PAR, PPF und PPFD verstehen: Kennzahlen zur Suche nach den besten LED-Wachstumslampen
PAR, PPF und PPFD verstehen: Kennzahlen zur Suche nach den besten LED-Wachstumslampen
Einer der wichtigsten Faktoren bei der Wahl der optimalen LED-Wachstumslampe für Ihren Bedarf ist die Qualität und Quantität des erzeugten Lichts. Um dies korrekt zu beurteilen, sind jedoch einige LED-spezifische Begriffe erforderlich. Hersteller von LED-Wachstumslampen verwenden Begriffe wie PAR, PPF und PPFD oder Maßeinheiten wie Watt oder Lumen. Doch was bedeuten diese eigentlich ? Wir gehen näher auf die Definitionen dieser Abkürzungen ein, um Ihnen zu helfen, besser zu verstehen, worauf Sie beim Kauf von LED-Wachstumslampen achten sollten.
Licht & Strahlung
Um die Maßeinheiten für LED-Wachstumslampen zu verstehen, ist es zunächst wichtig, ein paar grundlegende Fakten über Licht zu verstehen. Alles Licht ist eine Form von Strahlung, die durch die Größe ihrer Wellenlänge charakterisiert wird. Sichtbares Licht beispielsweise liegt im Bereich von 400 nm bis 700 nm. Wie Sie der obigen Tabelle entnehmen können, haben einige Strahlungs-/Lichtformen wie UV (Ultraviolett) oder IR (Infrarot) eine Wellenlänge, die für das menschliche Auge unsichtbar ist. Obwohl wir diese Arten von Licht nicht sehen können, sind sie für andere Lebewesen – insbesondere Pflanzen – dennoch sehr wichtig. Pflanzen sind für die Photosynthese auf ein größeres Lichtspektrum angewiesen als der Mensch , das tatsächlich das vom Menschen genutzte sichtbare Spektrum und noch etwas mehr umfasst.
Insbesondere das Licht im Wellenlängenbereich zwischen 400 nm und 700 nm. Der Grund für die Grünfärbung der meisten Pflanzen liegt darin, dass das Chlorophyll (der photosynthetische Teil der Pflanze) grünes Licht reflektiert, wodurch die Blätter der Pflanze grün werden.
Was ist photosynthetisch aktive Strahlung (PAR)
In der obigen Abbildung sehen wir, dass die Lumen-Messung nur einen Teil des PAR-Bereichs abdeckt. Sollten Sie jemals ein Unternehmen sehen, das seine Lampen mit Lumen bewirbt, ist dies keine sehr nützliche Information. Denn Lumen beschreibt lediglich die Helligkeit eines Lichts – nicht, wie viel photosynthetisch aktives Licht Ihre Pflanzen tatsächlich erreicht. Um genau zu messen, wie viel PAR eine LED-Wachstumslampe Ihren Pflanzen tatsächlich liefert, müssen wir eine andere Einheit als Lumen verwenden.
Die photosynthetisch aktive Strahlung (PAR) bezeichnet den Licht-/Strahlungsbereich, den Pflanzen für die Photosynthese nutzen. PAR-Licht liegt zwischen 400 nm und 700 nm. Es ist wichtig zu verstehen, dass PAR allein nicht immer ein genauer Messwert ist, um die Wechselwirkung einer LED-Wachstumslampe mit Ihren Pflanzen zu bestimmen. Die PAR des Lichts kann mit einem sogenannten PAR-Meter gemessen werden, das die Lichtmenge im PAR-Bereich (400–700 nm) Ihrer LED-Wachstumslampe bestimmt. Die PAR-Menge wird dann als Anzahl der Mol emittierter Photonen im Bereich von 400–700 nm (üblicherweise in umol) angegeben.
In der Grower-Community herrscht Uneinigkeit über die Nützlichkeit von PAR zur Bestimmung der Stärke/Qualität einer LED-Wachstumslampe. Der Hauptgrund dafür ist, dass wir zwar die emittierte PAR-Menge mit dem PAR-Messgerät messen können, aber nicht wissen, wie viel Licht die Pflanze tatsächlich erreicht. Daher haben die Position des PAR-Messgeräts und der Abstand zwischen Sensor und Lampe einen großen Einfluss auf den PAR-Wert. Kennt man jedoch den Abstand zwischen Sensor und Lampe, kann PAR ein genauer Wert für die Stärke einer LED-Wachstumslampe sein.
Ein PAR-Meter liefert drei weitere wichtige Messwerte : PPF und PPFD sowie die Spektrumanalyse . Wir werden diese im Folgenden behandeln und unsere Meinung dazu abgeben, ob sie bei der Auswahl einer LED-Wachstumslampe berücksichtigt werden sollten.
Photosynthetischer Photonenfluss (PPF)
Wenn Sie mit einem PAR-Messgerät die von einer bestimmten Lampe emittierte PAR-Menge messen, erhalten Sie einen einmaligen Messwert. Sie werden jedoch feststellen, dass sich der Wert mit der Zeit ändert, wenn Sie später eine Messung unter einer Lampe durchführen. Würden wir die emittierte PAR-Menge über einen bestimmten Zeitraum verfolgen, würden wir den photosynthetischen Photonenfluss (PPF) dieser Lampe erhalten: die Anzahl der Mol Photonen im Bereich von 400–700 nm im Zeitverlauf in umol/s. Manche behaupten, dass PPF ein viel genaueres Maß zum Vergleich von LED-Wachstumslampen sei, da es den PAR über einen bestimmten Zeitraum verfolgt .
Wir halten diesen Unterschied beim Vergleich von Pflanzenlampen jedoch nicht für ein großes Problem. Die zeitlichen Schwankungen der PAR-Werte einer Lampe sind grundsätzlich vernachlässigbar. Würde man tatsächlich eine einmalige PAR-Messung durchführen und diese dann mit den PAR-Werten vergleichen, die man beispielsweise über 60 Sekunden misst, um den PPF zu erhalten, würde der Wert kaum abweichen. Zwar ist der PPF genauer, aber er ist lediglich der Durchschnitt von 60 verschiedenen PAR-Werten über 60 Sekunden. LEDs produzieren über einen längeren Zeitraum ausreichend konstante PAR-Werte, sodass zwischen PAR und PPF kaum ein Unterschied besteht.
Photosynthetische Photonenflussdichte (PPFD)
Die photosynthetische Photonenflussdichte (PPFD) ist ein weiterer wichtiger Faktor, den Sie bei der Auswahl einer LED-Wachstumslampe berücksichtigen sollten. Während man die PPF als die Menge an PAR definieren kann, die pro Sekunde produziert wird, ist die PPFD die Menge an PAR pro Sekunde, die tatsächlich auf eine bestimmte Fläche einwirkt , gemessen in umol/ m2 /s . Immer noch dabei? Mit anderen Worten: Die PPFD ist die Menge an photosynthetisch aktiver Strahlung, die Ihre Pflanzen tatsächlich erreicht! Wenn wir die PPF einer Lampe kennen und die Fläche unserer Wachstumsfläche kennen, können wir die PPFD unserer Lampe grob berechnen . Für diese Beispielberechnung gehen wir von folgenden Annahmen aus: einer PPF von 1200 umol/s, einer Wachstumsfläche von 1,2×1,2 m und einem Lichtverlust von 20 % durch das Blätterdach unserer Vegetation (ich sagte doch grob, oder?).
Ausgehend von einem bestimmten Abstand zwischen Licht und Pflanze gilt:
PPF = 1200 umol/s
Anbaufläche = 4×4 ft = 1,2 x 1,2 m = 1,4 m 2
Verlust durch Kronendach = 20 % des PPF -> 80 % Lichteinfall -> 0,8 x 1200 umol/s = 960 umol/s
PPFD = 960 umol/s 1,4m 2 = 685 umol/m 2 /s
Und da haben Sie es! Ein guter PPFD-Wert. Beachten Sie, dass dieser Wert stark von zwei Faktoren abhängt, die stark variieren können: dem Abstand zwischen den LEDs und der Pflanze und dem PPF-Verlust durch die Vegetationsdecke. Je näher die LEDs an der Pflanze sind, desto mehr PAR erreicht Ihre Pflanzen tatsächlich, was zu einem geringeren prozentualen PPF-Verlust führt. Daher sind aus einem PPFD-Wert nur dann brauchbare Rückschlüsse möglich, wenn wir den Höhenunterschied zwischen Pflanze und Wachstumslampe kennen. Auch die Menge und Beschaffenheit Ihrer Vegetationsdecke beeinflusst den PPF-Verlust und verändert somit den PPFD. Der tatsächliche Verlust aufgrund der Vegetationsdecke ist ebenfalls sehr schwer zu messen. Aufgrund dieser Schwankungen ist der PPFD-Wert ein äußerst schwieriges Maß für den konsistenten Vergleich von LED-Wachstumslampen.
Spektrumanalyse
Erinnern Sie sich, als wir sagten, es gäbe einen Vorbehalt, dass PAR ein gutes Werkzeug zum Messen und Vergleichen von LED-Wachstumslampen sei? Nun, dazu kommen wir jetzt. Was ich vorhin über PAR gesagt habe, ist richtig – es ist ein großartiges Werkzeug –, aber Sie müssen auch eine andere wichtige Information kennen: die tatsächliche spektrale Zusammensetzung Ihrer Wachstumslampe. Da gelbes und grünes Licht im PAR-Bereich enthalten ist, könnte selbst eine herkömmliche HPS-Lampe einen sehr hohen PAR-Wert aufweisen, und wenn dies das einzige Maß ist, das Sie zur Auswahl einer Wachstumslampe verwenden, könnte Sie das in die Irre führen. Alte HPS- und HID-Wachstumslampen geben einen großen Anteil an gelbem und grünem Licht ab, was viel überschüssige Wärme und Lichtverschwendung erzeugt und somit Ihren Pflanzen schadet .
Auch wenn HPS/HID-Lampen einen hohen PAR-Wert liefern, ist das nicht unbedingt gut. Um festzustellen, ob Ihr PAR-Wert Ihren Pflanzen tatsächlich zugutekommt, müssen Sie wissen, welches Lichtspektrum Ihre Pflanzenlampe tatsächlich abgibt. Idealerweise benötigen Sie eine LED-Pflanzenlampe mit einem hohen PAR-Wert und einem Spektrum, das dem Licht ähnelt , das das Pflanzenchlorophyll maximal absorbiert .
Mammoth Lights liefert den höchsten PAR-Wert und das volle Spektrum im Vergleich zu allen anderen LED-Herstellern.