazilika, kas audzēti šādos apstākļos, deva apmēram par 18% lielāku ražu salīdzinājumā ar tiem, kas audzēti parastā baltā gaismā. Tas liecina, ka precīza PAR spektra pielāgošana augiem patiešām ietekmē ražas produktivitāti.
DLI mēra, cik daudz PAR gaismas augi saņem visu dienu, tādējādi tas ir ļoti svarīgs, ja vēlas pielāgot apgaismojuma apstākļus atbilstoši tam, ko dažādiem kultūraugiem patiešām nepieciešams. Jauniem augiem parasti pietiek ar aptuveni 8 līdz 12 mol/m²/dienā, taču situācija mainās, kad augi izaug. Piemēram, tomātiem bieži nepieciešamas vērtības no 20 līdz 30 mol/m²/dienā, lai nodrošinātu pienācīgu ražu. Gājējiem palīdz izvairīties no bieži sastopamām problēmām, izmantojot inteligentus sensorus DLI reāllaikā. Nepietiekams apgaismojums aizkavē augu attīstību, savukārt pārmērīgs apgaismojums vienkārši iznieko elektrību un var faktiski kaitēt augiem pārmērīgas eksponēšanas dēļ. Šo līdzsvaru pareizi ievērojot, siltumnīcu darbībā tiek panākts lielisks rezultāts.
Lai gan daži audzētāji izmanto aptuvenu pārveidojumu (1 μmol/m²/s ≈ 54 luksi baltajām LED), šai metodei ir būtiski trūkumi:
Nozares analīze parādīja, ka 500 luksi no rozā LED lampām nodrošina 72% vairāk lietojama PAR nekā tāds pats luksu rādījums no baltajām LED lampām, uzsvēpjot pārejas starp dažādiem avotiem konversiju neuzticamību.
Kvantu sensori ir izstrādāti specifiski, lai mērītu PAR un PPFD svarīgajā 400 līdz 700 nm viļņu garumu diapazonā, kurā augi faktiski reaģē uz gaismu. Atšķirībā no parastiem luksa metriem, kas darbojas, balstoties uz to, kā cilvēki redz lietas, šie īpašie sensori sniedz rādījumus, kas ir būtiski augu izaugsmei. Arī pērn veikts pētījums parādīja diezgan labus rezultātus — kad audzētāji izmantoja sistēmas, ko vadīja kvantu sensori, nevis paļāvās tikai uz luksa mērījumiem, to raža faktiski palielinājās par 18 procentiem. Tiem, kas pārvalda lielākas siltumnīcas ar vairākām zonām, kvantu sensoru savienošana ar kabeļiem ļauj vienlaikus pārbaudīt gan saulainas, gan ēnotas vietas. Tas palīdz uzturēt vienmērīgu apgaismojumu visā audzēšanas telpā, kas reāli ietekmē augu veselību un ražīgumu.
Kaut arī pamata digitālie lūksa mēri (<100 USD) ir pieejami vispārējiem apgaismes apstākļu pārbaudījumiem, to spektrālais novirzījums ierobežo hortikultūras precizitāti. Profesionāla līmeņa instrumenti nodrošina augstāku precizitāti un funkcionalitāti:
| Iezīme | Pamata lūksa mērs | Profesionāls instruments |
|---|---|---|
| Spektrālais diapazons | 400–700 nm (cilvēks) | 400–700 nm (augi) |
| Datu reģistrēšana | Ierobežotas | vairāk nekā 30 000 mērījumi |
| PPFD konvertācija | ±30 % kļūda | <±5 % kļūda |
Ljuksmetri darbojas diezgan labi, lai sekotu līdz, cik vienmērīgi ir gaisma dienas laikā, palīdzot izlemt, kad izvietot ēnojošus aizkariņus vai ieslēgt papildu gaismu. Kāda ir problēma? Šie ierīces nespēj noteikt noteiktas spektra daļas, kas ir svarīgas augu attīstībai, konkrēti tālos sarkanās gaismas viļņa garumus apmēram no 700 līdz 750 nanometriem un UV-A gaismu no 315 līdz 400 nm. Pētījumi pagājušogad parādīja, ka tomātu audzētāji, kuri balstījās tikai uz ljuksa rādījumiem, faktiski kļūdījās aptuveni par 22 procentiem, kas var novest pie tā, ka augi neattīstās tik labi, kā būtu iespējams. Lai nodrošinātu, ka lēmumi balstās uz precīziem datiem, ražotājiem kultūraugam dzīves cikla svarīgos posmos ir jāsalīdzina savu ljuksmetru rādījumi ar PAR mērījumiem.
Pilnībā paļauties tikai uz luksa mērījumiem var izraisīt problēmas ar fotosintēzi vērtīgām augu sugām, piemēram, kānepēm un odziņām, kurām ir nepieciešama laba ikdienas gaismas integrālā kontrole. Saskaņā ar pētījumu, kas pagājušajā gadā publicēts nozarē Horticultural Lighting, aptuveni viena trešdaļa audzētāju, kas turpināja izmantot tikai luksa mērus, nespēja nodrošināt svarīgos PPFD prasības ziedēšanas fāzē. Labāka stratēģija faktiski apvieno abas metodes. Audzētāji joprojām var izmantot luksa mērus, lai pārbaudītu, kā gaisma izkliedējas audzēšanas platībā, taču tiem būtu jāizmanto kvantu sensori, lai iegūtu precīzus rādījumus par faktisko spektru, kas nonāk līdz augiem. Šis sajauktais pieejas veids samazina elektroenerģijas izšķērdēšanu aptuveni par 19 procentiem, nekompromitējot ražu, ko iegūst novākšanas laikā.
Lai augi attīstītos labi, ir būtiski iegūt pareizo gaismas daudzumu, tāpēc audzētājiem jāpārbauda gan saules gaisma, gan papildu apgaismojums, ko viņi uzstāda. Ljuksa mērītāji var norādīt uz teritorijām, kurām trūkst pietiekama gaisma, taču šos rādījumus nedrīkst ņemt vērā bez izmeklēšanas. Piemēram, tomātu augiem patiešām nepieciešami aptuveni 200 līdz 400 mikromoli kvadrātmetrā sekundē attiecībā uz faktisko fotosintēzes aktīvo starojumu. Tikai ljuksa skaitļi šo informāciju pienācīgi neatspoguļo. Sensoru novietošana tuvu lapu augšanas zonai un blakus gaismas ierīcēm ir izšķiroša, lai noteiktu neregulāras apgaismojuma vietas. Pētījumi liecina, ka audzētāji, kuri to dara, parasti redz savu ražu samazināmies par 15% līdz 30% mazāk salīdzinājumā ar tiem, kas neuzrauga apgaismojumu rūpīgi, liecina 2023. gada Horticulture Lighting Group pētījums.
Precīza novērtējuma nodrošina trīs galveni faktori:
Temperatūras ekstremāli virs 30°C var izkropļot luksmetru rādījumus par 5–12%, tādēļ nepieciešama vides kompensācija. Mērījumu veikšana saullēktā, dienas vidū un saulrietā ļauj sekot DLI svārstībām, kas ietekmē fotosintēzes efektivitāti.
Automatizētas, mākonī savienotas sistēmas samazina cilvēka kļūdu par 64% salīdzinājumā ar manuālu reģistrāciju (Kontrolētas vides lauksaimniecības ziņojums, 2023). Liela mēroga darbībās vienmēr pārbaudiet pārnēsājamā mērītāja precizitāti, salīdzinot ar fiksētiem atskaites sensoriem.
Izvēlieties luksa mērītāju ar ±5% precizitāti un spektrālo jutīgumu, kas atbilst augu vajadzībām (400–700 nm). Modeļi ar IP65 klases aizsardzību ir noturīgi pret mitrumu un putekļiem, tādējādi piemēroti augsta mitruma videi. Pārliecinieties, ka ierīcei ir kosinusa korekcija, lai precīzi reģistrētu zemu leņķi gaismu agri no rīta un vēlu pēcpusdienā.
Metri, kas aprīkoti ar 10 000 datu reģistrētājiem, atbalsta tendenču analīzi par ikdienas gaismas integrāli visā audzēšanas ciklā. Pētījumi rāda, ka siltumnīcas, kas izmanto reģistrētas PPFD un luks korelācijas, sasniedz par 18% labāku ražas prognozējamību salīdzinājumā ar tām, kas balstās uz manuāliem ierakstiem.
Izvēlieties ierīces, kas reģistrē datus ik pēc vienas minūtes, lai noteiktu īslaicīgas ēnas no atveramām jumta konstrukcijām vai blakus esošajām būvēm. Tīklā savienotas ierīces nodrošina nekavējošus brīdinājumus, ja luka līmenis nokrītas ārpus optimālajām robežām — piemēram, zem 15 000–25 000 lukiem salātiem vai 30 000–40 000 lukiem tomātiem.
Atvienojami sensori ar 15 metru kabeļiem vienkāršo vairāku punktu uzraudzību plašās siltumnīcās. Divu sensoru konfigurācijas ļauj vienlaicīgi salīdzināt gaismas apstākļus virs augu vainaga un sakņu zonā, kas ir īpaši svarīgi slāņveida vertikālajos audzēšanas sistēmās.
Kāda ir PAR nozīme siltumnīcas apgaismojumā?
PAR (fotosintēzei aktīvā starojuma) ir svarīgs, jo tas attēlo to gaismas spektru (400–700 nm), ko augi izmanto fotosintēzei. Tas ir precīzāks mērs salīdzinājumā ar luksi, kas balstīts uz cilvēka redzi.
Vai luksmetrus var izmantot augu izaugsmē nepieciešamās gaismas mērīšanai?
Luksmetriem hortikultūras vajadzībām ir ierobežojumi, jo tie mēra gaismu, balstoties uz cilvēka uztveri, kas atšķiras no augu vajadzībām. Precīziem augiem saistītiem gaismas mērījumiem ir ieteicami kvantu sensori.
Kas ir DLI un kāpēc tas ir svarīgi?
Dienas gaismas integrālis (DLI) mēra dienā uzkrātā PAR daudzumu. Tas palīdz audzētājiem pielāgot apgaismojuma apstākļus augu vajadzībām, uzlabojot izaugsmi un enerģijas efektivitāti.
Kāpēc hortikultūrā luksmetrs var būt maldinošs?
Liksometri uzsver zaļo gaismu un palaiž garām būtiskas spektra daļas, piemēram, tālo sarkanās gaismas un UV-A starojumu, kas ir nozīmīgi augu attīstībai, tādējādi izraisot neprecīzas novērtējuma vērtības.
Kā kvantu sensori var būt noderīgi liela mēroga siltumnīcu darbībām?
Kvantu sensori nodrošina precīzus PAR un PPFD mērījumus, palīdzot uzturēt vienmērīgu apgaismojumu dažādās lielo siltumnīcu zonās, kas rezultātā uzlabo augu veselību un palielina ražu.
Mēs piedāvājam pilnu produktu dizaina risinājumu kompleksu. Avotfabrikas mērīšanas rīku zīme no 2011. Vai nepieciešama palīdzība? Sazinieties ar mūsu draudzīgo komandu jau šodien.
2. stāvs, Kangtian ēka, Fountāna zinātnes parks, Pingan iela, Pinghu novads, Longgang rajons, Šēnžens, Ķīna 518111
Autortiesības © 2025 Šēnženas FLUS Tehnoloģiju Kompānijas Ltd. Privātuma politika
EN
