حاسبة تحويل PPFD إلى DLI — تحويل PPFD إلى تكامل الضوء اليومي
حوّل PPFD إلى DLI في خطوة واحدة: DLI = PPFD × فترة الإضاءة (بالساعات) × 0.0036. قم بالحساب في أي من الاتجاهين — إما لتحديد قيمة DLI التي توفرها وحدة الإضاءة، أو قيمة PPFD أو فترة الإضاءة اللازمة للوصول إلى قيمة DLI المستهدفة — ثم قارن النتيجة مع قيم DLI المستهدفة حسب المحصول ومرحلة النمو، وقم بتقدير تكلفة طاقة الإضاءة اللازمة.
كيفية تحويل PPFD إلى DLI
تتم عملية التحويل بضربة ضرب واحدة: DLI = PPFD × فترة الإضاءة (ساعات) × 0.0036. على سبيل المثال، إن قيمة 400 ميكرومول/م²/ثانية خلال فترة إضاءة مدتها 16 ساعة تعطي النتيجة التالية: 400 × 16 × 0.0036 = 23.0 مول/م²/يوم. الثابت 0.0036 يحول ببساطة الميكرومول في الثانية إلى مول في الساعة: فهناك 3,600 ثانية في الساعة و1,000,000 ميكرومول في المول الواحد، لذا فإن 3600 / 1,000,000 = 0.0036. PPFD (كثافة تدفق الفوتونات الضوئية) هي معدل لحظي — عدد الفوتونات النشطة ضوئيًا التي تسقط على المتر المربع في كل ثانية، بالوحدة µmol/m²/s. DLI (مكافئ الضوء اليومي) هو الإجمالي المتراكم لتلك الفوتونات على مدار 24 ساعة، بالوحدة mol/m²/day. PPFD هو معدل التدفق؛ أما DLI فهو الحجم المتراكم في الخزان بنهاية اليوم، وهو الرقم الذي يحدد فعليًّا المحصول والجودة والشكل. تحتاج معظم الخضروات الورقية إلى 12–17 مول/م²/يوم، والأعشاب إلى 15–22، والمحاصيل المثمرة إلى 20–30. وتجاوز الهدف يؤدي إلى إهدار الطاقة؛ بينما يقلل النقص عن الهدف من المحصول.
كيفية استخدام هذه الآلة الحاسبة
- 1 اختر وضع الحل: تحويل PPFD إلى DLI، أو تحديد قيمة PPFD المطلوبة لتحقيق قيمة DLI مستهدفة، أو تحديد فترة الإضاءة المطلوبة لتحقيق قيمة DLI مستهدفة.
- 2 أدخل معلمات الإضاءة المعروفة لديك — PPFD بالميكرومول/م²/ثانية وفترة الإضاءة بالساعات. تستخدم الآلة الحاسبة المعادلة DLI = PPFD × الساعات × 0.0036 وتحسب المتغير المفقود في الوقت الفعلي.
- 3 حدد محصولًا ومرحلة نمو لمقارنة DLI الخاص بك مع النطاق الأمثل.
- 4 اضبط كفاءة مصابيح LED ومعدل استهلاك الكهرباء ومساحة الزراعة لتقدير تكاليف طاقة الإضاءة.
الرسم البياني لـ PPFD مقابل DLI (مول/م²/يوم)
كل قيمة مذكورة أدناه تساوي PPFD × عدد الساعات × 0.0036. ابحث عن قيمة PPFD الخاصة بك في العمود الأيسر، وعن فترة الإضاءة الخاصة بك في الصف العلوي، ثم اقرأ قيمة DLI. تم حساب التحويلات التي يطلبها المزارعون في أغلب الأحيان بالكامل أدناه، مع تخصيص علامة مرجعية لكل منها.
| PPFD (ميكرومول/م²/ثانية) | 12 h | 14 h | 16 h | 18 h | 20 h | 24 h |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 100 | 4.3 | 5.0 | 5.8 | 6.5 | 7.2 | 8.6 |
| 150 | 6.5 | 7.6 | 8.6 | 9.7 | 10.8 | 13.0 |
| 200 | 8.6 | 10.1 | 11.5 | 13.0 | 14.4 | 17.3 |
| 250 | 10.8 | 12.6 | 14.4 | 16.2 | 18.0 | 21.6 |
| 300 | 13.0 | 15.1 | 17.3 | 19.4 | 21.6 | 25.9 |
| 400 | 17.3 | 20.2 | 23.0 | 25.9 | 28.8 | 34.6 |
| 500 | 21.6 | 25.2 | 28.8 | 32.4 | 36.0 | 43.2 |
| 600 | 25.9 | 30.2 | 34.6 | 38.9 | 43.2 | 51.8 |
| 700 | 30.2 | 35.3 | 40.3 | 45.4 | 50.4 | 60.5 |
| 800 | 34.6 | 40.3 | 46.1 | 51.8 | 57.6 | 69.1 |
| 900 | 38.9 | 45.4 | 51.8 | 58.3 | 64.8 | 77.8 |
| 1,000 | 43.2 | 50.4 | 57.6 | 64.8 | 72.0 | 86.4 |
| 1,200 | 51.8 | 60.5 | 69.1 | 77.8 | 86.4 | 103.7 |
تتراوح إنتاجية الزراعة في البيئة المغلقة (CEA) التجارية بين 12 و30 مول/م²/يوم تقريبًا، ولهذا السبب فإن معدل الإشعاع الضوئي الذي يتراوح بين 200 و600 ميكرومول/م²/ثانية مع فترة إضاءة تتراوح بين 16 و18 ساعة يغطي تقريبًا جميع المحاصيل الورقية الخضراء والأعشاب والمحاصيل المثمرة المزروعة في الأماكن المغلقة. وقد أُدرجت الصفوف ذات معدلات PPFD الأعلى لأن الحساب مطلوب، وليس لأن الخضروات الورقية يمكنها استيعاب هذه الكمية من الضوء — فما فوق نقطة تشبع المحصول، فإن الفوتونات الزائدة تستهلك طاقة دون أن تعود بأي فائدة.
تحويلات معدة مسبقًا من PPFD إلى DLI
الحسابات الكاملة للتحويلات التي يطلبها المزارعون في أغلب الأحيان، وفقًا لفترتي الضوء التجاريتين الأكثر شيوعًا.
- من 300 PPFD إلى DLI
- 300 × 16 × 0.0036 = 17.3 مول/م²/يوم في فترة إضاءة مدتها 16 ساعة، أو 300 × 18 × 0.0036 = 19.4 مول/م²/يوم في فترة إضاءة مدتها 18 ساعة. ويقع اليوم الذي مدته 16 ساعة بمعدل 300 ميكرومول/م²/ثانية تمامًا ضمن النطاق المستهدف لخس البوترهيد والرومين.
- من 400 وحدة PPFD إلى DLI
- 400 × 16 × 0.0036 = 23.0 مول/م²/يوم عند فترة إضاءة مدتها 16 ساعة، أو 400 × 18 × 0.0036 = 25.9 مول/م²/يوم عند 18 ساعة. وهذا يتجاوز النطاق المناسب للخس ويدخل في نطاق الفراولة والطماطم؛ وزراعة الخس في هذه الظروف تؤدي إلى إهدار الطاقة وتسبب احتراق أطراف الأوراق.
- من 500 وحدة PPFD إلى DLI
- 500 × 16 × 0.0036 = 28.8 مول/م²/يوم في حالة فترة إضاءة مدتها 16 ساعة، أو 500 × 18 × 0.0036 = 32.4 مول/م²/يوم في حالة فترة إضاءة مدتها 18 ساعة. مناسبة للمحاصيل المثمرة في مراحل نموها التي تتطلب إضاءة مكثفة، وتزيد بكثير عن مستوى التشبع بالنسبة للخضروات الورقية.
- من 600 وحدة PPFD إلى DLI
- 600 × 16 × 0.0036 = 34.6 مول/م²/يوم في حالة فترة إضاءة مدتها 16 ساعة، أو 600 × 18 × 0.0036 = 38.9 مول/م²/يوم في حالة فترة إضاءة مدتها 18 ساعة. إذا تجاوزت القراءة النطاق المنشور لكل محصول في الجدول أدناه، فمن المستحسن التحقق من قراءة مقياس PAR قبل اتخاذ أي إجراء بناءً عليها.
- من 800 وحدة PPFD إلى DLI
- 800 × 16 × 0.0036 = 46.1 مول/م²/يوم في حالة فترة إضاءة مدتها 16 ساعة، أو 800 × 18 × 0.0036 = 51.8 مول/م²/يوم في حالة فترة إضاءة مدتها 18 ساعة. عند هذه الكثافة، يصبح إثراء ثاني أكسيد الكربون وقدرة التبخر — وليس الفوتونات — العامل المحدد لما يمكن للمحصول تحويله.
- 1000 وحدة PPFD إلى DLI
- 1,000 × 16 × 0.0036 = 57.6 مول/م²/يوم في حالة فترة إضاءة مدتها 16 ساعة، أو 1,000 × 18 × 0.0036 = 64.8 مول/م²/يوم في حالة فترة إضاءة مدتها 18 ساعة. وهو ما يعادل تقريبًا ضعف ما يمكن لأي محصول زراعي في نظام الزراعة المائية التجارية (CEA) استهلاكه.
اقلب الصيغة لحلها بطريقة أخرى: PPFD = DLI ÷ (الساعات × 0.0036)، والفترة الضوئية = DLI ÷ (PPFD × 0.0036). للوصول إلى 16 مول/م²/يوم على مدار 16 ساعة، على سبيل المثال، تحتاج إلى 16 ÷ (16 × 0.0036) = 278 ميكرومول/م²/ثانية.
أهداف DLI حسب المحصول ومرحلة النمو (مول/م²/يوم)
بمجرد تحويل وحدة PPFD إلى وحدة DLI، فهذا هو المعيار الذي يجب مقارنتها به. وتُطبق هذه النطاقات على الإضاءة LED أحادية المصدر في بيئة داخلية مغلقة أو شبه مغلقة.
| المحصول | النطاق الإجمالي | الانتشار | النمو / النبات | الحصاد / الفاكهة |
|---|---|---|---|---|
| Butterhead | 12-17 | 8-10 | 14-17 | 14-17 |
| رومين | 14-18 | 8-10 | 15-18 | 15-18 |
| خس أوراق | 12-16 | 8-10 | 13-16 | 13-16 |
| الريحان | 15-22 | 8-12 | 18-22 | 18-22 |
| جرجير | 12-16 | 8-10 | 12-16 | 12-16 |
| الكرنب | 14-20 | 8-10 | 16-20 | 16-20 |
| الخضروات الصغيرة | 8-14 | 0 (انقطاع التيار الكهربائي) | 10-14 | 10-14 |
| الفراولة | 18-26 | 14-18 | 20-24 | 22-26 |
| طماطم | 20-30 | 15-18 | 22-28 | 25-30 |
| خيار | 18-28 | 14-18 | 20-25 | 22-28 |
الضوء ليس سوى نصف الصورة: فالنفس القيمة لـ DLI تُسفر عن نتيجة مختلفة اعتمادًا على ما إذا كان المحصول قادرًا على التبخر أم لا. تحقق من هدف الرطوبة المطابق على حاسبة VPD أو مخطط VPD القابل للطباعة، بالإضافة إلى الإعدادات الكاملة للمناخ ومستويات ثاني أكسيد الكربون (CO₂) والتوصيل الكهربائي (EC) ودرجة الحموضة (pH) المحددة لكل من هذه المحاصيل في مرجع «ظروف النمو المثلى».
الأسئلة المتكررة
كيف يمكنني تحويل PPFD إلى DLI؟
اضرب PPFD في مدة الإضاءة بالساعات، ثم اضرب الناتج في 0.0036: DLI = PPFD × الساعات × 0.0036. على سبيل المثال، 400 ميكرومول/م²/ثانية لمدة 16 ساعة = 400 × 16 × 0.0036 = 23.0 مول/م²/يوم. ويأتي هذا الثابت من تحويل الوحدات فقط — 3,600 ثانية في الساعة مقسومة على 1,000,000 ميكرومول لكل مول.
ما هي معادلة تحويل PPFD إلى DLI؟
DLI = PPFD × الفترة الضوئية (ساعات) × 0.0036، حيث تُقاس PPFD بوحدة µmol/m²/s وتُقاس DLI بوحدة mol/m²/day. وعند كتابة المعادلة بالكامل، تصبح DLI = PPFD × ساعات × 3600 / 1,000,000. وبإعادة ترتيب المعادلة، يصبح PPFD = DLI ÷ (الساعات × 0.0036) والفترة الضوئية = DLI ÷ (PPFD × 0.0036).
ما الفرق بين PPFD و DLI؟
يقيس PPFD (كثافة تدفق الفوتونات الضوئية) الكثافة اللحظية للضوء النشط ضوئيًا بوحدة µmol/m²/s — مثل قياس ضغط الماء من خرطوم. يقيس DLI إجمالي الضوء المتراكم على مدار 24 ساعة بوحدة mol/m²/day — مثل قياس إجمالي الجالونات الموردة. يمكن أن يكون لمزرعتين نفس DLI مع تركيبات مختلفة من PPFD وفترة الإضاءة.
ما هي كمية DLI التي يحتاجها الخس؟
تُظهر معظم أصناف الخس أفضل أداء عند مستوى 12–17 مول/م²/يوم خلال مرحلة النمو. ويقع الخس «البترهيد» في النطاق الأدنى (12–17)، بينما يحتاج الخس «الرومين» إلى كمية أكبر قليلاً (14–18) لتكوين قلب كثيف. أما خلال مرحلة التكاثر، فإن 8–10 مول/م²/يوم تُعد كافية. وتجاوز مستوى 20 مول/م²/يوم بالنسبة للخس يؤدي إلى إهدار الطاقة ويمكن أن يتسبب في احتراق الأطراف. في حالة فترة إضاءة مدتها 16 ساعة، تعادل 16 مول/م²/يوم 278 ميكرومول/م²/ثانية عند قمة المظلة.
ما هي كفاءة LED التي يجب أن أستخدمها؟
تبلغ كفاءة مصابيح LED الاقتصادية حوالي 2.0 ميكرومول/جول، والمصابيح متوسطة الجودة حوالي 2.5، والمصابيح عالية الجودة حوالي 2.8، والمصابيح عالية الجودة تتجاوز 3.2 ميكرومول/جول. كلما زادت الكفاءة، قلت كمية الكهرباء المستهلكة لكل مول من الضوء المنبعث. تحقق من ورقة مواصفات المصباح لمعرفة تصنيف PPE (كفاءة الفوتونات الضوئية).
هل ارتفاع مؤشر DLI يعني دائمًا ارتفاع العائد؟
ليس بالضرورة. لكل محصول نقطة تشبع، يتجاوزها الضوء الإضافي عائدات متناقصة أو يسبب إجهادًا (حرق الأطراف، التزهير، التبييض). الهدف هو الوصول إلى النطاق الأمثل لمؤشر DLI لمحصولك ومرحلتك — وليس تعظيمه. غالبًا ما تتجاوز تكلفة الطاقة لآخر 10٪ من مؤشر DLI فائدة المحصول.
الأدوات ذات الصلة
