Тоже так подумал. Ну не ночь же...
Пофлудим о СВЕТЕ?
Модератор: Ancistrus
-
- Житель форума
Пофлудим о СВЕТЕ?
Порылся в запасниках своей стареющей памяти Вот что об этом пишет И.Зайцева в своей статье "Жизнедеятельность водных растений". Хоть она и не биолог (химик), но при подготовке данной статьи пользовалась огромным количеством академической литературы, консультировалась у биологов, да и опыт не пропьешь
В статье Зайцевой еще много чего интересного есть, не только про углерод. Ссылку давать?
ПС
И дальше перечень самых основных (не всех конечно) элементов, используемых растениямиФотосинтез — процесс образования органического вещества из углекислого газа и воды на свету при участии фотосинтетических пигментов (хлорофилл у растений, бактериохлорофилл и бактериодопсин у бактерий). В современной физиологии растений под фотосинтезом чаще понимается фотоафтотрофная функция — совокупность процессов поглощения, превращения и использования энергии квантов света в различных эндэргонических реакциях, в том числе превращения углекислого газа в органические вещества.
Этапы фотосинтеза:
фотофизический,
фотохимический,
химический.
На первом этапе происходит поглощение квантов света пигментами, их переход в возбуждённое состояние и передача энергии к другим молекулам фотосистемы. На втором этапе происходит разделение зарядов в реакционном центре, перенос электронов по фотосинтетической электронотранспортной цепи, что заканчивается синтезом АТФ и НАДФ. Никотинамидадениндинуклеотидфосфат (НАДФ, NADP) — широко распространённый в природе кофермент некоторых дегидрогеназ — ферментов, катализирующих окислительно-восстановительные реакции в живых клетках. NADP принимает на себя водород и электроны окисляемого соединения и передает их на другие вещества. В хлоропластах растительных клеток NADP восстанавливается при световых реакциях фотосинтеза и затем обеспечивает водородом синтез углеводов при темновых реакциях Первые два этапа вместе называют светозависимой стадией фотосинтеза. Третий этап происходит уже без обязательного участия света и включает в себя биохимические реакции синтеза органических веществ с использованием энергии, накопленной на светозависимой стадии. В ходе световой стадии фотосинтеза образуется высокоэнергетические продукты: АТФ, служащий в клетке источником энергии, и НАДФН, использующийся как восстановитель. В качестве побочного продукта выделяется кислород. В общем роль световых реакций фотосинтеза заключается в том, что в световую фазу синтезируются молекула АТФ и молекулы-переносчики протонов, то есть НАДФ Н2. В темновой стадии с участием АТФ и НАДФН происходит восстановление CO2 до глюкозы (C6H12O6). Хотя свет не требуется для осуществления данного процесса, он участвует в его регуляции.
А вот конкретно про углерод и способы его получения растениями в разных условиях и из разных источниковНеобходимые растениям элементы и их функции
Элемент: Форма Главная функция для растений
B (бор) BO33- Функционирование клеточных мембран, нормальный корневой рост, и цветение
C (углерод) CO2, HCO3– Структурный компонент всех органических соединений
Ca (кальций) Ca2+ Активатор энзимов, внутриклеточный «вторичный носитель информации»; необходим для проницаемости клеточных мембран и структуры клеточной стенки
Cl (хлор) Cl– Осмос, баланс зарядов, фотолиз воды
Cu (медь) Cu2+ Компонент энзимов для переноса электронов и других окислительно-восстановительных реакций
Fe (железо) Fe2+, Fe3+ Компонент энзимов для переноса электронов и других окислительно-восстановительных реакций
H (водород) H2O Структурный компонент всех органических соединений
K (калий) K+ Активатор энзимов, баланс зарядов
Mg (магний) Mg2+ Активатор энзимов и ключевой компонент хлорофилла
Mn (марганец) Mn2+ Активатор энзимов, необходим для фотолиза HO
Mo (молибден) MoO42- Компонент нитрат-редуктазы; энзим, необходимый для химического восстановления нитратов
N (азот) NH3, NH4+ NO2–, NO3– Компонент белков, нуклеиновых кислот и т.п.
Ni (никель) Ni2+ Необходимый компонент энзим-уреазы
O (кислород) CO2, H2O Структурный компонент всех органических соединений
P (фосфор) PO4– Компонент АТФ, NADP, нуклеиновых кислот, мембранных фосфолипидов
S (сера) SO42- Компонент белков
Zn (цинк) Zn2+ Компонент 60 энзимов
Таки да? При дневной (световой) фазе фотосинтеза СО2 используется для синтеза АТФ и НАДФН, а при ночной (темновой) уже непосредственно для синтеза углеводородов. Другими словами, правы те кто подает СО2 круглосуточно? В общем, грядет "АкваТерра шоу", там будут все. Тогда и разберусь)))Углерод
В природе (и в аквариумах) водные растения часто ограничены в CO2. Трудности, с которыми сталкиваются погруженные растения при получении достаточного количества CO2, как предполагается, определяют присущий растениям медленный рост и низкую продуктивность. Пресноводные растения столкнулись с серьезными проблемами в получении углерода (CO2 и бикарбонатов), который необходим для фотосинтеза. Углерода часто не хватает в пресной воде и его уровень быстро колеблется. При быстром фотосинтезе, к середине дня водные растения и водоросли часто истощают запасы углерода в озерных водах. Фотосинтез часто бывает наибольшим к середине утра и остаток дня постепенно уменьшается, даже если света и других питательных веществ предостаточно. Вместо поглощения CO2 только во время дневного фотосинтеза, некоторые водные растения будут поглощать CO2 в любое время, когда это возможно, особенно ночью. Растения преобразуют ночной CO2 в углеводы малаты и затем, в течение дня, используют малаты чтобы вырабатывать CO2 для фотосинтеза. Это позволяет растениям производить фотосинтез в окружающей среде, в которой CO2 может не доставать в течение дня. Когда уровень CO2 в воде постоянно низкий, некоторые виды растений, преимущественно, Isoetid-подобные растения, могут перерабатывать CO2, вырабатываемый их собственным дыханием. Растение накапливает выдыхаемый CO2 в больших газовых камерах (лакунах). У нескольких изученных видов, 30-40% этого внутреннего CO2 перерабатывалось при фотосинтезе.
В щелочной воде CO2 не хватает, а бикарбонаты имеются в изобилии. Таким образом, растения, которые могут использовать бикарбонаты (дополнено к CO2), в щелочной воде имеют огромное преимущество. Около половины испытанных водных растений могут использовать бикарбонаты. В Таблице перечислены несколько примеров видов растений, которые могут и не могут использовать бикарбонаты.
Использование бикарбонатов различными видами водных растений
Используют бикарбонаты Не используют бикарбонаты
Ceratophyllum demersum Callitriche cophocarpa
Egeria densa Ceratopteris sp.
Elodea canadensis Echinodorus paniculatus
Hydrilla verticillata Echinodorus tenellus
Myriophyllum spicatum Ludwigia natans
Potamogeton crispus Myriophyllum brasiliensis
Potamogeton lucens Myriophyllum hippuroides
Potamogeton pectinatus Myriophyllum verticillatum
Potamogeton perfoliatus Nuphar lutea
Stratiotes aloides Riccia fluitans
Vallisneria spiralis Sparganium simplex
Растения, которые, очевидно, вовсе не могут использовать бикарбонаты – это мохообразные (т.е., водные мхи и печеночники) . Обычно, эти растения происходят из мягких кислых вод, в которых преобладает CO2.
В статье Зайцевой еще много чего интересного есть, не только про углерод. Ссылку давать?
ПС
Насколько я понимаю, к таковым относятся многие болотные растения. В т.ч. и эрики
Щоб лани широкополі,
І Дніпро, і кручі
Стали вам поперек горла
Москалі смердючі!
І Дніпро, і кручі
Стали вам поперек горла
Москалі смердючі!
-
- Житель форума
Пофлудим о СВЕТЕ?
Как и обещал, немного про PAR.
Сначала немного теории, а потом лично мой взгляд на это "чудо"!
Итак, теория.
Фотосинтетически активная радиация, или, сокращённо, ФАР (англ. PAR - Photosynthetically active radiation) — часть доходящей до биоценозов солнечной радиации в диапазон от 400 до 700 нм, используемая растениями для фотосинтеза. Этот участок спектра более или менее соответствует области видимого излучения. Фотоны с более короткой длиной волны несут слишком много энергии, поэтому могут повредить клетки, но они по большей части отфильтровываются озоновым слоем в стратосфере. Кванты с большими длинами волн несут недостаточно энергии и поэтому не используются для фотосинтеза большинством организмов.
Некоторые организмы, такие как цианобактерии, пурпурные бактерии и гелиобактерии всё же могут использовать энергию света с большей длиной волны, чем 700 нм (ближняя инфракрасная область). Эти бактерии обитают в местах с пониженной освещённостью: на дне застойных прудов, в осадках или океанских глубинах. Благодаря своим пигментам они образуют разноцветные бактериальные маты зелёного, красного и пурпурного цвета.
Спектр действия ФАР в сравнении со спектрами поглощения хлорофилла а, хлорофилла b и каротиноидов.
Самый многочисленный пигмент — хлорофилл — наиболее эффективно поглощает красный и синий свет. Вспомогательные пигменты такие как каротиноиды и ксантофиллы поглощают некоторое количество зелёного и синего цвета и передают его в реакционный центр фотосинтеза, однако большая часть зелёного цвета отражается и придает листьям их характерный цвет.
Измерения ФАР используются в сельском хозяйстве, лесоводстве и океанографии. Одно из требований к продуктивному участку земли — адекватное значения ФАР, то есть этот параметр можно использовать для оценки потенциальной производительности участка. Сенсоры ФАР, расположенные на разных уровнях под навесом леса позволяют измерить доступную для утилизации экосистемой ФАР. Измерения этого параметра также используются для определения эвтрофической зоны океана. Для оценки применяется интеграл дневного освещения — количество фотосинтетически активной радиации, которую растение получает в течение дня.
Единицы измерения
Обычно ФАР измеряется в мкмоль фотонов м−2с−1, что обозначают как плотность фотосинтетического фотонного потока (англ. photosynthetic photon flux density, PPFD). Фотосинтетический фотонный поток — суммарное число фотонов, излучаемых в секунду в диапазоне длин волн от 400 до 700 нм (мкмоль/с). Иногда эту величину выражают в эйнштейнах, то есть, мкЭ м−2 с−1, хотя эта единица не является стандартной и её использование часто неоднозначно. ФАР можно выражать в единицах энергии (интенсивность излучения, Ватт/м2); это актуально при рассмотрении баланса энергии фотосинтезирующих организмов, но, поскольку фотосинтез является квантовым процессом, то в физиологии растений ФАР чаще всего выражают в единицах PPFD.
Коэффициенты перевода из ФАР в энергетических единицах в ФАР в молях фотонов зависят от спектра излучения источника света (эффективность фотосинтеза - доля световой энергии, преобразуемая организмами в химическую в процессе фотосинтеза). Например, источник света в 1000 люменов при температуре 5800 K будет излучать приблизительно 1000/265 = 3.8 Вт ФАР, что эквивалентно 3.8*4.56 = 17.3 мкмоль/с. Для абсолютно чёрного источника света при 5800 K, каковым приблизительно является солнце, в виде ФАР излучается 0.368 от его общего излучения. Для искусственных источников света, которые обычно не обладают спектром абсолютно чёрного тела, эти коэффициенты перевода являются приблизительными.
Усваиваемый растением поток фотонов
Как уже упоминалось выше, значение ФАР не учитывает разницу между разными длинами волн в диапазоне 400—700 нм. Кроме того, используется приближение, что волны за пределами этого диапазона имеют нулевую фотосинтетическую активность. Если известен точный спектр излучения, то фотосинтетический фотонный поток в мкмоль/с можно модифицировать, используя весовые коэффициенты для каждой длины волны. Этот параметр, представляет собой ФАР, взвешенную в соответствии с эффективностью фотосинтеза по каждой длине волны. Он носит название усваиваемый растением поток фотонов англ. yield photon flux (YPF). Фотоны с длинной волны около 610 нм (оранжево-красный) обладают максимальной фотосинтетической активностью в расчёте на один фотон, поскольку коротковолновые фотоны несут больше энергии на один фотон. А вот максимум фотосинтеза в расчёте на одну единицу энергии находится при большей длине волны, около 650 нм (тёмно-красный).
Существует типичное заблуждение относительно влияния качества света на рост растений, поскольку многие производители утверждают, что можно значительно улучшить показатели роста изменив спектральное распределение или иначе говоря соотношение цветов в падающем свете. Этот утверждение базируется на широко распространённой оценке влияния качества света на фотосинтез, полученного на основе кривой усваиваемого растением потока фотонов или YPF-кривой, в соответствии с которой оранжевые и красные фотоны с длинной волны 600—630 нм дают на 20-30 % больше фотосинтеза чем голубые и циановые фотоны с длинной волны 400—540 нм. Следует помнить, что кривая YPF была построена на основе коротких измерений фотосинтеза в одном листе при низком освещении. Некоторые более длительные исследования, в которых использовались цельные растения при сильном освещении, указывают на то, что, по-видимому, качество света значительно меньше влияет на рост растений, чем его количество.
В случае объединения световой среды человека и растения предпочтительным является свет, обеспечивающий не только потребности растения, но и зрительный комфорт человека, т.е. белый свет высокой цветопередачи. Светодиодный белый свет по эффективности в мкмоль/Дж не уступает светильникам ДНаТ 600...1000Вт, используемых в промышленных теплицах, и незначительно уступает узкополосным светодиодным источникам. Существует упрощенный способ оценки ФАР для белого светодиодного света: световой поток 1000лм соответствует фотосинтетическому фотонному потоку PPF=15 мкмоль/с, а освещенность 1000лк соответствует плотности фотосинтетического фотонного потока PPFD=15 мкмоль/с/м2.
Приборы для измерения ФАР
Приборы для измерения ФАР выпускаются многими фирмами.
Например, измеритель освещенности ULM-500 представляет собой быстрый регистратор данных с широким динамическим диапазоном и является идеальным решением для надежного и воспроизводимого измерения и мониторинга ФАР. ULM-500 позволяет измерять как интенсивность освещенности источников освещения флуориметров Walz, включая насыщающие световые импульсы, так и быстро меняющийся уровень освещенности в естественных природных условиях. Основной задачей ULM-500 является измерения уровня освещенности, хотя он может решать и другие задачи, в том числе измерение температуры. Прибор оснащен двумя коннекторами для подсоединения датчиков освещенности. Как правило к прибору присоединяются датчики ФАР и пиранометрические датчики.
ФАР-датчики измеряют уровень освещенности в диапазоне 400 – 700 нм, который является фотосинтетическим активным. Измеряемой величиной является плотность потока фотонов (flux of quanta, μmol m-2 s-1). Пиранометрические датчики измеряют общую мощность облучения (W m-2) как правило в широком спектральном диапазоне, что позволяет измерить общую интенсивность солнечной радиации, достигающей поверхности Земли.
Или вот ещё.
Компания Gigahertz-Optik, Inc. представила новый прибор для измерения фотосинтетически активного излучения (ФАВ) природных и искусственных источников света. Модель BTS256-PAR обеспечивает анализ ФАВ, освещенности, цвета и спектральных данных любых источников натурального и искусственного света (в том числе светодиодных), которые используются в растениеводстве. Представленный прибор измеряет PAR PPFD (плотность потока фотонов фотосинтеза) (мкмоль/(м²С)), характеристики соотношения красного света видимого спектра R/FR, интеграл дневного света DLI (приобретается с помощью регистратора данных), а также DIN ASY1, ASY2, ATP1, ATP2 освещенности. Уникальной особенностью BTS256-PAR является то, что пять указанных пользователем спектральных весовых функции UWF могут быть запрограммированы самостоятельно. В дополнение прибор измеряет дневную и ночную освещенность, S/P соотношение, коэффициент EVE, освещенность и спектральное излучение, цветовые координаты (х, у, и u ‘v’), цветовую температуру, deltaUV, CRИ, CQS, чистоту цвета и спектральное излучение .
Это была теория, теперь - практика.
Что же всё-таки простыми словами этот пресловутый PAR или ФАР?
По существу, PAR - это количество света, которое действительно доступно для использования в процессе фотосинтеза. Может быть больше света, испускаемого от конкретного источника, но ваши растения не используют его - некоторые из световых частот не оказывают реального влияния на процесс фотосинтеза. Лучше всего объяснить это на примере. Для человеческого глаза яркая белая или желтая лампочка, кажется, наиболее эффективно освещающей комнату, тогда как синий или красный свет кажется нашим глазам очень тусклыми, и поэтому мы предпочитаем более яркую лампу, чтобы осветить комнату.
Единица светового потока Люмен представляет собой меру яркости или сколько света действительно излучается от какого-либо конкретного источника света в данный момент времени. К сожалению, растения не используют этот яркий желтый свет от вашей лампочки для фотосинтеза, и, хотя ваша традиционная лампочка может иметь высокий световой поток, она не обязательно будет очень хорошей в масштабе PAR. Растения испытывают лучший рост при воздействии как синего, так и красного света, и этот света, все еще видимый человеческому глазу, лучше измеряется с точки зрения PAR, чем люменов. В рамках видимого спектра синий и красный свет находится между 400 и 700 нм, и по мере приближения к 700 нм значение PAR увеличивается. Вы можете измерить, сколько света "набирает" растение с помощью специальных измерителей - чем ближе свет к 700 нм, тем выше будет показание PAR. Пока вы держите свои растения в диапазоне от 400 до 700 нм на соответствующих уровнях для каждого этапа цикла роста растений, вы будете получать здоровые и производительные растения.
Я специально написал в конце предыдущего предложения "производительные растения". Потому что всё вышеперечисленное в разделе Теория относится к наземным или тепличным сельхозкультурам.
Вот ссылка на очень интересную статью с результатами многих исследований и интересными выводами: Освещение растений белыми светодиодами.
В статье автор выражает искреннюю благодарность за помощь в подготовке сотруднику ГНЦ РФ-ИМБП РАН к. б. н. Ирине Коноваловой; руководителю проекта «Фитэкс» Татьяне Тришиной; специалисту компании CREE Михаилу Червинскому. То есть данная статья написана с использованием опыта не только "технарей", но и биологов.
В статье подспудно обоснованы и многие важные и для нас - аквариумистов - вещи.
Например, почему важно добавлять в спектр света красную составляющую, почему полноспектральные (сине-красные) СД не панацея, разница в росте растений под натриевыми и СД светильниками и т.д.
Вот лишь одна цитата:
Но всё опять же про наземную сельхозкультуру - капусту.
И применять результаты таких исследований в аквариумистике нужно с умом.
Ну и в конце про наши нужды.
По моему мнению, всё вышеописанное к аквариумистике не относится.
Поскольку мы не гонимся за увеличением производительности, не стремимся увеличить урожайность и вкусовые качества.
И мало кто из аквариумистов согласится на разных этапах развития своих любимцев - аквариумных растений - удалить их из аквариума и высушить, чтобы узнать насколько они прибавили сухой(!!!) массы за определённый срок "скушав" определённое количество фотонов определённой длины волны.
Я уж так точно не буду сушить свои тонины и эриокаулоны, чтобы это выяснить.
Потому что мне (как и всем аквариумистам-травникам) важно не урожайность, а ГАБИТУС!!!
Возможно, для какой-нибудь Тропики и важна урожайность пантанала, и они в своих оранжереях готовы пожертвовать частью, чтобы выяснить КАК именно с большей производительностью его выращивать (ибо это доходы!), но я со своими 10 ветками этого точно делать не буду.
Поэтому, я вижу, применение ФАР в наших нуждах - это выяснения какой именно спектр наиболее подходит для выращивания того или иного аквариумного растения, какой интенсивности и продолжительности, и попытаться подобрать наиболее подходящие условия, имея ввиду не урожайность и вкус, а именно габитус. Получится или нет - это уже вопрос времени, денег и желания экспериментировать.
А поскольку, для подавляющего большинства аквариумистика это хобби, то вряд ли найдётся много желающих проводить дотошные исследования. Да и знаний, оборудования и инструментов, скорее всего для таких проверок нет у простого аквариумиста. Да, в общем-то, и не нужно особо!!!
Я думаю, что ответил на многие - даже не заданные - вопросы.
Спасибо за внимание!
Сначала немного теории, а потом лично мой взгляд на это "чудо"!
Итак, теория.
Фотосинтетически активная радиация, или, сокращённо, ФАР (англ. PAR - Photosynthetically active radiation) — часть доходящей до биоценозов солнечной радиации в диапазон от 400 до 700 нм, используемая растениями для фотосинтеза. Этот участок спектра более или менее соответствует области видимого излучения. Фотоны с более короткой длиной волны несут слишком много энергии, поэтому могут повредить клетки, но они по большей части отфильтровываются озоновым слоем в стратосфере. Кванты с большими длинами волн несут недостаточно энергии и поэтому не используются для фотосинтеза большинством организмов.
Некоторые организмы, такие как цианобактерии, пурпурные бактерии и гелиобактерии всё же могут использовать энергию света с большей длиной волны, чем 700 нм (ближняя инфракрасная область). Эти бактерии обитают в местах с пониженной освещённостью: на дне застойных прудов, в осадках или океанских глубинах. Благодаря своим пигментам они образуют разноцветные бактериальные маты зелёного, красного и пурпурного цвета.
Спектр действия ФАР в сравнении со спектрами поглощения хлорофилла а, хлорофилла b и каротиноидов.
Самый многочисленный пигмент — хлорофилл — наиболее эффективно поглощает красный и синий свет. Вспомогательные пигменты такие как каротиноиды и ксантофиллы поглощают некоторое количество зелёного и синего цвета и передают его в реакционный центр фотосинтеза, однако большая часть зелёного цвета отражается и придает листьям их характерный цвет.
Измерения ФАР используются в сельском хозяйстве, лесоводстве и океанографии. Одно из требований к продуктивному участку земли — адекватное значения ФАР, то есть этот параметр можно использовать для оценки потенциальной производительности участка. Сенсоры ФАР, расположенные на разных уровнях под навесом леса позволяют измерить доступную для утилизации экосистемой ФАР. Измерения этого параметра также используются для определения эвтрофической зоны океана. Для оценки применяется интеграл дневного освещения — количество фотосинтетически активной радиации, которую растение получает в течение дня.
Единицы измерения
Обычно ФАР измеряется в мкмоль фотонов м−2с−1, что обозначают как плотность фотосинтетического фотонного потока (англ. photosynthetic photon flux density, PPFD). Фотосинтетический фотонный поток — суммарное число фотонов, излучаемых в секунду в диапазоне длин волн от 400 до 700 нм (мкмоль/с). Иногда эту величину выражают в эйнштейнах, то есть, мкЭ м−2 с−1, хотя эта единица не является стандартной и её использование часто неоднозначно. ФАР можно выражать в единицах энергии (интенсивность излучения, Ватт/м2); это актуально при рассмотрении баланса энергии фотосинтезирующих организмов, но, поскольку фотосинтез является квантовым процессом, то в физиологии растений ФАР чаще всего выражают в единицах PPFD.
Коэффициенты перевода из ФАР в энергетических единицах в ФАР в молях фотонов зависят от спектра излучения источника света (эффективность фотосинтеза - доля световой энергии, преобразуемая организмами в химическую в процессе фотосинтеза). Например, источник света в 1000 люменов при температуре 5800 K будет излучать приблизительно 1000/265 = 3.8 Вт ФАР, что эквивалентно 3.8*4.56 = 17.3 мкмоль/с. Для абсолютно чёрного источника света при 5800 K, каковым приблизительно является солнце, в виде ФАР излучается 0.368 от его общего излучения. Для искусственных источников света, которые обычно не обладают спектром абсолютно чёрного тела, эти коэффициенты перевода являются приблизительными.
Усваиваемый растением поток фотонов
Как уже упоминалось выше, значение ФАР не учитывает разницу между разными длинами волн в диапазоне 400—700 нм. Кроме того, используется приближение, что волны за пределами этого диапазона имеют нулевую фотосинтетическую активность. Если известен точный спектр излучения, то фотосинтетический фотонный поток в мкмоль/с можно модифицировать, используя весовые коэффициенты для каждой длины волны. Этот параметр, представляет собой ФАР, взвешенную в соответствии с эффективностью фотосинтеза по каждой длине волны. Он носит название усваиваемый растением поток фотонов англ. yield photon flux (YPF). Фотоны с длинной волны около 610 нм (оранжево-красный) обладают максимальной фотосинтетической активностью в расчёте на один фотон, поскольку коротковолновые фотоны несут больше энергии на один фотон. А вот максимум фотосинтеза в расчёте на одну единицу энергии находится при большей длине волны, около 650 нм (тёмно-красный).
Существует типичное заблуждение относительно влияния качества света на рост растений, поскольку многие производители утверждают, что можно значительно улучшить показатели роста изменив спектральное распределение или иначе говоря соотношение цветов в падающем свете. Этот утверждение базируется на широко распространённой оценке влияния качества света на фотосинтез, полученного на основе кривой усваиваемого растением потока фотонов или YPF-кривой, в соответствии с которой оранжевые и красные фотоны с длинной волны 600—630 нм дают на 20-30 % больше фотосинтеза чем голубые и циановые фотоны с длинной волны 400—540 нм. Следует помнить, что кривая YPF была построена на основе коротких измерений фотосинтеза в одном листе при низком освещении. Некоторые более длительные исследования, в которых использовались цельные растения при сильном освещении, указывают на то, что, по-видимому, качество света значительно меньше влияет на рост растений, чем его количество.
В случае объединения световой среды человека и растения предпочтительным является свет, обеспечивающий не только потребности растения, но и зрительный комфорт человека, т.е. белый свет высокой цветопередачи. Светодиодный белый свет по эффективности в мкмоль/Дж не уступает светильникам ДНаТ 600...1000Вт, используемых в промышленных теплицах, и незначительно уступает узкополосным светодиодным источникам. Существует упрощенный способ оценки ФАР для белого светодиодного света: световой поток 1000лм соответствует фотосинтетическому фотонному потоку PPF=15 мкмоль/с, а освещенность 1000лк соответствует плотности фотосинтетического фотонного потока PPFD=15 мкмоль/с/м2.
Приборы для измерения ФАР
Приборы для измерения ФАР выпускаются многими фирмами.
Например, измеритель освещенности ULM-500 представляет собой быстрый регистратор данных с широким динамическим диапазоном и является идеальным решением для надежного и воспроизводимого измерения и мониторинга ФАР. ULM-500 позволяет измерять как интенсивность освещенности источников освещения флуориметров Walz, включая насыщающие световые импульсы, так и быстро меняющийся уровень освещенности в естественных природных условиях. Основной задачей ULM-500 является измерения уровня освещенности, хотя он может решать и другие задачи, в том числе измерение температуры. Прибор оснащен двумя коннекторами для подсоединения датчиков освещенности. Как правило к прибору присоединяются датчики ФАР и пиранометрические датчики.
ФАР-датчики измеряют уровень освещенности в диапазоне 400 – 700 нм, который является фотосинтетическим активным. Измеряемой величиной является плотность потока фотонов (flux of quanta, μmol m-2 s-1). Пиранометрические датчики измеряют общую мощность облучения (W m-2) как правило в широком спектральном диапазоне, что позволяет измерить общую интенсивность солнечной радиации, достигающей поверхности Земли.
Или вот ещё.
Компания Gigahertz-Optik, Inc. представила новый прибор для измерения фотосинтетически активного излучения (ФАВ) природных и искусственных источников света. Модель BTS256-PAR обеспечивает анализ ФАВ, освещенности, цвета и спектральных данных любых источников натурального и искусственного света (в том числе светодиодных), которые используются в растениеводстве. Представленный прибор измеряет PAR PPFD (плотность потока фотонов фотосинтеза) (мкмоль/(м²С)), характеристики соотношения красного света видимого спектра R/FR, интеграл дневного света DLI (приобретается с помощью регистратора данных), а также DIN ASY1, ASY2, ATP1, ATP2 освещенности. Уникальной особенностью BTS256-PAR является то, что пять указанных пользователем спектральных весовых функции UWF могут быть запрограммированы самостоятельно. В дополнение прибор измеряет дневную и ночную освещенность, S/P соотношение, коэффициент EVE, освещенность и спектральное излучение, цветовые координаты (х, у, и u ‘v’), цветовую температуру, deltaUV, CRИ, CQS, чистоту цвета и спектральное излучение .
СпойлерПоказать
Честно скажу, что из всего, что измеряет этот монстр, я знаком, может быть с одним-двумя параметрами.
Что же всё-таки простыми словами этот пресловутый PAR или ФАР?
По существу, PAR - это количество света, которое действительно доступно для использования в процессе фотосинтеза. Может быть больше света, испускаемого от конкретного источника, но ваши растения не используют его - некоторые из световых частот не оказывают реального влияния на процесс фотосинтеза. Лучше всего объяснить это на примере. Для человеческого глаза яркая белая или желтая лампочка, кажется, наиболее эффективно освещающей комнату, тогда как синий или красный свет кажется нашим глазам очень тусклыми, и поэтому мы предпочитаем более яркую лампу, чтобы осветить комнату.
Единица светового потока Люмен представляет собой меру яркости или сколько света действительно излучается от какого-либо конкретного источника света в данный момент времени. К сожалению, растения не используют этот яркий желтый свет от вашей лампочки для фотосинтеза, и, хотя ваша традиционная лампочка может иметь высокий световой поток, она не обязательно будет очень хорошей в масштабе PAR. Растения испытывают лучший рост при воздействии как синего, так и красного света, и этот света, все еще видимый человеческому глазу, лучше измеряется с точки зрения PAR, чем люменов. В рамках видимого спектра синий и красный свет находится между 400 и 700 нм, и по мере приближения к 700 нм значение PAR увеличивается. Вы можете измерить, сколько света "набирает" растение с помощью специальных измерителей - чем ближе свет к 700 нм, тем выше будет показание PAR. Пока вы держите свои растения в диапазоне от 400 до 700 нм на соответствующих уровнях для каждого этапа цикла роста растений, вы будете получать здоровые и производительные растения.
Я специально написал в конце предыдущего предложения "производительные растения". Потому что всё вышеперечисленное в разделе Теория относится к наземным или тепличным сельхозкультурам.
Вот ссылка на очень интересную статью с результатами многих исследований и интересными выводами: Освещение растений белыми светодиодами.
В статье автор выражает искреннюю благодарность за помощь в подготовке сотруднику ГНЦ РФ-ИМБП РАН к. б. н. Ирине Коноваловой; руководителю проекта «Фитэкс» Татьяне Тришиной; специалисту компании CREE Михаилу Червинскому. То есть данная статья написана с использованием опыта не только "технарей", но и биологов.
В статье подспудно обоснованы и многие важные и для нас - аквариумистов - вещи.
Например, почему важно добавлять в спектр света красную составляющую, почему полноспектральные (сине-красные) СД не панацея, разница в росте растений под натриевыми и СД светильниками и т.д.
Вот лишь одна цитата:
В общем, есть много интересного, нужно только понять и научиться читать между строк.Интересную и важную работу проделал в 2013–2016 годах ИМБП РАН: там исследовали, как влияет на развитие китайской капусты добавление к свету белых светодиодов 4000 К / Ra = 70 света узкополосных красных светодиодов 660 нм.
И выяснили следующее:
- Под светодиодным светом капуста растет примерно так же, как под натриевым, но в ней больше хлорофилла (листья зеленее).
- Cухая масса урожая почти пропорциональна общему количеству света в молях, полученному растением. Больше света — больше капусты.
- Концентрация витамина С в капусте незначительно повышается с ростом освещенности, но значимо увеличивается с добавлением к белому свету красного.
- Значимое увеличение доли красной составляющей в спектре существенно повысило концентрацию нитратов в биомассе. Пришлось оптимизировать питательный раствор и вводить часть азота в аммонийной форме, чтобы не выйти за ПДК по нитратам. А вот на чисто-белом свету можно было работать только с нитратной формой.
- При этом увеличение доли красного в общем световом потоке почти не влияет на массу урожая. То есть восполнение недостающих спектральных компонент влияет не на количество урожая, а на его качество.
Но всё опять же про наземную сельхозкультуру - капусту.
И применять результаты таких исследований в аквариумистике нужно с умом.
Ну и в конце про наши нужды.
По моему мнению, всё вышеописанное к аквариумистике не относится.
Поскольку мы не гонимся за увеличением производительности, не стремимся увеличить урожайность и вкусовые качества.
И мало кто из аквариумистов согласится на разных этапах развития своих любимцев - аквариумных растений - удалить их из аквариума и высушить, чтобы узнать насколько они прибавили сухой(!!!) массы за определённый срок "скушав" определённое количество фотонов определённой длины волны.
Я уж так точно не буду сушить свои тонины и эриокаулоны, чтобы это выяснить.
Потому что мне (как и всем аквариумистам-травникам) важно не урожайность, а ГАБИТУС!!!
Возможно, для какой-нибудь Тропики и важна урожайность пантанала, и они в своих оранжереях готовы пожертвовать частью, чтобы выяснить КАК именно с большей производительностью его выращивать (ибо это доходы!), но я со своими 10 ветками этого точно делать не буду.
Поэтому, я вижу, применение ФАР в наших нуждах - это выяснения какой именно спектр наиболее подходит для выращивания того или иного аквариумного растения, какой интенсивности и продолжительности, и попытаться подобрать наиболее подходящие условия, имея ввиду не урожайность и вкус, а именно габитус. Получится или нет - это уже вопрос времени, денег и желания экспериментировать.
А поскольку, для подавляющего большинства аквариумистика это хобби, то вряд ли найдётся много желающих проводить дотошные исследования. Да и знаний, оборудования и инструментов, скорее всего для таких проверок нет у простого аквариумиста. Да, в общем-то, и не нужно особо!!!
Я думаю, что ответил на многие - даже не заданные - вопросы.
Спасибо за внимание!
-
- Житель форума
Пофлудим о СВЕТЕ?
Лень, спасибо! Коротко и ясно)))
Может быть есть смысл этот пост выделить в отдельную статью?
Может быть есть смысл этот пост выделить в отдельную статью?
Щоб лани широкополі,
І Дніпро, і кручі
Стали вам поперек горла
Москалі смердючі!
І Дніпро, і кручі
Стали вам поперек горла
Москалі смердючі!
-
- Житель форума
-
- Житель форума
Пофлудим о СВЕТЕ?
Ну? Про что мы ещё не флудили?
Осталось ещё в области освещения чего мы не коснулись?
Осталось ещё в области освещения чего мы не коснулись?
-
- Житель форума
Пофлудим о СВЕТЕ?
По-моему, не хватает резюме - каким же всё-таки должен быть идеальный аквариумный светильник.
-
- Модератор
-
- Житель форума
Пофлудим о СВЕТЕ?
Прозвучало как тост! Как мудрый грузинский тост! Предлагаю за это выпить
Потому что нормальный свет в аквариуме или нет, в итоге скажет не надпись на светильнике, не люксометр со спектрометром и даже не мудреная PAR-аппаратура. Окончательный вердикт за растениями и глазами аквариумиста)) А, как показала практика динозавров прошлого века, хиппарей-бунтарей от аквариумистики начала 2000-х и юных геймеров-гиков, считающих себя аквариумистами в своем виртуальном аква-мирке, красивые растения без видимых обрастаний можно выращивать при любых типах источников света.
ИМХО, конечно)))
Лёнь, глуши тему)))
Следующий флуд будет о....
Я подумаю о чем
Есть пожелания?
Щоб лани широкополі,
І Дніпро, і кручі
Стали вам поперек горла
Москалі смердючі!
І Дніпро, і кручі
Стали вам поперек горла
Москалі смердючі!
-
- Модератор
-
- Житель форума
Пофлудим о СВЕТЕ?
О песке уже нафлудил https://aquariymist.com/viewtopic.php?f=100&t=7960
Щоб лани широкополі,
І Дніпро, і кручі
Стали вам поперек горла
Москалі смердючі!
І Дніпро, і кручі
Стали вам поперек горла
Москалі смердючі!
-
- Модератор
Пофлудим о СВЕТЕ?
Хороший "флуд"..! Но там нет именно про мелкий песок, ИМХО..Ю.В. писал(а): ↑24 июл 2018, 22:05О песке уже нафлудил https://aquariymist.com/viewtopic.php?f=100&t=7960
Кстати, Ирина мне расказывала, в своей теме, про то, как она чистит песок.. и т. д., но я эти посты потерял.. :-))
У неё есть практика.. Может поделится..?!
-
- Житель форума
Пофлудим о СВЕТЕ?
А я бы ещё обсудил бы контроллеры для светильников!
Для СД и для Т5.
Что, например, лучше аналоговое диммирование или PWM?
Нужны ли "закаты-рассветы"?
Нужна ли ночная подсветка?
Нужно ли менять спектр светильника в течение светового дня или нет?
Что даёт наличие этих всех новомодных прибамбасов?
Для СД и для Т5.
Что, например, лучше аналоговое диммирование или PWM?
Нужны ли "закаты-рассветы"?
Нужна ли ночная подсветка?
Нужно ли менять спектр светильника в течение светового дня или нет?
Что даёт наличие этих всех новомодных прибамбасов?
-
- Модератор
-
- Житель форума
Пофлудим о СВЕТЕ?
Так прям и нет?
Там очень конкретно сказано, что «песок» это точно такой же грунт как и все остальные, но только с фракцией менее 1.5 мм. И из-за этого в него детрит не провяливается, а скапливается сверху и его нужно чаще подбирать.
Все остальное, в т.ч. и сифонка- абсолютно идентично всем остальным грунтам, со ссылкой на сифонку.
Есть ещё какие то отличия грунта мелкой фракции (т.н. «Песка») от всех остальных?
Щоб лани широкополі,
І Дніпро, і кручі
Стали вам поперек горла
Москалі смердючі!
І Дніпро, і кручі
Стали вам поперек горла
Москалі смердючі!
-
- Житель форума
Пофлудим о СВЕТЕ?
Кстати, да. Я сегодня посадила в свой песок перистолистник и щитолистник. Ужасно любопытно, выживут или нет.
И даже совсем без искусственных источников света.
-
- Модератор
-
- Житель форума
Пофлудим о СВЕТЕ?
А я не против. Почитать)))
Переведешь для чайника?
Сложный вопрос. Скорее, из области "религии". С одной стороны, если верить тому что написано о фотосинтезе, то нужны. С другой стороны, если фотосинтезирующим организмам в условиях "рассвета-заката" лучше, то это значит, что лучше и растениям, и водорослям. Но, растения более адаптивны. Стало быть, им проще адаптироваться к отсутствию плавного увеличения освещенности и это может быть еще одним положительным моментом в их конкурентной борьбе с водорослями. С третьей стороны, на практике, как на момент включения света, так и на момент выключения, в помещении как правило есть паразитное освещение, дающее растениям необходимое им слабое освещение, как сигнал к началу световой фазы. Так что... Как по мне, так все равно, есть рассвет-закат или нет. Я разницы не увидел ни разу. Разве что, рыбы меньше стрессуют от резкого включения.
ИМХО "луна" на всю ночь в пресном зло. Только бурые кормить. Проверено лично и не раз. В качестве декоративной подсветки пару часов вечером- да, не мешает. В море- нужна обязательно. Чтоб какая-нибудь креветка сослепу в какую-нибудь актинию не влезла
В теории- возможно. На практике.... По крупному не сталкивался ни разу с какими-то серьезными (да и не серьезными тоже) исследованиями или хотя бы апробациями на эту тему. Подозреваю, что если и есть что-то положительное, то не сильно критично. Но это только предположение.
Твое мнение?
Щоб лани широкополі,
І Дніпро, і кручі
Стали вам поперек горла
Москалі смердючі!
І Дніпро, і кручі
Стали вам поперек горла
Москалі смердючі!
-
- Житель форума