Większość ludzi pod pojęciem światła rozumie przeciwieństwo ciemności, ponieważ w świetle widzimy ludzi, zwierzęta, przedmioty – po prostu widzimy. Jednak światło to dużo bardziej złożony element i różne organizmy postrzegają je w różny sposób – w zależności od długości fali. Światło, które ludzie postrzegają jako bardzo intensywne, inne organizmy mogą widzieć jako niewyraźne szarości, a z drugiej strony światło praktycznie niedostrzegane przez ludzkie oko dla innych organizmów może być wręcz oślepiające. W przyrodzie zawsze możemy polegać na najbardziej wydajnym źródle światła, emitującym promieniowanie elektromagnetyczne o szerokim spektrum, które zadowoli wszystkie organizmy – Słońcu. Jednakże hodowcy roślin pod sztucznym oświetleniem są skazani na dostępne źródła światła, które emitują tylko światło w określonych zakresach długości fali. Teraz dochodzimy do zasadniczej kwestii naszego badania. Jaka jest różnica w postrzeganiu światła przez ludzi i rośliny? Jakie źródło światła i w jakich warunkach zapewni roślinom takie światło, które będzie mieć najlepszy wpływ na ich wzrost i kwitnienie? Czy źródło światła to jedyny element, wpływający na ilość światła działającą na rośliny? Czy duże znaczenie ma odległość rośliny od źródła światła? Aby odpowiedzieć na wszystkie te pytania, należy najpierw zrozumieć istotę światła jako promieniowania elektromagnetycznego. A więc światło skrywa przed nami swoje tajemnice. Spróbujmy je nieco lepiej naświetlić. 

Światło, człowiek i rośliny

Promieniowanie elektromagnetyczne dzieli się na poszczególne rodzaje, w zależności od długości fali i zaczyna się od promieniowania gamma (najmniejsza długość fali) i kończy na falach radiowych. W tym szerokim spektrum znajduje się między innymi tzw. światło widzialne, którego długość fali wynosi od 400-750 nm – innymi słowy jest to światło, o które nam chodzi. Światło widzialne jest równie ważne dla ludzi i dla roślin. Różnica jest w dwóch czynnikach. Pierwszy z nich to fakt, że ludzie postrzegają światło oczami, natomiast rośliny za pomocą całego ciała. Po prostu – człowiek widzi światło oczami, a roślina za pomocą receptorów w liściach, łodygach i kwiatach. Druga, i znacznie bardziej istotna różnica polega na tym, że rośliny są bardziej wrażliwe na światło o innej długości fali. Lepiej jest to przedstawione na rysunku.
 
Wykres łatwo i zrozumiale wskazuje, że ludzkie oko jest najbardziej wrażliwe na światło o długości fali, na którą rośliny wykazują najmniejszą wrażliwość. Światło, które rośliny dostrzegają najbardziej intensywnie nazywane jest Promieniowaniem Aktywnym Fotosyntetycznie (FAR) – światło, które rośliny wykorzystują do fotosyntezy, a więc do wzrostu i kwitnienia. Jest to bardzo ważna informacja. Większość źródeł światła jest skonstruowana z myślą o oku ludzkim i emituje bardzo mało światła o długości fali FAR. Podobny problem pojawia się w przypadku instrumentów fotometrycznych. Są one projektowane w taki sposób, aby mierzyły światło podobnie jak ludzkie oko. A więc jeśli włączysz żarówkę i będziesz mierzyć natężenie emitowanego światła za pomocą standardowego luksometru, otrzymasz wartości odpowiednie dla ludzkiego oka. To dość logiczne, ale niezbyt dokładne z punktu widzenia uprawy roślin.

Podawane parametry źródeł światła

Jako że uprawa roślin pod sztucznym oświetleniem nie jest żadną nowością, mamy sposobność nabycia źródeł światła, które zaspokajają potrzeby roślin dużo lepiej niż standardowa żarówka, którą można sobie zapalić przy czytaniu tego artykułu. Najczęstszym typem źródeł światła do uprawy roślin są obecnie wciąż lampy HID (HPS), czyli lampy wyładowcze wysokoprężne. Do uprawy używa się również lamp CFL i LEDów – szczegółowym opisem źródeł światła zajmiemy się później. Teraz ważniejsze dla nas jest to, jak poznać, czy źródło światła emituje światło potrzebne do uprawy.
Przy zakupie źródła światła do uprawy zazwyczaj można spotkać się z następującymi informacjami:

Moc – określa ilość energii zużywaną przez źródło światła i jest wyrażana w Watach.
Strumień świetlny (Φ) – ta wartość podawana jest w lumenach (lm). Lumen jest jednostką strumienia świetlnego. Im większa intensywność, tym większy stożek światła będzie oświetlony przez źródło – żarówka o intensywności 90 tysięcy lumenów oświetli więcej niż żarówka o intensywności 40 tysięcy lumenów.
Skuteczność świetlna – zdolność źródła światła do konwersji Watów na Lumeny. Skuteczność podaje się w lumenach na Wat (lm/W lub LPW) i jest ważnym wskaźnikiem wydajności źródła światła. Jeżeli na przykład lampa 400W MH generuje 100 lumenów na 1 Watt, uzyskasz mniej skuteczne wykorzystanie energii, czy oświetlenia, niż w przypadku lampy o takiej samej mocy, która emituje 125 lumenów na Watt.
Spektrum światła – określa część widma światła, którą emituje dane źródło światła. Rośliny wykorzystują inną część spektrum do wzrostu, a inną do tworzenia kwiatów. Dzięki tej informacji stwierdzisz, czy źródło światła jest odpowiednie do stadium wzrostu, kwitnienia czy obu tych etapów. Na przykład w przypadku użycia lampy halogenidowej, która emituje zazwyczaj światło o długości fali 400-500 nm, zapewnilibyśmy roślinom odpowiednią ilość światła przydatnego do wzrostu - uzyskasz silne łodygi i większe liście. Po przejściu do stadium kwitnienia kwiaty byłyby jednak bardzo rzadkie, ponieważ do tworzenia kwiatów niezbędne jest światło o długości fali 560-750 nm.
Temperatura chromatyczna (zwana też temperaturą barwową) – termin pomocniczy do wyrażenia składu światła, podawany w stopniach Kelvina (K). Technicznie rzecz biorąc, charakteryzuje widmo światła białego. Bardziej zrozumiale mówiąc, im wyższa temperatura barwowa, tym więcej źródła światła wydaje światła białego/niebieskiego (niezbędnego do wzrostu). Natomiast im niższa temperatura barwowa, tym lepiej źródło światła nadaje się do oświetlania roślin w stadium kwitnienia.

Zauważyłeś, że wśród dostępnych danych czegoś brakuje? Tak, jest to strumień promieniowania FAR – a właśnie ta informacja interesuje nas najbardziej.

Promieniowanie fotosyntetycznie aktywne FAR

Promieniowanie fotosyntetycznie aktywne (po angielsku PAR – Photosynthetically Active Radiation) można opisać w formie kilku jednostek. Dla normalnego śmiertelnika najlepszym sposobem jest pomiar intensywności promieniowania jako FAR na metr kwadratowy (W/m2 FAR). W celu wyliczenia FAR W/m2 należy znać strumień promieniowania FAR w Wattach (W FAR) oraz ilość emitowanych lumenów.

Jako przykład weźmiemy wysokoprężną lampę sodową Osram Plantastar o mocy 250 W, której strumień świetlny wynosi 33 200 lumenów, a strumień promieniowania FAR 80 W. Gdybyśmy cały strumień świetlny skierowali na powierzchnię 1 m2, uzyskalibyśmy intensywność oświetlenia 33 200 luksów (lx). Aby dowiedzieć się, ile to FAR W/m2, wyliczymy, ile luksów jest potrzebnych do uzyskania 1 FAR W/m2 – 33 200 (lm) : 80 W (strumień promieniowania FAR) = 415 lx, a więc 1 FAR W/m2 uzyskamy przy intensywności oświetlenia 415 lx. Ponieważ na 1 m2 otrzymujemy teraz fikcyjną intensywność oświetlenia 33 200 lx, dzielimy tę wartość przez 415. Wynik to 80 FAR W/m2.

Ten przykład to tylko ilustracja i nie uwzględnia żadnych strat światła w zależności od odległości od źródła światła oraz na skutek odbicia światła od powierzchni lampy (odbłyśnika), ścian itd. Ponieważ wspomnieliśmy o dodatkowej jednostce, musimy zawrzeć jej definicję:

Natężenie oświetlenia (E) – wyraża stosunek strumienia świetlnego na oświetlonej powierzchni. Jednostką miary jest lux (lx). Natężenie oświetlenia wynosi 1 lx, kiedy 1 lumen przypada na 1m2. Jeżeli mamy lampę o strumieniu 10 tysięcy lumenów na powierzchni 1 m2, uzyskamy wartość natężenia 10 tys. luxów. Natężenie oświetlenia (E) = padający strumień świetlny (lm) x Oświetlona powierzchnia (m2)

Artykuł z 42 numeru Gazety Konopnej SPLIFF. Wydanie specjalne poświęcone oświetleniu

WSZYSTKO O OŚWIETLENIU

Czym jest światło?

Oświetlenie pod lupą

Ile FAR W/m2 potrzebują rośliny

Jak uzyskać maksymalną ilość odpowiedniego światła?

Cała prawda o boxach uprawowych

Test odbłyśników Mr Jose cz.1

Test odbłyśników Mr Jose cz.2

Lampy MH / HPS