كمية الضوء لها الأسبقية على نوعية الضوء. يعد هذا المبدأ ذا أهمية قصوى، لأنه يتعلق بسلسلة من القضايا في مجال الأبحاث التجريبية البصرية الحيوية- وتصنيع التكنولوجيا الطيفية.
1. ما هي كمية الضوء؟
تشير كمية الضوء إلى كثافة تدفق الفوتون الضوئي (PPFD). بالنسبة لإضاءة النباتات الاصطناعية، تشير كمية الضوء إلى كمية PPF لكل متر مربع تقع على مستوى معين من النبات (على سبيل المثال، مظلة النبات).
يمثل PPFD كثافة الفوتون المولية المتاحة لعملية التمثيل الضوئي على السطح المضاء، ويتم قياسها بـ μmol/m²·s.
يساوي الكثيرون عن طريق الخطأ كمية الضوء مع شدة الضوء (شدة الضوء)، بما في ذلك معايير معينة في تكنولوجيا نمو النباتات الضوئية.
لتوضيح الاستنتاج مقدمًا: كمية الضوء لا تعادل شدة الضوء، ولا هي نفس الإضاءة.
في القياس الضوئي، يتم تعريف شدة الضوء على أنها قوة الضوء المنبعث من مصدر نقطي في اتجاه معين، ويشار إليه بالرمز I. وهي تساوي التدفق الضوئي المنبعث من المصدر النقطي لكل وحدة زاوية صلبة في ذلك الاتجاه، وتقاس بالشمعة (cd)، حيث 1 cd=1 lm/sr.
وبالنظر إلى الوحدات الفيزيائية لشدة الضوء والإضاءة، فإن كمية الضوء لا علاقة لها بأي منهما.
لماذا يساء فهم كمية الضوء في كثير من الأحيان على أنها شدة الإضاءة هو سؤال مثير للاهتمام.
أولاً، تفتقر اللغة الإنجليزية إلى المصطلح المميز الذي يعني "الكمية الخفيفة". في الأبحاث المحلية والعالمية المتعلقة بإضاءة النباتات، تُستخدم تعبيرات مثل "شدة الضوء" أو ببساطة "الشدة" بشكل متكرر لوصف كمية الضوء. ثانيًا، بشكل بديهي، تحمل كمية الضوء تأثير كثافة الفوتون، مما يجعل من السهل ربطها بكثافة الإضاءة.
فيما يلي نقطتان أساسيتان لفهم كمية الضوء: إنها تبادل للطاقة، وهي تفتقر إلى تأثير جيب التمام.
2. كمية الضوء لديها نطاق طول موجي محدد بدقة
نطاق الطول الموجي لكمية الضوء هو 400-700nm. تشير المصطلحات الدقيقة إلى كمية الضوء PAR.
يفتقر الضوء فوق البنفسجي والأحمر البعيد- إلى قياسات PPFD، ولكن يمكن حساب الطاقة التي يمتصها النبات-باستخدام كثافة تدفق الفوتون (PFD).
3. معتقدات خاطئة حول كفاءة التمثيل الضوئي وكمية الضوء
إذا تم تقسيم كمية الضوء PAR إلى نطاقات زرقاء وخضراء وحمراء، فإن كفاءة التمثيل الضوئي تختلف عبر هذه النطاقات. تظهر النطاقات الحمراء والزرقاء كفاءة أعلى بكثير من النطاق الأخضر. ومع ذلك، غالبًا ما يتم التعبير عن الكمية الخفيفة على النحو التالي:
كمية الضوء=كمية الضوء الأزرق + كمية الضوء الأخضر + كمية الضوء الأحمر
بالنسبة إلى طيفين لهما كميات ضوئية متطابقة (على سبيل المثال، أبيض + أحمر مقابل طيف أحمر-أزرق)، يحقق الطيف الأحمر-الأزرق كفاءة تمثيل ضوئي أعلى من مجموعة اللون الأحمر-الأبيض.
لمصابيح LED للزراعة-كاملة الطيف في الدفيئةالتطبيقات، تتطلب ضرورة طيف الضوء الأخضر النظر على أساس كفاءة / قوة التمثيل الضوئي.
عند حساب شدة ضوء الشمس، تعد الخوارزميات المرجحة ضرورية. لا تستخدم أبدًا قيم SPD الخام من ضوء الشمس لإجراء العمليات الحسابية، حيث أن البيانات غير الموزونة تؤدي إلى استهلاك مفرط للطاقة في تصميم طيف ضوء النبات.
4. العلاقة بين كمية الضوء والجودة
كمية الضوء=كمية الضوء الأزرق + كمية الضوء الأخضر + كمية الضوء الأحمر
جودة الضوء=كمية الضوء الأحمر / كمية الضوء الأزرق
توضح المعادلتان أعلاه العلاقة بين كمية الضوء ونوعيته. ترتبط كفاءة التمثيل الضوئي في المقام الأول بجودة الضوء.
جودة الضوء ليست خاصية متأصلة في مصدر الضوء نفسه، بل هي خاصية نباتية، في حين أن كمية الضوء هي خاصية مصدر الضوء.
هل اعتبر أحد أنه إذا كان من الممكن قياس جودة ضوء ضوء الشمس وكميته، فهل يمكن أيضًا الحصول على PPF الخاص به؟
5. آلية ارتفاع كمية الضوء اخفاء جودة الضوء
ترتبط جودة الضوء بكفاءة امتصاص الأوراق، بينما يرتبط إجمالي امتصاص النباتات للطاقة الضوئية بكمية الضوء. وهذا ما يفسر لماذا تأخذ كمية الضوء الأسبقية على جودة الضوء: على الرغم من ضعف جودة ضوء ضوء الشمس، إلا أنها لا تضعف كفاءة التمثيل الضوئي في النباتات. والسبب هو أن عملية التمثيل الضوئي داخل أوراق النبات تنتج السكريات فقط. وطالما يتم توليد سكريات كافية بكمية خفيفة لتلبية احتياجات النبات، فإن تأثير جودة الضوء يتضاءل.
بالنسبة للإضاءة الاصطناعية، تتناسب كمية الضوء مع استهلاك الطاقة، مما يعني أنها ترتبط بشكل مباشر بتكاليف الزراعة. يجب أن تقلل تطبيقات الإضاءة الاصطناعية من كمية الضوء مع الحفاظ على جودة الإضاءة المناسبة.
كمية الضوء مقابل جودة الضوء، وكمية الضوء مقابل التكلفة، والطيف مقابل بيئة الزراعة، وكمية الضوء مقابل طريقة الإضاءة-جميع الاعتبارات تشترك في هدف واحد: تقليل استهلاك الطاقة الزراعية.
ببساطة، تشير كمية الضوء إلى "عدد الفوتونات" التي يمكن للنباتات استخدامها فعليًا في عملية التمثيل الضوئي-والتي يطلق عليها تقنيًا PPFD (فوتونات ضوئية لكل متر مربع في الثانية). وهذا يختلف عن المصطلحين الشائعين "شدة الضوء" أو "السطوع".
6. يقودنا هذا إلى مصابيح LED للنمو.
في البيوت المحمية والزراعة الداخلية، لا يمكننا ببساطة أن "نثر الضوء" كما تفعل الشمس. لذلك يجب أن نكون أكثر دقة:
1. يجب أن تكون الكمية الخفيفة كافية، ولكن ليست مجمعة بشكل عشوائي-فهي تتطلب تحكمًا دقيقًا؛
2. يجب أن تكون جودة الضوء مناسبة لتحقيق أقصى قدر من الكفاءة لكل وحدة ضوء.
3. يجب أخذ التكلفة بعين الاعتبار-لا يمكننا متابعة التأثيرات على حساب استهلاك الطاقة.
تقدم JT Grow Light مزايا مميزة في هذا الصدد:
1) تصميم طيفي متطور- يتجاوز الصيغ المبسطة "الأحمر + الأزرق" لإنشاء حلول تعتمد على -اختبارات نباتية عالمية حقيقية وبيانات تم التحقق من صحتها؛
2) شرائح LED عالية الكفاءة- مقترنة بهياكل بصرية احترافية، مما يضمن إنتاج PPFD أعلى عند استهلاك طاقة مكافئ؛
3) تناسب منتجاتنا سيناريوهات متنوعة-الصوبات الزراعية والمساحات الداخلية وزراعة القنب-مع خدمات طيفية قابلة للتخصيص لتطبيقات مثلأضواء نمو النباتات LED التجاريةوأضواء النمو الإضافية المسببة للاحتباس الحراري.
تواصل JT Technology تطوير الأبحاث الطيفية. يمثل كل اكتشاف طيفي جديد ابتكارًا في سوق المحيط الأزرق-هذا، مما يؤدي إلى التقدم التكنولوجي والتميز في السوق. سوف ينمو سوق إضاءة المصانع بشكل كبير مع انخفاض تكاليف الكهرباء.
