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Postby Tobias Coring » 27 Oct 2008 11:02
Hi,

ich bin über einen interessanten Artikel von Tom Barr gestolpert.

ADA Lampen => wenig PAR

Tom Barr hat den Laden "Aqua Forest" besucht und dort die Schaubecken bezüglich der PAR Leistung der Lampen untersucht. Er fand heraus, dass die dort gezeigten ADA Becken mit ADA Beleuchtung eine unheimlich niedrige Beleuchtungsstärke aufwiesen, obwohl es sich um "dicke" HQI Brenner gehandelt hat, welche über den Becken hingen.

Am Boden wurde nur 30-50 micromol gemessen und an der Wasseroberfläche gerade mal 150 micromol.

Die ADA Lampen müssen wohl irgendwie sehr ineffizient gebaut sein. Durch das wenige Licht wird natürlich das Becken sehr viel stabiler in Bezug auf die Nährstoffe und CO2, jedoch vom Stromverbrauch kommt man an Grenzen, die nicht mehr lustig sind und mit anderer Beleuchtung mit sehr viel weniger Watt realisiert werden könnten.

Alles in allem zeigt dieses Beispiel jedoch, dass wohl Amano generell mit eher weniger Licht fährt. Die Wattzahlen sind zwar sehr hoch, jedoch kommt im Becken davon kaum etwas an. Wachsen tut dennoch alles ;).
Dies ist wieder ein kleiner Beweis, dass mit weniger Licht atemberaubende Becken zu zaubern sind.
Herzliche Grüße aus Braunschweig,

Tobias

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Postby nik » 27 Oct 2008 12:36
Hi Tobi,

ich lasse ja immer wieder anklingen, dass Rot das effizientere Wuchslicht ist, die ADA Leuchtmittel also schon wegen ihrer hohen Farbtemperatur photosynthetisch ineffizient sind. Schlimm vereinfachend ließe sich sagen, Rot ist Wuchslicht und Blau ist Steuerlicht.

Ich versuche mal meine grundsätzlichen Probleme mit dem unglücklichen Lichtberechnungstool zu erläutern. Mit PAR wird die Summe der Energiemenge aller Photonen gemessen. Das ist aber eine ungeeignete Einheit, da für die Potosynthese die Anzahl der Photonen und nicht die Energiemenge der Lichtphotonen die Rolle spielen. Ein "rotes" Photon ist einem "blauen" photosynthetisch absolut gleichwertig obwohl das blaue eher den doppelten Energiegehalt des roten Photons hat - AFAIR maximal den 1,75-fachen. Die höhere Energie kurzwelligerer Photonen verpufft ungenutzt als Wärme. Das pflanzliche Aktionsspektrum zeigt deutlich die höhere Aktivität im orangeroten Spektralbereich. Eigentlich muss ich die ganze Barr'sche Messung mangels geeigneter Messgröße in Frage stellen! Noch einmal: PAR misst Energie und nicht Photonen! Eine sinnvolle Messung pflanzeneffizienten Lichts kann nur auf Lux oder Lumen vergleichbaren Einheiten erfolgen. Die gibt es, sind aber völlig ungeläufig und bringen nicht wirklich weiter. Die Einheit ist Photosynthetic Photon Flux Density (PPFD) und beschreibt die Photosynthetische Photonenflussdichte pro Flächeneinheit. PPF entspräche dann Lumen auf Basis der Spektralempfindlichkeit der Pflanzen.
Die gängigen Lumen sind mit diesem Hintergrundwissen immer noch die für das Gros der Aquarianer sinnvollste Maßeinheit für irgendwelche Vergleiche. Man muss ein bisschen daran herumdengeln, kann das aber dann schon ziemlich brauchbar abschätzen.

Gruß, Nik
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Postby Tobias Coring » 27 Oct 2008 13:16
Hi Nik,

warum messen dann bitte sehr alle Biologen die Photosyntheseleistung einer Pflanze in PAR? Gerade erst mit einem Dipl. Biologen drüber unterhalten, der bei seiner Diplomarbeit genau dies so gemacht hat. Zwar mit einem etwas anderen Gerät, jedoch in PAR gemessen.

Das hat auch nichts mit Lichtberechnungstools zu tun, sondern allein mit Messgeräten, die GENAU für DIESEN ZWECK gemacht wurden. Nämlich die Photonenmenge zu erfassen.

Lumen und Lux sind in diesem Zusammenhang absolut keine geeigneten Messgrößen, da sie nicht die für Pflanzen zur Photosynthese benötigten Bereiche einbeziehen, sondern ganz "allgemein" Licht in eine Messgröße umwandeln und die Energie als Maßgröße nutzen.

Ich steck da aber insgesamt nicht so sehr in der Materie drin... bin mir jedoch sicher, dass PAR eine geeignete Messgröße für die Photosynthese in Bezug zur Lichtquelle ist.

Ich verstehe auch nicht wie du darauf kommst, dass PAR Energie misst. PAR misst gerade PHOTONEN und unterscheidet sich daher von Lumen und Lux, welche Energie messen.

The standard measure that quantifies the energy available for photosynthesis is "Photosynthetic Active Radiation" (aka "Photosynthetic Available Radiation") or PAR. Contrary to the lumen measure that takes into account the human eye response, PAR is an unweighted measure. It accounts with equal weight for all the output a light source emits in the wavelength range between 400 and 700 nm. PAR also differs from the lumen in the fact that it is not a direct measure of energy. It is expressed in "number of photons per second", whose relationship with "energy per second" (power) is intermediated by the spectral curve of the light source. One cannot be directly converted into the other without the spectral curve.


Selbst Wikipedia weist darauf hin, dass PAR Photonen misst und durch besondere Filter die unterschiedliche Gewichtung von Blau und Rot berücksichtigt.
Ich glaube du irrst dich bezüglich PAR sehr gewaltig. Es gibt keine bessere Maßeinheit, um die Photosyntheseleistung zu bestimmen.
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Tobias

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Postby Tobias Coring » 27 Oct 2008 13:38
Hi,

hier wird das nochmal gut für Laien erklärt ;)

http://reefkeeping.com/issues/2006-03/sj/index.php

Alles in allem gewichten aber gerade die Sensoren der PAR Meter rot und blau gemäß ihrer Photosyntheseleistung.

Die Maßeinheit PPFD hat nämlich gerade absolut NICHTS mit Lux zu tun, sondern nur mit PAR.

Hab zudem noch eine interessante Sache zu "rot/blaulicht" gefunden:

Critical experiments show that maximum growth of most plants under cool white fluorescent lights will be equivalent to or better than that obtained under the blue-red phosphors. Work by V. A. Helson, Canada Department of Agriculture, Ottawa; and J. W. Bartok and R. A. Ashley, University of Connecticut, indicate that there is no advantage to the use of blue-red fluorescent tubes except for aesthetic purposes. Some of the names of these special tubes are Grolux, Plant-Gro, Plant Light, Vita Light and Optima. The higher cost of these fluorescent tubes may be justified on experimental or aesthetic grounds but is hardly warranted on the basis of plant growth.


http://fins.actwin.com/aquatic-plants/m ... 00103.html
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Postby nik » 27 Oct 2008 15:01
Hi Tobi,

nein, ich irre nicht. Es ist ein Missverständnis, hätte ich aber sehen können. PAR ist erst einmal nur der Bereich photosynthetisch aktiver Strahlung. Der wird je nach Author irgendwas zwischen 360 und 720nm angegeben. Für PAR gibt es drei Maßeinheiten jeweils für den Spektralbereich von 400-700 nm. Um es kurz zu machen:
1.) PAR W/m² (von dem bin ich fälschlicherweise ausgegangen und das misst Energie)
2.) PAR PPF μmol/s (Anzahl aller von einer Lichtquelle emitierten Photonen, Spektralbereich 400 bis 700 nm)
3.) PAR PPFD μmol/(m²s) (Anzahl Photonen pro Flächen- und Zeiteinheit)

Letztere zwei hatte ich beschrieben. Die dritte ist die brauchbare Einheit und ist auch biologischer Standard. Deshalb geht es doch bei allen Beteiligten wohl um das Gleiche.
Aus der unvollständigen Bezeichnung, Barr verwendet lediglich "micromol", hätte ich erkennen können, dass es keine Lichtenergiemessung ist. Welche der photonenrelevanten Maßeinheiten gemeint ist, erschließt sich nicht. Ich gehe halt davon aus, dass der Wissenschaftler Barr zu bequem zur korrekten Bezeichnung war. :roll: Weiterhin muss ein PAR Messgerät das messen können. So weit so gut.

Wenn das denn bei der Messung alles so schön gewichtet ist(, ich gehe davon aus), dann lassen sich gerade deshalb die geringen resultierenden Messwerte über die (unerwähnte) Lichtfarbe der ADA Brenner erklären. Wenn das rote Licht um ca. 75% effizienter bezüglich der Photosyntheseleistung als blaues ist (Quelle müsste ich suchen) und die ADA Brenner deutlich blaubetonend sind, dann kann trotz viel Licht wenig Photosyntheseleistung herauskommen. Rot ist das Wuchslicht.

Gruß, Nik
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Postby Tobias Coring » 27 Oct 2008 15:14
Hi Nik,

der Irrtum war allein auf PAR als Maßeinheit bezüglich Photosyntheseleistung bezogen.

PAR ist eben eine tolle Möglichkeit die wirkliche pflanzenverfügbare Lichtmenge zu messen. Zwischen den ganzen PAR Einheiten kann man ohne Probleme Umrechnungen durchführen, die immer noch korrekt bleiben.

Gute PAR Messgeräte sind auch gar nicht soo teuer, weswegen ich mir auch eines bestellt habe (hatte hier im Forum ein Thema dazu aufgemacht). Licht ist und bleibt der Bereich im Aquarium, der eigentlich nie gemessen wird. Dabei ist Licht über unseren Becken meist eine feste Konstante, die insgesamt viel Aufschluss über das Becken gibt.

Das Beispiel in Bezug auf die ADA Brenner oder auch die ADA Lampen kann sehr gut mit deiner Begründung erklärt werden. Ich finde es in Anbetracht der hohen Energiekosten jedoch krank solche Brenner + Lampen über dem Becken zu haben. Besonders erweckt es den Eindruck, man bräuchte sehr viel Watt über dem Becken.

Das Amanos Becken also wohl eher dem "Schwachlichtbereich" zugeordnet werden können, ist daher ein sehr interessanter Aspekt.
Herzliche Grüße aus Braunschweig,

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Postby Chandler » 27 Oct 2008 15:46
Auf den Seiten von Philips zur Pflanzenbeleuchtung gibt es auch eine Erläuterung dazu. Stimmt weitgehend mit Niks Posting überein.

http://www.lighting.philips.com/de_de/a ... ns&lang=de

----
PPF = Gesamtsumme der ausgegebenen Photonen zwischen 400 und 700 nm pro Sekunde; Einheit µmol/s

PPFD = Anzahl der Photonen zwischen 400 und 700 nm pro Sekunde pro Oberfläche; Einheit µmol.m-2s-1

PAR = Energieinhalt des Lichts zwischen 400 und 700 nm pro Sekunde pro Oberfläche; Einheit W/m2
----

Es gibt dort auch Erläuterungen zur unterschiedlichen Wirkung der Lichtfarben uvm. Zwar auf Landpflanzen in Gewächshäusern bezogen aber vermutlich weitgehend auf Wasserpflanzen in Aquarien übertragbar..

http://www.lighting.philips.com/de_de/a ... ns&lang=de

Gruß Chandler
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Postby nik » 27 Oct 2008 15:48
Hi Tobi,

Wir sprechen alle vom selben, korrekt ist PAR mit der Maßeinheit μmol/(m²s).

Wikipedia bietet auch was zur Photosyntheseffizienz von blauem und roten Licht. Das Thema ist Photosynthese, der Abschnitt lautet Wirkungsgrad.

Na ja, insgesamt ist das Ganze schon geeignet meine Bedenken bezüglich Leuchtmitteln mit hohen Kelvinzahlen zum Ausdruck zu bringen. Sei's drum, wenn es denn so ist, dann muss die persönliche Präferenz für sehr kühle Lichtfarben mit zusätzlicher elektrischer Leistung bezahlt werden.

Ich habe das mit dem PAR-Meter natürlich von dir gelesen. Das einzige, was mich interessierte ist eben die Auswirkung verschiedener Lichtfarben. Da muss schon was praktisches dran sein. Es hatte gerade jemand geschildert mit der tüchtig roten Nature superb Algen erhalten zu haben und mit der die ersetzenden BioVital nicht. Dann ist das bei grenzwertigen Nährstoffsituationen durchaus möglich, hatte ich jenem auch als mögliche Erklärung ausgeführt.

Es muss dann jeder für sich selbst den Spagat zwischen effizientem (rotbetonenderem) und schickem, blauerem Licht entscheiden. Wenn das allgemein rüber kommt, dann ist es in Ordnung.

Gruß, Nik
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Postby Chandler » 27 Oct 2008 15:57
nik wrote:Es muss dann jeder für sich selbst den Spagat zwischen effizientem (rotbetonenderem) und schickem, blauerem Licht entscheiden. Wenn das allgemein rüber kommt, dann ist es in Ordnung.

Gruß, Nik

Da ja im Aquarium zumeist geringe Internodienabstände und buschiges Wachstum gewünscht sind könnte ein eher blau betontes Licht ja auch dazu beitragen. Denn ein zu geringer Blauanteil kann wohl besonders bei insgesamt relativ geringer Beleuchtungsintensität ein übermäßiges Stängelwachstum auslösen.

http://www.lighting.philips.com/de_de/a ... ns&lang=de

Gruß
Chandler
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Postby nik » 27 Oct 2008 16:11
... wenn ADA HQI photosynthetisch als Schwachlicht zu bezeichnen ist, dann hilft mir das auch beim Verständnis der ADA Bodengrunddüngung erheblich weiter. Dein link hat sich gelohnt.


Hi Chandler,

ein richtiger Name wäre nett. :wink:
Bezüglich der Farbtemperatur und deren Auswirkungen auf die Morphogenese spielt die Lichtintensität eine Rolle. In schwach beleuchteten Becken kann man über die Farbtemperatur gut etwas erreichen. Ab einer gewissen Lichtstärke spielt das mit den üblichen Leuchtstofflampen nur noch eine geringe Rolle. Diese Grenze ist gar nicht so hoch, die wird im Pflanzenbecken locker übertroffen und liegt bei etwa 5000 Lux an der Wasseroberfläche. Das ergibt dann unabhängig von der Farbtemperatur kurze Abstände der Internodien.

Gruß, Nik
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Postby Tobias Coring » 27 Oct 2008 16:15
Hi,

das PAR Messgerät (von Apogee) misst genau das von uns gewünschte PAR (PAR PPFD μmol/(m²s) )

Alles in allem erklärt die geringe Beleuchtung für mich auch einiges. Zum einen warum ich immer wieder allein mit Bodengrunddüngung scheitere und warum Amanos Becken recht stabil mit sehr geringen CO2 Werten funktionieren :D.

Glosso und auch HC brauchen insgesamt gesehen sehr wenig Licht, um gut zu wachsen. Auch rote Pflanzen benötigen nicht extreme Lichtmengen usw.
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Postby nik » 27 Oct 2008 16:38
Hi Tobi,

Tobi wrote:Hi,

...

Alles in allem erklärt die geringe Beleuchtung für mich auch einiges. Zum einen warum ich immer wieder allein mit Bodengrunddüngung scheitere und warum Amanos Becken recht stabil mit sehr geringen CO2 Werten funktionieren :D.

Glosso und auch HC brauchen insgesamt gesehen sehr wenig Licht, um gut zu wachsen. Auch rote Pflanzen benötigen nicht extreme Lichtmengen usw.

Beim CO2 liegen wir ein bisschen auseinander, aber ansonsten FULL ACK. Ich habe mich immer gefragt, wie das mit einer relativ "stiefmütterlichen" Wasserdüngung so laufen kann. :D

Gruß, Nik
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Postby Tobias Coring » 27 Oct 2008 16:44
nik wrote:Hi Tobi,

Tobi wrote:Hi,

...

Alles in allem erklärt die geringe Beleuchtung für mich auch einiges. Zum einen warum ich immer wieder allein mit Bodengrunddüngung scheitere und warum Amanos Becken recht stabil mit sehr geringen CO2 Werten funktionieren :D.

Glosso und auch HC brauchen insgesamt gesehen sehr wenig Licht, um gut zu wachsen. Auch rote Pflanzen benötigen nicht extreme Lichtmengen usw.

Beim CO2 liegen wir ein bisschen auseinander, aber ansonsten FULL ACK. Ich habe mich immer gefragt, wie das mit einer relativ "stiefmütterlichen" Wasserdüngung so laufen kann. :D

Gruß, Nik


Hi Nik,

ich glaube wir liegen beim CO2 nur so weit auseinander, da mein eines Becken wirklich mit extremen Starklicht befeurt wird und daher hohe CO2 Mengen fordert. Habe ich nur 10-20 mg/l CO2 im Becken, dann stagniert alles.

Werde jetzt aber die Beleuchtung noch etwas weiter zurückfahren. (in letzter Zeit nur 2x39w für 10 Std + zusätzlich 3 Std. mit 4x39w)
Herzliche Grüße aus Braunschweig,

Tobias

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Postby Bender » 27 Oct 2008 17:21
Hi,

Tobi, wieso meinst du denn das Amano mit niedrigen Co2 Gehalten arbeitet ?
In meinen Amano Büchern sind keine Messangeben, nur BPS.

Beispiel, 60x30x36 3 BPS, dass sollte wenn man das Co2 einigermaßen effizient einbringt einen gewaltigen Co2 Gehalt bringen, das sind 180 Blasen die Minute für ein 60 Liter Becken.

Gruss Ben
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Postby Tobias Coring » 27 Oct 2008 17:25
Hi Ben,

ich beziehe den recht niedrigen CO2 Gehalt auf den pH Wert der auch ab und an angegeben ist. Gerade bei den CAU Leuten und generell in asiatischen Foren usw. wird oft der pH und die KH erwähnt.

Die haben zwar hohe bps, jedoch z.B. nur einen pH von 6.8 bei einer KH von 4. Das finde ich für die "Watt"-Beleuchtung doch relativ gering. Bei einem pH von 6.8 wächst bei mir gar nichts bei kräftiger Beleuchtung.

Die BPS iritieren eh etwas. Die Glasblasenzähler geben ja sehr kleine Bläschen aus und da kommt man schnell auf solche hohen Zahlen. Ich kann im Moment z.B. gar nicht mehr meine Blasen pro Sekunde zählen, soviel CO2 muss ich ins Becken pumpen. Nehme ich dagegen normalen CO2 Schlauch und die Blasen daraus, bin ich bei vielleicht 1-2 bps.
Herzliche Grüße aus Braunschweig,

Tobias

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