Většina lidí si pod pojmem světlo vybaví opak tmy, když je světlo, vidíme lidi, zvířata, předměty – zkrátka vidíme. Jenomže světlo je mnohem složitější element a různé organismy vnímají světlo odlišně – podle vlnové délky. Světlo, které my lidé vnímáme jako velmi intenzivní, mohou jiné organismy vnímat jako nevýrazné pološero, a naopak světlo, které lidské oko téměř nevnímá, může být pro jiné organismy naprosto oslňující. Ve volné přírodě se vždy můžeme spolehnout na nejvýkonnější světelný zdroj, který vyzařuje elektromagnetické záření v širokém spektru, které uspokojí všechny organismy – Slunce. Ovšem pěstitelé rostlin pod umělým osvětlením jsou odkázáni na dostupné světelné zdroje, které vyzařují pouze světlo, zasahující do určitých vlnových délek.
Nyní se dostáváme k podstatě našeho malého bádání. Jaký je rozdíl ve vnímání světla lidmi a rostlinami? Který světelný zdroj a v jakých podmínkách poskytne rostlinám takové světlo, které nejlépe ovlivní jejich růst a kvetení? Je světelný zdroj to jediné, co ovlivňuje množství světla, které dopadne na rostliny? A jak moc záleží na vzdálenosti rostliny od světelného zdroje? K tomu, abychom všechny tyto otázky zodpověděli, musíme nejprve proniknout do tajů světla jako elektromagnetického záření. Zatím je pro nás světlo tajemné – neprůhledné. Pojďme si na něj posvítit.
 |
Světlo, člověk a rostliny
Elektromagnetické záření se dělí na jednotlivé druhy podle vlnových délek a začíná u gama záření (nejkratší vlnové délky) a končí rádiovými vlnami. V tomto širokém spektru se, mimo jiné, nachází tzv. viditelné světlo, jehož vlnová délka je 400-750 nm – jinými slovy světlo, které nás zajímá. Viditelné světlo je stejně důležité pro lidi i pro rostliny. Rozdíl je ve dvou faktorech. Prvním z nich je fakt, že lidé vnímají světlo očima, kdežto rostliny pomocí celého těla. Jednoduše – člověk vidí světlo očima, rostlina pomocí receptorů v listech, stoncích a květech. Další, a v tomto případě podstatnější, rozdíl je v tom, že rostliny jsou citlivější na světlo o jiných vlnových délkách. Lepší nežli tisíc slov je jeden názorný obrázek.
 |
Z grafu lze snadno a srozumitelně vyčíst, že lidské oko je nejcitlivější na světlo o vlnových délkách, na které jsou rostliny citlivé nejméně. Světlo, které rostliny vnímají nejintenzivněji, se nazývá fotosynteticky aktivní záření (FAR) – světlo, které rostliny využívají k fotosyntéze, potažmo k růstu a kvetení. To je velmi zásadní informace. Většina světelných zdrojů je totiž konstruována pro lidské oko a vyzařuje velmi málo světla o vlnových délkách FAR. Na stejný problém narazíme i u fotometrických přístrojů. Ty jsou rovněž navrženy tak, aby měřily světlo podobně, jako lidské oko. Pokud tedy rozsvítíte žárovku a budete měřit intenzitu vyzařovaného světla běžným luxmetrem, získáte hodnoty relevantní pro lidské oko. Je to logické, ale pro potřeby měření světla z hlediska pěstování rostlin nepříliš přesné.
Udávané parametry světelných zdrojů
Jelikož pěstování rostlin pod umělým osvětlením není žádnou novinkou, máme příležitost pořídit světelné zdroje, které uspokojí potřeby rostlin daleko lépe, než běžná žárovka, kterou si možná svítíte při čtení tohoto článku. Nejrozšířenějším typem světelných zdrojů pro pěstování rostlin jsou v současné době stále HID výbojky, česky řečeno výbojky vysokotlaké. Pro pěstování se používají také CFL výbojky a LED – podrobnému popisu světelných zdrojů se budeme věnovat jindy. Nyní nás bude více zajímat to, jak poznat, zda světelný zdroj vyzařuje světlo, které pro pěstování potřebujeme.
Při nákupu světelného zdroje pro pěstování se nejčastěji setkáte s následujícími údaji:
Příkon – vyjadřuje množství energie, kterou světelný zdroj spotřebovává, udává se ve wattech.
Světelný tok (Φ) – tento údaj se udává v lumenech (lm). Lumen je jednotkou světelného toku. Čím vetší je svítivost, tím větší kužel světelný zdroj osvítí – žárovka se svítivostí 90 tisíc lumenů dosvítí dál, nežli žárovka o svítivosti 40 tisíc lumenů.
Účinnost – schopnost světelného zdroje přeměnit watty v lumeny. Účinnost se udává v lumenech na watt (lm/W, nebo LPW) a je důležitým ukazatelem efektivity světelného zdroje. Například pokud 400W MH výbojka vydá 100 lumenů na 1 watt, docílíte s ní méně efektivního využití energie, resp. osvětlení, než s výbojkou o stejném výkonu, která emituje 125 lumenů na watt.
Světelné spektrum –vyjadřuje, do jakých částí světelného spektra zasahuje světlo, které daný světelný zdroj vyzařuje. Rostliny totiž využívají jinou část světelného spektra pro růst a jinou pro tvorbu květů. Díky údaji o světelném spektru zjistíte, zda se světelný zdroj hodí pro růstovou, květovou, nebo obě fáze. Kdybyste například použili halogenidovou výbojku, která vyzařuje převážně světlo o vlnové délce 400-500 nm, dopřáli byste rostlinám dostatek světla užitečného pro růst – získáte silné stonky a mohutnější listy. Při přechodu na květovou fázi by ovšem květy byly velmi řídké, protože pro květ je zapotřebí světlo o vlnové délce 560-750 nm.
Teplota chromatičnosti (též barevná teplota) – pomocný pojem k vyjádření složení světla, který se udává v Kelvinech (K). Technicky řečeno charakterizuje spektrum bílého světla. Po lopatě lze říci, že čím vyšší je teplota chromatičnosti, tím více vydává světelný zdroj bílého/modrého světla (potřebného pro růst). Naopak, čím nižší je teplota chromatičnosti, tím lépe se hodí světelný zdroj pro květovou fázi.
Všimli jste si, že mezi dostupnými údaji něco chybí? Ano, je to zářivý tok FAR – a právě ten nás zajímá nejvíce.
Fotosynteticky aktivní záření FAR
Fotosynteticky aktivní záření (anglicky PAR– Photosynthetically Active Radiation) se dá vyjádřit několika jednotkami. Pro obyčejného smrtelníka je nejpřívětivější měřit intenzitu ozáření jako FAR na metr čtvereční (W/m2 FAR). Pro výpočet FAR W/m2 potřebujeme znát zářivý tok FAR ve wattech (W FAR) a množství emitovaných lumenů.
Jako příklad můžeme použít vysokotlakou sodíkovou výbojku Osram Plantastar o příkonu 250 W, jejíž světelný tok je 33 200 lumenů a zářivý tok FAR 80 W. Pokud bychom celý světelný tok namířili na plochu 1 m2, získali bychom intenzitu osvětlení 33 200 luxů (lx). Abychom zjistili, kolik je to FAR W/m2, vypočteme si, kolik luxů je zapotřebí k získání 1 FAR W/m2 – 33 200 (lm) : 80 W (zářivý tok FAR) = 415 lx, takže 1 FAR W/m2 získáme při intenzitě osvětlení 415 lx. Jelikož na 1 m2 máme nyní fiktivní intenzitu osvětlení 33 200 lx, vydělíme toto číslo 415. Výsledkem je číslo 80 FAR W/m2.
Tento příklad je pouze ilustrativní a nepočítá s žádným úbytkem světla v závislosti na vzdálenosti od světelného zdroje ani v důsledku odrazu světla od plochy svítidla (reflektoru), stěn atd. Jelikož jsem zde zmínil další jednotku, dlužím vám její definici:
Intenzita osvětlení (E) – udává poměr dopadajícího světelného toku k osvětlené ploše. Měrnou jednotkou je lux (lx). Intenzita osvětlení 1 lx je naměřena tehdy, kdy 1 lumen dopadá na 1m2. Pokud máte výbojku se svítivostí 10 tisíc lumenů na ploše 1 m2, získáte 10 tisíc luxů. Intenzita osvětlení (E) = Dopadající světelný tok (lm) × Osvětlená plocha (m2)
Doufám, že si nyní dokážete představit, jakým způsobem lze vypočítat intenzitu ozáření FAR W/m2, když znáte konkrétní parametry světelného zdroje. S údajem o zářivém toku FAR se bohužel u většiny světelných zdrojů nesetkáte, ale dozvíte se je v dalších dílech našeho seriálu, kdy přikročíme k praktickému měření pomocí speciálního přístroje pro měření FAR.
V příštích dílech seriálu se dozvíte
- Kolik FAR W/m2 potřebují různé druhy rostlin.
- Jak velký vliv na distribuci světla k rostlinám mají reflektory, velikost pěstírny a odraznost stěn.
- Jaký vliv na intenzitu osvětlení má vzdálenost světelného zdroje od ozařované plochy.
- Jak zjistit, který světelný zdroj zvolit pro pěstování v konkrétních podmínkách.
- Hodnoty naměřené spektroradiometrem pod různými světelnými zdroji v nejběžnějších typech pěstíren.
Věřím, že všechny tyto body vás zajímají stejně jako mnoho growerů po celém světě a že se spolu s námi vydáte na cestu k jejich objasnění. Ze všech elementů ovlivňující úspěšnost pěstování pod umělým osvětlením je totiž světlo tím nejobtížněji měřitelným. Schovejte si pečlivě toto vydání Legalizace a těšte se na další číslo. Neprůhledné světlo totiž začne být mnohem jasnější…
Mr. José je autorem nejrozsáhlejší a nejpřehlednější knihy o pěstování pod umělým osvětlením v českém jazyce. Jak pěstovat „INDOOR“ koupíte v každém dobrém growshopu, nebo přímo od autora na pestovat.cz
