📋 Оглавление
PPF (Photosynthetic Photon Flux / фотосинтетический поток фотонов) — общее количество фотосинтетически активного света, которое излучает светильник за секунду во всех направлениях. Измеряется в μmol/s.
PPFD (Photosynthetic Photon Flux Density / плотность потока фотонов в процессе фотосинтеза) — плотность потока фотонов, то есть количество этого света на конкретной поверхности, как правило, на уровне листьев растения. Измеряется в μmol/m²/s.
Короче:
PPF — сколько света производит лампа.
PPFD — сколько света реально получает растение.
Почему PPF и PPFD это разные вещи
PPF — паспортная характеристика светильника. Она фиксирована и не зависит от того, где и как лампу установили. Правильный способ получить PPF источника света — поместить лампу в интегрирующую сферу. Неправильный — рассчитать по документации на светодиоды: такой результат неверен и всегда завышен.
PPFD зависит от геометрии: высоты подвеса, угла луча, вторичной оптики и расстояния до растения, а также от отражающих свойств стен гроубокса. Один и тот же светильник с фиксированным PPF будет выдавать PPFD 800 μmol/m²/s при подвесе на 30 см и всего 300 μmol/m²/s на высоте 80 см. Метод измерения — физический замер на нужном расстоянии с помощью квантового сенсора (PAR-метра) или калиброванного спектрометра.
| Параметр | PPF | PPFD |
|---|---|---|
| Что измеряет | Полный поток лампы | Плотность света на поверхности |
| Единица измерения | μmol/s | μmol/m²/s |
| Зависит от высоты подвеса? | Нет | Да |
| Где измеряется | В лаборатории (в интегрирующей сфере) | На уровне листьев (canopy) |
| Для чего нужен | Сравнение эффективности светильников | Подбор высоты подвеса и плана освещения |
При выборе светодиодной фитолампы для растений ↗ рекомендуем ознакомиться с картой освещённости PPFD (PPFD map) — именно она показывает, как свет распределён по площади, а не только в самой яркой точке под центром лампы. Метрика довольно полезная, но если светодиодная лампа фактически по размеру бокса, значит гарантированно проблем нет.
Как узнать PPFD, если под рукой есть только люксметр? Напрямую получить PPFD из его показаний нельзя: результат зависит от спектра конкретной лампы. И это очень важно! Как выполняется такой пересчёт и почему единого коэффициента не существует, разобрано в отдельном материале — калькулятор перевода люксов в PPFD с учётом спектра ↗.
Кривая Макри: почему не все фотоны одинаково полезны
В 1972 году Кит Макри измерил, насколько эффективно свет разных длин волн запускает фотосинтез, и построил кривую относительной квантовой эффективности. У неё два максимума — синий около 440 нм и красный около 660 нм — и заметный провал в зелёной области.
Отсюда следует важное уточнение к самому понятию PAR. Диапазон PAR считает все фотоны от 400 до 700 нм одинаково полезными, но кривая Макри показывает, что это упрощение: зелёный фотон вносит в фотосинтез примерно на четверть меньше, чем красный. Практический вывод неочевидный, но важный — две лампы с одинаковым PPFD могут давать разный результат, если у них разный спектр.
При этом кривую Макри не стоит принимать за догму. Она получена на отдельных листьях в лабораторных условиях, а в плотной кроне зелёный свет работает лучше, чем она предсказывает: он глубже проникает сквозь верхние слои листьев и доходит до нижних, тогда как красный и синий поглощаются почти сразу. Так что кривая — полезный ориентир для оценки спектра, а не точная формула урожая. К тому же сейчас очень много споров вокруг ePAR и PAR: учитывать 380 нм и 730 нм в PAR или нет. Вопрос сложный.
Сколько PPFD нужно растению (в среднем для светолюбивых)
| Стадия роста | PPFD (μmol/m²/s) |
|---|---|
| Рассада и клоны | 100–300 |
| Вегетация | 400–600 |
| Цветение и плодоношение | 600–900 |
| Пиковые требования (томаты, медицинские помидоры) | 800–1200+ (с добавлением CO₂) |
Сколько PPFD даёт солнце
Чтобы цифры из таблицы выше перестали быть абстракцией, полезно сравнить их с естественным светом.
| Условия | PPFD (μmol/m²/s) |
|---|---|
| Ясный летний полдень | около 2000 |
| Ясный зимний день, средние широты | 300–600 |
| Пасмурная погода | 200–400 |
| В помещении у окна | обычно менее 100 |
Наше измерение спектра солнечного света: как выглядит реальный солнечный спектр в ясный день и чем он отличается от спектра светодиодной фитолампы.
Из таблицы и замеров видно, что 600–900 μmol/m²/s в гроубоксе — это не «мало», а примерно треть или половина летнего солнечного пика. Разница в том, что солнце держит свои 2000 всего два-три часа в сутки и только в ясную погоду, а светильник выдаёт свою величину ровно и по 14–16 часов подряд. Поэтому суммарное количество света за сутки в гроубоксе вполне сопоставимо с открытым грунтом, а иногда и превосходит его.
Как PPFD измеряют на практике
PPFD измеряют квантовым сенсором или спектрометром на уровне кроны, или на полу гроубокса, или на плоскости стенда.
Для создания карты освещённости (PPFD map) замер делают по сетке: площадь размечают на равные ячейки и снимают значение в каждой, а затем считают среднее и коэффициент равномерности — отношение минимального значения к среднему. Как устроена такая процедура на калиброванном по эталону NIST оборудовании, рассказано в материале о том, как мы измеряем спектр и освещённость фитоламп ↗. Позже выйдет более подробный материал про создание наших 3D-карт освещённости.
Главное
PPF показывает, сколько света производит фитолампа или светодиод. PPFD показывает, сколько света фактически получает растение. Для результата — активного роста и обильного цветения — важнее именно PPFD, потому что эта величина зависит от условий установки, а не только от паспортных характеристик самого светильника.
И ещё одно: одинаковый PPFD у двух ламп не гарантирует одинакового эффекта, потому что вклад фотонов разных длин волн в фотосинтез неодинаков. Смотрите на спектр вместе с картой освещённости, а не на одну цифру.
Если у вас есть показания люксметра и нужно перевести их в PPFD — воспользуйтесь нашим онлайн-калькулятором перевода люксов в PPFD ↗: он учитывает спектр конкретного типа лампы.
