Einführung - Apogee Instruments S2-141 Benutzerhandbuch

5
EINFÜHRUNG
Bestimmte Wellenlängen der Strahlung lösen unterschiedliche Reaktionen der Pflanzen aus. Die Strahlung, die die
Photosynthese antreibt, wird als photosynthetisch aktive Strahlung (PAR) bezeichnet und in der Regel als Gesamt-
strahlung in einem Wellenlängenbereich von 400 bis 700 nm definiert. PAR wird fast durchgängig als photosynthetis-
che Photonenflussdichte (PPFD) quantifiziert, d. h. die Summe der Photonen von 400 bis 700 nm in Einheiten von
Mikromol pro Quadratmeter pro Sekunde (µmol m -2 s -1 , gleich mikroEinsteins m -2 s -1 ). Obwohl MikroEinstein und
Mikromol gleich sind (ein Einstein = ein Mol Photonen), ist der Einstein keine SI-Einheit, so dass die PPFD
vorzugsweise in µmol m -2 s -1 angegeben wird. Die tägliche Gesamt-PPFD wird in der Regel in Einheiten von Mol Photo-
nen pro Quadratmeter pro Tag (mol m -2 d -1 ) angegeben und wird oft als Tageslichtintegral (DLI) bezeichnet.
Das Akronym PPF wird ebenfalls verwendet und bezieht sich auf den photosynthetischen Photonenfluss. Die Akro-
nyme PPF und PPFD beziehen sich auf die gleiche Variable. Beide Begriffe werden verwendet, weil es keine allgeme-
ingültige Definition des Begriffs "Fluss" gibt. Der Fluss wird manchmal als pro Flächeneinheit pro Zeiteinheit und
manchmal nur als pro Zeiteinheit definiert. In diesem Handbuch wird PPFD verwendet.
Neben den Wellenlängen innerhalb des PAR-Bereichs sind die fernroten Wellenlängen (knapp über 700 nm) von
besonderem Interesse, da sie die photosynthetische und morphogene Aktivität der Pflanzen beeinflussen. Phy-
tochrom-Pigmente, die auf unterschiedliche Verhältnisse von rotem und fernrotem Licht reagieren, liefern der
Pflanze Informationen über die Lichtumgebung und beeinflussen somit die Wachstumsmuster. Eine Erhöhung des An-
teils der PAR-Strahlung, insbesondere der roten Strahlung, im Verhältnis zur fernroten Strahlung zeigt eine geringere
Beschattung an und führt im Allgemeinen zu konservativeren vertikalen Wachstumsmustern. Eine Erhöhung des An-
teils der fernroten Strahlung im Verhältnis zur PAR-Strahlung deutet auf eine stärkere Beschattung hin und führt zu
aggressiveren vertikalen Wachstumsmustern.
Sensoren, die die PPFD messen, werden oft als Quantensensoren bezeichnet, weil sie die Anzahl der einfallenden
photosynthetischen Photonen messen und ein Photon ein einzelnes Strahlungsquant ist. Fernrotsensoren sind in-
sofern ähnlich, als sie einfallende Photonen messen, aber der Wellenlängenbereich ist ein anderer. Fernrotsensoren
kann man sich als Quantensensoren vorstellen, die Strahlung knapp über 700 nm messen. Sensoren, die mit einem
Detektorpaar sowohl die PPFD als auch die Photonenflussdichte im fernen Rot messen, können als PAR-FAR-Sensoren
bezeichnet werden.
Die Hauptanwendung der PAR-FAR-Sensoren ist die Überwachung der pflanzlichen Lichtumgebung, einschließlich der
Berechnung des Fernrotanteils (Fernrot-Photonenflussdichte / Summe aus PPFD und Fernrot-Photonenflussdichte), in
photobiologischen Studien (z. B. zur Erforschung der morphogenetischen Aktivität von Pflanzen).
Die PAR-FAR-Sensoren der S2-Serie von Apogee Instruments bestehen aus einem gegossenen Acryldiffusor, einem
Paar Photodetektoren, die PAR- und Fernrot-Wellenlängenbereiche messen (400-700 nm für PAR, 700-750 nm für
Fernrot), sowie einem Signalverarbeitungsschaltkreis, der in einem eloxierten Aluminiumgehäuse untergebracht ist.
Ein Kabel zum Anschluss des Radiometermessgeräts ist ebenfalls im Lieferumfang enthalten. Die Sensoren sind für
kontinuierliche Messungen in Innen- und Außenbereichen ausgelegt. Die Sensoren der Serie S2-100 geben zwei Span-
nungssignale aus, eines von jedem Photodetektor, die direkt proportional zur Strahlung sind, die auf eine ebene
Fläche (muss nicht horizontal sein) auftrifft, wobei die Strahlung von allen Winkeln einer Halbkugel ausgeht