حاسبة المجموع الضوئي اليومي - DLI لنمو النباتات

ما هو التكامل الضوئي اليومي؟

التكامل الضوئي اليومي (DLI) هو إجمالي كمية الضوء القابلة للاستخدام في عملية البناء الضوئي التي يستقبلها النبات خلال يوم واحد. ويُعبَّر عنه بوحدة mol/m²/day، أي عدد مولات جسيمات الضوء (الفوتونات) التي تسقط على كل متر مربع من سطح الورقة يوميًا. ويجمع DLI بين عاملين: شدة الضوء ومدة استمراره. فقد يستقبل نبات موضوع تحت ضوء متوسط لعدد كبير من الساعات قيمة DLI نفسها التي يستقبلها نبات تحت ضوء قوي لبضع ساعات.

يستخدم المزارعون قيمة DLI لأن قراءة واحدة للسطوع لا تقدم معلومات كثيرة بمفردها. فقد تبدو غرفتان متساويتين في السطوع لشخص ما، لكنهما توفران للنبات كميتين مختلفتين جدًا من الضوء القابل للاستخدام، تبعًا لعدد الساعات التي يستمر فيها ذلك السطوع.

كيفية حساب التكامل الضوئي اليومي

يُحسب DLI من قياسين:

• كثافة تدفق الفوتونات الضوئية (PPFD): عدد الفوتونات التي تصطدم بمتر مربع من السطح في كل ثانية، بوحدة µmol/m²/s (ميكرومولات لكل متر مربع في الثانية).
• الفترة الضوئية: عدد ساعات الضوء التي يستقبلها النبات خلال اليوم.

معادلة DLI

$D = \frac{P \times t \times 3600}{1000000}$

حيث إن D هو التكامل الضوئي اليومي بوحدة mol/m²/day، وP هي كثافة تدفق الفوتونات اللازمة للبناء الضوئي (PPFD) بوحدة µmol/m²/s، وt هي الفترة الضوئية بالساعات.

يحوّل 3,600 الساعات إلى ثوانٍ، كما أن القسمة على 1,000,000 تحوّل الميكرومولات إلى مولات.

مثال محلول

يوجد نبات تحت ضوء تبلغ قراءته 500 µmol/m²/s، ويعمل لمدة 12 ساعة يوميًا.

DLI = 500 × 12 × 3,600 ÷ 1,000,000 = 21,600,000 ÷ 1,000,000 = 21.6 mol/م²/يوم.

مثال ثانٍ: تؤدي كثافة تدفق فوتونات لازمة للبناء الضوئي مقدارها 200 µmol/m²/s لمدة 16 ساعة إلى 200 × 16 × 3,600 ÷ 1,000,000 = 11.52 mol/م²/يوم، وتُقرَّب إلى 11.5.

ماذا تعني كثافة تدفق الفوتونات اللازمة للبناء الضوئي والفترة الضوئية عمليًا؟

تُقاس كثافة تدفق الفوتونات اللازمة للبناء الضوئي عادةً باستخدام مستشعر ضوء كمي موجَّه نحو الغطاء النباتي. وقد يصل ضوء الشمس الخارجي المباشر إلى نحو 2,000 µmol/m²/s عند الظهيرة، بينما قد تكون إضاءة داخلية خافتة قريبة من 50–100 µmol/m²/s. والفترة الضوئية هي ببساطة عدد الساعات التي يكون فيها مصدر الضوء قيد التشغيل، سواء أتى الضوء من الشمس أو من مصباح للنمو.

بما أن DLI ناتج ضرب هذين الرقمين، يمكن أن تنتج قيمة DLI نفسها من تركيبات مختلفة. فقد يعطي الضوء الساطع لمدة قصيرة والضوء الأقل سطوعًا لمدة أطول الإجمالي اليومي نفسه، مع أن النباتات لا تستجيب دائمًا بالطريقة نفسها للحالتين.

مستويات DLI للنباتات

يشمل كل نطاق قيمته الدنيا، ويتوقف قبل النطاق التالي مباشرة. وتُعد قيمة DLI البالغة بالضبط 16 إضاءة عالية، بينما تُعد القيمة البالغة 25 بالضبط إضاءة عالية جدًا.

تميل النباتات التي تقل إضاءتها عن نطاقها المفضل إلى النمو ببطء، أو الاستطالة نحو مصدر الضوء، أو عدم الإزهار. وقد تُصاب النباتات التي تتجاوز إضاءتها نطاقها المفضل بكثير بشحوب الأوراق أو احتراقها.

كيفية استخدام حاسبة التكامل الضوئي اليومي

أدخل قراءة PPFD من مقياس ضوئي أو من مواصفات مصباح للنمو، ثم أدخل الفترة الضوئية، أي عدد الساعات التي يعمل فيها الضوء كل يوم. تضرب الحاسبة هاتين القيمتين وتعرض DLI بوحدة mol/m²/day، إلى جانب فئة الإضاءة الأربع التي تندرج فيها النتيجة. يجب أن تكون قيمة PPFD صفرًا أو أكبر، وأن تتراوح الفترة الضوئية بين 0 و24 ساعة.

لماذا يهم DLI في زراعة النباتات؟

يستخدم البستانيون الذين يزرعون النباتات داخل المنازل DLI للتحقق من وضع النبات في مكان يمكنه أن ينمو فيه جيدًا فعلًا، بدلًا من تقييم المكان بالنظر فقط. فقد تبدو النافذة ساطعة لشخص ما، لكنها قد توفر مع ذلك قيمة DLI منخفضة، لأن زجاج النافذة، والمسافة عن الزجاج، واتجاه النافذة، كلها تقلل الضوء الذي يستقبله النبات.

يتابع مشغلو البيوت الزجاجية والمزارع الداخلية قيمة DLI لتخطيط الإضاءة الإضافية. وعندما يقل الضوء الطبيعي عن قيمة DLI المستهدفة للمحصول، ولا سيما في الشتاء، يضيف المزارعون إضاءة كهربائية لتعويض الفرق. وتستخدم المشاتل أيضًا قيم DLI المستهدفة لضبط موعد الإزهار، إذ تحتاج بعض المحاصيل، مثل البونسيتة، إلى حد أدنى من DLI لتتطور بصورة سليمة في موعد محدد.

الأسئلة الشائعة

ما قيمة DLI الجيدة للنباتات المنزلية؟ تنمو معظم النباتات المنزلية الشائعة جيدًا بين 8 و16 mol/م²/يوم. وتحتاج النباتات المزهرة والمثمرة عمومًا إلى قدر أكبر، غالبًا 16 mol/م²/يوم أو أكثر.

كيف يختلف DLI عن PPFD؟ إن PPFD قياس فوري لشدة الضوء في لحظة واحدة. أما DLI فهو إجمالي الضوء الذي يستقبله النبات خلال يوم كامل، ويجمع بين الشدة وعدد ساعات الضوء.

هل يمكن أن يستقبل النبات قيمة DLI مفرطة؟ نعم. لكل نوع حد أعلى لا تزداد بعده عملية البناء الضوئي، وقد تتضرر الأوراق. وتظهر الأضرار على النباتات المتحملة للظل عند قيم DLI أقل بكثير من تلك التي تتحملها محاصيل الشمس الكاملة.

هل تؤثر الغيوم أو زجاج النوافذ في DLI؟ نعم. تقلل الغيوم ضوء الشمس الخارجي، ويحجب زجاج النوافذ عادةً جزءًا من الضوء الذي يمر عبره. وتكون قيمة DLI الداخلية قرب النافذة عادةً أقل من قيمة DLI الخارجية في الوقت نفسه.

كيف يمكن للمزارعين داخل الأماكن المغلقة زيادة DLI؟ يمكن أن يؤدي تقريب النباتات من نافذة ساطعة، وتنظيف زجاج النافذة، وإضافة أسطح عاكسة، أو تشغيل مصباح للنمو لساعات أطول، إلى زيادة قيمة DLI التي يستقبلها النبات.

هل يتنبأ DLI بموعد إزهار النبات؟ تتحكم الفترة الضوئية، أي طول مدة الإضاءة، في محفزات الإزهار لدى أنواع كثيرة. أما DLI فيتنبأ بمعدل النمو العام، وقوة الساق، وكمية الثمار أو الأزهار بعد بدء الإزهار.

المراجع

1. فاوست، ج. إ.، ولوجان، ج. (2018). "التكامل الضوئي اليومي: مراجعة بحثية وخرائط عالية الدقة للولايات المتحدة." HortScience، 53(9)، 1250–1257.
2. توريس، أ. ب.، ولوبيز، ر. ج. (2012). "قياس التكامل الضوئي اليومي في بيت زجاجي." إرشاد جامعة بوردو، HO-238-W.