Odległość między oświetleniem a roślinami

Fotony czynne fotosyntetycznie

W każdej dyskusji na temat oświetlenia do uprawy roślin absolutnie niezbędne jest zrozumienie, czym są fotony czynne fotosyntetycznie. Są to cząstki przenoszące energię, którą rośliny mogą faktycznie wykorzystać w procesie fotosyntezy, dzięki czemu uzyskują energię potrzebną do wzrostu i kwitnienia. Fotony te są emitowane głównie przez słońce oraz przez lampy do uprawy roślin przeznaczone do stosowania w zamkniętych pomieszczeniach — czyli dokładnie takie oświetlenie, o którym tutaj mówimy.

Im więcej fotonów czynnych fotosyntetycznie dociera do rośliny, tym więcej z nich może ona potencjalnie wykorzystać, a tym samym uzyskać więcej energii. Mówiąc najprościej, można stwierdzić, że im większa liczba fotonów czynnych fotosyntetycznie dociera do roślin, tym większy może być plon. Nie jest to jednak takie proste, ponieważ efektywność fotosyntezy zależy również od kilku innych czynników oprócz światła — takich jak temperatura, składniki odżywcze, stężenie dwutlenku węgla i inne parametry środowiskowe. Bez ich równowagi uzyskanie wyższych plonów po prostu nie będzie możliwe.

Więcej światła nie oznacza automatycznie większych plonów

Wielu growerów uważa, że im więcej światła zapewnią swoim roślinom, tym większe będą zbiory. Jednak jeśli naprawdę chcesz uzyskać lepsze plony i dodajesz tylko więcej światła, to tak jakbyś próbował upiec większy bochenek chleba, dodając więcej drożdży do przepisu, bez zwiększania ilości mąki, wody i innych składników, z których faktycznie powstaje chleb. Zwiększając tylko jeden element procesu fotosyntezy, zazwyczaj nie osiągniesz wyższych plonów.

Ilość fotonów aktywnych fotosyntetycznie emitowanych przez lampy do uprawy roślin jest bezpośrednio związana z mocą oprawy oświetleniowej. Mówiąc prościej, im mocniejsze światło, tym więcej fotonów wytwarza. Zależy to jednak również od długości fali tych fotonów. Na przykład wytworzenie fotonów o czerwonym spektrum wymaga mniej energii niż wytworzenie fotonów o niebieskim spektrum. Jeśli więc chcesz zaprojektować lampę o bardzo wysokiej wydajności na papierze, wystarczy użyć więcej czerwonych diod LED. Nie oznacza to jednak, że rośliny będą pod nią lepiej rosły

Dużą rolę odgrywa gęstość strumienia fotonów fotosyntetycznych (PPFD), która odzwierciedla rzeczywiste natężenie światła na poziomie baldachimu. Ruch fotonów w pomieszczeniu do uprawy można porównać do prysznica. Prysznic uwalnia określoną ilość wody, podobnie jak lampa do uprawy roślin emituje określoną liczbę fotonów (PPF). W pobliżu głowicy prysznicowej gęstość kropel wody jest najwyższa, podobnie w pobliżu źródła światła PPFD osiąga najwyższą wartość, co oznacza najwyższą gęstość fotonów aktywnych fotosyntetycznie.

Źródło światła emituje tę samą całkowitą liczbę fotonów niezależnie od odległości między światłem a roślinami. Dlaczego więc odległość ma jakiekolwiek znaczenie, skoro światło nie ma gdzie uciec, a wszystkie fotony powinny pozostać w pomieszczeniu do uprawy? Przy odpowiednio odbijających światło ścianach i dobrze wypełnionym roślinami pomieszczeniu do uprawy wszystkie fotony powinny ostatecznie trafić na rośliny, a różnica kilku centymetrów nie powinna mieć znaczenia. A może jednak powinna?

Jednorodność natężenia światła i widma światła

Kiedy patrzymy na duże komercyjne obiekty uprawne, może się wydawać, że odległość między światłami a roślinami nie ma większego znaczenia. Oprawy oświetleniowe są często zawieszone niezwykle wysoko nad koroną drzew. Jednak niezależnie od tego, kiedy dokonujemy pomiaru, zawsze uzyskamy wyższy PPFD w mniejszej odległości od światła niż w większej. Fizyka nie wybacza. Wyższy PPFD oznacza więcej energii dla roślin.

Fotony mogą odbijać się od ścian i wracać w kierunku roślin, ale część lub całość ich energii zamienia się w ciepło, gdy uderzają w obiekty inne niż liście. Im dalej światło znajduje się od roślin, tym większa jest szansa, że fotony trafią gdzie indziej, nie docierając do liści.

W uprawach komercyjnych intensywność jest ważna, ale musi iść w parze z jednorodnością. Celem producentów komercyjnych jest uzyskanie jak najbardziej jednolitej jakości kwiatów. Zwiększając odległość między lampami a roślinami, tracą one nieco na intensywności, ale zyskują znacznie bardziej równomierny rozkład światła na całym obszarze uprawy. Daje im to większą szansę na uzyskanie jednorodnych zbiorów, upraszcza przetwarzanie po zbiorach i pozwala oferować klientom stałą jakość. Odległość od światła może również w pewnym stopniu wpływać na morfologię roślin, chociaż podobny efekt można osiągnąć poprzez przyciemnienie świateł, co ma dodatkową zaletę w postaci oszczędności energii.

Jedną z często wymienianych zalet stosowania lamp LED do uprawy roślin jest to, że można je umieścić bardzo blisko roślin bez ryzyka poparzenia ich wierzchołków. Mimo to nie należy umieszczać lamp bliżej niż około 20 centymetrów. Za optymalną można uznać minimalną odległość około 30 centymetrów. Lampy do uprawy roślin zazwyczaj wykorzystują diody LED o różnych kolorach, które nie zawsze są równomiernie rozmieszczone na panelu, najczęściej dotyczy to diod o czerwonym spektrum.

Jeśli lampa jest umieszczona zbyt blisko roślin, spektrum wszystkich różnych diod nie ma wystarczającej przestrzeni, aby się odpowiednio wymieszać. W rezultacie można zacząć dostrzegać różne niepożądane oznaki niezrównoważonego spektrum światła w ramach baldachimu. W niektórych miejscach pędy mogą nadmiernie się rozciągać, podczas gdy w innych można zauważyć wybielenie lub blaknięcie na końcach kwiatów. Nieco większa odległość, nawet kosztem mniejszej intensywności, przyczynia się do bardziej równomiernego oświetlenia i lepszej jakości, lepiej wymieszanego spektrum światła w całym obszarze uprawy. Kilka centymetrów nie powinno mieć znaczenia. A może jednak powinno?

Jak uzyskać odpowiednią intensywność światła

Wybierając obecnie lampy do uprawy roślin (zarówno do użytku domowego, jak i komercyjnego) renomowani producenci i sprzedawcy powinni być w stanie poinformować, w jakiej odległości od roślin należy umieścić lampę, aby uzyskać wymagane natężenie promieniowania PPFD dla danej wielkości i warunków uprawy. Nie każdy jednak jest w stanie udzielić takich informacji, zwłaszcza w przypadku wszystkich rodzajów opraw oświetleniowych.

Istnieje niezliczona ilość wariantów wymiarów pomieszczeń do uprawy, a także rodzajów lamp, konstrukcji opraw oświetleniowych i klas mocy. Z tego powodu prawie niemożliwe jest zalecenie jednej uniwersalnej zasady dotyczącej wysokości, na jakiej należy zawiesić lampę. Najbardziej niezawodnym podejściem jest pomiar PPFD w konkretnych warunkach. Jednak spektrometry są stosunkowo drogie.

Bardziej dostępną opcją jest skorzystanie z jednej z dostępnych aplikacji mobilnych, takich jak Photone lub podobne narzędzie. Aby korzystać z nich w przypadku lamp do uprawy, trzeba uiścić opłatę w wysokości nieco poniżej 10 euro, co jest bardzo niewielką ceną za uzyskanie dość dokładnego wyniku. Dla porównania, niezawodny spektrometr zazwyczaj kosztuje co najmniej 400 euro, a najczęściej trzeba zapłacić około dwa razy więcej.

Praktyczne wskazówki

Dodam kilka praktycznych wskazówek specjalnie dla hodowców domowych. Jeśli będziesz się ich trzymać, naprawdę nie popełnisz błędu. Zacznę od małej przestrzeni uprawowej o wymiarach 60×60 cm. W przypadku tej wielkości użyłbym lampy LED do uprawy o minimalnej mocy 100 watów, najlepiej 130-150 watów, z opcją ściemniania. W tym przypadku optymalna odległość od roślin wynosi 30-40 cm. Taka konfiguracja zapewnia dość równomierny rozkład światła i wymaganą intensywność. Przy pełnej mocy PPFD wynosi zazwyczaj od 600 do 1000 μmol/m²/s, co jest wystarczające zarówno dla odmian wrażliwych na fotoperiod, jak i odmian automatycznie kwitnących.

W przypadku powierzchni uprawnej o wymiarach 80×80 cm wybrałbym lampę LED o mocy 150-250 W, z możliwością ściemniania. Również w tym przypadku optymalne wartości osiąga się zazwyczaj przy odległości 30-40 cm. Przy takich rozmiarach znaczenie ma również kształt oprawy oświetleniowej. Idealnie byłoby, gdyby lampa ściśle odpowiadała kształtowi obszaru uprawy lub składała się z co najmniej dwóch modułów, które po prawidłowym zawieszeniu równomiernie oświetlają przestrzeń. Jeśli używasz mniejszej, pojedynczej lampy umieszczonej w środku namiotu, intensywność światła często spada w kierunku krawędzi. Słabo oświetlone części roślin wytwarzają wtedy kwiaty niższej jakości, podczas gdy środek obszaru uprawy może otrzymywać zbyt dużo światła, więcej niż rośliny są w stanie faktycznie wykorzystać.

Przechodząc do przestrzeni uprawnej o wymiarach 100×100 cm, polecam lampę o mocy 200–400 watów. Sugerowana odległość zawieszenia wynosi tutaj 30-50 cm. Im mocniejsza lampa, tym dalej można ją umieścić.

Ogólnie rzecz biorąc, 30 cm to najkrótsza zalecana odległość, przy której intensywność i jednorodność światła są nadal dobrze zrównoważone. Jeśli zależy Ci na maksymalnych plonach, możesz użyć lamp o mocy 500 lub nawet 600 watów w przestrzeni o wymiarach 100×100 cm lub 120×120 cm. Aby osiągnąć optymalne połączenie intensywności i równomiernego pokrycia, lampę należy zawiesić w odległości około 40–70 cm.

Dobrym pomysłem jest utrzymywanie tych odległości przez cały cykl wzrostu. Jedynym wyjątkiem jest faza sadzonek, kiedy to można zawiesić lampę wyżej lub zmniejszyć jej moc. Osobiście przechodzę na pełną moc, gdy widzę, że wzrost roślin wyraźnie przyspieszył.

Przeczytaj na Soft Secrets także o:

Twoja własna roślina matka i klony

Czy oświetlenie dolne i międzyrzędowe poprawia plony konopi?

Sekret udanych plonów? Optymalny reżim wodny