Калькулятор суточного светового интеграла - DLI для роста растений

Что такое суточный световой интеграл?

Суточный световой интеграл (DLI) — это общее количество света, пригодного для фотосинтеза, которое растение получает за сутки. Его выражают в молях на квадратный метр в сутки (моль/м²/сут), то есть в количестве молей световых частиц (фотонов), падающих за сутки на каждый квадратный метр поверхности листьев. DLI объединяет два показателя: яркость света и продолжительность освещения. Растение при умеренном освещении в течение многих часов может получить такое же значение DLI, как растение при интенсивном освещении в течение нескольких часов.

Садоводы используют DLI, поскольку одно измерение яркости само по себе мало что показывает. Два помещения могут казаться человеку одинаково светлыми, но давать растению совершенно разное количество пригодного света — в зависимости от того, сколько часов сохраняется такая яркость.

Как рассчитать суточный световой интеграл

DLI рассчитывают по двум измерениям:

• PPFD (плотность потока фотосинтетически активных фотонов): количество фотонов, падающих на квадратный метр поверхности каждую секунду, в мкмоль/м²/с (микромолях на квадратный метр в секунду).
• Фотопериод: количество часов освещения, которое растение получает за сутки.

Формула DLI

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

где D — суточный световой интеграл в моль/м²/сут, P — PPFD в мкмоль/м²/с, а t — фотопериод в часах.

Множитель 3 600 переводит часы в секунды, а деление на 1 000 000 переводит микромоли в моли.

Разобранный пример

Растение находится под источником света с показателем 500 мкмоль на квадратный метр в секунду, который работает 12 часов в сутки.

DLI = 500 × 12 × 3 600 ÷ 1 000 000 = 21 600 000 ÷ 1 000 000 = 21,6 mol/м²/сут.

Второй пример: при PPFD 200 мкмоль/м²/с и освещении в течение 16 часов получается 200 × 16 × 3 600 ÷ 1 000 000 = 11,52 mol/м²/сутки, после округления — 11,5.

Что на практике означают PPFD и фотопериод?

PPFD обычно измеряют квантовым датчиком света, направленным на полог растений. Прямой солнечный свет на открытом воздухе в полдень может достигать примерно 2 000 мкмоль на квадратный метр в секунду, тогда как в слабо освещённом месте в помещении значение может составлять около 50–100 мкмоль на квадратный метр в секунду. Фотопериод — это просто количество часов, в течение которых источник света включён, независимо от того, идёт ли свет от солнца или от фитолампы.

Поскольку DLI представляет собой произведение этих двух показателей, одно и то же значение DLI может быть получено разными сочетаниями. Яркий свет в течение короткого времени и более слабый свет в течение длительного времени могут дать одинаковое суточное количество света, хотя растения не всегда одинаково реагируют на эти два режима.

Уровни DLI для растений

Каждый диапазон включает своё нижнее значение и заканчивается непосредственно перед следующим. Значение DLI ровно 16 относится к высокой освещённости, а ровно 25 — к очень высокой.

Растения, получающие освещение ниже предпочитаемого диапазона, обычно растут медленно, вытягиваются к источнику света или не цветут. У растений, получающих освещение значительно выше предпочитаемого диапазона, могут появиться обесцвеченные или обожжённые листья.

Как пользоваться калькулятором суточного светового интеграла

Введите показание PPFD, полученное с помощью измерителя освещённости или указанное в спецификации фитолампы, затем укажите фотопериод — количество часов работы источника света в сутки. Калькулятор перемножает эти значения и показывает DLI в моль на квадратный метр в сутки, а также указывает, к какой из четырёх категорий освещённости относится результат. PPFD должен быть неотрицательным, а фотопериод — составлять от 0 до 24 часов.

Почему DLI важен при выращивании растений

Любители комнатного садоводства используют DLI, чтобы проверить, сможет ли растение действительно хорошо расти в выбранном месте, а не оценивают его только на глаз. Окно, кажущееся человеку светлым, всё же может обеспечивать низкий DLI, поскольку оконное стекло, расстояние до стекла и ориентация окна уменьшают количество света, получаемого растением.

Операторы теплиц и закрытых ферм отслеживают DLI для планирования досветки. Когда естественного света недостаточно для целевого DLI культуры, особенно зимой, растениеводы добавляют электрическое освещение, чтобы компенсировать разницу. Питомники также используют целевые значения DLI для определения сроков цветения, поскольку некоторым культурам, например пуансеттиям, необходим минимальный DLI для правильного развития к определённой дате.

Часто задаваемые вопросы

Какой DLI подходит для комнатных растений? Большинство распространённых комнатных растений хорошо растёт при значениях от 8 до 16 mol на квадратный метр в сутки. Цветущим и плодоносящим растениям обычно требуется больше — часто 16 mol на квадратный метр в сутки или выше.

Чем DLI отличается от PPFD? PPFD — это мгновенное измерение интенсивности света в определённый момент. DLI — это общее количество света, получаемого растением за полные сутки; показатель учитывает и интенсивность, и продолжительность освещения.

Может ли растение получить слишком высокий DLI? Да. У каждого вида есть верхний предел, выше которого интенсивность фотосинтеза перестаёт возрастать, а листья могут повреждаться. Теневыносливые растения повреждаются при гораздо меньших значениях DLI, чем культуры открытого грунта.

Влияют ли облачность и оконное стекло на DLI? Да. Облака уменьшают интенсивность солнечного света на открытом воздухе, а оконное стекло обычно блокирует часть проходящего через него света. В помещении у окна DLI обычно ниже, чем соответствующий уличный DLI в то же время.

Как растениеводы в помещениях могут увеличить DLI? DLI, получаемый растением, можно увеличить, переместив его ближе к светлому окну, очистив оконное стекло, добавив отражающие поверхности или включив фитолампу на большее число часов.

Позволяет ли DLI предсказать сроки цветения растения? Фотопериод, то есть продолжительность светового периода, регулирует запуск цветения у многих видов. DLI, напротив, позволяет прогнозировать общую скорость роста, прочность стеблей и количество плодов или цветков после начала цветения.

Источники

1. Фауст, Дж. Э., и Логан, Дж. (2018). «Суточный световой интеграл: обзор исследований и карты высокого разрешения США». HortScience, 53(9), 1250–1257.
2. Торрес, А. П., и Лопес, Р. Дж. (2012). «Измерение суточного светового интеграла в теплице». Purdue Extension, HO-238-W.