Bu makalede, günümüzde tüm yetiştiricilerin sıklıkla duyduğu PPFD teriminin anlam ve önemine değineceğiz. Sıklıkla görebileceğiniz diğer bazı terimler ise; Watt, Lümen, LUX, foot-candle, PAR, PPF ve PE şeklinde devam etmektedir. Makalenin temel amacı, bu terim ve kısaltmaların tanımlarını paylaşırken, bir takım yaygın yanlış anlamaları düzeltebilmek ve yetiştiricilerin bahçe ve sera aydınlatma sistemleri için hangi değerleri öncelikle incelemeleri gerektiğini anlamalarına ve bu değerleri yorumlamalarına yardımcı olmaktır.
Çoğu canlı ışığı birbirinden farklı algılar ve özelleşmiş amaçlar için kullanabilir. İnsanlar ve çoğu hayvan görebilmek için ışığa ihtiyaç duyar. Başka bir duyu organımız olan kulaklarımız, farklı frekanslardaki ses dalgalarına karşı farklı tepkiler vermektedir, yani hassasiyeti farklıdır. Çok tiz seslerin çok pes seslere kıyasla sizi daha fazla rahatsız ettiğini fark edebilirsiniz. Işığın rengine karşı gözümüzün verdiği tepki, yani farklı renkteki ışıklara karşı gözümüzün hassasiyeti de ses frekansı ve kulaklarımızın işitme hassasiyetindeki fenomenle benzerdir. Gözlerimizin yeşil ışığa karşı hassasiyeti mavi ve kırmızı ışığa kıyasla daha fazladır. Lümen, insan gözünün hassasiyeti referans alınarak tanımlanmış bir ölçüm birimidir. LUX ve foot-candle terimleri ise genel aydınlatma uygulamalarında ışık yoğunluğunu ölçebilmek için tanımlanmıştır. LUX birimi Lümen/metrekare, foot-candle birimi ise Lümen/feetkare şeklinde tanımlanmıştır.
Tarımsal aydınlatma sistemlerinde ışık yoğunluğunu ölçerken, LUX veya foot-candle ölçümü yapan cihazlar tercih edildiğinde yaşanan temel sorun, görünür spektrumda bulunan mavi ışık (400 – 500 nm) ve kırmızı (600 – 700 nm) ışığın hesaba doğru miktarda katılmamalarıdır(Grafik 1). Yukarıda insan gözünün mavi ve kırmızı ışığa karşı hassasiyetinin düşük olduğunu belirtmiştik. Bu sebeple LUX ölçen cihazlar ağırlıklı olarak yeşil renk bandı ve çevresini ölçmektedir. İnsanlardan farklı olarak bitkiler kırmızı ve mavi ışığı fotosentezde çok yüksek verimlilikle kullanmaktadır. Bu nedenle LUX ve foot-candle ölçen cihazların kullanımı, seracılık ve bahçecilikte en önemli olan ışık bantların(kırmızı ve mavi) ölçülememesiyle ve dolayısıyla yanlış bir yönlendirmeyle sonuçlanacaktır. Hiçbir tarım uygulamasında LUX ve foot-candle ölçümü yaparak bilimsel sonuçlar beklenmemelidir.
PAR, fotosentezi uyaran radyasyon anlamına gelir. PAR, fotosentezi uyaran gözle görülür ışığın (400-700 nanometre nanometre) dalga boyu aralığıdır. PAR, tarımsal aydınlatmayla ilgili çok yaygın kullanılan (ve sıklıkla yanlış kullanılan) bir terimdir. PAR, santimetre, inç veya kilogram gibi "metrik" bir ölçü birimi değildir. Bunun yerine, fotosentezi uyarmak ve sürdürmek için gereken ışığın dalga boyu aralığını tanımlar. PAR ve ışık spektrumunun kalitesi, üzerinde durulması gereken önemli konulardır. (Işık spektrumunun kalitesi hakkında daha fazla bilgi edinmek için bir diğer makalemizi inceleyin).
Kuantum PAR sensörleri, tarımsal aydınlatma sistemlerinin ışık yoğunluğunu ölçmek için kullanılan temel ölçüm aracıdır. Bu sensörler, PAR ışığına karşı hassasiyet referansı oluşturmak için optik bir filtre kullanır. Tek tip, referans olabilecek bir hassasiyet elde edebilmek için bir optik filtre kullanarak çalışmaktadır. Çoğu cihaz anlık ışık yoğunluğu ölçümü yapabilmekte ve veri haritası çıkarabilmektedir.
PPF, fotosentetik foton akısıdır. PPF, ışık kaynağının bir saniyede ürettiği toplam PAR miktarıdır. PPF ölçümü yapmak için tüm fotonları yakalayabilen integrating sphere ve spectroradiometer isimlerinde özel cihazlar kullanılır. PPF değerini ifade etmek için saniye başına düşen mikro mol(μmol/s) hesaplanır. Kullandığınız tarımsal aydınlatma sisteminin ne kadar verimli PAR ürettiğini belirleyebilmek için ölçülmektedir.
PPFD, bitkiye ulaşan PAR miktarını ölçer ve dilimizde fotosentetik foton akısı yoğunluğu olarak ifade edilebilir. PPFD, genellikle kanopi üzerinde belirli bir noktada ölçülen her saniye başına düşen fotosentetik foton sayısının(μmol/m2/s) ifadesidir. Tarım uygulamalarında istikrarlı sonuçlar alabilmek adına, seranın veya bahçenin tek bir noktası değil, belirli mesafelerle birçok farklı noktasından PPFD ölçümü yapılmalıdır. Çoğu aydınlatma şirketi PPFD değerlerini ölçtüklerinden daha fazla yazarak veya merkezde ölçtükleri değerleri tüm alanda ölçmüş kabul ederek yetiştiricileri yanlış yönlendirmektedir. Üreticilerin yayınladıkları PPFD değerlerini kontrol eden bir yasa veya düzenleme bulunmamaktadır. Bu sebeple yatırım yapmayı düşündüğünüz aydınlatma sistemlerine ait video ile ispatlanmış PPFD ölçümlerini talep edebilirsiniz. LEDWisdom olarak tüm ürünlerimizin PPFD ölçümlerini %100 şeffaflıkla paylaşmaktayız.
PE ise foton etkililiği olarak tanımlanabilir. Tarımsal aydınlatma sisteminin tükettiği elektrik enerjisinin ne kadarını PAR dahilindeki fotonlara dönüştürebildiğini, yani sistem verimliliğini ifade eder. PE değeri PPF/W şeklinde hesaplanır ve birimi umol/J şeklindedir. Sistemin tükettiği toplam gücün hesaplanabilmesi için bir Watt metre kullanılabilir ve PPF değeri ile birlikte PE değeri hesaplanır. Basitçe anlaşılacağı üzere fan kullanan tüm aydınlatma sistemleri önemli ölçüde PE dolayısıyla sistem verimliliği kaybetmektedir. LEDWisdom bitki yetiştirme lambalarında olduğu gibi yüksek PE değerlerine sahip tarımsal aydınlatma sistemleri size en yüksek kalite ve miktardaki hasatı en az elektriği tüketerek sunmaktadır.
Büyük projelerinizde tarımsal aydınlatma sistemlerine yatırım yapmadan önce aydınlatma firmasından PPFD garantisi verilecek bir sözleşme talep edebilirsiniz. Bu önlemi almak sizi yaptığı işe hakim olmayan veya kötü niyetli iş yapan firmalarla muhattap olmaktan kurtarır. Küçük yatırımlarınızda ise yine üretici veya distribütörlerden yatırım yapacağınız bitki yetiştirme lambalarının PPFD değerlerini video ile göndermelerini talep edebilirsiniz. LEDWisdom olarak tüm müşterilerimize %100 şeffaflıkla spektrum ve PPFD değerlerimizi sunmakta ve sera kurulumlarınızda PPFD garantili sistemler kurmaktayız. Tüm bu detaylara bayilerimizden de ulaşabilirsiniz.
-Referanslar:
1- Durazzo, Benjamin. (2021). Contemporary applications of light-emitting diodes in horticulture: A review on LED lighting technology and the use of wavelength band and irradiance modulation to study plant photobiology. 10.13140/RG.2.2.17101.77282.