德國的專業水草照明網站
全文的評估過程,
受到了許多的限制和不確定性,
無法導出絕對的結果。
但還是看得出明顯的趨勢,
在本文的最後我將提出來。
結果的品質與廠商資料上的光譜曲線息息相關。
由於所使用的發光物質也會影響到曲線上最細微的部分,
每一家廠商顯然都會將光譜圖「美化」一番,
以保護企業內部自身的機密。
不同波長和能量之光子間的協同作用(Synergy Effect),
是否能產生如愛默森效應(Emerson effect ),
也就是說全光譜會比斷層的光譜來得好?
在文獻當中有多種不同的加權函數(或光合作用光譜),
而哪一種加權函數才是正確的?
圖一:德國工業標準(DIN),發表於 2000 年。
圖二:McCree/Elgersma 的量子效能,發表於 1972 年。
圖三:India/McCree 的加權函數,發表於 1998 年。
從圖二我們可以看出,
McCree/Elgersma 是以光量子本身來計算光合作用有效能量,
而不像德國工業標準(DIN)或 India/McCree 以光譜內的蘊含能量來計算。
由於光譜中的藍色光子所含的能量,
幾乎是左側紅光區光子的兩倍,
如果不把這些差異列入考慮的話,
將導致全盤的錯誤。
植物的光合作用活性,
會對照明中光譜的組成以及其調解做出反應。
因此所獲得的活性光譜研究結果,
也和植物在研究期間所接受的照明有關。
由 India/McCree 所導出的加權函數是目前最廣被接受的,
所以我又進行了一次評估。
這個加權函數強調了紅光的光譜區域,
這和德國工業標準(DIN)強調其最大值在藍光區域是不同的,
造成不同燈泡中,
由於強調紅光或藍光的比例不同,
所獲得結果也產生了逆轉。
下表是針對德國工業標準(DIN)和 India/McCree 兩者的結果比較:
改以 McCree/India 的加權函數來評估後,
最前面的排序產生了變化,
在水耕園藝廣泛使用的高壓鈉燈(SON-T Agro),
取得了第一的位置。
整體而言,
高壓放電燈泡就算使用新的評估方式,
期領先的地位依舊沒有改變。
縱使有那麼多的但書,限制和不確定性,
我們還是能獲得下列的結論:
1.
金屬鹵素燈所提供的光合作用有效能量最高。
2.
螢光燈管雖然發光效率(Lumen/W)較佳,
但光合作用有效能量較差。
而在螢光燈組當中,
三波長又比全光譜好。
3.
水族專用燈管如植物燈和 Aquarelle,
在我看來並不如廠商所宣稱的效果,
況且使用壽命較短而且演色性也較差。
4.
我將來打算進行光合作用有效能量(PAR)與流明(Lumen)的比例之確認。
Ich danke Herrn Robert Miehle für die Zustimmung der chinesischen Übersetzungen.
譯者註:
1. 何謂愛默森效應(Emerson effect ):
與葉綠素a的紅色部分吸收極大相比,
綠色植物和藻類等光合成的光能效率在長波長區下降(紅色下降red drop),
但當用這種產生紅色下降的長波長區的光照射葉綠素和藻類等的同時,
一旦碰到較短波長的單色光時,
光合成就以高效率進行。
這就是以發現者的名字命名的埃默森效應或光合成的增進效應(enhancement effect)。
這個現象表明用兩種波長的光在各個反應系統上的變動,
由於它們的共同作用,
光合成的效率可被提高,
這就成為闡明有兩種光化學系統存在的開端。
兩種光化學系統由不同色素構成,
彼此進行不同的氧化還原反應,
它們以直排列構成了總的氧化還原系統(雙光反應模型)。
因此可以理解,
使用單色光只使一個系統發生很多激發時的效率低,
兩種光化學系統同時被激發時效率高。
在細菌的光合成中沒見到這種現象。
2. 哪一種加權函數(或光合作用光譜)較符合實際?
下圖中的黑色曲線是大水蘭的光合作用光譜,
綠色曲線是德國工業標準(DIN)的光合作用光譜:
而下圖是五種藻類的光合作用光譜,
雖然在物種之間存在著個別的差異,
但感覺上還是以德國工業標準的加權函數比較接近實際。