Osvětlování MR pomocí LED diod II.
(Toto je silně zkrácená verze článku uveřejněná jako pokračování první části z loňského roku, aby byly moje zkušenosti s ledkami pokud možno aktualizované. Plnou verzi s větším množstvím informací, zejména teorie, najdete v Trifidovi 2012/1)
Své rostliny jsem začal (částečně) osvětlovat ledkami více než před rokem, loni v prosinci jste si mohli na Chramstu přečíst článek vzniklý v tehdejším prvotním nadšení. Nasbíral jsem ale další zkušenosti a především jsem si zapsal předmět „Fyziologická ekologie rostlin“, který na Ústavu experimentální biologie vyučuje profesor Gloser (zmíněný ústav se v rámci Masarykovy univerzity věnuje fyziologii rostlin). Naučil jsem se tak další teorii a získal možnost si ve cvičení pár LED diod přeměřit na dvou vychytaných mašinkách.
Začnu troškou teorie a pokusím se ji maximálně zjednodušit. Fotosyntézu v rostlinách zajišťuje chlorofyl (existuje více druhů s různou funkcí), jenž má absobční maxima v modré a červené barvě. Chlorofyly však nejsou jediná barviva v rostlinách a změříme-li si, co se stane s bílým světlem, které dopadne na list, zjistíme, že v rozmezí 400 až 700 nm je většina světla vstřebána s jistým omezením v zelené oblasti – proto vidíme rostliny zelené. Toto rozmezí vlnových délek je označováno jak fotosynteticky aktivní záření (anglická zkratka PAR), které má zásadní význam pro život rostlin. V přiloženém grafu jde o část pomyslné křivky spojující zelené trojúhelníčky, vymezenou právě hodnotami 400 a 700 nm.
Množství PAR se neměří v „okometrických“ jednotkách lumenů a luxů, ale nejčastěji ve Wm-2 (ozářenost; jednotku čti watt na metr čtvereční) nebo v kvantové obdobě μmol (fotonů) m-2s-1 (čti mikromol fotonů na metr čtvereční za sekundu). V našich zeměpisných šířkách dopadá na zem za jasného slunečného dne až 2300 μmol (fotonů) m-2s-1, ale za zamračeného počasí to bývá jen 100 až 300 μmol (fotonů) m-2s-1. Pavlovič et al. (2009) uvádí osobní zkušenost z výzkumu, že Nepenthes talangensis přestává tvořit láčky při 50 μmol (fotonů) m-2s-1, což jasně ukazuje, jak málo světla ve skutečnosti stačí rostlinám k přežití (ale nikoli k pořádnému růstu).
Při měření PAR v praxi se používá speciální čidlo, které měří pouze světlo v rozmezí 400 až 700 nm a s mírně potlačenou citlivostí na zelenou barvu. Takové čidlo s měřicím přístrojem byla první vychytaná mašinka, kterou jsem měl v ruce.
Teď trošku z druhé strany, o ledkách. Bílé světlo produkují ledky díky luminiforu, princip vlastně podobný jako u zářivek. Když jsem měl ovšem možnost použít druhou vychytanou mašinku, spektrometr, viděl jsem znatelný rozdíl. Graf spektrálního složení laciných zářivek v osvětlení laboratoře vypadal jako hrábě. Stačí si na internetu najít technické informace zářivek a uvidíte sami.
Ledky naproti tomu měly velmi plynulou křivku s jedním ostřejším peakem v modré a poněkud bachratějším kolegou ve žluté až červené. V zelené barvě, kolem 500 nm je znatelný pokles, nikoli však úplně k nule. Na první pohled je znát rozdíl mezi teple (žluté čtverečky) a chladně bílou (modré kroužky) – viz graf. Nepřekvapily mě příliš výsledky značkových CREE čipů, jejichž podobu jsem znal z technických informací výrobce, ale úplně stejné spektrum teple bílých ledek (chladně bílé jsem zkoušel jenom CREE) měly i neznačkové ledky mě neznámých asijských výrobců, kteří spektrum v tech. inf. neuváděli.
A teď již k mým měřením. Výkon ledek v oblasti PAR jsem měřil kolmo ze vzdálenosti asi 10 cm vždy stejným způsobem, aby byly výsledky srovnatelné.
Výsledky ozářenosti sami vidíte. Velmi důležité je u ledek pořádné chlazení – výkonové moduly je nutno montovat na hliníkové profily, jinak velmi rychle klesá výkon. Samotného mě překvapilo, jak moc světla se ztrácí se vzdáleností – patrně rozptylem (nejsem fyzik, ale na jiný proces tak silných ztrát jsem nepřišel). Například: ve standardní vzdálenosti měl můj panel asi 90 μmol (fotonů) m-2s-1. Dal jsem ho asi o 5 cm níže (tak blízko, jak je kytkám ve skutečnosti) a hodnota vyskočila až na 150 μmol (fotonů) m-2s-1.
Shrnutí Ledky jsou na osvětlování rostlin velmi vhodné, spektrem možná ještě vhodnější než obyčejné zářivky. Proti mluví vyšší pořizovací cena. Pro mluví velká modularita těles a jejich miniaturní rozměry. Také není zapotřebí reflektoru a nízké provozní napětí (obvykle 12 V) je bezpečné pro domácí bastlení, i když na druhou stranu roste investice do vhodného zdroje. Obecně bych doporučoval raději několik slabších modulů rozptýlených nad rostlinami než jeden velmi silný v centrální části. Vyhneme se tak jednomu zbytečně přesvětlenému místu s okolím trpícím nedostatkem světla. Také doporučuji mixovat teple bílé a chladně bílé moduly.
Poněkud problematičtější je volba vhodného výkonu. Bohužel, dokud někdo nezbastlí použitelný a hlavně cenově dostupný přístroj k měření ozářenosti (základem může být křemíková fotonka, horší je vymyslet filtry pro oříznutí nechtěných vlnových délek a také zajistit stabilní výsledky nebo vymyslet kalibraci), budeme si muset vystačit s poučkou, že dostatečné (nikoli dobré nebo výborné!) světlo znamená asi 1 lm na 1 cm2 osvětlované plochy s tím, že rostliny je potřeba postavit co nejblíže zdroji. Světelný tok obvykle výrobci udávají. Takže s panelem dávajícím v součtu třeba 900 lm můžeme osvětlovat plochu asi 30×30 cm, ale excelentní růst lze samozřejmě očekávat až při významně vyšším výkonu. Tuto přibližnou poučku aplikuji na všechny mnou používané světelné zdroje, zatím víceméně s úspěchem.
Pro malopěstitele, který potřebuje přisvětlit rostlinám na parapetu nebo v několika malých akváriích, jsou podle mě ledky nejlepší volba. Pro osvětlení větší souvislé plochy (velké vitríny či police) jsou lepší zářivky – jednoduše vyjdou levněji. Samozřejmě ledky lze v takovém případě použít na přisvětlení nějakého tmavého kouta. U velkopěstitele, který potřebuje osvětlit velkou souvislou plochu, stále vítězí výbojky nebo jiný výkonný zdroj světla s velkou účinností.
Závěrem bych rád poděkoval panu profesoru Gloserovi, že mi měření ledek umožnil.
Použitá literatura:
přednášky k předmětu Bi 7570 „Fyziologická ekologie rostlin“, podzimní semestr 2011, ústav experimentální biologie MU, vyučující prof. RNDr. Jan Gloser CSc.
Pavlovič A., Singerová L., Demko V. & Hudák J. (2009): Feeding enhances photosynthetic efficiency in the carnivorous pitcher plant Nepenthes talangensis. Annals of Botany 104: 307–314.
Na vodorovné ose jsou vlnové délky světla v nm, na svislé ose %
Graf je pouze přibližný a ilustrativní, nelze porovnávat dvě křivky! Přesné hodnoty nedoporučuji odečítat, neboť není produktem měřicích přístrojů, ale mých poznámek ze cvičení a přednášek (obslužný program spektrofotometru odmítal zrovna data uložit a na řešení tohoto problému nebyl čas).