Czy przeliczanie W/l ma sens?

Autor: AdamW, tłumaczenie na podstawie źródła: www.prirodni-akvarium.cz/en/index.php?id=en_par

Wat na litr versus PAR

Zanim przejdziemy do dyskusji na temat światła, pozwól mi na samym początku podkreślić absurdalność użycia jednostek W / l ( wat na litr) w odniesieniu do światła.

W czasach, gdy praktycznie jedynym źródłem światła dla akwariów były T12 rury, ktoś postanowił, że będzie korzystać z wata na litr (lub wata na galon). Wśród laików ten pomysł chwycił i wielu akwarystów używa go do dziś. Ta metoda określania ilości światła w oparciu o założenie, że światło może być dodawane do akwarium w ten sam sposób, jako nawóz . Jeśli dodać 1 łyżeczkę watów do zbiornika, mamy XW koncentrację/ l światła (w podobny sposób, jak gdybyśmy dodać 1 łyżeczkę KNO3 do zbiornika. Jednak światło jest niechemiczne. Stosowanie jednostek W / L jest mylące i w większości przypadków zupełnie bezcelowe . Można to udowodnić na kilku przykładach:

Przykład nr 1:

Załóżmy, że mamy dwa 80L akwaria, a nad nimi są 40W lampy T12 (0,4 W / l) . Pierwszy zbiornik ma 30 cm, podczas gdy drugi zbiornik ma 40 cm wysokości. Jeśli lampy znajdują się tuż nad zbiornikami ,światło w drugim zbiorniku jest około 10 cm (33 %) z dala od podłoża. Ponieważ natężenie światła zmniejsza się wraz z kwadratem odległości,mierzonej na podłożu, w drugim zbiorniku osiągnie około 56 % intensywności przy podłożu w stosunku do pierwszego.

Przykład nr 2:

Załóżmy, że mamy dwa identyczne zbiorniki i świecą dwie 40W lampy T12 . W pierwszym zbiorniku światło jest umieszczone bezpośrednio na zbiorniku, a na drugim zbiorniku są zawieszone na wysokości 30 cm powyżej szczytu zbiornika. Tutaj znowu mierzymy zupełnie różne wyniki w natężeniu światła . Natężenie światła świetlówek zawieszony 30 cm nad zbiornikiem osiągnie około 32% natężenia światła mierzonego w pierwszym zbiorniku.

Przykład nr 3:

Załóżmy, że mamy dwa równie duże zbiorniki - pierwszy jest oświetlony 40W T5 , drugi zbiornik jest oświetlony przez 40W z T12 . Każdy, kto miał okazję spojrzeć na te światła wie, że T5HO świetlówki są dużo jaśniejsze i na tej samej odległości dają znacznie więcej światła niż lampy T12

Teraz mam nadzieję , że to jasne dla każdego , że jednostki " W / L " są absolutnie bezużyteczne !

PAR versus Lux

Natężenie światła jest zazwyczaj mierzona w jednostkach " lux" . Jednostki te wskazują jednak, intensywność odczuwaną przez ludzkie oko . W przeciwieństwie do jednostki "PAR", która oznacza intensywność, postrzeganą przez rośliny . PAR jest skrótem frazy "promieniowania fotosyntetyczne aktywne" . To promieniowanie (światło), jest wykorzystywane przez rośliny do fotosyntezy i jest wyrażone w jednostkach µmol.m2.s. Jeden PAR zatem odpowiada jednej milionowej mol fotonów padających na 1 m2 na sekundę.

Ludzkie oczy widzą bardzo dobrze żółty i zielony region widma światła, a słabo czerwony i niebieski obszar widma. Rośliny, z drugiej strony, są bardzo wrażliwe na czerwone i niebieskie części widma (większość z tych kolorów pochłaniają), i mniej wrażliwe na żółte i zielone części widma (tj. kolory te odzwierciedlają one) . Jest to również powód, dla którego większość roślin jest zielona lub żółta, bowiem ludzkie oko dostrzega ten kolor, który nie został pochłonięty, tylko ten który został odbity i dociera do naszych oczu.

PAR vs PUR

PAR = "Fotosyntetyczne aktywne promieniowanie".

PUR = "Fotosyntetyczne użyteczne promieniowanie".

Jaka jest różnica? PAR polega na promieniowaniu o długości fali 400-700 nm (fiolet, niebieski, zielony, żółty, czerwony). PUR zawiera tylko promieniowania o długości fali 400-550 nm (fioletowy , niebieski) + 620 do 700 nm (czerwony); PUR brakuje zatem promieniowania w zakresie długości fali 550-620 nm (żółty , zielony). Zasadniczo można zatem powiedzieć, że PAR wskazuje pełne spektrum promieniowania, natomiast PUR oznacza jedynie wybraną część (bez widma żółto-zielonym). Część = która jest aktywnie wykorzystywana przez rośliny w procesie fotosyntezy. Wiadomo, że rośliny wykorzystują do fotosyntezy najczęściej tylko fioletowe, niebieskie i czerwone spektrum. Żółte i zielone spektrum światła jest rzadko używane przez rośliny.

Dlatego zaczęto produkować specjalne oświetlenie zaprojektowane specjalnie dla akwarium, który emituje tylko "przydatne" światło (fiolet, niebieski i czerwony). Największa wadą tego nowego typu oświetlenia jest jego cena. Ten rodzaj światła jest 4 do 10 razy droższy od zwykłego oświetlenia z pełnym spektrum. Więc pytanie, czy wysoka cena tych specjalnych żarówek naprawdę się opłaca ?

Załóżmy, że mamy dwa rodzaje oświetlenia (lampa fluorescencyjna # 1 i # 2) . Opierając się na analizie spektrograficznej (kolor = analiza widma) okazuje się, że:

• Lampa 1 posiada spektrum 50 % światła fioletowo - niebiesko - czerwone i 50% w zakresie widma żółto-zielonym, czyli stosunek 50:50%
• Lampa 2 natomiast stosunek widm ma rozłożony 80:20 %

Następnie przy użyciu miernika PAR mierzymy świetlówki # 1 ma 100 umol par, podczas gdy lampa 2 tylko 80 umol PAR . Możemy wyciągnąć następujący wniosek: Na pierwszy rzut oka może się wydawać, że rura 1 ma wyższy PAR (100 mmol ), a zatem jest lepsza niż rura 2 (80 mmol) . Jednakże, na podstawie spektralnej analizy stwierdzono, że z pierwszych roślin rur wykorzystać tylko 50 % światła (PAR 50 mmol), a z drugiej rury będą wykorzystywać 80 % światła (PAR 64 mmol). Więc teraz jest jasne, że choć druga rura emituje mniej światła (tylko 80 umol PAR) i pozornie wydaje się być gorsza od pierwszej rury (100 umol PAR), w rzeczywistości, daje bardziej "użyteczne" światło, bardziej wydajne dla roślin.

PUR (w przeciwieństwie do PAR) nie może być bezpośrednio zmierzone - może być obliczone. PUR może być obliczone w zasadzie tylko przez procent każdego koloru w obserwowanym spektrum światła, a stamtąd możemy sztucznie obliczyć, ile % przypada na fioletowe, niebieskie i czerwone widmo, a ile na żółte i zielone. Pociąga to za sobą szereg problemów.

Wykresy z których sztucznie obliczono PUR, są często dość bezkrytycznie zapożyczone od producentów. Niezaprzeczalny fakt jest też taki, iż PAR spada wraz z odległością. Nie ma żadnych badań naukowych, które objęłyby wpływ odległości od źródła światła do składu widmowego światła. Fakt jest taki, że gdy światło przenika wodę, to jest wchłaniane i z każdej długości fali szybkość wchłaniania jest inna. Wynika z tego, że w różnych głębokościach widmowy skład światła będzie się zmieniać. Tak więc w celu prawidłowego obliczenia PUR, musielibyśmy wziąć pod uwagę odległość od źródła światła, również (co nikt nie robi) . Moim celem jest, aby podkreślić, że pomiar PUR (czyli użyteczne promieniowanie) nie jest niczym prostym.

Każdy, kto jest zdecydowany przejść skomplikowany (i bardzo zawodny) sposób wyliczania PUR, musi uświadomić sobie, że każda roślina (i mamy prawdopodobnie około 300 do 400 gatunków roślin) najprawdopodobniej ma różne zapotrzebowanie na światło (i jego skład widmowy również). Po tym wszystkim, nie wszystkie rośliny są zielone, niektóre są czerwone, niektóre są pomarańczowe ... Każda roślina ma inny odcień koloru. Oczywiście wpływa to wynikające stąd zapotrzebowanie na światło. Chociaż możemy dość skomplikowanie obliczyć wartości PUR, nie musi to oznaczać zadowalających efektów.

Liczne badania naukowe badające wymagania niektórych roślin wodnych na światło, były przeprowadzane w jednostkach PA. Nie było pomiarów wykonanych w jednostkach PUR ! Oznacza to, że wiemy, całkiem pewnie, ile PAR rośliny potrzebują w konkretnej sytuacji i możemy zmierzyć te wartości również przy użyciu miernika PAR, w dowolnym miejscu w akwarium. Każdy, kto chce korzystać z jednostek PUR powinien zadać sobie pytanie, czym właściwie są te jednostki? Jest oczywiście możliwe, że rośliny mogą wykorzystywać promieniowanie PUR o wiele lepiej niż promieniowanie PAR. Z drugiej strony, dokładna wartość PUR jest bardzo trudna do obliczenia, co znacznie dewaluuje swoje znaczenie, nawet jeśli udało się przynajmniej w przybliżeniu obliczyć, nie będziemy wiedzieć, czy to dużo czy mało dla roślin (bo nie mamy żadnych tabei porównawczych) .

Inna sprawa, że podczas gdy żółte i zielone widmo nie jest tak wykorzystywane przez rośliny do fotosyntezy, nikt nie udowodnił, że całkowity brak tych widm nie ma negatywnego wpływu na rośliny . Ponadto, nawet jeśli brak tych widm nie przeszkadza roślinom, to może niepokoić inne organizmy wodne żyjące w symbiozie z roślinami, które mogą mieć pośredni wpływ na rośliny.

Liczne badania naukowe pokazują iż wszystkie pomiary zostały przeprowadzone w jednostkach jimoli PAR. Jeszcze nigdy nie było badań w jednostkach PUR ! Oznacza to, że wiemy, całkiem pewnie, ile PAR rośliny potrzebują w konkretnej sytuacji i możemy zmierzyć te wartości również przy użyciu miernika PAR, w dowolnym miejscu w akwarium. Jest oczywiście możliwe, że rośliny mogą wykorzystywać promieniowanie PUR o wiele lepiej niż promieniowanie PAR ale z drugiej strony ,dokładna wartość PUR jest bardzo trudna do obliczenia, co znacznie dewaluuje swoje znaczenie. Nawet jeśli udało się przynajmniej w przybliżeniu obliczyć, nie będziemy wiedzieć, czy to dużo czy mało dla roślin (bo nie mamy żadnych tabeli porównawczych) .

Jak i co mierzyć ?

Natężenie światła maleje wraz z odległością od źródła , więc rośliny na dole (np. młode rośliny , nowe pędy lub "dywan") będą miały znacznie mniej światła niż dojrzałe rośliny, których szczyty sięgają do powierzchni . Ponadto natężenie światła szybko spada z wysokością przeszkód (np. ze względu na zacienienie przez inne rośliny lub przedmioty) . Wszystko to należy wziąć pod uwagę podczas wybierania odpowiedniego oświetlenia lub badanie wpływu światła na wzrost roślin.

Dziś wiemy, że odpowiednia ilość światła (mierzona w jednostkach PAR na podłożu ), co pozwala na wzrost praktycznie wszystkich roślin wodnych, wynosi około 40-50 µmol.m2.s. Dobrze jest także, aby wiedzieć, że gdy źródło światła znajduje się bezpośrednio nad powierzchnią wody, różnica między intensywnością światła na powierzchni a na dole jest znacznie większa, niż wtedy, gdy źródło światła jest wyżej nad powierzchnią . Z tego powodu , tak , że różnice w intensywności światła w kierunku od dna do powierzchni nie były tak duże, to zaleca się aby umieścić źródło światła około 10-20 " ( 30-60 cm ) ponad poziomem wody.

Zebrane dane pomiaru natężenia światła

Zalecana odległość od światła od powierzchni wody (firma ADA - oświetlenie ADA) :

• 10 " (25 cm) = Akwaria obsadzone głównie z roślin, które mają szybki metabolizm (Glossostigma, Riccia, Ludwigia, Rotala itp.)
• 15 " (38 cm) = zbiorniki wykorzystujące standardowe uprawy roślin (heliophile w środku , inne na boki)
• 20 " (50 cm) = Akwaria obsadzone głównie z roślin, które mają powolny metabolizm (Microsorium, Bolbitis, Anubias, Cryptocorine itp.)

Po dodaniu do wysokości słupa wody (zazwyczaj 20 " czyli 50 cm) do powyższych liczb, odległość świateł od podłoża w standardzie (styl ADA) to około 35" (90 cm).

Według badań Toma Barra, na podstawie badań wielu innych hobbystów wartość 28-35 PAR jimoli (mierzone na podłożu) jest wystarczająca dla wiekszości roślin akwariowych (dla roślin trawnikowych 50-60 µmol PAR). W każdym razie odpowiednia ilość natężenia światła zależy w dużym stopniu od poziomu CO2. Jeśli masz wystarczająco dużo CO2, nie trzeba tak dużo światła. Jest bardzo delikatna równowaga pomiędzy światłem i CO2.

Rodzaje zbiorników na podstawie natężenia światła (mierzonego przy podłożu ) :

• 10-40 PAR umol (nadaje się do roślin oświetleniowych : mchy, paprocie, Anubias)
• 40-80 PAR umol nadaje się do high - światła › wymaga koncentracji CO2 o około 30 mg / L *)
• 80-120 PAR umol (odpowiednie dla glonów)

* Przy założeniu odpowiedniej podaży innych składników odżywczych.

Dla większości zbiorników wydaje się być wystarczające , aby 40-50 PAR umol ( średnie światło) na podłożu . Oczywiście wartość par będzie się zwiększać wraz ze wzrostem odległości od dna do powierzchni wody. Więc wierzchołki roślin otrzymają więcej światła › może około 100-140 umol PAR .


Komentarz autora:

Nie jest moim celem namawianie kogokolwiek do zakupu miernika PAR i zabawy z nim, bo sam uważam to za podejście bezsensowne, zresztą w omawianym artykule minusy są dość jasno opisane (wyliczenie PUR jest kłopotliwe a samo PAR niczego nie załatwia). Jednak fakt jest faktem i sama wiedza, że w/l to także bezsens jest ważna, bo przykładowo można mieć 150 W pięknej lampy z widmem zielonym i narzekać na powolny wzrost i można 150 W w świetlówkach z odbłyśnikami o wysokim PUR/PAR i płakać nad zaglonionym akwarium, a to jeden z wielu przykładów.

Autor: AdamW