草缸新手之浅谈灯光

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草缸新手之灯光
一个刚开始玩草缸的新手,问的最多的就是要多少W的
灯才够的问题。其实这个问法本身就是错误的,光源的功率
对于植物生长来讲没有直接意义。如果使用的光源错误,那
么10000W也没有用。这里我写这个文档,希望能够帮助所
有的新手解决这个疑问,不但要知其然,还要知其所以然。
我这里准备了一些问题,如果你都能答对,那么你就不用看
这文档了(当然你把问题回答完的时候文档也看完了)。
1、光对于草生长的作用是什么?光合作用,叶绿素利用光
能分解CO2,同时生成自己生长所需要的能量。
2、光是什么物质?
首先光是一种物质,光是一种人类眼睛可以见的电磁波
(可见光谱)。在科学上的定义,光有时候是指所有的电磁
波谱。光是由一种称为光子的基本粒子组成。具有粒子性与
波动性。光可以在真空、空气、水等透明的物质中传播。
3、光谱是什么?
既然光有波的特性,那么就一定有波长。光波长单位是:
nm,纳米(10亿分之一米)而光谱是指组成复色光的各种单
色光的波长图表。比如太阳光是7种单色光组成的。

4、色温是什么?(就是平时说的多少K的灯)
首先请记住:色温对于植物生长完全没有意义。(要知
道为什么,请读完本文)色温是表示光源光色的尺度,单位
为K(开尔文)。简单的说就是你肉眼看见的颜色,色温决
定了我们的观感(再强调一次:色温对于植物生长完全没有
意义,但是草缸是给人看的,显色好视觉效果也好;如果养
鱼为了诱色,也需要搭配不同颜色的灯)。
5、万物生长靠太阳,而太阳光里面哪些部分对植物生长的
作用最大?
植物生长需要什么样的光源?太阳光包含了可见光和
不可见光。可见光是指肉眼看到的,如太阳光中的赤、橙、
黄、绿、青、兰、紫绚丽的七色彩虹光;不可见光是指肉眼
看不到的,如紫外线、红外线等。可见光部分波长为
380nm-780nm,只有可见光才能被植物所利用来进行光合作
用。而这个整个可见光范围的光也不是所有都能被植物所利
用,研究表明:
280 ~ 315nm 对形态与生理过程的影响极小
315 ~ 400nnm 叶绿素吸收少,影响光周期效应,阻止茎伸

400 ~ 520nm(蓝) 叶绿素与类胡萝卜素吸收比例最大,对
光合作用影响最大
520 ~ 610nm 色素的吸收率不高
610 ~ 720nm(红) 叶绿素吸收率低,对光合作用与光周期
效应有显著影响
720 ~ 1000nm 吸收率低,刺激细胞延长,影响开花与种子
发芽
以上数据摘自《光线光谱与植物光合作用的关系》。
6、为什么大家养草都说要用865灯管,而765灯管价格更
便宜,为什么不能用?
865表示三基色荧光管色温为6500K,765表示卤粉荧光
管色温也是6500K。如果你已经明白第五个问题的答案,那
么这个问题就能轻松解答了。
原因就是:765灯管不能发出植物所需要的400nm-500nm和
600nm-700nm波长的光,而865可以。
(T5,T8是什么意思?T8的粗 T5的细,T8的直径是8/8
英寸,T5的直径5/8英寸,1个T就是1/8英寸。T5一般只
T5HE就是普通管,T5HO是高光管,相同长度亮度更高当然
功率也更高,相当于在单位长度提供更多的光通量/能量的
话T5HO>T5>T8)。
7、LM(流明)是什么意思,LM/W是什么意思?
所谓的流明简单来说,就是指蜡烛一烛光在一公尺(1
公尺 = 1 米)以外的所显现出的亮度。
这个量是对光源而言,是描述光源发光总量的大小的,
与光功率等价。
LM/W就是,每W转换成的光通量是多少。在灯管的包装壳子
上有印刷,要么是LM/W,要么是总流明数。
T8是45LM/W左右,T5是60LM/W左右,T5HO更高一些(这
个数字不是很精确,记不太清楚了)
8、你的草缸的灯光能够提供多少能量?
你所用的灯所发出的总的光能量就是:总W数 * LM/W
而供植物生长的能量就是: 总能量 * 光源利用率 (利用
率和散光损失;反射光损失;光源距离;水面高度这些有关)
* 所需要波长能量占比
具体测试方法就是:用一个亮度测试器,放在某个点就
可以测试到该点光照的流明数,然后乘以 400nm-500nm和
600nm-700nm光所占比例。
10、你需要多少W的灯光?
这时候我们又回到了最初那个问题。那么答案是什么
呢?这里我也无法总结出一个准确的答案。根据大家总结的
经验,如果使用三基色灯管并且有合理反光的情况下,40cm
的水面高度,1升水需要1W左右的光照,阴性草不低于0.7W,
阳性草不低于1.2W。这个数字是通过实践经验总结得出来
的。大家可以参考这个数字购买自己的灯具(成品灯,或者
是成熟的DIY灯具,不能说反光设计有多么优秀,但是一定
是合理的,反射率80%容易做,但是要从80%提高到90%甚至
更高难度就大了,所以看见没有反光板的产品不要买,费电。
检查反光性能的一个简单办法就是灯管平放,用眼睛从上向
下去看反光板里面灯管的像,看的越清楚,移动越大距离后
还能看得见就表明越好)。
这里:很抱歉,没有能够给出具体的数字(因为普通日
光灯管没有提供百分比数据),但是我们可以知道
1、不同光源的情况下:要看哪个光源的光谱更适合植物生
长,同时要看相同功率所能提供的光通量总数,比如
10000LM*25%肯定比20000LM*15%所提供的供植物生长的能
量少,但是后者可能更耗能;
2、相同光源的情况下:如果要提高对光的利用率,比如合
理安装反光板和调整灯管和反光板之间的距离(日光灯管的
光是发散的,所以需要用反光板将超过60%的光反射回来),
减少散光(最有效的方式是减少光源和水面的距离),降低
水面高度(光在水中的损耗远远高于在空气中)都可以增加
植物获得的光照
日光灯色温所对应的人眼感官颜色。
针对问题4补充一个图,在强调一下,这个颜色对草没有任
何影响,但是会影响人的观感。
4000K让草看起来更红,
10000K让草看起来更绿
为什么色温对植物没有意义?这里补充一下,色温是肉眼的
感官,在合成白光时候用三种原色按不同比例混合就可以得
到白光,而且这个比例并不是固定的,这就是原色和补色的
概念。