Quando si sceglie una lampada per la coltivazione, molti iniziano considerando la potenza, i lumen o la luminosità percepita dall'occhio umano. Tuttavia, questi parametri non forniscono informazioni sulla quantità di luce utilizzabile che raggiunge le piante per la fotosintesi. Per le piante, ciò che conta davvero è la quantità di fotoni fotosinteticamente attivi che raggiungono la superficie della chioma, ed è proprio questo che viene misurato dal PPFD (Photosintesi Photon Flux Density). Comprendere il PPFD permette ai coltivatori di valutare le prestazioni delle lampade in modo più accurato. Aiuta a determinare se un sistema di illuminazione può fornire la giusta quantità di luce per le diverse specie vegetali e fasi di crescita, consentendo inoltre ai coltivatori di apportare modifiche più precise al proprio impianto di illuminazione quando necessario.
Cos'è la PPFD?
PPFD è l'acronimo di Densità di Flusso Fotonico Fotosintetico. È un termine utilizzato per descrivere quanti fotoni di luce, all'interno della gamma PAR (Photosynthetic Photon Flux), effettivamente utilizzabili dalle piante, colpiscono una determinata superficie ogni secondo, misurati in µmol/m²/s. Il PPFD può essere inteso come la "pioggia di particelle di luce" che cade sulle piante. Aiuta a sapere esattamente quanti fotoni utilizzabili provenienti dalla lampada di coltivazione raggiungono effettivamente la chioma della pianta per la fotosintesi.
Per i coltivatori, il PPFD è un parametro essenziale per ottenere un'intensità luminosa e un posizionamento ottimali. A differenza dei lux o dei foot-candle, che sono ponderati in base alla sensibilità dell'occhio umano, il PPFD è una misurazione istantanea che indica l'intensità luminosa in un punto e in un momento specifici, in determinate condizioni come altezza, angolazione, livello di attenuazione, ecc. Generalmente, il PPFD risulta più elevato al centro rispetto ai bordi. È fondamentale ottenere dati PPFD precisi e completi dai produttori al momento dell'acquisto delle lampade per la coltivazione.
PPFD vs PAR vs PPF
Per comprendere appieno il PPFD, è utile prima comprendere il PAR e il PPF.
PAR La radiazione fotosinteticamente attiva (PAR) si riferisce alla gamma di lunghezze d'onda della luce comprese tra 400 e 700 nm. Questo è spesso il tipo di luce che le piante utilizzano per la fotosintesi. Non misura la luce, ma descrive uno specifico spettro luminoso. In parole semplici, la PAR risponde alla domanda: "Quali lunghezze d'onda della luce possono utilizzare le piante?".
Il PPF (Photosynthetic Photon Flux) misura quanti fotoni fotosinteticamente attivi produce una lampada al secondo all'interno di un determinato intervallo PAR, in μmol/s. Il PPF è un parametro che indica la quantità totale di fotoni emessi da una lampada per la coltivazione ed è la risposta alla domanda: "Quanti fotoni utilizzabili può produrre questo apparecchio?". Ciò che il PPF non indica è dove finiscono questi fotoni, o quanta luce viene effettivamente ricevuta da una pianta.
Mettendo insieme i tre elementi, il concetto diventa più chiaro: PAR è il tipo di luce utile per le piante, PPF è la quantità di luce utile che un apparecchio può produrre e PPFD è la quantità di luce utile che le piante effettivamente ricevono. Questo è il motivo principale per cui due lampade per la coltivazione con lo stesso valore di PPF possono fornire livelli di PPFD molto diversi. Se un apparecchio diffonde i suoi fotoni su un'area di coltivazione più ampia, la luce si diluisce maggiormente e il PPFD può essere inferiore. L'altro, che concentra la stessa quantità di luce su un'area più piccola, può fornire un PPFD più elevato. Pertanto, una lampada per la coltivazione con un PPF elevato può comunque non fornire un PPFD sufficiente se il design della distribuzione della luce, l'area di copertura o l'altezza di montaggio non sono appropriati.
Per i coltivatori, PAR e PPF sono utili per capire la resa luminosa totale di un apparecchio e quanta di essa può essere utilizzata per la fotosintesi delle piante. Il PPFD indica quindi direttamente se le piante ricevono una quantità sufficiente di luce utilizzabile. Per realizzare sistemi di illuminazione per la coltivazione efficienti, collabora con partner affidabili come Casyoo e possiamo personalizzare LED coltivano le luci per soddisfare le tue esigenze e beneficiare di PAR, PPF e PPFD.
Come misurare il PPFD per le lampade per la coltivazione
La misurazione del PPFD richiede un dispositivo speciale in grado di rilevare i fotoni nella gamma PAR di 400-700 nm. I diversi strumenti di misurazione variano in termini di precisione, funzionalità e costo.
Sensore quantico/misuratore PAR: Attualmente, questo è lo strumento più preciso per la misurazione della PPFD. Utilizza la tecnologia di correzione del coseno per misurare la luce incidente da diverse angolazioni con maggiore precisione, il che lo rende il dispositivo di riferimento per i coltivatori professionisti e gli operatori di serre commerciali.
Misuratore di luce dedicato: Alcuni esposimetri supportano la misurazione PPFD. Sebbene la loro precisione sia generalmente inferiore a quella dei sensori quantici, sono più economici e adatti per il monitoraggio di routine o per le regolazioni di base dell'illuminazione.
App per smartphone: Le app per smartphone stimano i livelli di luce utilizzando la fotocamera del telefono. Sono l'opzione più economica, ma la loro precisione può variare notevolmente a seconda del dispositivo e del metodo di calibrazione. Sono adatte solo per una stima approssimativa, non per regolazioni precise dell'illuminazione o per applicazioni professionali di coltivazione.
Per il coltivatore, effettuare una misurazione corretta è importante quanto lo strumento utilizzato. Posizionare il sensore in piano all'altezza effettiva della chioma della pianta (nella parte superiore), poiché questo è il punto che la misurazione deve rappresentare. Evitare che foglie o altri oggetti ostruiscano il sensore. Il campionamento a griglia viene solitamente utilizzato per ottenere risultati più precisi. Spostare il sensore lungo una semplice griglia di punti, includendo il centro, gli angoli e i punti medi dei bordi dell'area di coltivazione, e registrare il valore PPFD in ogni punto. Questo eviterà di utilizzare la lettura più luminosa direttamente sotto l'apparecchio, che non rappresenterà la media della luce ricevuta dalla chioma. Insieme a ogni misurazione, è necessario registrare anche il livello di attenuazione, l'altezza dell'apparecchio e le fonti di luce supplementari presenti nell'ambiente.
Quando si valuta l'affidabilità dei dati PPFD, non bisogna limitarsi a considerare il valore numerico. Se il dato proviene dal produttore, è importante informarsi sull'area e sulle condizioni in cui è stata effettuata la misurazione. I dati riportati per un prodotto che non specificano le condizioni di test potrebbero non essere rappresentativi dell'effettiva emissione luminosa nell'area di coltivazione.
PPFD raccomandata per diverse piante e fasi di crescita
Il valore corretto di PPFD non è semplicemente un numero, ma una combinazione di specie vegetale, fase di crescita e ambiente di coltivazione. Per quanto riguarda le fasi di crescita, la maggior parte delle piante da interno segue generalmente questi schemi:
Fase della piantina: circa 100–300 µmol/m²/s. Le piante giovani con apparati radicali e strutture fogliari immaturi possono essere danneggiate da una luce più intensa. In questa fase, mantenere una luce stabile e uniformemente distribuita è spesso più importante che aumentare l'intensità. Apparecchi compatti e dimmerabili come il Scheda quantistica QB001 da 60 W sono una scelta comune per i vassoi per semina e le piccole serre per la coltivazione.
Fase vegetativa: Quando le piante entrano in una fase di rapida crescita e iniziano a sviluppare steli, rami e foglie, il PPFD viene in genere aumentato a circa 300–600 µmol/m²/s. Questo valore varia ancora da specie a specie; le verdure a foglia verde e le erbe aromatiche richiedono meno luce in questo intervallo, ad esempio, mentre le colture a crescita rapida e ad alta luminosità possono beneficiare del valore più elevato. Per questo intervallo, il nostro SP005 Lampada LED multibarra da 800W per coltivazione è una grande scelta.
Fase di fioritura e fruttificazione: Questa fase richiede la massima quantità di luce, poiché le piante necessitano di più energia per sostenere la formazione dei boccioli fiorali e lo sviluppo dei frutti. La maggior parte delle colture da fiore e da frutto si sviluppa bene con 600-900 µmol/m²/s, mentre alcune cultivar ad alta intensità luminosa possono raggiungere valori superiori a 1,000 µmol/m²/s se abbinate all'integrazione di CO2.
Oltre alla fase di crescita, è necessario prestare attenzione anche alla tolleranza alla luce naturale della pianta. Le piante che prosperano in condizioni di scarsa illuminazione, come le felci e il pothos, richiedono livelli di illuminazione intorno a 50-150 μmol/m²/s. Le piante che necessitano di luce media, tra cui alcune erbe aromatiche e succulente, in genere crescono meglio a 150-300 μmol/m²/s. Per le colture che necessitano di molta luce (ad esempio pomodori(peperoni, altri), 300–900 μmol/m²/s o più possono essere necessari durante le fasi vegetativa e di fruttificazione.
Considerate questi valori come un punto di partenza, non come delle regole rigide. Per capire se il vostro attuale PPFD è adeguato, i migliori indicatori sono le reazioni delle piante, come il colore delle foglie, il tasso di crescita e persino i segni visibili di stress, come sbiancamento, arricciamento o allungamento.
Come utilizzare il PPFD per scegliere e regolare le lampade per la coltivazione
Quando cerchi lampade a LED per la coltivazione, non limitarti a considerare wattaggio, lumen o PPF. Il PPFD è ciò che ti aiuta davvero a capire se una lampada è adatta alle tue piante e all'area di coltivazione. Inizia calcolando l'intervallo di PPFD di cui le tue piante hanno bisogno nella loro fase attuale, poi verifica se la lampada è in grado di fornire quel livello di luce all'altezza di montaggio e nell'area di copertura previste.
Per valutare se i dati PPFD di una lampada per la coltivazione siano effettivamente significativi, è necessario esaminare le condizioni di test e la distribuzione della luce. Dati affidabili si ottengono con una mappa di distribuzione, non con una singola lettura di picco, oltre all'altezza di test, all'area di copertura e alle letture da più punti, nonché alle misurazioni medie. Il valore PPFD più alto al centro non fornisce molte informazioni su ciò che accade nel resto dell'area di coltivazione.
L'uniformità della luce è altrettanto cruciale quanto il valore PPFD. Per una determinata coltura, è importante assicurarsi che tutte le piante ricevano luce sufficiente e uniforme, poiché ciò è essenziale per una crescita sana e costante e per rese ottimali. Un valore estremamente elevato al centro non significa necessariamente una migliore illuminazione generale. I migliori apparecchi distribuiscono il PPFD in modo uniforme su tutta l'area, anziché inseguire un singolo picco impressionante.
Gli apparecchi con funzione di regolazione dell'intensità luminosa e altezza di montaggio regolabile sono generalmente più facili da adattare alle diverse fasi di crescita. Ad esempio, le piantine richiedono livelli di PPFD inferiori, mentre le piante in fioritura e in fase di fruttificazione spesso necessitano di una luce più intensa. Le impostazioni regolabili consentono ai coltivatori di ottimizzare l'illuminazione in base allo sviluppo della pianta.
Una volta installata la lampada, probabilmente sarà ancora necessario apportare alcune modifiche. Il metodo più diretto consiste nel variare l'altezza di sospensione. Avvicinare la lampada alle piante solitamente aumenta il PPFD (densità di flusso fotonico fotosinteticamente attivo), ma potrebbe ridurre la copertura e creare il rischio di un'intensità eccessiva nella zona centrale. Alzando la lampada, è possibile ampliare la copertura e uniformare la distribuzione della luce, ma il PPFD complessivo potrebbe diminuire.
Una volta impostate correttamente l'altezza di montaggio e l'area di copertura, è possibile utilizzare la regolazione dell'intensità luminosa per ottenere regolazioni più precise del PPFD senza alterare tale distribuzione. Se il livello di PPFD è già adeguato, ma i coltivatori desiderano aumentare la quantità totale di luce che le piante ricevono ogni giorno, possono regolare il ciclo di luce attraverso DLI (Integrale di luce giornaliera). Tuttavia, prolungare la durata dell'illuminazione non può compensare una distribuzione non uniforme della luce.
È importante ricordare che il PPFD non è una misura in cui "un valore più alto è sempre migliore". Il livello ottimale varia a seconda della pianta, della sua fase di sviluppo e delle condizioni di crescita. Se una pianta mostra segni di insufficiente illuminazione, i coltivatori dovrebbero regolare contemporaneamente altezza, intensità luminosa e fotoperiodo, anziché modificare solo il PPFD, per trovare il giusto equilibrio.
Conclusione
Il PPFD non è un termine di uso comune, ma è ciò che ti permette di capire se la luce per cui stai pagando sta effettivamente raggiungendo le tue piante. È un metodo di valutazione di una lampada per la coltivazione molto più mirato alle esigenze delle piante rispetto a watt o lumen. Il livello di PPFD ideale dipende dalla pianta, dalla sua fase di crescita e dall'ambiente di coltivazione. Per raggiungerlo, è necessario misurare con precisione e regolare l'altezza di montaggio, l'intensità e la durata dell'illuminazione in base alle necessità. Casyoo si impegna a offrire diverse lampade LED per la coltivazione e siamo qui per aiutare i coltivatori a sviluppare soluzioni di illuminazione efficienti ed economiche, basate sulle esigenze specifiche delle loro piante.
