Зависит ли температура листа от источника света?

Вопрос простой... что думают  специалисты о причинах разницы температуры листа под разными источниками света при прочих равных условиях?

Прямая ссылка на оригинал статьи (в свободном доступе): https://www.jstage.jst.go.jp/article/ecb/51/1/51_41/_pdf/-char/en.

Не уверен, но мне кажется, что повышенная температура листа связана с уменьшением энергии электрона в процессе движения по каротиноидам к хлорофиллу. В их гидрофобных хвостах нет сопряжённых связей, что и приводит к потери части энергии. В самом хлорофилле связи сопряженные, т.е. наблюдается явление сверхпроводимости и потерь не должно быть. Кроме того, сам хлорофилл, насколько я помню, а может быть связанные с ним ферменты, становятся источником фотонов, которые при торможении в разных по  оптической плотности средах, излучают "тепловые" кванты. Возможно, есть еще какие-то источники тепла, надо подумать.

Аскар Камбарович, первый опыт выращивания под светодиодами у меня с 2006 года примерно до 2010 года. В 2017 году опыт работы в УК, в 2018 году индоор на производстве зеленных. И я много раз уже намекала, что растения на светокультуре в оптимальных и контролируемых условиях микроклимата (Ультраклима или ситиферма индоор) также имеют физиологические проблемы, прежде всего связанные с "недостатком" кальция и калия в самых молодых тканях листа или плода. В традиционной практике принимается объяснение этих физиологических причин повышенных температур воздуха. В этих же случаях этого нет от слова совсем. Есть "повышенная" температура листа, если ее таковой можно назвать... а точнее некая "критическая" температурная точка, результатом которой становится или знакомые физиологические нарушения или незнакомое фотоингибирование. Я давно заинтересовалась этим вопросом, много искала информации по исследованиям распределения температур по вертикали при выращивании на высокой шпалере, много побегала с пирометром, "поэкспериментировала" немного в поисках путей решения проблемы традиционными технологическими методами и исходя из своих соображений и предположений.

Мне так часто здесь на форуме очень опытные товарищи говорят об "ошибочности" мнения, которое сложилось не просто так, а из личных наблюдений и практического опыта... в отличии от аксиоматичной, но несколько "устаревшей" позиции тех, кто в современных производствах с этим не сталкивались, но утверждают что этого не может быть и этого не существует. Поэтому когда попалось это исследование с очень показательным графиком, захотелось услышать мнение причин от полагающих, что температура растения зависит только от температуры воздуха и транспирации.

Но фантазийные темы бионики, низковольтных систем и выращивания под ЛЕДами любителями и новаторами оказались более интересными, как оказалось и для специалистов тепличного комплекса.

А я готова поспорить, что в ближайшем будущем, когда наработкой технологий под ЛЕДами займутся агрономы всерьез, появятся новые методики и "оптимальные соотношения"... примерно как и с элементами питания, но относится это будет к источникам искусственного света.)

Аскар Камбарович, Ваше объяснение более чем логично... прослеживается связь с фотоингибированием, более быстрым старением листа и разрушением хлорофилла под ледами.

Цитата

 As water stress increases and cooling via transpiration decreases, leaf temperatures can increase well above air temperature. In a near-worst case scenario of water stress and low wind, our model indicates that leaves would increase 6°, 8°, 10°, and 12°C above air temperature under field, LED, greenhouse, and HPS scenarios, respectively. Because LED fixtures emit much of their heat through convection rather than radiative cooling, they result in slightly cooler leaf temperatures than leaves in greenhouses and under HPS fixtures, but the effect of LED technology on leaf temperature is smaller than is often assumed. Quantifying the thermodynamic outputs of these lamps, and their physiological consequences, will allow both researchers and the horticulture industry to make informed decisions when employing these technologies.

https://www.researchgate.net/publication/282669441_Analysis_of_Environmental_Effects_on_Leaf_Temperature_under_Sunlight_High_Pressure_Sodium_and_Light_Emitting_Diodes

1 час назад, BKB сказал:

Что бы Вы ещё хотели?

В чем некорректность эксперимента, объясните? Другие источники света и нет сравнения с ДНАТами? Нет картинки с тепловизора? Так почему температура листа земляники под ЛЕДами оказалась выше, чем под флуоресцентными лампами? Эксперименты не в замкнутом пространстве, а в теплице с активной вентиляцией и активным микроклиматом, разница температур и влажности воздуха незначительна между вариантами и не могла оказать такое влияние.

Меня не интересуют эксперименты с ЛЕДами в сравнении с ДНАТами, потому что под ДНАТами ИК-излучение. У меня нет вопросов к распределению температур по вертикали на культурах на высокой шпалере в теплице на досветке. 

14 часов назад, BKB сказал:

DOI просто напишите!

DOI: https://doi.org/10.2525/ecb.51.41. Спасибо, теперь знаю, что это такое. Век живи - век учись!

Влияние источника света на температуру листа есть. На фоне влияния микроклимата оно не значительно, а в условиях контролируемой среды обращаешь внимание. 

57 минут назад, BKB сказал:

облучённость листовых пластинок в обоих вариантах эксперимента уже по определению различалась. Как следствие, интенсивность транспирации отдельных листьев (участков листьев) культуры была чуть-чуть неодинаковой.

Вы хотите сказать, что при самой высокой облученности под ледами транспирация была минимальной? А без досветки максимальной?

57 минут назад, BKB сказал:

Использовались светодиодные системы образца 2012 года, с относительно большим теплоотделением (радиационное и конвекционное тепло).

Может я чего опустила или неправильно поняла, но мне показалось, что использовались узкополосные синие и красные светодиоды, пусть и старого образца. Конвекционное тепло... ну да оно есть, но как-то верится с трудом, что светодиодная лампа способна поднять температуру в прилегающем воздушном пространстве в радиусе 50 см более чем на 2 градуса, и особенно снизу лампы. По части инфракрасного излучения светодиодной лампой тех времен очень большие сомнения. Это же сколько его должно было быть, чтобы так растение разогреть?

Вот еще одна "картинка" из другого исследования: "Effect of Different PPFDs and Photoperiods on Growth and Yield of Everbearing Strawberry ‘Elan’ in Plant Factory with White LED Lighting" ( "DOI: 10.2525/ecb.58.99).

Жаль, что данных по температуре листа нет... Как Вы думаете, есть ли разница в этом случае?

54 минуты назад, BKB сказал:

У старых LED-светильников, по сравнению с современными, была существенно хуже светоотдача, но "грели" они значительно сильней.

Кирилл Борисович, а внутриценозные ледсветильники на томатах по Вашему мнению насколько градусов "нагревают" предметы и листья вокруг себя? Там даже не 50 см...

Разговор больше похож на слепого с глухим... это как в теме про транспирацию и "круговорот энергий".

Вы лично выращивали растения под светодиодными светильниками?

5 часов назад, BKB сказал:

Я обещал лишь разъяснить результаты конкретного японского эксперимента 2012 года.

Кирилл Борисович, по тексту :"For the LED light source, peaks in light intensity were observed at wavelengths of 450 and 550 nm. For FL, emission lines were detected at 405, 435, and 545 nm, with smaller peaks recorded at 450 and 610 nm.".

Я ошиблась по спектрам, красного то и не было... Но это не меняет сути, потому что активность фотосинтеза под ледами в 20 раз выше, а вот температура листа относительно температуры воздуха всего где-то на 1 градус ниже. В отличии от контроля и под флуоресцентной лампой, когда активность фотосинтеза много меньше, а разница между температурой листа и воздуха 2-3 градуса.

Не понимаю... как такое возможно.

12 часов назад, BKB сказал:

Проще говоря, люди в большинстве случаев не понимают, что они на самом деле написали. Поэтому в любых печатных изданиях обязательно есть Редакторы, а на интернет-форумах – Модераторы.

Кирилл Борисович, самое странное, что несколько человек поняли друг друга. Потому как повышение температуры листа (конечно относительное и когда нет других значимых факторов влияния) я действительно вижу в нарушении энергетического баланса в растении, на начальном этапе визуальных признаков физиологических нарушений не наблюдается, но некий стресс и "неполадки" на "биохимической фабрике" уже присутствуют. Именно поэтому Вам и иные примеры нарушения энергетического баланса привела, пластичность растения не безгранична. Проще было оставить как есть и не обращать внимание на тех, кто про электроны и балансы...

Упрощать транспирацию до уровня " в одно ухо влетело, в другое вылетело", т.е. через корень вошло, через устьице вышло, прихватив попутно солнечную энергию... по сути может и верно, а вот понимания у владеющих чуть большим объемом информации по весьма сложному процессу нет. Зачем, для кого? Если для сторонней публики, то это опасно "испорченным телефоном" и "дословной трактовкой"...

13.01.2021 в 11:27, BKB сказал:

Количество инфракрасного излучения от них в любом случае в разы больше, чем от "холодных" люминисцентных ламп. Оно большей частью и подогрело листья земляники на 1-2 °С –  поскольку никаких действий по исключению ИК-излучения от светильников в этом эксперименте предпринято не было.

Все совсем не так. У светодиодов выше поток в области ФАР, у люминисцентных в ИК. Светодиоды с плохой светоотдачей требуют качественного конвекционного охлаждения, люминисцентные же наоборот лучше работают при повышенной температуре.

Опять не учитываете, что весь ФАР переходит в тепло, ИК нагрев не обязателен.

15 минут назад, BKB сказал:

а "грели" они гораздо сильней.

Наоборот: ФАР был значительно ниже, излишний нагрев шел на радиатор откуда снимался потоками воздуха.

45 минут назад, samura сказал:

Олег, все тепло с диода переходит на  радиатор? 

У современных LED 40-50% энергии излучается (у старых было 30%), остальное на радиатор. Лист греет излучение, у ДНАТ излучение 90% (из которых только 30% в области ФАР).

Только что, samura сказал:

В LED светильнике все тепло уходит на радиатор, или часть все-таки излучается диодами,

9 минут назад, Олег сказал:

У современных LED 40-50% энергии излучается (у старых было 30%), остальное на радиатор.

2 часа назад, Олег сказал:

Опять не учитываете, что весь ФАР переходит в тепло, ИК нагрев не обязателен.

Попробуйте прочесть в таком порядке. Излучение в диапазоне ФАР греет лист так же как и в диапазоне ИК.