La quantità di luce ha la precedenza sulla qualità della luce. Questo principio è di fondamentale importanza, poiché riguarda una serie di questioni nella ricerca sperimentale bio-ottica e nell'industrializzazione della tecnologia spettrale.
1. Cos'è la quantità di luce?
La quantità di luce si riferisce alla densità del flusso di fotoni fotosintetici (PPFD). Per l'illuminazione artificiale delle piante, la quantità di luce indica la quantità di PPF per metro quadrato incidente su un piano specifico della pianta (ad esempio, la chioma della pianta).
PPFD rappresenta la densità molare dei fotoni disponibili per la fotosintesi sulla superficie illuminata, misurata in μmol/m²·s.
Molti equiparano erroneamente la quantità di luce all'intensità della luce (intensità della luce), compresi alcuni standard nella tecnologia della luce per la coltivazione delle piante.
Per affermare subito la conclusione: la quantità di luce non equivale all’intensità della luce, né è la stessa cosa dell’illuminamento.
In fotometria, l'intensità luminosa è definita come l'intensità della luce emessa da una sorgente puntiforme in una data direzione, indicata dal simbolo I. È uguale al flusso luminoso emesso dalla sorgente puntiforme per unità di angolo solido in quella direzione, misurato in candele (cd), dove 1 cd=1 lm/sr.
Considerando le unità fisiche di intensità luminosa e illuminamento, la quantità di luce non ha alcuna relazione con nessuno dei due.
Perché la quantità di luce viene spesso fraintesa come intensità luminosa è una questione intrigante.
Innanzitutto, l’inglese non ha un termine distinto per “quantità di luce”. Negli articoli di ricerca nazionali e internazionali sull'illuminazione degli impianti, espressioni come "intensità luminosa" o semplicemente "intensità" vengono spesso utilizzate per descrivere la quantità di luce. In secondo luogo, intuitivamente, la quantità di luce porta con sé un effetto di densità fotonica, rendendola facile da associare all’intensità luminosa.
Ecco due punti chiave per comprendere la quantità di luce: è uno scambio di energia e manca l'effetto coseno.
2. La quantità di luce ha un intervallo di lunghezze d'onda rigorosamente definito
L'intervallo di lunghezze d'onda per la quantità di luce è 400-700 nm. La terminologia accurata si riferisce alla quantità di luce PAR.
La luce ultravioletta e quella rossa lontana-non dispongono di misurazioni PPFD, ma l'energia assorbita dalle piante-può essere calcolata utilizzando la densità del flusso fotonico (PFD).
3. Idee sbagliate sull'efficienza fotosintetica e sulla quantità di luce
Se la quantità di luce PAR è divisa in bande blu, verdi e rosse, l’efficienza fotosintetica differisce tra queste bande. Le bande rosse e blu mostrano un'efficienza significativamente più elevata rispetto alla banda verde. Tuttavia, la quantità di luce è spesso espressa come:
Quantità leggera=Quantità leggera blu + Quantità leggera verde + Quantità leggera rossa
Per due spettri con quantità di luce identiche (ad esempio, bianco + rosso vs. rosso-blu), lo spettro rosso-blu raggiunge un'efficienza fotosintetica maggiore rispetto alla combinazione bianco-rosso.
Perluci di coltivazione a LED a spettro completo-in serraapplicazioni, la necessità dello spettro della luce verde richiede una considerazione basata sull'efficienza/potenza fotosintetica.
Quando si calcola l’intensità della luce solare, gli algoritmi ponderati sono essenziali. Non utilizzare mai valori SPD grezzi derivanti dalla luce solare per i calcoli, poiché i dati non ponderati portano a un consumo energetico eccessivo nella progettazione dello spettro luminoso delle piante.
4. Relazione tra quantità e qualità della luce
Quantità leggera=Quantità leggera blu + Quantità leggera verde + Quantità leggera rossa
Qualità della luce=Quantità di luce rossa/Quantità di luce blu
Le due equazioni precedenti chiariscono la relazione tra quantità e qualità della luce. L’efficienza fotosintetica è correlata principalmente alla qualità della luce.
La qualità della luce non è una proprietà intrinseca della sorgente luminosa stessa, ma piuttosto un attributo della pianta, mentre la quantità di luce è una proprietà della sorgente luminosa.
Qualcuno ha considerato che se si potesse misurare la qualità e la quantità della luce solare, si potrebbe ottenere anche la sua PPF?
5. Meccanismo di elevata quantità di luce che maschera la qualità della luce
La qualità della luce è correlata all’efficienza di assorbimento delle foglie, mentre l’assorbimento totale di energia luminosa da parte delle piante è correlato alla quantità di luce. Ciò spiega perché la quantità di luce ha la precedenza sulla qualità della luce: nonostante la scarsa qualità della luce, la luce solare non compromette l'efficienza fotosintetica delle piante. Il motivo è che la fotosintesi all’interno delle foglie delle piante produce esclusivamente zuccheri. Finché la quantità di luce genera una quantità di zuccheri sufficiente a soddisfare i bisogni delle piante, l’impatto della qualità della luce diminuisce.
Per l'illuminazione artificiale, la quantità di luce è proporzionale al consumo energetico, ovvero è direttamente correlata ai costi di coltivazione. Le applicazioni di illuminazione artificiale dovrebbero ridurre al minimo la quantità di luce mantenendo una qualità della luce adeguata.
Quantità di luce rispetto alla qualità della luce, quantità di luce rispetto al costo, spettro rispetto all'ambiente di coltivazione, quantità di luce rispetto al metodo di illuminazione-tutte le considerazioni condividono un unico obiettivo: ridurre il consumo di energia per la coltivazione.
In poche parole, la quantità di luce si riferisce al "numero di fotoni" che le piante possono effettivamente utilizzare per la fotosintesi-definita tecnicamente PPFD (fotofotoni per metro quadrato al secondo). Ciò differisce dai termini comunemente usati "intensità della luce" o "luminosità".
6. Questo ci porta alle luci progressive a LED.
Nella coltivazione in serra e indoor non possiamo semplicemente "diffondere la luce" come fa il sole. Dobbiamo quindi essere più precisi:
1. La quantità di luce deve essere sufficiente, ma non impilata in modo casuale-richiede un controllo preciso;
2. La qualità della luce deve essere adeguata per massimizzare l'efficienza per unità di luce.
3. È necessario considerare i costi-non possiamo perseguire effetti a scapito del consumo di energia.
JT Grow Light offre notevoli vantaggi a questo riguardo:
1) Progettazione spettrale sofisticata-che va oltre le semplicistiche formule "rosso+blu" per creare soluzioni basate su test sugli impianti-nel mondo reale e dati convalidati;
2) Chip LED ad alta-efficienza abbinati a strutture ottiche professionali, che garantiscono un rendimento PPFD più elevato con un consumo energetico equivalente;
3) I nostri prodotti si adattano a diversi scenari-serre, spazi interni e coltivazione di cannabis-con servizi spettrali personalizzabili per applicazioni comeluci di coltivazione per piante a LED commercialiEluci di coltivazione supplementari per serra.
JT Technology continua a portare avanti la ricerca spettrale. Ogni nuova scoperta spettrale rappresenta l'innovazione in questo mercato-dell'oceano blu, guidando sia il progresso tecnologico che la differenziazione del mercato. Il mercato dell’illuminazione degli impianti crescerà esponenzialmente con la diminuzione dei costi dell’elettricità.
