Фітолампа дає 200 мкмоль/м²/с на рівні листя і світить 16 годин. За добу рослини отримують 11,5 моль світла на квадратний метр. Для салату цього замало: у Корнельському університеті салат вирощували на 17 моль/м²/добу. Ерік Сталкнехт з Політехнічного університету Вірджинії розбирає в посібнику з DLI саме такий приклад, 200 на 16 годин, і для салату дає норму 12-17.
Нижче калькулятор DLI і PPFD з трьома режимами. «Фітолампа» рахує, скільки світла за день дає твоя лампа, і порівнює з нормою культури. «Ціль» показує, який PPFD або скільки годин потрібні, щоб норму набрати. «Теплиця» бере природне світло для пʼяти міст України по місяцях і рахує, скільки годин досвічувати. Під калькулятором пояснюємо формулу, звідки норми і що робити з люксметром.
Калькулятор DLI і PPFD: лампа, ціль, теплиця
- PPFD бери заміряний на рівні листя, а не з коробки. Виробник вказує його на певній висоті й часто в центрі плями, а до країв лотка світла менше.
- Норми культур у списку взято з посібника Політехнічного університету Вірджинії (салат, базилік, томат) і з досліду Університету Пердью з капустяною мікрозеленню. Для свого сорту чи іншої культури обери «Своя норма».
- У режимі «Теплиця» світло надворі взято із середніх по місяцях за 2001-2020 роки з NASA POWER. Втрати на покритті постав свої: для типової теплиці у Вірджинії називають 30-50%.
DLI і PPFD: формула і різниця
PPFD показує, скільки фотонів фотосинтетично активного світла (400-700 нм) падає на квадратний метр за секунду, у мкмоль/м²/с. Це миттєве значення, як швидкість на спідометрі. DLI (daily light integral) рахує, скільки світла набралося за добу, у моль/м²/добу. Це вже пробіг за день.
Формула: DLI = PPFD × години × 3600 / 1 000 000. 3600 переводить години в секунди, мільйон переводить мікромолі в молі. Коротко: PPFD × години × 0,0036.
| PPFD, мкмоль/м²/с | 12 год | 16 год | 18 год | 24 год |
|---|---|---|---|---|
| 100 | 4,3 | 5,8 | 6,5 | 8,6 |
| 150 | 6,5 | 8,6 | 9,7 | 13,0 |
| 200 | 8,6 | 11,5 | 13,0 | 17,3 |
| 250 | 10,8 | 14,4 | 16,2 | 21,6 |
| 300 | 13,0 | 17,3 | 19,4 | 25,9 |
| 400 | 17,3 | 23,0 | 25,9 | 34,6 |
DLI у таблиці в моль/м²/добу. Чому ватти світильника нічого не кажуть про ці числа і як рахувати рівномірність по площі, розібрано у вікі освітлення: PPFD, DLI і ватти.
DLI для культур: скільки світла треба
| Культура | DLI, моль/м²/добу | Джерело |
|---|---|---|
| Мікрозелень капустяна | 6-18 (діапазон досліду) | Пердью, 2016 |
| Салат | 12-17 | Вірджинія; Cornell: 17 з обдувом, 12 без |
| Розсада салату | ≈22 | Cornell |
| Базилік | 15-25 | Вірджинія |
| Томат | 20-30 | Вірджинія |
Салат. Мелісса Брехнер і Ей Джей Бот з Cornell пишуть, що 17 моль/м²/добу найкраще спрацювало для їхнього масляного салату (сорт Ostinata, якого вже нема в продажу). Там само застереження: 17 працює тільки з вентилятором, який дме на рослини згори. Без обдуву вище 12 не виходило, бо зʼявлявся крайовий опік листя (tipburn). Потік повітря посилює випаровування, і до молодого листя доходить більше кальцію. Салат на 17 моль давав головку 150 г за 24 дні після пересадки. Розсаду там тримають під 250 мкмоль/м²/с цілодобово, це близько 22 моль. Параметри розчину і цикл салату описано у вікі листові салати і зелень.
Мікрозелень. Джошуа Геровак і Роберто Лопес з колегами вирощували кольрабі, мізуну і гірчицю під світлодіодами 105, 210 і 315 мкмоль/м²/с по 16 годин, тобто 6, 12 і 18 моль/м²/добу. Зрізали через 10-15 днів. Що більше світла, то коротше стебло під сімʼядолями і вищий відсоток сухої речовини. Концентрація мінеральних елементів була вищою при слабкому світлі. Готової норми автори не дають: вибір світла залежить від того, яку мікрозелень хоче покупець. Чому вона витягується при нестачі світла, пояснює вікі чому мікрозелень витягується, а вплив синього спектра на врожай розібрано в статті синє світло і врожай мікрозелені.
Базилік і томат світлолюбніші за салат: 15-25 і 20-30 моль/м²/добу за посібником з Вірджинії. На підвіконні взимку цього не набрати навіть близько. Полуниці треба щонайменше 10-12 моль, і що це означає для куща на підвіконні, ми розібрали окремо. Особливості трав зібрано у вікі базилік і ароматичні трави, томата в теплиці у вікі томат і огірок у теплиці.
DLI і фотоперіод: години чи інтенсивність
Той самий DLI можна набрати сильним світлом за коротший день або слабшим за довший. У Cornell для розсади салату так і пишуть: коротший фотоперіод допустимий, якщо підняти інтенсивність і отримати ті самі ≈22 моль. Режим «Ціль» у калькуляторі показує обидва шляхи: який PPFD треба при твоїх годинах і скільки годин треба при твоєму PPFD.
Години подовжуються не безмежно. Для одних культур довгий день запускає цвітіння чи стрілкування, інші при цілодобовому світлі дають хлороз і некрози країв листя. Який графік тримати для мікрозелені, салату, базиліку і томата, розписано у вікі фотоперіод і циркадний ритм рослин. Спершу обери години за фотоперіодом культури, потім дотягуй DLI інтенсивністю.
DLI у теплиці взимку: скільки досвічувати
NASA POWER дає середню сумарну ФАР по місяцях за 2001-2020 роки для будь-якої точки. Щоб отримати DLI, мегаджоулі множимо на 4,57: стільки мікромолів фотонів припадає на джоуль сонячного світла за таблицею з праці Thimijan і Heins (1983). Ось що виходить надворі, у відкритому полі:
| Місто | Грудень | Лютий | Квітень | Червень | Жовтень |
|---|---|---|---|---|---|
| Київ | 4,1 | 12,0 | 31,6 | 45,6 | 14,3 |
| Львів | 4,8 | 13,0 | 30,6 | 41,9 | 15,3 |
| Харків | 4,4 | 13,8 | 31,2 | 46,6 | 15,4 |
| Дніпро | 4,9 | 13,0 | 32,9 | 47,5 | 16,6 |
| Одеса | 6,3 | 13,6 | 35,8 | 49,3 | 18,7 |
У теплиці світла менше: покриття, каркас і бруд на склі забирають частину. Сталкнехт оцінює втрати в 30-50% від відкритого поля. Київ у грудні: 4,1 надворі, при втратах 40% лишається близько 2,5 моль. Щоб салат отримав 12-17, лампа має додати 9,5-14,5 моль. При 200 мкмоль/м²/с на рівні листя це 13-20 годин досвічування на добу. У лютому природного вже 7,2, і досвічувати треба 6,7-13,6 години.
Влітку проблема протилежна. Червневі 45,6 у Києві дають у теплиці близько 27 моль, більше, ніж треба салату. Як зрізати пікове навантаження, описано у вікі затінення і відбивні поверхні, а що робити з коротким днем, холодом і перебоями зі світлом, у вікі зимове вирощування в Україні.
Це середні числа. Тиждень хмарності в листопаді дасть менше, ясний тиждень більше. Точніше працює датчик у теплиці, який рахує накопичений DLI за день і вмикає досвічування, коли до норми не дотягує.
PPFD: як виміряти на рівні рослин
PPFD міряє квантовий сенсор. У посібнику з Вірджинії ціни на них від менш ніж 100 до понад 1000 доларів. Там само згадано застосунки для телефона, які міряють світло вбудованим фотодіодом: для грубої оцінки згодяться, для розрахунку досвічування краще сенсор.
Люксметр міряє світло так, як його бачить людське око, а не рослина. Перевідний коефіцієнт залежить від джерела. За тією ж таблицею Thimijan і Heins один мкмоль/м²/с дорівнює 54 люксам для сонця, 82 для натрієвої лампи (ДНаТ), 71 для металогалогенної і 74 для холодно-білої люмінесцентної. Для світлодіодів одного числа немає: у білих коефіцієнт залежить від спектра, а червоно-синю фітолампу люксметр узагалі недооцінює, бо око майже не бачить цих довжин хвиль. Тому люкси в калькуляторі ми не рахуємо.
Коли PPFD відомий, наступне питання в тому, скільки світла лампа дає на кожен витрачений ват. Про це вікі PPE і ефективність освітлення. Інші калькулятори для гідропоніки зібрано на сторінці калькулятори.
Калькулятор DLI: головне
- DLI = PPFD × години × 0,0036. 200 мкмоль/м²/с за 16 годин дають 11,5 моль/м²/добу.
- Салату треба 12-17. На 17 Cornell виходив тільки з обдувом зверху, без нього межа 12.
- Спершу години за фотоперіодом культури, потім інтенсивність до потрібного DLI.
- У грудні в Києві в теплиці близько 2,5 моль: салату треба ще 13-20 годин досвічування при 200 мкмоль/м²/с.
- PPFD міряй квантовим сенсором на рівні листя. Люкси для світлодіодів переводити нема чим.
