ENTWICKLUNG DES PFLANZLICHEN WACHSTUMS
Messer la Gartenlicht und passen Sie die LED-Lampen an Ihre Pflanzen an
LUZ-SENSOR
Der einzige angeschlossene Spektralfotometer-Sensor, der Echtzeitdaten über die Lichtmenge und -qualität für die Photosynthese liefert. Dank der patentierten Technologie analysiert der Sensor jedes Photon von 350 nm bis 800 nm mit einer Auflösung von 1 nm. Es ist so konzipiert, dass es den rauen Umgebungen verschiedener Wachstumsmedien standhält.
SPECTROphotoMeter - VIS
Tragbares Instrument, das vom VGD-Expertenteam ausgewählt wurde, um punktspektrophotometrische Messungen im Sichtbaren durchzuführen. Im Rahmen von Lichtprüfungen oder zur Kontrolle der Qualität und Intensität des Spektrums Ihrer Anlage ist das Spektralphotometer ein unverzichtbares Werkzeug für die agronomische Rückverfolgbarkeit des Wachstumsprozesses einer Pflanze.
SPEKTROphotometer - UV/NIR
Tragbares Instrument, das vom VGD-Expertenteam ausgewählt wurde, um punktspektrophotometrische Messungen von UV (200–450 nm) bis IR (760–1100 nm) durchzuführen. Neue LED-Technologien ermöglichen Experimente außerhalb des sichtbaren Bereichs. Mit dieser Art von Werkzeug können Sie die spezifischen Lichtdosen Ihrer Gartenbauanlage quantifizieren.
Die Vorteile der Lichtmessung im Gartenbau
Die Bedeutung von Licht für das Pflanzenwachstum
Licht ist einer der wichtigsten Faktoren für Wachstum und Entwicklung von Pflanzen . Durch Photosynthese wandeln Pflanzen Lichtenergie in chemische Energie um und fördern so ihr Wachstum. Da jedoch nicht alle Pflanzen die gleichen Lichtbedürfnisse haben, ist eine präzise Lichtmessung unerlässlich, um ihr Wachstum zu optimieren.
Die Vorteile der Messung von Gartenlicht
Die intelligente Beleuchtungstechnologie von VGD und die Beherrschung der Lichtumgebung ermöglichen die Optimierung des Produktionssystems, sei es durch Energieeinsparungen, Optimierung der Anbauprotokolle, Vorhersage von Krankheitsbefall oder Analyse der Beschattung und ihrer Auswirkungen auf die Ernte.
Die verschiedenen Arten der Lichtmessung im Gartenbau
Messung der Lichtintensität
Die Lichtstärke misst die Lichtmenge, die von einer Lichtquelle in eine bestimmte Richtung abgegeben wird . Sie unterscheidet sich von der Gesamthelligkeit einer Lichtquelle, die das in alle Richtungen abgestrahlte Licht berücksichtigt.
Einheiten zur Messung der Lichtintensität
Zur Messung der Lichtintensität existieren verschiedene Einheiten, abhängig von der jeweiligen Messfunktion . Die gebräuchlichsten sind: cd, lx, W/m², J/cm² und µmol/m²/s.
So messen Sie die Lichtintensität in einer gärtnerischen Umgebung
Bei Messungen im Gartenbau wird primär die Photonenrate gemessen, und zwar in µmol/m²/s; alternativ wird auch W/m² verwendet . Es existieren verschiedene Sensortypen, jeder mit seinen spezifischen Eigenschaften und seiner eigenen Präzision.
Messung des Lichtspektrums
Das Lichtspektrum bezieht sich auf den gesamten Wellenlängenbereich elektromagnetischen Lichts. Die Sonne strahlt weißes Licht aus, das beim Durchgang durch ein Prisma in verschiedene Farben zerlegt werden kann. Jede so erhaltene Farbe entspricht einer bestimmten Wellenlänge im Lichtspektrum.
Die Bedeutung des Lichtspektrums für das Pflanzenwachstum
Das Lichtspektrum ist für das Pflanzenwachstum genauso wichtig und sogar wichtiger als die Intensität. Abhängig von der Spektralkomponente, die eine Pflanze empfängt, kann ihre Reaktion unterschiedlich ausfallen (z. B. indem sie stattdessen den vegetativen oder den generativen Aspekt bevorzugt).
So messen Sie das Lichtspektrum in einer Gartenbauumgebung
Die einzige Methode zur Messung eines Lichtspektrums in einer Gartenbauumgebung ist die Verwendung eines Spektroradiometers. Es ermöglicht die Erfassung von Daten in W/m² pro Spektralband in nm. Diese Daten können erneut verarbeitet werden, um den Wert in Photonen zu erhalten.
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Werkzeuge und Geräte zur Messung des Gartenlichts
Lichtsensoren und ihre Funktionsweise
Es gibt verschiedene Arten von Sensoren, von denen jeder seine eigene Spezifität zur Messung einer Lichtmenge oder sogar einer Lichtqualität hat. Luxmeter werden hauptsächlich zur Messung des Lichts für Menschen verwendet, Pyranometer zur Messung der Sonneneinstrahlung nützlich für die Meteorologie und PAR-, ePAR-Sensoren und Spektroradiometer hauptsächlich für die Landwirtschaft.
Was ist ein Belichtungsmesser und wie funktioniert er?
Ein Luxmeter ist ein Messgerät zur Beurteilung der vom menschlichen Auge wahrgenommenen Intensität des sichtbaren Lichts, der sogenannten Leuchtdichte. Es misst die Beleuchtung einer Oberfläche in Lux (lx). Ein Lux entspricht einem Lumen pro Quadratmeter.
Luxmeter werden häufig in verschiedenen Bereichen wie Innen- und Außenbeleuchtung, Industrie, Fotografie und anderen Anwendungen eingesetzt, bei denen die Lichtmenge ein wichtiger Faktor ist. Sie werden häufig verwendet, um sicherzustellen, dass die Beleuchtungsstärke den empfohlenen Standards für bestimmte Aktivitäten im Zusammenhang mit Menschen entspricht.
Ein Pyranometer ist ein Instrument zur Messung der solaren Bestrahlungsstärke, also der Leistung pro Flächeneinheit der Sonne auf einer horizontalen Fläche . Es findet vorwiegend Anwendung in der Meteorologie, Klimatologie, Solarforschung und Solartechnik. Die Maßeinheit ist W/m² oder J/cm², und der Messbereich ist modellabhängig.
Das Pyranometer misst die gesamte Sonnenenergie, einschließlich direkter Sonneneinstrahlung sowie diffusem Licht vom Himmel. Es ist so konzipiert, dass es auf ein breites Wellenlängenspektrum reagiert, um die gesamte Sonnenstrahlung einzufangen.
Das Gerät besteht im Allgemeinen aus einem sonnenlichtempfindlichen Sensor, häufig einer Photovoltaikzelle, der von einer Glaskuppel umgeben ist. Die Glaskuppel lässt Licht zum Sensor gelangen und schützt ihn gleichzeitig vor Witterungseinflüssen.
Was ist ein Pyranometer und wie funktioniert es?
Was ist ein Parameter und wie funktioniert er?
Ein PAR-Sensor (Photosynthetisch Aktive Strahlung), auch PPFD-Sensor genannt, ist ein Gerät zur Messung der für die Photosynthese verfügbaren Lichtmenge im Wellenlängenbereich, den Pflanzen am effizientesten nutzen . Die Photosynthese, der Prozess, bei dem Pflanzen Licht in chemische Energie umwandeln, um ihr Wachstum zu ermöglichen, findet hauptsächlich im sichtbaren Lichtbereich statt, typischerweise zwischen 400 und 700 Nanometern.
Der PAR-Sensor misst die Lichtmenge in diesem spezifischen Bereich und liefert so einen Hinweis auf die Verfügbarkeit von Licht für den Photosyntheseprozess der Pflanze. Diese Sensoren werden häufig in der Landwirtschaft, Ökologie, Pflanzenforschung und im Gartenbau zur Beurteilung der Lichtumgebung eingesetzt. Die Tatsache, dass es keinen Indikator für die Qualität des Spektrums gibt, führt jedoch zu verzerrten Ergebnissen, wenn Gartenbaulampen hinzugefügt werden.
Ein Spektroradiometer misst die Menge des emittierten oder reflektierten Lichts bei verschiedenen Wellenlängen des elektromagnetischen Spektrums . Es ermöglicht die effiziente Messung von Lichtmenge und -qualität mit einer Genauigkeit von bis zu 0.1 nm im gesamten Lichtspektrum. Das bedeutet, dass für jedes Nanometer eines Spektrums die Anzahl der empfangenen Photonen bestimmt werden kann.
Diese Instrumente werden in verschiedenen Bereichen wie Meteorologie, Fernerkundung, Astronomie, Atmosphärenforschung und anderen angewandten Wissenschaften häufig eingesetzt. Spektroradiometer werden in der Landwirtschaft häufig für vielfältige Anwendungen eingesetzt, darunter Pflanzenmanagement, Überwachung der Pflanzengesundheit, Ertragsvorhersage und andere.
Durch seine Fähigkeit, das Lichtspektrum zu zerlegen, ist es möglich, W/m² in Photonen (µmol/m²/s) umzuwandeln.
Es ist der präziseste Sensor zur Analyse des Lichtspektrums von Pflanzen, aber auch von Algen und anderen lebenden Organismen.
Was ist ein Spektroradiometer und wie funktioniert es?
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Wie wählen Sie den Lichtsensor für Ihre Pflanzen aus?
Zu vermeidende Sensoren
Luxmeter sollten zur Messung der von Pflanzen absorbierten Lichtmenge vermieden werden, da diese Sensoren sehr empfindlich auf Farben reagieren, die primär vom menschlichen Auge wahrgenommen werden und sich von den Farben unterscheiden, die Pflanzen sehen . Sie sind daher keinesfalls für die Messung professioneller LED- Beleuchtung im Gartenbau geeignet.
- Pyranometer ermöglichen die weltweite Messung der Sonneneinstrahlung in W/m² zwischen 200 nm und 1000 nm (einige siehe 2000 nm).. Dieser Wert ist also ein recht allgemeiner Indikator für die aufgenommene Energie, bezieht sich jedoch auf das gesamte Sonnenspektrum. Wenn also Gartenbaulampen hinzugefügt werden oder Schatten spendet und das Lichtspektrum der Sonne verändert, sind die Werte nicht mehr relevant.
- PAR- und ePAR-Sensoren geben Werte in Photonen (µmol/m²/s) zwischen 400 nm und 700 nm (750 nm für ePAR) an.. Der angegebene Wert kann jedoch unzuverlässige Datenbereiche enthalten, die die Menge der tatsächlich wahrgenommenen Photonen verfälschen.
Der Messwert ist nur quantitativ, er ist global und ohne Hinweis auf die Qualität des Spektrums.
Die obigen Darstellungen ermöglichen die Hervorhebung von Sensorreaktionsfehlern bei verschiedenen Wellenlängen. Es lässt sich vor allem feststellen, dass ein PAR-Sensor abhängig von seiner relativen Reaktion auf Photonen sehr unzuverlässige Ergebnisse liefern kann, insbesondere wenn die Spektralanalyse hauptsächlich auf roten und blauen Wellenlängen basiert.
Sensoren, auf die Sie achten sollten
Die zuverlässigsten Sensoren
Heutzutage gelten Spektroradiometer, die empfangene Lichtenergie in Photonen umwandeln, als die zuverlässigsten Sensoren . Die resultierenden Messungen sind quantitativ und mit der spektralen Qualität verknüpft, da jede Wellenlänge eine unterschiedliche Umwandlungsrate aufweist.
VGD hat ein integriertes Spektroradiometer entwickelt, das das Lichtspektrum in Photonen umwandelt und so die Datenerfassung und -verarbeitung entsprechend den Bedürfnissen der Pflanze ermöglicht . Es ist möglich, die von Chlorophyll a und b (oder anderen Photopigmenten) und Photorezeptoren absorbierten Spektren gezielt zu erfassen.
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Interpretation von Lichtmessdaten im Gartenbau
Ideale Werte für das Pflanzenwachstum
Es gibt keine Wunderwerte, aber einige allgemeine Regeln, die entstehen können.
Ideale Lichtintensitätswerte für verschiedene Pflanzenwachstumsstadien
Im Allgemeinen können wir einige Kennzahlen angeben, diese können jedoch je nach Pflanzenart, an der Sie arbeiten, variieren:
- In-vitro-Kultur: 70 µmol/m²/s
- Sämlinge/Stecklinge: 100 µmol/m²/s
- Wachstum: 150-250 µmol/m²/s
- Blüte: 300-400 µmol/m²/s
Diese Werte sind Richtwerte und für jedes Projekt ist eine Fallstudie erforderlich, um den Bedarf zu definieren und zu ermitteln, wie dieser in Abhängigkeit von den Produktionssystemen und der Art der Zielpflanze oder -art gedeckt werden kann.
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Nutzung von Messdaten zur Optimierung der Beleuchtung im Gartenbau
So nutzen Sie Messdaten, um die Beleuchtung in einem Gewächshaus oder Zuchtraum anzupassen
Die präzise Erfassung von Lichtdaten ermöglicht die exakte Steuerung der LED-Beleuchtung im Gartenbau, abgestimmt auf die Bedürfnisse und das Entwicklungsstadium der Pflanzen. Ungenaue oder fehlerhafte Daten können dazu führen, dass Pflanzen ungeeignetes Licht erhalten (zu viel oder zu wenig). Wir bei VGD haben seit unserer Gründung zahlreiche Sensoren getestet, und die Lichtmessungen mit LEDs in der Landwirtschaft können je nach verwendetem Sensor erheblich variieren.
Mit einer guten Messung ist es möglich, HPS- oder LED-Beleuchtung entsprechend den Wetterbedingungen und den angestrebten Zielen der Kultur zu steuern. Durch Betrachtung präziser Spektralbänder, die für die Pflanze wichtig sind, ist eine Intensitätsanpassung in Echtzeit möglich.
Mit dem von VGD entwickelten Sensor lassen sich Daten in Spektralbändern erfassen, um das LED-Steuerungssystem zu optimieren . Zudem können die Ergebnisse über mehrere Saisons hinweg zusammengetragen werden, um die Daten auszuwerten und Korrelationen zwischen verschiedenen Parametern (Temperatur, Luftfeuchtigkeit, Licht usw.) und dem jeweiligen agronomischen Ergebnis zu ermitteln.
Häufige Fehler, die es bei der Interpretation von Messdaten zu vermeiden gilt
Lichtdaten in einer Wachstumsumgebung sind sehr wichtig, da sie Teil aller gemessenen Parameter sind. Durch Korrelation wird die Überwachung der Kulturentwicklung erleichtert. Wie bei jeder Korrelation führt jedoch jeder durch einen Parameter hinzugefügte Fehler am Ende zu einem größeren Fehler. Daher ist es wichtig, mit möglichst genauen Daten zu arbeiten.
Unsere Antworten
Die Lichtmenge hängt vom Entwicklungsstadium der Pflanze ab. Im Allgemeinen sollte das Licht mit der Entwicklung der Pflanze allmählich zunehmen.
Die verschiedenen Parameter, die bei der Lichtmessung im Gartenbau berücksichtigt werden müssen, sind die Positionierung des Sensors, die Messintegrationszeit und alles, was mit den Datenaufzeichnungszeiten zu tun hat, um die besten Daten ausgeben zu können.
Die gebräuchlichsten Einheiten zur Lichtmessung im Gartenbau sind µmol/m²/s. Dieses Gerät ermöglicht es, die Anzahl der von der Pflanze eingefangenen nützlichen Photonen zu messen. Wir können auch W/m² ermitteln, aber diese Einheit kann nur einen Hinweis geben, wenn wir das Sonnenspektrum ohne Modifikation messen.
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