Belysning ett plantat akvarium

Det finns många missuppfattningar angående ljuskraven för ett plantat akvarium. Detta leder inte till sorg för de hobbyister som följer de så kallade reglerna utan att förstå några av de grundläggande principerna för växtfysiologi och fotosyntes. Hobbyisten instrueras typiskt att använda "så mycket ljus som möjligt" eller "uppgradera sina nuvarande armaturer med låg kvalitet som medföljer tanken med ljusare, sexigare ljus". Tyvärr är de flesta gånger slutresultatet en alger ridd tank och / eller fullständig decimering av dyra växter.

Hobbyister har också lärt sig godtyckliga regler som Watts per Gallon (WPG), och att vissa växter kräver högre WPG att blomstra. Webbplatser som säljer växter kommer ofta att lista "Ljuskrav" för arten. En annan populär godtycklig "regel" säger att den optimala Kelvin är 6500K.

Inget av dessa "krav" eller godtyckliga "regler" har någon giltighet, särskilt när de följs ut ur sammanhang med CO2 krav på växter. Så i år har hobbyister blivit ledda i cirklar förgäves försök att tillhandahålla "optimal" belysning för sina växter, medan de hela tiden ignorerar den viktigaste aspekten av växtodling. Denna artikel är avsedd att debunk de populära myterna om belysning när det gäller växtskydd.

Vad är ljust och hur använder växter det?

Hobbyister antar automatiskt att ljuset lyser på växten och att växten växer helt enkelt som en följd av exponeringen. Vi observerar utomhus, till exempel att växter i skugga inte verkar vara lika robusta som de i full solsken. Slutsatsen är att mer ljus alltid är bättre, och att om en växt uppträder ohälsosam då måste det bero på otillräckligt ljus.

Sanningen är en mycket mer komplicerad historia. Planta löv fungerar faktiskt på ett mycket liknande sätt till en fotoelektrisk diod, där ljus som påverkar plattan får materialet att excitera och sedan spruta ut elektroner. Föremålet inom bladet som innehåller elektronerna är klorofyllmolekylen.

Ljuset själv är en gåtfull form av energi som beter sig som om det var en våg (som en havsvåg) och samtidigt uppträder det som om det var en partikel, som en projektil. Så för enkelhetens skull kan det hjälpa till att tänka i form av en vibrerande stånggaffel som har blivit skjuten ur en kanon. När stämningsgaffeln kolliderar med ett annat objekt, ger det energi inte bara på grund av sin rörelse som en projektil, men det ger också energi av det vibration.

Miljarder miljarder av dessa projektiler, kända som "Foton", rör sig över rymden. Vid påverkan med andra föremål förstörs de, men den energi de bär i sin vibration överförs till objektet som de kolliderade med. Om de träffar klorofyllen i rätt vinkel och precis på rätt plats överförs Photonens energi till elektroner som hålls fängslade av klorofyllen. Elektronerna kan sedan fly och fångas av andra proteiner som kan använda elektronerna för att tillverka andra föreningar. Det kan finnas tusentals enskilda proteiner som upptar och släpper sedan dessa elektroner på samma sätt som en rad volontärer flyttar sandsäckar längs linjen för att bygga en provisorisk damm i slutet av linjen.

I slutet av linjen i ett blad, istället för att en damm upprättas, används elektronerna för att avlägsna kolet från koldioxid, för att hydrera det med vatten och slutprodukten är en typ av socker som lätt kan omvandlas till glukos . Glukosen används för att mata varje cell i hela växten.

Växter växer därför på grund av tillgången på maten som de kan göra. Ljuset är bara en komponent i denna matlagningsprocess. Vatten, CO2 och näringsämnen som fosfat och nitrat behövs för att slutföra tillverkningen av socker.

Därför, om vi bara fokuserar på ljuset och om vi ignorerar vikten av alla andra viktiga ingredienser, kan socker inte ordnas ordentligt och växten svälter ihjäl. Tänk dig dammen byggare flyttar sandsäckarna från en person till en annan. Föreställ dig att det finns fler sandsäckar än vad varje person kan hantera. Resultatet blir att sandsäckarna tappade, kanske på nästa persons fötter, vilket minskar effektiviteten hos den personen och nästa också. På mycket kort tid, om antalet sandsäckar ökar utöver varje persons förmåga att hantera och flytta påsarna, blir resultatet kaos. Det här är precis vad som händer i tankar med för mycket ljus. Elektroner (sandsäckarna) sprider och skadar hela kedjan av händelser.

Vad är alternativet till WPG och hur man kontrollerar ljuset?

Den mest grundläggande mätningen av ljusenergi, om vi håller fast vid projektilanalogen, är att helt enkelt räkna antalet projektiler som rör sig över en viss mängd område inom en viss tid. Hur många kanonkulor slår en mur i ett belägrade slott per timme? I vårt fall är mätningen kallad fotosyntetiskt aktiv strålning, allmänt känd som akronym PAR.

PAR berättar för oss exakt hur många Photon-projektiler som korsar en kvadratcentimeter varje sekund. Eftersom Photonpartiklarna är så små och eftersom de rör sig så snabbt är mätningen vanligtvis ett mycket stort antal, någonstans i storleksordningen av 1 Billion Billion cannonballs som passerar en 1X1 centimeter square varje sekund. Detta nummer, en miljard miljarder, är ofattbar, så det blir ett enklare namn för oss att hantera; det kallas en "mikromole". Så nu är det lättare att prata när det gäller 10-mikromoler eller 20-mikromoler istället för något besvärligt, till exempel "två punkter, inte tio gånger till den artonde effekten per centimeter kvadratisk, per sekund".

I ett mörkt rum visar en fackla på att en hand hålls inne i strålen, bara en tum från linsen är ljus, men flera meter bort sjunker intensiteten snabbt när fotonen sprids ut för att täcka mer område. Om vi ​​mäter PAR noggrant kommer vi att upptäcka att varje gång vi dubblar avståndet från glödlampan, kommer PAR på dubbelt avstånd att vara bara en fjärdedel av vad det var vid första avståndet. Vid tre gånger avståndet har PAR minskat till en nionde (1 / 9th). Denna falloff kallas ett "inverst kvadrat förhållande" och det är en mycket användbar och konsekvent regel.

Det finns anledningar till att WPG-tumregeln kan orsaka så mycket kaos. För det första har inte alla glödlampor samma intensitet. En T5-lampa är ljusare än en T8-lampa. LED har olika watt och är ordnade i olika klustergrupper vilket gör det nästan omöjligt att ge någon mening om regeln. För det andra har WPG ett mycket begränsat räckvidd på grund av den inverse kvadratregeln. I vissa tankar, till exempel en mediumstorlekstank, säger 30-gallon eller så kan ett givet WPG-nummer vara användbart, men när tankstorleken förändras förändras inte avståndet till glödlampan på större eller mindre volymer proportionellt, så vad om tankstorleken fördubblas? Det vertikala avståndet till glödlampan fördubblas inte, så ljusavfallet är inte proportionellt, men WPG-regeln kräver en fördubbling av effekten. Så i stora till mycket stora tankar kan det vara katastrofalt att följa WPG-regeln.

En mycket tydligare tumregel har utvecklats med användning av mer konsekvent PAR-mätning. Tyvärr är det inte en enkel regel. PAR-mätningar har tagits med typiska glödtypstyper och PAR ritad på ett diagram baserat på avståndet från glödlampan. Generellt;

Lågljuszonen har definierats som tillräckligt ljus för att mäta mindre än 50 mikromoler vid substratnivån.

Medium Light-zonen har definierats som tillräckligt ljus för att mäta mellan 50 och 75 mikromoler på substratnivån.

High Light-zonen är något över 75-mikromoler uppmätta på substratnivån.

Tankar som har noll CO2 anrikning, dvs inte gasinjektion och ingen flytande koldosering skulle göra det bra att hålla sig till Low Light-zonen. CO2 Insprutade tankar bör startas i Low Light-zonen och efter några veckor, om CO2, flöde / distribution och näring har visat sig vara tillräckliga, ljuset kan ökas.

Vad hobbyister behöver tänka på hela tiden är att det inte finns något samband mellan mängden ljus och växtens hälsa. Det finns många friska CO2 injicerade eller flytande koltankar med lågt ljus. Tanken är mycket lättare att bibehålla och algblomningar är mycket mindre vanliga. Konsekvensen av att använda högt ljus är att växthastigheten för växter ökar och det gör också tillväxten hos alger. Tillväxten är inte densamma som hälsan. Tankar med högt ljus och dåligt CO2, eller dålig näring kan ha växter som växer snabbt men som har alger eller som har andra hälsoproblem.

För nybörjare, nybörjare och till och med för de mer erfarna, om en tank köps som en paketöverenskommelse som innehåller lagerbelysning, är det absolut värsta beslutet som kan göras att tänka på att "uppgradera" lamporna. Det kommer alltid att vara början på problem. Hobbyister uppmuntras att lära sig om växande växter med hjälp av lagerbelysning eller lågbelysnings-först, oavsett CO2 injektion eller flytande tillskott. Om man efter en viss erfarenhet önskat snabbare tillväxthastigheter kan intensiteten ökas, men detta medför alltid risken för försämrad växtskydd om de övriga komponenterna inte deltar i FIRST.

Vad sägs om Kelvin och Spectrum?

Förmodligen är det näst sämsta råd som ges om belysning att växter kräver att 6500K är i optimal hälsa. Denna myt har funnits för evigt, för naturligtvis är solens färgtemperatur ungefär 6000K-6500K. Naturligtvis antar alla att detta måste vara den perfekta "kvaliteten" av ljuset. Leverantörerna trycker "speciella växtlökar" till orimliga priser till intet ont anande hobbyister. Om sanning berättas, få om några vattenlevande växter någonsin ser fullspektrum på morgonsolen, eftersom de växer under baldakinsskuggan och under dunkelt vatten i världens regnskogar, vilket ger värdet av Kelvin-temperaturen eller av full spektrummot. Dessutom kommer ingen glödlampa även i närheten av solens spektralfördelning. Att ha några toppar i några smala band approximerar inte solen på något sätt form eller form. Termen "Full Spectrum" är bara en annan marknadsföringstid som används för att suga människor in. Om man skulle lägga ut ett dussin olika märken av lökar, alla som påstår sig vara 6500K, skulle de alla tycka att de är olika färger, så ingen glödlampa är faktiskt 6500K i alla fall. När man läser Kelvin-värdet på glödlampor bör numret användas mer som modellnummer i motsats till att ha något vetenskapligt värde.

Fluorescerande glödlampa från den lokala hårdvaruaffären växer växter exakt samma som en speciell växtlampa. Det är verkligen ingen skillnad i prestanda förutsatt att glödlamporna är desamma och förutsatt att effekten är densamma. Växter gör automatiskt anpassningar till sin miljö genom att producera pigment som svarar mot det spektrum som är tillgängligt. Därför kommer en glödlampa som köpts från B & Q, eller från Home Depot, eller från vilken DIY butik som helst i närheten, att göra exakt samma jobb, oavsett vilket spektrum det är. Skillnaden är att hobbyisten kanske inte gillar färggjutningen i B & Q-lampan. Kelvin-betyg och andra färgparametrar bör därför betraktas enbart inom ramen för den känslomässiga inverkan det har på tittaren. På samma sätt, till exempel, i en slaktare, har lamporna som används för att belysa köttet typiskt en röd komponent. Detta gör köttet smakligare. Det är en illusion, men slaktare känner till den här mycket bra, och de väljer sällan att använda en tung bulb i blått eller grönt, till exempel, eftersom det skulle ge en negativ estetisk vädjan till köttet.

Färger bör användas som vi skulle använda en pensel för att måla stämningar på tanken. Om flera glödlampor används kan man simulera morgonljus med röda och apelsiner och senare på dagen byta till blåare toner. Det är aldrig nödvändigt att begränsa de färger som används över tanken i något missvisat intryck att växter inte kommer att klara sig med något annat Kelvin-värde än 6500K. Det är strängt inom fantasin.

Vad sägs om lysdioder?

Eftersom LED-enheter blir mer rimligt prissatta kommer det att finnas bättre tillgänglighet och fler funktioner. DIYers kan få råmaterial och tråd sina egna armaturer. Den viktigaste funktionen i LED-världen är möjligheten att dämpa modulen från 0% till 100% -intensitet. Detta är faktiskt en mycket mer värdefull funktion än hur mycket PAR enheten har, vilket vanligtvis är för högt. Dimning tillåter maximal kontroll, vilket motsvarar algenkontroll. En annan stor egenskap hos de högre ändenheterna, och som kan filtrera ner i de lägre kostnadsenheterna, är tillgängligheten av flera färgdioder kombinerad med programmerbarhet. Som nämnts är detta en konstnärlig funktion och så fort människor vaknar upp från sin 6500K-hypnos kommer de att inse det verkliga värdet av färg. Fisk och annan fauna kan göras för att bli färgglada. Favoritlysrör kan simuleras med rätt mix av RGB och CYMK.

Frågan om växter kan växa med LED bör vara uppenbart nu. Återigen är mer viktiga faktorer i en LED-design styrbarhet, estetik, tillförlitlighet och så vidare.

Belysningsvaraktighet (fotoperiod)

Växter kräver sällan mer än omkring 8 till 9 timmar av ljus. Att ha en fotoperiod längre än det uppmuntrar bara alger. Det är alltid bäst att ha en timer för lamporna, och om tanken är CO2 injiceras, bör det också finnas en separat timer för gasen solenoid. Att glömma att släcka kan ha allvarliga konsekvenser för växterna.

Fotoperiodens längd bör alltid övervägas inom ramen för intensiteten. Såsom nämnts tidigare i artikeln, innebär intensiteten skadorna, om intensiteten är överdriven, så måste fotoperioden strängt begränsas för att minimera skadorna. Om belysningen är för låg (vilket nästan helt säkert aldrig händer) kan ingen fotoperiod längre kompensera.

Om hobbyisten arbetar senskift kan fotoperioden flyttas i den riktningen så att tittningen är tillgänglig när han / hon är hemma. Växter bryr sig inte om vad den aktuella tiden på dagen är, bara att fotoperioden är regelbunden och konsekvent.

Effekter av indirekt eller direkt solljus från fönstret

Det här är ett annat område där hobbyister oroa sig mer än nödvändigt och missuppfattar observationerna. I en CO2 injektionsbehållare, om CO2, flöde, distribution, näring och underhåll är adekvata, då solljus som faller på tanken har ingen dålig effekt. Hobbyisten behöver inte vidta några speciella försiktighetsåtgärder på grund av invasivt solljus. Om solljuset påverkar tanken och det här visar sig vara en viss typ av alger är det här en stark indikator på att det finns ett mer grundläggande problem i tanken och att hobbyisten behöver titta på de ovan nämnda faktorerna. Det vanligaste problemet kommer att vara BGA längst ner på frontglaset, kanske precis under gruset. Svart tejp kan användas för att blockera ljuset men det här är inte så konstnärligt. Nitratnivåerna kan ökas för att ta itu med detta.

Hjälp Reflektorer?

Reflektorer på cylindriska rör, kompakta fluorescenter och så vidare kan öka PAR-utgången på fixturen. Värdena sträcker sig från 10% till 20% beroende på konfiguration, renhet och material. Som nämnts, om tanken lider för mycket PAR, då reflektorerna är en dålig sak och borde tas bort för att hjälpa tanken att återhämta sig. Om tanken går bra, kan reflektorerna anses vara en bra sak.

Vad är tecknen på för mycket PAR?

Eftersom ljusintensiteten driver behovet av allt annat, är tecken på alltför mycket ljus brett. För mycket ljus orsakar en efterfrågan på fler näringsämnen än ibland levereras. Förteckningen över näringsbrist är en lång och omfattas av en separat artikel. För mycket ljus orsakar en efterfrågan på mer CO2 än levereras. Detta orsakar då CO2 brist som kännetecknas av smältning, fallande löv, försämring och ruttning, svarta fläckar, bruna fläckar, curling eller annan bladdeformation, liksom hål i blad. CO2 relaterade alger såsom hår eller andra filamentösa alger, BBA eller andra röda alger. Diatomiska alger kan dyka upp efter en belysning "uppgradering". Det är helt möjligt att belysningen är så hög att den kräver så höga nivåer av CO2 att vara giftigt för djurlivet.

Är en Siesta en bra idé?

Siesta främjas av ett företag vars forskningspersonal trodde att eftersom det fanns täta regnskurar i troperna, som blockerade solen under en betydande tid under dagen, följer det att man släcker ljuset under mitten av dagen var bra för vattenlevande växter. Som det visar sig finns det ingen påvisad relation mellan växthälsa och siesta. I många fall, beroende på övriga förhållanden i tanken, försvagades växthälsan, i andra fall förbättrades hälsan och i de flesta fall är det ingen skillnad. Fördelningen av effekt innebär i huvudsak att det fanns andra saker som händer i tanken som inte hade något att göra med siestaen.

Finns det en bäst lampa eller bästa lampa?

Ja, den bästa glödlampan är den som gör att tanken ser bäst ut för dig och som inte gör livet till elände genom att vara över toppen med överdriven PAR. Allt annat kan kastas ut genom fönstret. Oavsett om det är T5, T6, T8, T12, Halide, LED. Oavsett om det är en armatur, hängande lampa, Clip on Arc Pod-typ. Växter kan odlas även med volframbelysning. De bryr sig verkligen inte. När man handlar efter belysning uppmuntras hobbyister att först handla för de viktigare sakerna som kommer att hjälpa till att garantera framgång, såsom korrekt nivåer av flöde genomströmning / filtrering, en bra CO2 upplösnings- och distributionsplan, ett solidt näringsprogram och vanliga vattenförändringar och underhållsplan. När alla dessa viktigare element är på plats kan man njuta av vilken typ av belysning som helst av vilken färg som helst, och om det tas hand om någon intensitet.