Общие вопросы влияния спектрального состава света на растения

Отличная идея! Пожалуйста, создавайте, в этом разделе, наверное, он наиболее подходящий. Если нужна помощь - пишите мне.

Итак, с почином (спасибо, Игорю Вячеславовичу и всем авторам):

Все же несколько смущает вопрос целесообразности и последующего удобства пользования относительно выбранного раздела. Может, нам стоит размещать эти темы в подфорумах культур (можем закрепить их, как важные). То есть, тема про спектр томатов - в разделе "Технологии выращивания томата" и т.д.
Дилемма, однако...
Какие будут мысли на сей счет? 

Вполне разумно..

17 часов назад, M23 сказал:

Верно, значение имеет суммарная энергия фотонов, а не их количество.

Моли считали когда думали, что ассимиляты образуются скачкообразно прямо в процессе поглощения энергии фотона, а лишняя энергия рассеивается в тепло (один фотон - одна реакция). Оказалось совсем не так. 

Давно уже читал об этой теории, сейчас решил освежить в памяти и убедился в том, что изначально мне показалось странным в Вашей, Олег, трактовке данной статьи. Мне кажется, что ваши выводы из описания теории об использовании механизмами фотосинтеза вибронной квантовой когерентности как бы это сказать...софистичны, что ли..

Где в описании этой теории хоть один вывод или намёк на то, что:

В 18.06.2017 в 16:23, M23 сказал:

.. измерять молями ошибочно.

Почему?

Напротив:

Цитата

Энергия поглощенного фотона порождает электронное возбуждение, которое удивительно быстро и эффективно передается в реакционный центр фотосистемы.

Логично предположить, что, чем больше фотонов "упадёт" на лист, тем больше будет мест образования локального электронного возбуждения, передаваемого в реакционный центр, а это уже моли ))

К тому же, не стоит упускать тот момент, что 

Цитата

на начальных этапах фотосинтеза в бактериях и растениях работают квантовые эффекты.

Что есть "начальный период"? Может речь идёт о неком "импульсе", о переходе с ночи на день, когда эти эффекты словно стартер быстро, лавинообразно запускают процесс фотосинтеза в растении, дабы ему не терять ни секунды светлого времени суток? А что дальше? Каким образом протекает дальнейший процесс преобразования световой энергии?

Моё мнение таково, что данная статья лишь указывает на открытие неизвестного ранее механизма передачи энергии фотона в реакционный центр, но никак не опровергает необходимость получения растением необходимого количества фотонов ( и уж тем более тех фотонов, которые обладают бОльшей энергией по сравнению с другими), а значит и измерение "полезности" света для растения должно-таки проводиться в молях, а не тупо в Ваттах. В противном случае растению можно было бы просто дать необходимое количество Ватт на одной длине волны( выбрав самый дешёвый вариант исполнения этого), но мы же все знаем, к чему это приводит..))

Да и какая разница, каким способом передаётся энергия фотона? Главным является то, что носителем энергии является фотон, и от способности/желания растения использовать этот фотон и от их количества как раз и зависит эффективность процесса.

...решил дополнить.

Цитата

В противном случае растению можно было бы просто дать необходимое количество Ватт на одной длине волны( выбрав самый дешёвый вариант исполнения этого), но мы же все знаем, к чему это приводит..))

Хм. А ведь точно так же можно рассудить и об определённом количестве фотонов, выданных растению на одной длине волны ..Вопрос, однако! 

Наверное, всё-таки надо говорить не в разрезе Ватт/моль, а в разрезе "вкусность/полезность" света )) а уж в чём это будет измерено - дело десятое ))

Совершенно согласен. И это мы ещё не касались различий в процессе ассимиляции. Механизмы фотоморфогенеза и фотосинтеза протекают по разному под воздействием различных фотонов. Не так ли?

3 минуты назад, Игорь Вячеславович сказал:

Механизмы фотоморфогенеза и фотосинтеза протекают по разному под воздействием различных фотонов. Не так ли?

уже дополнил свой пост )), пока Вы отвечали 

Как раз об этом ))

19 минут назад, ruAlexa сказал:

. В противном случае растению можно было бы просто дать необходимое количество Ватт на одной длине волны( выбрав самый дешёвый вариант исполнения этого), но мы же все знаем, к чему это приводит..))

It has been noted that there is considerable misunderstanding over the effect of light quality on plant growth and many manufacturers claim significantly increased plant growth due to light quality (spectral distribution or the ratio of the colors).^[8] A widely used estimate of the effect of light quality on photosynthesis comes from the Yield Photon Flux (YPF) curve, which indicates that orange and red photons between 600 and 630 nm can result in 20 to 30% more photosynthesis than blue or cyan photons between 400 and 540 nm.^[9]

19 минут назад, ruAlexa сказал:

Что есть "начальный период"? Может речь идёт о неком "импульсе", о переходе с ночи на день, когда эти эффекты словно стартер быстро, лавинообразно запускают процесс фотосинтеза в растении, дабы ему не терять ни секунды светлого времени суток? А что дальше? Каким образом протекает дальнейший процесс преобразования световой энергии?

Вы не так поняли статью. Например разговор велся в другой теме о электронах и энергетических уровнях. Световое излучение не выбивает электрон с орбиты, энергия квантов складывается по пути передачи в реакционный центр.

6 минут назад, M23 сказал:

24 минуты назад, ruAlexa сказал:

. В противном случае растению можно было бы просто дать необходимое количество Ватт на одной длине волны( выбрав самый дешёвый вариант исполнения этого), но мы же все знаем, к чему это приводит..))

It has been noted that there is considerable misunderstanding over the effect of light quality on plant growth and many manufacturers claim significantly increased plant growth due to light quality (spectral distribution or the ratio of the colors).^[8] A widely used estimate of the effect of light quality on photosynthesis comes from the Yield Photon Flux (YPF) curve, which indicates that orange and red photons between 600 and 630 nm can result in 20 to 30% more photosynthesis than blue or cyan photons between 400 and 540 nm.^[9]

Не понял, как сочетаются мои слова и разговор об обоснованности/необоснованности утверждения об эффективности света на основе кривой фотосинтеза? 

8 минут назад, M23 сказал:

Световое излучение не выбивает электрон с орбиты, энергия квантов складывается по пути передачи в реакционный центр.

И каким образом это противоречит идеи использования молей для измерения количества света для растений?

3 минуты назад, ruAlexa сказал:

И каким образом это противоречит идеи использования молей для измерения количества света для растений?

Использование молей для оценки "качества" света основано на утверждении, что каждое поглощение кванта вызывает реакцию.

Теория опровергнута, энергия квантов складывается и даже удерживается без реакции довольно продолжительное время.

21 минуту назад, M23 сказал:

Использование молей для оценки "качества"

мы говорим про "количество" ))

21 минуту назад, M23 сказал:

Использование молей для оценки...основано на утверждении, что каждое поглощение кванта вызывает реакцию.

 Разве нет? Как раз таки фотосинтез - это квантовый процесс, механизм передачи энергии фотонов - вибронно-когерентный. Речь идет о каждом поглощении фотона, сопровождающемся образованием электронного возбуждения. 

Цитата

Энергия поглощенного фотона порождает электронное возбуждение, которое удивительно быстро и эффективно передается в реакционный центр фотосистемы. Этот процесс работает столь слаженно именно за счет квантовой когерентности промежуточных возбуждений.

Где здесь хоть одно противпоказание использованию молей?

40 минут назад, ruAlexa сказал:

Речь идет о каждом поглощении фотона, сопровождающемся образованием электронного возбуждения. 

хлорофилл-содержащая фотосистема II, используемая растениями для фотосинтеза. Она тоже представляет собой комплекс связанных молекул, в разных местах которого могут существовать электронные возбуждения с частичным разделением заряда (рис. 3). Их энергии возбуждения слегка отличаются друг от друга. Это, с одной стороны, позволяет комплексу поглощать свет в довольно широком диапазоне частот, а с другой стороны, намекает на то, что для переброски энергии между разными типами экситонного возбуждения требуется некоторое дополнительное колебание, которое и обеспечивается вибронами.

Статья несколько поверхностна, советую найти полный текст первоисточников (читал почти год назад) и разобраться со всем этим.

Фотосистема состоит из нескольких молекул в которых существуют электронные возбуждения. Энергия фотона посредством вибронного механизма распределяется по этим молекулам и сохраняется до следующей реакции. Про потерю энергии в этом процессе и переходе в тепловые колебания никто не упоминает :)

40 минут назад, ruAlexa сказал:

Где здесь хоть одно противпоказание использованию молей?

Вот же оно :)

Энергия синего как и красного фотона поглощается полностью и суммируется.

2 минуты назад, M23 сказал:

Про потерю энергии в этом процессе и переходе в тепловые колебания никто не упоминает :)

Так ведь никто и не спорит.

А использовать моли-то почему нельзя? ))

1 минуту назад, ruAlexa сказал:

Так ведь никто и не спорит.

А использовать моли-то почему нельзя? ))

Можно, но бесполезно.

32 минуты назад, M23 сказал:

Можно, но бесполезно.

Почему? Количество фотонов, которые создадут центры электронного возмущения не важно?

Почему полезно использовать только ватт на метр2 ? Чем характеристика суммарной энергии фотонов в целом точнее и нагляднее в данном аспекте характеристики количества фотонов с определёнными, заданными характеристиками( то бишь в разрезе спектральной эффективности)?

Разве ммоль/м2/с и Вт/м2 ФАР не взаимосвязаны? Разве определённое количество фотонов не даст растению определенное количество энергии ФАР? И разве определенное количество энергии ФАР не подразумевает "приход" определённого количества фотонов?

А вот какое количество фотонов усвоится растением - это уже зависит от спектра. Ведь при равных излучаемых Вт/м2 ФАР количество "усвоенных" растением фотонов в разных спектрах может быть разным? Соответственно разным будет и количество полученной в результате фотосинтеза суммарной энергии. Так что же в данном случае важнее?

Я бы предложил такой вариант:

Для понимания количества энергии, полученного в  процессе фотосинтеза под тем или иным излучением( видимо чисто биологический, так сказать, прикладной показатель )  лучше использовать Вт/м2 ФАР, а для понимания эффективности излучающего устройства лучше всё же ммоль/м2/с.

И из этого кстати и вытекает характеристика эффективности устройства ммоль/Дж

1 час назад, ruAlexa сказал:

Разве ммоль/м2/с и Вт/м2 ФАР не взаимосвязаны? Разве определённое количество фотонов не даст растению определенное количество энергии ФАР? И разве определенное количество энергии ФАР не подразумевает "приход" определённого количества фотонов?

Количество моль на ватт может плавать в широких пределах и затрудняет понимание мощности светильника, чем некоторые продавцы и пользуются. Некоторые производители уже дошли да дальнего красного в погоне за "синтетическими" молями, напоминает гонку за люменами в ущерб цветопередачи... хотя самое дорогое в светодиодном светильнике - радиатор :)

Ватты сразу дают понимание что это просто развод на деньги:

http://www.lighting.philips.com/main/cases/cases/horticulture/gediflora

7 минут назад, M23 сказал:

Количество моль на ватт может плавать в широких пределах

И я о том же. 

7 минут назад, M23 сказал:

Количество моль на ватт ...затрудняет понимание мощности светильника,

Мощности - да, а вот эффективности, так сказать его "полезности" для тех целей, для которых он заявлен - самое то.

17 минут назад, M23 сказал:

Некоторые производители уже дошли да дальнего красного в погоне за "синтетическими" молями, напоминает гонку за люменами в ущерб цветопередачи...

А некоторые выжимают Ватты из сине-зеленого )))

11 минуту назад, M23 сказал:

хотя самое дорогое в светодиодном светильнике - радиатор :)

Доля истины ( и немалая) в этом есть, но это не аксиома. В некоторых случаях радиатор просто не нужен, вот тогда уж точно становится понятно, что

15 минут назад, M23 сказал:

это просто развод на деньги

Я не понимаю,о чем вы говорите???

Разница в эффективности.Зачем вы вообще считаете ФАР по Лм или Лк  у днат если ФАР считается только биспектр с фиксированной длиной волны.И т.к. растениям виден только синий и красный,то соответственно фар зелёного нам не нужен.Величина пустая,и отношения к фар не имеет.А у днат пик как раз в области зелёного и красного.Понимаете?

Хочу Вас разочаровать, без диапазона 500 - 600 нм ничего толком расти не будет. О чем написаны сотни. если не тысячи статей и монографий учеными во многих странах. В том числе в СССР. Видимо с ними вы не знакомы. 

3 часа назад, Proizvoditel сказал:

 Лучше посмотрите в этом направлении.

Пойду дальше и обращусь к конечным пользователям. Не тратьте время на создание собственного прибора, а посмотрите в направлении  производителей, которые, в свою очередь смотрят в указанном уважаемым коллегой направлении. 

Но вместе с этим хочу заметить следующее, - фотосинтез несомненно важный физиологический аспект. Но продукт работы такого синтеза, не что иное, как только пища, энергия для реакторов. Есть более важный процесс на мой взгляд, -  это морфогенез растения и влияние на него с помощью некоторой части излучения, квантов определённого порядка. Будущее уже там.. 

На конференции, Ситифермер прозвучало утверждение.  что при резком включении света растения испытывают шок, в кулуарах, люди которые не около 10 лет выращивают товарную продукцию в закрытых помещениях этот эффект подтвердили.

Сошлись  на том, что 5 минут плавного включения. причем  разных спектров с разной скоростью,  будет достаточно.  Осталось проверить на практике.  

Это у ДнаТ-то резкое включение?   (:

Мы говорим о стеллажах и светодиодах