SVILUPPO DELLA CRESCITA VEGETALE
Misurare il luce orticola e adatta le lampade LED alle tue piante
SENSORE LUZ
L'unico sensore spettrofotometrico connesso che fornisce dati in tempo reale sulla quantità e qualità della luce applicata alla fotosintesi. Tecnologia brevettata, il sensore analizza ogni fotone da 350nm a 800nm con una risoluzione di 1nm. È progettato per resistere agli ambienti difficili di diversi substrati di coltivazione.
SPETTROfotometro - VIS
Strumento portatile selezionato dal team di esperti VGD per effettuare misure spettrofotometriche puntuali nel visibile. Nell'ambito degli audit luminosi o per controllare la qualità e l'intensità dello spettro della vostra installazione, lo spettrofotometro è uno strumento essenziale per la tracciabilità agronomica del processo di crescita di una pianta.
SPETTROfotometro - UV/NIR
Strumento portatile selezionato dal team di esperti VGD per effettuare misure spettrofotometriche puntuali dall'UV (200-450nm) all'IR (760-1100nm). Le nuove tecnologie LED consentono di sperimentare al di fuori del dominio visibile. Questo tipo di strumento ti permetterà di quantificare le dosi di luce specifiche del tuo impianto orticolo.
I vantaggi della misurazione della luce in orticoltura
L'importanza della luce per la crescita delle piante
La luce è uno dei fattori più importanti per la crescita e lo sviluppo delle piante . Attraverso il processo di fotosintesi, le piante convertono l'energia luminosa in energia chimica, alimentando così la loro crescita. Tuttavia, non tutte le piante hanno le stesse esigenze di luce, pertanto una misurazione precisa della luce è essenziale per ottimizzarne la crescita.
I vantaggi della misurazione della luce in orticoltura
La tecnologia di illuminazione intelligente di VGD e la sua profonda conoscenza dell'ambiente luminoso consentono di ottimizzare il suo strumento di produzione, sia attraverso il risparmio energetico, sia ottimizzando i protocolli di coltivazione, prevedendo l'insorgenza di malattie o analizzando l'ombreggiamento e il suo impatto sulle colture.
I diversi tipi di misurazione della luce in orticoltura
Misurazione dell'intensità luminosa
L'intensità luminosa misura la quantità di luce emessa in una particolare direzione da una sorgente luminosa . Questa si differenzia dalla luminosità totale di una sorgente, che tiene conto della luce emessa in tutte le direzioni.
Unità di misura dell'intensità luminosa
Per misurare l'intensità luminosa esistono diverse unità di misura a seconda della funzione corrispondente alla misurazione . Le più comuni sono: cd, lx, W/m², J/cm² e µmol/m²/s
Come misurare l'intensità della luce in un ambiente orticolo
Per le misurazioni in ambienti orticoli, la misura principale è il fotone, espresso in µmol/m²/s; si utilizza anche l'unità di misura W/m² . Esistono diversi tipi di sensori, ognuno con le proprie caratteristiche e precisione specifiche.
Misura dello spettro luminoso
Lo spettro luminoso si riferisce all’intera gamma di lunghezze d’onda della luce elettromagnetica. Il sole emette luce bianca che può essere scomposta in diversi colori quando passa attraverso un prisma. Ogni colore così ottenuto corrisponde ad una specifica lunghezza d'onda nello spettro luminoso.
L'importanza dello spettro luminoso nella crescita delle piante
Per la crescita delle piante lo spettro luminoso è altrettanto importante, se non addirittura più importante, dell’intensità. A seconda della componente spettrale ricevuta da una pianta, la sua risposta può essere diversa (ad esempio privilegiando invece l'aspetto vegetativo o generativo).
Come misurare lo spettro della luce in un ambiente orticolo
L'unico metodo per misurare uno spettro luminoso in un ambiente orticolo è l'uso di uno spettroradiometro. Permette di raccogliere dati in W/m² per banda spettrale in nm. Questi dati possono essere rielaborati per ottenere il valore in fotoni.
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Strumenti e attrezzature per la misurazione della luce orticola
Sensori di luce e come funzionano
Esistono diversi tipi di sensori, ognuno dei quali ha la propria specificità per misurare una quantità o anche una qualità della luce. I luxmetri vengono utilizzati principalmente per misurare la luce per l'uomo, i piranometri per misurare l'irradiamento solare utile alla meteorologia e al PAR, i sensori ePAR e gli spettroradiometri principalmente per l'agricoltura.
Cos'è un esposimetro e come funziona?
Un luxmetro è uno strumento di misura utilizzato per valutare l'intensità della luce visibile percepita dall'occhio umano, chiamata luminanza. Misura l'illuminazione di una superficie in lux (lx). Un lux equivale a un lumen per metro quadrato.
I luxmetri sono comunemente utilizzati in vari campi come l'illuminazione per interni ed esterni, l'industria, la fotografia e altre applicazioni in cui la quantità di luce è un fattore importante. Sono spesso utilizzati per garantire che i livelli di illuminazione soddisfino gli standard raccomandati per specifiche attività umane.
Il piranometro è uno strumento utilizzato per misurare l'irradianza solare, ovvero la potenza per unità di area della luce solare su una superficie orizzontale . Trova impiego principalmente in meteorologia, climatologia, ricerca solare e ingegneria solare. L'unità di misura è W/m² o J/cm², e l'intervallo di misurazione dipende dal modello.
Il piranometro misura l'energia solare totale, compresa la luce solare diretta e la luce diffusa proveniente dal cielo. È progettato per essere sensibile ad un ampio spettro di lunghezze d'onda, in modo da catturare tutta la radiazione solare.
Il dispositivo è generalmente costituito da un sensore sensibile alla luce solare, spesso una cella fotovoltaica, circondato da una cupola di vetro. La cupola di vetro permette alla luce di raggiungere il sensore proteggendolo dalle condizioni atmosferiche.
Cos'è un piranometro e come funziona?
Cos'è un parametro e come funziona?
Un sensore PAR (Radiazione Fotosinteticamente Attiva), talvolta chiamato sensore PPFD, è un dispositivo progettato per misurare la quantità di luce disponibile per la fotosintesi nella gamma di lunghezze d'onda che le piante utilizzano in modo più efficiente . La fotosintesi, il processo mediante il quale le piante convertono la luce in energia chimica per alimentare la loro crescita, avviene principalmente nella gamma di lunghezze d'onda della luce visibile, tipicamente tra 400 e 700 nanometri.
Il sensore PAR misura la quantità di luce in questo intervallo specifico, fornendo così un'indicazione sulla disponibilità di luce per il processo di fotosintesi della pianta. Questi sensori sono ampiamente utilizzati in agricoltura, ecologia, ricerca vegetale e orticoltura per valutare l'ambiente luminoso. Il fatto di non avere un indicatore sulla qualità dello spettro, però, porta a risultati distorti se si aggiungono lampade per l'orticoltura.
Uno spettro-radiometro misura la quantità di luce emessa o riflessa a diverse lunghezze d'onda lungo lo spettro elettromagnetico . Consente di misurare con precisione sia la quantità che la qualità della luce, con una precisione fino a 0.1 nm sull'intero spettro luminoso. Ciò significa che per ogni nanometro di spettro è possibile determinare il numero di fotoni ricevuti.
Questi strumenti sono ampiamente utilizzati in vari campi come la meteorologia, il telerilevamento, l'astronomia, la ricerca atmosferica e altre scienze applicate. Gli spettroradiometri sono ampiamente utilizzati in agricoltura per varie applicazioni, tra cui la gestione delle colture, il monitoraggio della salute delle piante, la previsione della resa e altre.
Grazie alla sua capacità di scomporre lo spettro luminoso, è possibile convertire i W/m² in fotoni (μmol/m²/s).
È il sensore più preciso per analizzare lo spettro luminoso delle piante ma anche delle alghe e di altri organismi viventi.
Cos'è uno spettroradiometro e come funziona?
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Come scegliere il sensore di luce per le vostre colture?
Sensori da evitare
I luxmetri non dovrebbero essere utilizzati per misurare la luce assorbita dalle piante, poiché questo tipo di sensore è altamente sensibile ai colori percepiti principalmente dall'occhio umano, che differiscono da quelli percepiti dalle piante . Questo tipo di sensore non dovrebbe assolutamente essere utilizzato per misurare l'illuminazione professionale a LED in ambito orticolo.
- I piranometri consentono di misurare l'irradianza solare in W/m² a livello globale tra 200 nm e 1000 nm (per alcuni vedere 2000 nm). Quindi questo valore è un indicatore abbastanza ampio di quanto si riceve in termini di energia, tuttavia è legato all'intero spettro solare. Pertanto, se si aggiungono lampade per l’orticoltura o se si fornisce ombra modificando lo spettro luminoso del sole, i valori non sono più rilevanti.
- I sensori PAR ed ePAR forniscono valori in fotoni (μmol/m²/s) compresi tra 400 nm e 700 nm (750 nm per ePAR). Tuttavia il valore riportato può comprendere zone di dati inaffidabili che distorcono la quantità di fotoni effettivamente percepiti.
Il valore misurato è solo quantitativo, è globale e senza indicazione della qualità dello spettro.
Le rappresentazioni sopra riportate permettono di evidenziare gli errori di risposta del sensore alle diverse lunghezze d'onda. Si può notare principalmente che un sensore PAR può fornire risultati molto inaffidabili a seconda della sua risposta relativa ai fotoni, soprattutto quando l'analisi spettrale si basa principalmente sulle lunghezze d'onda rosse e blu.
Sensori a cui prestare attenzione
I sensori più affidabili
Oggi, gli spettro-radiometri che convertono l'energia luminosa ricevuta in fotoni sono i sensori più affidabili . Le misurazioni risultanti sono quantitative e legate alla qualità spettrale, poiché ogni lunghezza d'onda ha un diverso tasso di conversione.
VGD ha sviluppato uno spettro-radiometro integrato che converte lo spettro luminoso in fotoni, consentendo la registrazione e l'elaborazione dei dati in base alle esigenze della pianta . È possibile mirare agli spettri assorbiti dalle clorofille a e b (o da altri fotopigmenti) e dai fotorecettori.
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Interpretazione dei dati di misurazione della luce in orticoltura
Valori ideali per la crescita delle piante
Non esistono valori miracolosi ma alcune regole generali che possono emergere.
Valori di intensità luminosa ideali per le diverse fasi di crescita delle piante
In generale possiamo fornire alcuni parametri, che tuttavia possono variare a seconda della specie vegetale su cui si sta lavorando:
- Coltura in vitro: 70 µmol/m²/s
- Piantine/talee: 100 µmol/m²/s
- Crescita: 150-250 µmol/m²/s
- Fioritura: 300-400 µmol/m²/s
Questi valori sono indicativi e ogni progetto richiede un caso di studio per definire il bisogno e come soddisfarlo a seconda dei sistemi di produzione e del tipo di pianta o specie target.
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Utilizzo dei dati di misurazione per ottimizzare l'illuminazione orticola
Come utilizzare i dati di misurazione per regolare l'illuminazione in una serra o in una stanza di coltivazione
La raccolta accurata dei dati sulla luce consente una gestione precisa dell'illuminazione a LED nelle colture orticole, adattandola alle esigenze e alla fase di sviluppo della pianta. L'utilizzo di dati imprecisi o con un elevato margine di errore può comportare un'illuminazione inadeguata (eccessiva o insufficiente) per le piante. Noi di VGD, sin dalla nostra fondazione, abbiamo testato numerosi sensori e le misurazioni della luce relative ai LED in agricoltura possono variare significativamente a seconda dei sensori utilizzati.
Con una buona misurazione è possibile controllare l'illuminazione HPS o LED in base alle condizioni meteorologiche e agli obiettivi ricercati per la coltura. L'adattamento dell'intensità in tempo reale è possibile osservando precise bande spettrali importanti per la pianta.
Grazie al sensore sviluppato da VGD, è possibile registrare dati in bande spettrali per affinare il sistema di controllo a LED . È inoltre possibile raccogliere i risultati di diverse stagioni per analizzare i dati e ricercare correlazioni tra vari parametri (temperatura, umidità, luce, ecc.) e i relativi risultati agronomici.
Errori comuni da evitare quando si interpretano i dati di misurazione
I dati sulla luce in un ambiente di coltivazione sono molto importanti perché fanno parte di tutti i parametri misurati. Per correlazione, è facilitato il monitoraggio dello sviluppo della cultura. Tuttavia, come ogni correlazione, ogni errore aggiunto da un parametro risulterà alla fine in un errore più grande. È quindi fondamentale lavorare con dati quanto più accurati possibile.
Le nostre risposte
La quantità di luce dipende dallo stadio di sviluppo della pianta. In generale, la luce dovrebbe aumentare gradualmente man mano che la pianta si sviluppa.
I diversi parametri da tenere in considerazione quando si misura la luce in orticoltura sono il posizionamento del sensore, il tempo di integrazione della misura e tutto ciò che ruota attorno ai tempi di registrazione dei dati per poter fornire i dati migliori.
Le unità comunemente utilizzate per misurare la luce in orticoltura sono µmol/m²/s. Questa unità permette di misurare il numero di fotoni utili catturati dalla pianta. Possiamo anche trovare il W/m² ma questa unità può dare solo un'indicazione se misuriamo lo spettro solare senza modifiche.
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