Для начала вернемся в 60ые , когда измерения радиации проводились исключительно пиранометром.
Пиранометр — тип актинометра, используемый для измерения солнечной радиации, попадающей на поверхность. Прибор специально разработан, чтобы измерять плотность потока солнечного излучения (то есть в ваттах на квадратный метр), исходящего со всей верхней полусферы.
Все в области от 280нм до 2800 нм называется коротковолновой радиацией исходящей от Солнца. При измерении пиранометром, получали значения всей области от 280нм до 2800нм, но уже тогда знали что область 700-2800нм является ближним инфракрасным диапазоном, который не влияет на фотосинтез(так думали в 60х годах).
Область от 400нм до 700нм называется ФАР, фотосинтетически активная радиация.
При измерении пиранометром, мы получали Ватты на м2, т.е. измеряли общую энергию, все что управляет транспирацией.
Транспирация — процесс движения воды через растение и её испарение через наружные органы растения, такие как листья, стебли и цветки.
Диапазон 280-2800нм не весь управляет фотосинтезом, поэтому был разработан термин PAR, который переводится как фотосинтетически активная радиация.
PAR =Вт/м2 (количество излучаемой энергии на 1 м2).
Кит Маккри в начале 70х вывел, что нужно измерять не энергию( W/m2), а количество фотонов, которые вызывают фотосинтез.
Нужно считать фотоны, а не энергию, для понимания эффективности фотосинтеза.
Рассмотрим современную терминологию.
PAR(photosynthetically active radiation) — фотосинтетически активное излучение (ФАР) обозначает диапазоны волн солнечного излучения от 400 до 700 нанометров, что фотосинтезирующие организмы способны использовать в процессе фотосинтеза. Все длины волн от 400 до 700 нм способствуют к фотосинтезу, кроме того, длины волн несут информация об эффективности передачи энергии падающих фотонов на фотосинтез.
Обычно PAR измеряется в микроль фотонов на метр2 в секунду(мкмоль фотонов м−2с−1), что обозначают как плотность фотосинтетического фотонного потока(PPFD).
PAR так же можно выражать в единицах энергии (интенсивность излучения, Вт/м2), это актуально при рассмотрении баланса энергии фотосинтезирующих организмов, но, поскольку фотосинтез является квантовым процессом, то в физиологии растений ФАР чаще всего выражают в единицах PPFD.
PPFD(photosyntheticphotonfluxdensity)– плотность фотосинтетического фотонного потока, выражается в единицах микроль фотонов на метр2 в секунду(мкмоль фотонов м−2с−1).
Можно задать логичный вопрос, чем отличается PAR от PPFD, ответ весьма прост, термин PPFD новый, и введен как более строгий, всегда означающий плотность фотосинтетического фотонного потока, в отличии от PAR, которые может означать как плотность фотосинтетического фотонного потока, так и интенсивность излучения.
PPF — фотосинтетический фотонный поток, суммарное число фотонов, излучаемых в секунду в диапазоне длин волн от 400 до 700 нм (мкмоль/с).
Важно помнить, что оба термина PAR и PPF показывают количество фотонов в диапазоне 400-700нм.
Последние исследования показывают, что помимо диапазона 400-700нм, на фотосинтез и рост растений влияет так же область, так называемого «ближнего инфракрасного излучения» и область ультрафиолета. Поэтому был введен термин PFD.
PFD(photon flux density) – плотность фотонного потока. Она уже включает область от 300 до 800нм. Выражается в единицах микроль фотонов на метр2 в секунду(мкмоль фотонов м−2с−1).