Kasviakvaarion valaistus

Kasviakvaarion valaistustarpeisiin liittyy monia väärinkäsityksiä. Tämä aiheuttaa loputtomasti harmia harrastajille, jotka noudattavat niin sanottuja sääntöjä ymmärtämättä kasvien fysiologian ja yhteyttämisen perusperiaatteita. Harrastajia neuvotaan tyypillisesti käyttämään ”mahdollisimman paljon valoa” tai ”päivittämään akvaarion mukana tulleet heikkolaatuiset valaisimet kirkkaampiin, näyttävämpiin valoihin”. Valitettavasti lopputulos on useimmiten levien valtaama akvaario ja/tai kalliiden kasvien täydellinen tuhoutuminen.

Harrastajille on myös opetettu mielivaltaisia sääntöjä, kuten watteja gallonaa kohti (WPG), ja että joidenkin kasvien väitetään tarvitsevan korkeampaa WPG-arvoa kukoistaakseen. Kasveja myyvät verkkosivustot listaavat usein lajeille ”valontarpeen”. Toinen suosittu mielivaltainen ”sääntö” väittää, että optimaalinen värilämpötila on 6500K.

Näillä ”vaatimuksilla” tai mielivaltaisilla ”säännöillä” ei ole mitään pätevyyttä, erityisesti kun niitä noudatetaan irrallaan kasvien CO2-tarpeesta. Niin harrastajia on vuosien ajan johdateltu kehää turhissa yrityksissä tarjota kasveilleen ”optimaalinen” valaistus, samalla kun on jätetty huomiotta kasvien hoidon tärkein osa-alue. Tämän artikkelin tarkoituksena on kumota valaistukseen ja kasvien terveyteen liittyvät yleiset myytit.

Mitä valo on ja miten kasvit käyttävät sitä?

Harrastajat olettavat usein automaattisesti, että valo loistaa kasviin ja että kasvi kasvaa yksinkertaisesti tämän altistumisen ansiosta. Havaitsemme esimerkiksi ulkona, että varjossa kasvavat kasvit näyttävät heikommilta kuin täydessä auringonpaisteessa kasvavat. Johtopäätös on, että enemmän valoa on aina parempi ja että jos kasvi näyttää epäterveeltä, syynä on oltava riittämätön valo.

Totuus on paljon monimutkaisempi. Kasvien lehdet toimivat todellisuudessa hyvin samalla tavalla kuin valosähköinen diodi, jossa levyyn osuva valo saa materiaalin virittymään ja luovuttamaan elektroneja. Lehden sisällä elektronit sisältävä rakenne on klorofyllimolekyyli.

Valo itsessään on arvoituksellinen energian muoto, joka käyttäytyy kuin aalto (kuten meriaalto) ja samalla kuin hiukkanen, kuten ampuma. Yksinkertaisuuden vuoksi voi olla hyödyllistä ajatella asiaa värähtelevänä äänirautana, joka on ampunut tykistä. Kun äänirauta törmää toiseen kohteeseen, se luovuttaa energiaa sekä ampumana liikkeensä että värähtelynsä ansiosta.

Miljardeja miljardeja näitä hiukkasia, joita kutsutaan ”fotoneiksi”, liikkuu avaruuden halki. Törmätessään muihin kohteisiin ne tuhoutuvat, mutta niiden värähtelyyn sitoutunut energia siirtyy kohteeseen, jonka ne osuivat. Jos ne osuvat klorofylliin juuri oikeassa kulmassa ja juuri oikeassa paikassa, fotonin energia siirtyy klorofyllin pitämiin elektroneihin. Elektronit voivat sitten irrota ja muut proteiinit sieppaavat ne käyttääkseen niitä muiden yhdisteiden valmistamiseen. Tuhansia yksittäisiä proteiineja voi kaapata ja vapauttaa näitä elektroneja samalla tavalla kuin vapaaehtoisten jono siirtää hiekkasäkkejä ketjussa rakentaakseen tilapäisen padon ketjun päähän.

Lehdessä ketjun päässä padon rakentamisen sijaan elektroneja käytetään hiilen erottamiseen hiilidioksidista ja sen hydratoimiseen vedellä, ja lopputuotteena syntyy sokerityyppi, joka voidaan helposti muuttaa glukoosiksi. Glukoosia käytetään ravitsemaan kaikkia koko kasvin soluja.

Kasvit kasvavat siis sen ravinnon ansiosta, jota ne pystyvät valmistamaan. Valo on vain yksi osatekijä tässä ravinnontuotantoprosessissa. Vesi, CO2 ja ravinteet, kuten fosfaatti ja nitraatti, tarvitaan sokerin valmistuksen loppuun saattamiseksi.

Jos siis keskitymme vain valoon ja jätämme huomiotta kaikkien muiden avaintekijöiden merkityksen, sokeria ei voida valmistaa kunnolla ja kasvi nääntyy hitaasti kuoliaaksi. Kuvittele padon rakentajat siirtämässä hiekkasäkkejä henkilöltä toiselle. Kuvittele, että hiekkasäkkejä on enemmän kuin kukin henkilö pystyy käsittelemään. Tuloksena säkkejä pudotetaan, mahdollisesti seuraavan henkilön jalkojen päälle, mikä heikentää sekä hänen että seuraavan henkilön tehokkuutta. Jos hiekkasäkkien määrä hyvin lyhyessä ajassa kasvaa suuremmaksi kuin ketjun jokainen henkilö kykenee käsittelemään ja siirtämään, lopputuloksena on kaaos. Juuri näin tapahtuu akvaarioissa, joissa on liikaa valoa. Elektronit (hiekkasäkit) hajaantuvat ja vahingoittavat koko tapahtumaketjua.

Mikä on vaihtoehto WPG:lle ja miten valoa hallitaan?

Perustavanlaatuisin tapa mitata valon energiaa on, jos pidämme kiinni ampuma-analogiasta, yksinkertaisesti laskea, kuinka monta ampumaa liikkuu määrätyn alueen läpi määrätyssä ajassa. Kuinka monta tykinkuulaa osuu piiritetyn linnan muuriin tunnissa? Tässä tapauksessa tätä mittausta kutsutaan fotosynteettisesti aktiiviseksi säteilyksi, joka tunnetaan yleisesti lyhenteellä PAR.

PAR kertoo meille tarkalleen, kuinka monta fotoniampumaa ylittää yhden neliösenttimetrin joka sekunti. Koska fotonihiukkaset ovat niin pieniä ja liikkuvat niin nopeasti, mittausluku on tavallisesti erittäin suuri, jotain 1 miljardin miljardin tykinkuulan luokkaa, jotka ylittävät 1x1 senttimetrin neliön joka sekunti. Tämä luku, miljardi miljardia, on käsittämätön, niin sille on annettu meille helpompi nimi käsiteltäväksi; sitä kutsutaan ”mikromoliksi”. Nyt on helpompi puhua 10 mikromolista tai 20 mikromolista kuin jostain hankalasta, kuten ”kaksi pilkku nolla kertaa kymmenen potenssiin kahdeksastoista neliösenttimetriä kohti, sekunnissa”.

Pimeässä huoneessa taskulampun sytyttäminen osoittaa, että käsi valokeilassa vain tuuman päässä linssistä on kirkas, mutta useiden jalkojen etäisyydellä valon voimakkuus heikkenee nopeasti, kun fotonit leviävät suuremmalle alueelle. Jos mittaamme PAR-arvon tarkasti, huomaamme, että aina kun etäisyys lampusta kaksinkertaistuu, PAR-arvo kaksinkertaisella etäisyydellä on vain neljäsosa alkuperäisestä arvosta. Kolminkertaisella etäisyydellä PAR-arvo on laskenut yhdeksäsosaan (1/9^th). Tätä heikkenemistä kutsutaan ”käänteiseksi neliölaiksi”, ja se on erittäin hyödyllinen ja johdonmukainen sääntö.

On olemassa syitä, miksi WPG-nyrkkisääntö voi aiheuttaa niin paljon sekaannusta. Ensinnäkin kaikilla lampputyypeillä ei ole samaa valotehoa. T5-lamppu on kirkkaampi kuin T8-lamppu. LED-valoilla on erilaisia wattimääriä ja ne on järjestetty eri tavoin ryhmiin, minkä vuoksi säännön soveltaminen on lähes mahdotonta. Toiseksi WPG:n käyttöalue on erittäin rajallinen käänteisen neliölain vuoksi. Tietyissä akvaarioissa, esimerkiksi keskikokoisessa noin 30 gallonan akvaariossa, jokin WPG-luku voi olla käyttökelpoinen, mutta akvaarion koon muuttuessa etäisyys lamppuun ei muutu suurempien tai pienempien tilavuuksien mukana suhteellisesti — mitä tapahtuu, jos akvaarion koko kaksinkertaistuu? Pystysuora etäisyys lamppuun ei kaksinkertaistu, niin valon heikkeneminen ei ole suhteellista, mutta WPG-sääntö vaatii wattimäärän kaksinkertaistamista. Niin suurissa ja erittäin suurissa akvaarioissa WPG-säännön noudattaminen voi olla tuhoisaa.

Paljon järkevämpi nyrkkisääntö on kehitetty johdonmukaisemman PAR-mittauksen avulla. Valitettavasti se ei ole yksinkertainen sääntö. PAR-mittauksia on tehty tyypillisillä lampputyypeillä, ja PAR-arvo on piirretty kaavioon lampusta mitatun etäisyyden perusteella. Yleisesti ottaen;

Vähän valoa -vyöhyke on määritelty sellaiseksi valomääräksi, jossa pohja-alueella mitataan alle 50 mikromolia.

Keskivalo-vyöhyke on määritelty sellaiseksi valomääräksi, jossa pohja-alueella mitataan 50–75 mikromolia.

Runsas valo -vyöhyke on kaikki yli 75 mikromolia, mitattuna pohja-alueella.

Akvaarioiden, joissa ei ole lainkaan CO2-lisäystä, eli ei kaasuinjektiota eikä nestemäisen hiilen annostelua, kannattaisi pysyä vähän valoa -vyöhykkeellä. CO2-injektoidut akvaariot tulisi käynnistää vähän valoa -vyöhykkeellä, ja muutaman viikon jälkeen, kun CO2, virtaus/jakautuminen ja ravitsemus on todettu riittäviksi, valoa voidaan lisätä.

Harrastajien tulee pitää mielessä koko ajan, että valon määrällä ja kasvin terveydellä ei ole yhteyttä. Monet CO2-injektoidut tai nestemäistä hiiltä käyttävät akvaariot ovat terveitä käyttäessään vähän valoa. Akvaariota on PALJON helpompi hoitaa, ja leväkukinnat ovat huomattavasti harvinaisempia. Runsaan valon käytön seurauksena kasvien kasvunopeus lisääntyy, ja niin tekee myös levien kasvunopeus. Kasvunopeus ei ole sama asia kuin terveys. Akvaarioissa, joissa käytetään runsasta valoa mutta heikkoa CO2-tasoa tai heikkoa ravitsemusta, kasvit voivat kasvaa nopeasti, mutta niissä on leviä tai muita terveysongelmia.

Aloittelijalle, vasta-alkajalle ja jopa kokeneemmalle harrastajalle pahin mahdollinen päätös, kun akvaario on ostettu pakettina vakiovalaistuksen kanssa, on ajatella valojen ”päivittämistä”. Se on aina ongelmien alku. Harrastajia kannustetaan opettelemaan ensin kasvien kasvattamista vakiovalaistuksella tai vähäisellä valaistuksella, riippumatta siitä käytetäänkö CO2-injektiota tai nestemäistä lisäravinnetta. Jos kokemuksen kartuttamisen jälkeen halutaan nopeampaa kasvua, valon voimakkuutta voidaan lisätä, mutta tämä sisältää aina riskin kasvien terveyden heikkenemisestä, jos muita osatekijöitä ei hoideta ENSIN kuntoon.

Entä värilämpötila ja spektri?

Todennäköisesti toiseksi huonoin valaistukseen liittyvä neuvo on, että kasvit tarvitsevat 6500K:n värilämpötilan pysyäkseen optimaalisen terveinä. Tämä myytti on ollut olemassa näennäisesti ikuisesti, sillä auringon värilämpötila on tietenkin noin 6000–6500K, niin kaikki olettavat luonnollisesti tämän olevan valon täydellinen ”laatu”. Myyjät tyrkyttävät ”erikoisia kasvilamppuja” ylihintaan tietämättömille harrastajille. Totuus on, että harvat vesikasvit, jos yhtään, koskaan näkevät täyden spektrin keskipäivän auringonvaloa, sillä ne kasvavat maailman sademetsien lehvästön varjossa ja sameissa vesissä, mikä tekee värilämpötilan tai täyden spektrin arvosta merkityksettömän. Lisäksi mikään lamppu ei edes lähentele auringon spektrijakaumaa. Muutamat piikit muutamilla kapeilla kaistoilla eivät vastaa aurinkoa millään tavalla. Termi ”täysspektri” on vain toinen markkinointitermi, jota käytetään ihmisten houkuttelemiseksi. Jos rinnastaisi kymmenkunta eri lamppumerkkiä, jotka kaikki väittävät olevansa 6500K, ne kaikki näyttäisivät erivärisiltä, niin mikään lamppu ei todellisuudessa ole 6500K joka tapauksessa. Kun lampun värilämpötilalukemaa lukee, lukua kannattaa käyttää enemmän mallinumerona kuin tieteellisesti merkityksellisenä arvona.

Paikallisesta rautakaupasta ostettu loistelamppu kasvattaa kasveja täysin samalla tavalla kuin erikoinen kasvilamppu. Suorituskyvyssä ei todellisuudessa ole eroa, kunhan lampputyyppi on sama ja wattimäärä on sama. Kasvit sopeutuvat automaattisesti ympäristöönsä tuottamalla pigmenttejä, jotka reagoivat käytettävissä olevaan spektriin. Näin ollen B&Q:sta, Home Depotista tai mistä tahansa lähialueen askartelukaupasta ostettu lamppu tekee täysin saman työn, oli spektri mikä tahansa. Ero on siinä, että harrastaja ei välttämättä pidä B&Q:n lampun väristä. Värilämpötilalukemia ja muita väriparametreja tulisikin siis tarkastella yksinomaan sen tunnevaikutuksen kautta, joka niillä on katsojaan. Samalla tavalla esimerkiksi lihakaupassa lihaa valaisevissa lampuissa on tyypillisesti punainen komponentti. Tämä tekee lihasta houkuttelevamman näköistä. Se on illuusio, mutta lihakauppiaat tietävät tämän hyvin, ja he harvoin valitsisivat esimerkiksi sinistä tai vihreää painottavaa lamppua, koska se antaisi lihalle epäedullisen ulkonäön.

Värejä kannattaa käyttää kuin maalauspensselillä, tunnelmien maalaamiseen akvaarioon. Jos käytössä on useita lamppuja, voidaan simuloida aamun valoa punaisilla ja oransseilla sävyillä ja siirtyä myöhemmin päivällä sinisempiin sävyihin. Akvaarion yllä käytettäviä värejä ei koskaan tarvitse rajoittaa siinä virheellisessä käsityksessä, että kasvit eivät menestyisi millään muulla värilämpötilalla kuin 6500K:lla. Se on täysin kuvitteellista.

Entä LED-valot?

LED-yksiköiden hinnoittelun järkevöityessä saatavuus paranee ja ominaisuuksia on enemmän. Itse rakentelevat harrastajat voivat hankkia raaka-aineita ja johdottaa omat valaisimensa. Tärkein ominaisuus LED-maailmassa on kyky himmentää moduulia 0 %:sta 100 %:n tehoon. Tämä on todellisuudessa paljon arvokkaampi ominaisuus kuin se, kuinka paljon PAR-arvoa yksiköllä on, mikä on joka tapauksessa tavallisesti liian korkea. Himmennys mahdollistaa maksimaalisen hallinnan, mikä vastaa levien hallintaa. Toinen kalliimpien yksiköiden hyvä ominaisuus, joka saattaa levitä myös halvempiin yksiköihin, on useiden erivärisisten diodien saatavuus yhdistettynä ohjelmoitavuuteen. Kuten mainittu, tämä on taiteellinen ominaisuus, ja niin pian kuin ihmiset heräävät 6500K-hypnoosistaan, he ymmärtävät värin todellisen arvon. Kalat ja muu eläimistö voidaan saada näyttämään värikkäämmiltä. Suosikkiloistelamppuja voidaan simuloida oikealla RGB- ja CYMK-sekoituksella.

Kysymys siitä, voidaanko kasveja kasvattaa LED-valolla, pitäisi olla tässä vaiheessa selvä. Tärkeämpiä tekijöitä LED-suunnittelussa ovat taas hallittavuus, esteettisyys, luotettavuus ja niin edelleen.

Valaistuksen kesto (valojakso)

Kasvit harvoin tarvitsevat enempää kuin noin 8–9 tuntia valoa. Tätä pidempi valojakso vain edistää levien kasvua. On aina parasta käyttää valoille ajastinta, ja jos akvaario on CO2-injektoitu, kaasun solenoidiventtiilille tulisi olla erillinen ajastin. Valojen sammuttamisen unohtaminen voi olla kasveille tuhoisaa.

Valojakson pituutta on aina tarkasteltava valon voimakkuuden yhteydessä. Kuten artikkelin alussa mainittiin, valon voimakkuus aiheuttaa vahingon, niin jos voimakkuus on liiallinen, valojaksoa on lyhennettävä tiukasti vahingon minimoimiseksi. Jos valaistus on liian heikko (mikä ei käytännössä KOSKAAN tapahdu), mikään valojakson pituus ei voi korvata sitä.

Jos harrastaja tekee iltavuoroa, valojaksoa voidaan siirtää siihen suuntaan, jotta akvaariota voi katsella kotona ollessaan. Kasveille ei ole väliä, mikä vuorokaudenaika todellisuudessa on, kunhan valojakso on säännöllinen ja johdonmukainen.

Ikkunasta tulevan epäsuoran tai suoran auringonvalon vaikutukset

Tämä on toinen alue, jolla harrastajat huolestuvat tarpeettomasti ja tulkitsevat havaintoja väärin. CO2-injektoidussa akvaariossa, jos CO2, virtaus, jakautuminen, ravitsemus ja huolto ovat riittäviä, akvaarioon osuvalla auringonvalolla ei ole haitallista vaikutusta. Harrastajan ei tarvitse ryhtyä erityisiin varotoimiin tunkeutuvan auringonvalon vuoksi. Jos auringonvalo kuitenkin osuu akvaarioon ja tästä näyttää seuraavan jonkinlaista levää, tämä on vahva merkki siitä, että akvaariossa on perustavanlaatuisempi ongelma ja että harrastajan on tarkasteltava edellä mainittuja tekijöitä. Yleisin ongelma on sinilevä (BGA) etulasin alaosassa, mahdollisesti aivan pohja-aineksen alla. Mustaa teippiä voidaan käyttää valon estämiseksi, mutta se ei ole kovin tyylikästä. Nitraattitasoa voidaan nostaa tämän korjaamiseksi.

Auttavatko heijastimet?

Heijastimet lieriömäisissä putkissa, energiansäästölampuissa ja niin edelleen voivat lisätä valaisimen PAR-tuottoa. Arvot vaihtelevat 10 %:sta 20 %:iin kokoonpanosta, puhtaudesta ja materiaaleista riippuen. Kuten mainittu, jos akvaariossa on liikaa PAR-arvoa, heijastimet ovat haitaksi ja ne kannattaa poistaa, jotta akvaario voi toipua. Jos akvaario voi hyvin, heijastimia voidaan pitää hyvänä asiana.

Mitkä ovat liian suuren PAR-arvon merkit?

Koska valon voimakkuus ohjaa tarvetta kaikelle muulle, liiallisen valon merkit ovat moninaisia. Liika valo aiheuttaa tarpeen suuremmalle ravinnemäärälle kuin sitä toisinaan toimitetaan. Ravinnepuutosten lista on pitkä ja käsitellään erillisessä artikkelissa. Liika valo aiheuttaa tarpeen suuremmalle CO2-määrälle kuin sitä toimitetaan. Tämä aiheuttaa CO2-puutoksen, jolle on tunnusomaista sulaminen, lehtien putoaminen, rappeutuminen ja lahoaminen, mustat pisteet, ruskeat pisteet, käpristyminen tai muu lehtien epämuodostuma sekä reiät lehdissä. CO2:een liittyviä leviä ovat esimerkiksi hiuslevä tai muut rihmalevät, BBA-levä tai muut punalevät. Piilevää voi ilmestyä valaistuksen ”päivityksen” jälkeen. On täysin mahdollista, että valaistus on niin voimakas, että se vaatii niin korkeita CO2-tasoja, että ne ovat myrkyllisiä eläimistölle.

Onko siesta hyvä idea?

Siestaa mainosti yritys, jonka tutkimushenkilöstö uskoi, että koska tropiikissa on toistuvia sadekuuroja, jotka peittävät auringon merkittäväksi ajaksi päivän aikana, valon sammuttaminen keskellä päivää olisi hyväksi vesikasveille. Kuten käy ilmi, kasvien terveyden ja siestan välillä ei ole osoitettua yhteyttä. Monissa tapauksissa, muista akvaarion olosuhteista riippuen, kasvien terveys huononi, toisissa tapauksissa terveys parani ja useimmissa tapauksissa eroa ei ollut. Vaikutusten jakautuminen tarkoittaa käytännössä sitä, että akvaariossa tapahtui muita asioita, joilla ei ollut mitään tekemistä siestan kanssa.

Onko olemassa parasta lamppua tai parasta lampputyyppiä?

Kyllä, paras lamppu on se, joka saa akvaarion näyttämään mielestäsi parhaalta ja joka ei tee elämästä kurjaa liiallisella PAR-arvolla. Kaikki muu voidaan heittää romukoppaan. Onko kyseessä T5, T6, T8, T12, halogeenimetallihehkulamppu tai LED. Onko kyseessä valaisin, riippuvalaisin tai kiinnitettävä kaarivalaisin. Kasveja voidaan kasvattaa jopa hehkulampun valossa. Kasveille sillä ei todellisuudessa ole väliä. Valaistusta hankkiessaan harrastajia kannustetaan ostamaan ensin ne tärkeämmät asiat, jotka auttavat takaamaan onnistumisen, kuten oikea virtauksen/suodatuksen taso, hyvä CO2:n liuotus- ja jakautumissuunnitelma, vakaa ravitsemusohjelma sekä säännölliset vedenvaihdot ja huoltosuunnitelma. Kun kaikki nämä tärkeämmät osatekijät ovat kunnossa, voi nauttia minkä tyyppisestä, minkä värisestä ja, huolellisuutta noudattaen, minkä voimakkuisesta valaistuksesta tahansa.